Wasserstofftechnologien

Wasserstoff wird in einem künftigen Energie- und Wirtschaftssystem eine bedeutende Rolle spielen: als Energieträger und als Rohstoff. Nur mit Wasserstoff kann es gelingen, industrielle Produktion, Wärmeerzeugung und Mobilität klimaneutral darzustellen, bei gleichzeitiger Reduzierung geostrategischer Abhängigkeiten.

Allein für Deutschland wird für 2050 ein Wasserstoffbedarf von 400 TWh pro Jahr erwartet. Dies entspricht fast der gesamten derzeitigen Stromproduktion. Es ist deshalb überaus wichtig, dass alle Wasserstofftechnologien stabil, robust, skalierbar und vor allem kostengünstig sind. Genau hier leistet das Fraunhofer IKTS seinen Beitrag.

Wasserstoff ist nur dann klimaschonend, also grün, wenn er aus erneuerbaren Energien hergestellt wird. Die wichtigste Technologie dazu ist die Elektrolyse, die sich hervorragend zur Kopplung mit Windkraft und Photovoltaik eignet. Das IKTS hat jahrzehntelange Erfahrung in der Entwicklung und dem Bau elektrochemischer Reaktoren zur Herstellung und Nutzung von Wasserstoff. Daher ist die industrielle Elektrolyse eines der wichtigsten Betätigungsfelder.

Die einfache Speicherung und der Transport von Wasserstoff in Rohrleitungen machen seinen Einsatz attraktiv für die schwere Mobilität und die industrielle Anwendung. Das IKTS unterstützt hier mit solider werkstoffwissenschaftlicher Expertise sowie Mess- und Prüftechnik für die Überwachung von Tanks und Pipelines.

Die vielfältigsten Beiträge leistet das IKTS zur Wasserstoffnutzung: sei es die Umwandlung von Wasserstoff in chemische Energieträger oder Grundchemikalien, die Rückverstromung in Brennstoffzellen oder die direkte energetische Nutzung in thermischen Prozessen oder der Stahlindustrie. Das IKTS entwickelt und demonstriert diese Technologien mit umfangreicher Systemkompetenz sowie Prototypen- und Testkapazität. Das Fraunhofer IKTS mit seiner umfassenden Kompetenz und seinen zahlreichen spezialisierten Standorten und technischen Einrichtungen ist ein europaweit führender Partner über die gesamte Nutzungskette heutiger und künftiger Wasserstofftechnologien.

Themen

 

Wasserstofferzeugung

Wasserstoff, der mit Strom aus erneuerbaren Energien produziert wird, ist ein Schlüsselelement für die Energiewende. Er ist ideal für die Sektorkopplung und trägt damit zur Defossilisierung der Energieversorgung bei. Das Fraunhofer IKTS entwickelt verschiedene Technologien für die Herstellung von grünem Wasserstoff.

 

Elektrolyse

Grüner Wasserstoff kann u. a. über Elektrolyse­verfahren erzeugt werden. Dabei hat jedes Verfahren spezifische Vorteile, die für bestimmte Einsatzszenarien zum Tragen kommen. Das Fraunhofer IKTS ist ein führender Entwickler in der Hochtemperatur- und Membran-Elektrolyse.

 

Wasserstoffnutzung

Grüner Wasserstoff lässt sich in einem zukünfti­gen Energiesystem vielfältig nutzen. Neben der direkten energetischen Anwendung in der Mobilität kann Wasserstoff in Industriepro­zessen dazu beitragen, CO2-Emissionen vorteil­haft zu nutzen bzw. vollständig zu vermeiden. Das IKTS entwickelt Schlüsselkomponenten und Verfah­renskonzepte.

 

Wasserstoffspeicherung und Transport

Um das Potenzial von Wasserstoff zukünftig nutzen zu können, bedarf es einer zuverlässigen und durchgängigen Speicher- und Transportinfrastruktur. Das Fraunhofer IKTS stellt dafür geeignete Sicherheits- und Messtechnik sowie Monitoringkonzepte für Tanks und Pipelines bereit.

 

Vorlaufforschung

Neben fertigungsreifen Entwicklungen sowie dem Transfer von anwendungsreifen Forschungs­ergebnissen betreibt das Fraunhofer IKTS auf dem Gebiet der Wasserstofftechnologien auch Vorlaufforschung im Hinblick auf eine spätere industrielle oder kommerzielle Anwendung.

 

Kompetenzen

Das Fraunhofer IKTS besitzt im Bereich der Wasserstofftechnologien umfangreiches Know-how entlang der gesamten Wertschöpfungskette: vom Material über einzelne Schlüsselkomponenten bis zum System. Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen sowie zuverlässige Mess- und Monitoringkonzepte runden das Portfolio ab.

Kooperationsmodelle
 

Innovation und Entwicklung sind Bausteine für eine erfolgsversprechende Unternehmenszukunft. Um Wettbewerbsvorteile zu generieren, bietet Fraunhofer maßgeschneiderte Kooperationsmöglichkeiten für die bestmögliche Form der Zusammenarbeit für kleine und mittlere Unternehmen. Damit können Entwicklungskompetenzen vom Kunden kurzfristig und bedarfsorientiert abgerufen und genutzt werden.