Seit dem Beginn von „H2Giga“ im Jahr 2021 haben mehr als 130 Projektpartner gemeinsam geforscht – darunter Elektrolyseurhersteller, Anlagenbauer und Forschungsinstitute. Ziel der Zusammenarbeit sei gewesen, Voraussetzungen für eine Serienfertigung von Elektrolyseuren zu schaffen.
Dr. Isabel Kundler, Koordinatorin des „H2Giga“-Projekts „Technologieplattform Elektrolyse“, sagt: „Die Roadmap ist kein Abschluss, sondern ein Startpunkt für die nächste Phase der Wasserstoffforschung. Wir haben jetzt Technologien, die in die Umsetzung gehen können, und gemeinsam mit allen H2Giga-Partnern haben wir die wichtigen Forschungsthemen identifiziert, mit denen dieser Prozess unterstützt und begleitet werden soll.“
Aufbau von Forschungsinfrastruktur
Im Rahmen des Projekts haben die Projektpartner unter anderem Technologien für serielle und automatisierte Produktionsprozesse für Elektrolyseure und deren Komponenten entwickelt. Zudem haben sie eine Forschungsinfrastruktur aufgebaut, die die Übertragbarkeit auf den industriellen Maßstab ermöglichen soll. Darüber hinaus haben sie an neuen Katalysatoren, Membranen und Stackdesigns für die Serienfertigung gearbeitet.
Mit diesen Ergebnissen soll zum Aufbau einer Wasserstoffwirtschaft und darüber hinaus zu den Zielen der Nationalen Wasserstoffstrategie (NWS) beigetragen werden.
Rahmenbedingungen für nationalen H2-Hochlauf
Nach Angaben der Projektbeteiligten wurden während der Laufzeit von „H2Giga“ erste Anlagen zur Erforschung der automatisierten Fertigung von Stacks mit jährlichen Erzeugungskapazitäten im GW-Bereich errichtet. Bis zum Jahr 2030 soll so eine Produktionskapazität von mehr als 20 GW pro Jahr erreicht werden.
Laut der Roadmap werde dieser nationale Wasserstoffhochlauf von einem zunehmend internationalen Wettbewerbsumfeld begleitet. Eine Herausforderung dabei seien kostengünstigere Produkte aus China. Zudem sei grüner Wasserstoff derzeit noch teurer als fossile Energieträger.
Forschungs- und Entwicklungsbedarfe für Wasserelektrolyse
Gleichzeitig benennt die Roadmap Forschungs- und Entwicklungsbedarfe für die Wasserelektrolyse, die auf die NWS einzahlen sollen. Sowohl für die alkalische Elektrolyse (AEL) als auch für die Protonenaustauschmembran-Elektrolyse (PEM) werden unter anderem die Erforschung des Betriebs unter realen Bedingungen im industriellen Maßstab fokussiert.
Bei den Technologien der Hochtemperatur-Elektrolyse (HTEL) und der Anionenaustauschmembran-Elektrolyse (AEM) stünden dagegen die Entwicklung von Materialien sowie die Erweiterung der Lebensdauer und Robustheit im Betrieb im Fokus.
Als technologieübergreifendes, jedoch insbesondere die PEM betreffendes Thema, nennt die Roadmap die geplanten regulatorischen Einschränkungen für perfluorierte Materialien (PFAS). Im Rahmen dessen seien die Untersuchung des Austrags und die Entwicklung von Gegenmaßnahmen vorgesehen.
Technische und nicht-technische Handlungsempfehlungen
Die Roadmap liefert zudem Handlungsempfehlungen, die auf die Weiterentwicklung der Wasserelektrolyse für den GW-Maßstab abzielen sollen.
So beinhalten die technischen Handlungsempfehlungen beispielsweise Elektrolyse-Forschungsprojekte, die auf „H2Giga“ aufbauen sollen. Das Ziel dabei: Die Betriebsstabilität zu erhöhen. Die nicht-technischen Handlungsempfehlungen umfassen unter anderem die Reduktion von Bürokratie im Genehmigungsprozess von Elektrolyseanlagen sowie die Diversifizierung der Zuliefererstruktur.
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