h2well-compact

Wasserstoff mit Wasserkraft aus der Ilm

Projekttitel:
Kompaktes Wasserstoffversorgungssystem für dezentrale Mobilitätsanwendungen – h2well-compact

Fördernde Einrichtung:
Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)

Projektdauer:
01.06.2021 – 31.05.2024

Leiter des Projekts:
Prof. Dr. Mark Jentsch

Projektpartner:
An dem Vorhaben sind neben der Professur Energiesysteme der Bauhaus-Universität Weimar die WIR!-Bündnispartner Kyros Hydrogen Solutions GmbH, Energieversorgung Apolda GmbH, Fraunhofer IKTS Hermsdorf, Höschel & Baumann Elektro GmbH, Imaginata e.V., IMG Electronic & Power Systems GmbH, MAXIMATOR GmbH und Rießner-Gase GmbH beteiligt. Assoziierte Partner sind die Stadt Apolda, die eurocylinder systems AG und das EnviroConsult Ingenieurbüro.

Am Projekt beteiligte Personen der Professur:
Prof. Dr. Mark Jentsch, Saskia Wagner B.Sc., Nicole Meyer M.Sc.

Projektbeschreibung

Im Forschungsvorhaben h2well-compact wird die dezentrale Wasserstofferzeugung und -Anwendung in der Mobilität erprobt. Die Bauhaus-Universität Weimar ist für die Gesamtkoordination des Vorhabens verantwortlich, an dem insgesamt neun Partner an der Entwicklung und Realisierung eines grünen H2-Versorgungssystems für dezentrale Anwendungen arbeiten. Das durch das BMBF im Rahmen des WIR!-Bündnisses h2-well Wasserstoffquell- und Wertschöpfungsregion Main-Elbe-LINK geförderte Vorhaben wird in Apolda umgesetzt. Die Kreisstadt des Weimarer Lands soll Vorbild werden für Orte mit ähnlichen Voraussetzungen für die lokale Wasserstofferzeugung und -Einbringung in die Mobilität.

Abb. 1 - Schaubild des integrierten Gesamtsystems zur dezentralen Wasserstofferzeugung an einer Kleinwasserkraftanlage mit Transportlogistik und Wasserstoffnutzung durch regionale Anwender.

 

Wasserstofferzeugung unter den spezifischen Bedingungen kleiner erneuerbarer Energieanlagen
Ein Ziel in h2well-compact ist es, einen PEM-Druckelektrolyseur auf die besonderen Bedingungen von kleinen Erneuerbaren-Energie-Anlagen anzupassen. Am Beispiel der Apoldaer Kleinwasserkraftanlage sollen hierfür mögliche Ansätze zur Systemdimensionierung von Elektrolyseanlagen im Zusammenspiel mit fluktuierender Energie aus erneuerbaren Quellen eruiert werden. Die Professur Energiesysteme bringt ihre Expertise in der Systemmodellierung bei der Entwicklung eines Tools zur Dimensionierung der Anlage und ihrer Komponenten ein. Ein mit der Dimensionierung verbundenes Ziel ist das Ausloten von unterschiedlichen Elektrolyse-Betriebsregimes, die sowohl auf die jeweiligen Ausgangsbedingungen zur Wasserstofferzeugung als auch an wechselnde Wasserstoff-Bedarfe adaptiert und darauf ausgelegt sind.

Reiner Wasserstoff für einen neu entwickelten Typus der H2-Betriebstankstelle
Der treibhausgasneutral erzeugte Wasserstoff soll unter anderem an eine neuartige Betriebstankstelle geliefert werden, deren Prototyp in h2well-compact entwickelt wird. An dieser sollen Brennstoffzellenfahrzeuge in Zukunft günstiger tanken können. Denn dank einer Hochdruck-speicher-Kaskade können die Wasserstoffdrucktanks der Fahrzeuge per Überströmen befüllt werden, ohne dass ein vor Ort installierter Verdichter zur Komprimierung des Gases nötig wäre – ein signifikanter Kostenpunkt bei konventionellen H2-Tankstellen.

Mobile Speicherung und Verdichtung für die flexible Wasserstoffauslieferung
Für die Auslieferung des Wasserstoffs konzipieren die Projektpartner eine mobile Speicherlösung, die über einen on-board-Verdichter verfügt, um die Hochdruckspeicher an der Tankstelle zu befüllen. Mit dieser flexiblen Lösung können unterschiedliche Abnehmer, zum Beispiel auch Industrieunternehmen, mit Wasserstoff beliefert werden. So soll die dem Projekt zugrundeliegende Vision verwirklicht werden, ein grünes H2-Versorgungskonzept mit kurzen und flexiblen Logistikketten zu konzipieren, von dem mehrere Infrastruktur- und Wirtschaftsbereiche profitieren.

Pop-up Ausstellung zum Wasserstoffversorgungssystem
Dank einer Pop-Up-Ausstellung, die im Rahmen des Vorhabens entworfen wird, können sich Interessierte anhand anschaulichen Exponaten zur Wasserelektrolyse und Brennstoffzellentechnologie über die in h2well-compact entwickelten H2-Innovationen informieren.