Wasserstoff: Deutschlands erster Teststand für Elektrolyseure entsteht

© Fraunhofer IMWS, Michael Deutsch

Leuna – Die in der Region Leuna ansässige Chemieindustrie benötigt für die Produktion große Mengen an Wasserstoff. Damit verbunden sind bisher hohe CO₂-Emissionen. Das soll sich auch mit Hilfe des ersten Teststands für Elektrolyseure ändern.

Mit der Elektrolysetest- und -versuchsplattform ELP am Chemiestandort Leuna wollen das Land Sachsen-Anhalt und die Fraunhofer-Gesellschaft gemeinsam mit der Industrie neue Maßstäbe setzen. Grüner Wasserstoff soll in Zukunft im Großmaßstab produziert und in die Stoffstrom-Prozesskette eingebunden werden. Der Spatenstich erfolgt Mitte 2020, die neue Anlage wird schon 2021 in Betrieb gehen.

Hoher Wasserstoffbedarf am Chemiestandort Leuna in Sachsen-Anhalt
Rund 100 000 Normkubikmeter Wasserstoff pro Stunde benötigt die Mitteldeutsche Chemieregion, hauptsächlich am Industriestandort Leuna für ihre chemischen Prozesse. Bislang wird der benötigte Wasserstoff konventionell aus Erdgas gewonnen. Doch das soll sich in Zukunft ändern. Mit einer einzigartigen Forschungseinheit, der Fraunhofer Elektrolysetest- und -versuchsplattform ELP, werden zukünftig innovative Technologien zur Erzeugung von regenerativem Wasserstoff im Großmaßstab mit einer bereits bestehenden, exzellenten Infrastruktur an Gaspipelines und Gasspeichern am Chemiestandort Leuna zusammengeführt.

Neue Elektrolysesysteme für die Industrie notwendig – Skalierungseffekte nutzen
Die Entwicklung und Skalierung von neuen Elektrolysesystemen für „grünen“ Wasserstoff und deren chemische Nutzung ist ein Schwerpunkt des gemeinsamen Projekts vom Fraunhofer-Zentrums für Chemisch-Biotechnologische Prozesse CBP in Leuna und dem Fraunhofer-Institut für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen IMWS in Halle (Saale). Armin Willingmann, Wirtschaftsminister von Sachsen-Anhalt sagte anlässlich der Übergabe der Zuwendungsbescheide: „Grüner Wasserstoff ist ein zentrales Puzzleteil der Energiewende und bietet obendrein riesiges Potenzial für den Strukturwandel nach dem Kohleausstieg. Der Standort Leuna hat durch Knowhow und Infrastruktur beste Voraussetzungen, um zum Nukleus einer deutschen Wasserstoff-Wirtschaft zu werden.“ Notwendig sei, die Erzeugung von Wasserstoff mithilfe erneuerbarer Energien im industriellen Maßstab zum Erfolg zu führen. Der vom Land geförderte Aufbau der beiden Pilotanlagen, an denen auch die Wirtschaft maßgeblich beteiligt ist, schaffe hierfür die Basis, so der Minister.

Pilotanlage und deutschlandweit erster Teststand für Elektrolyseure im industriellen Maßstab
Mit der ELP soll der Standort für die industrielle Umsetzung von Verfahren zur Herstellung von „grünem“ Wasserstoff vorbereitet werden. Elektrolyseure und Syntheseverfahren werden weiterentwickelt und auf fluktuierenden Betrieb angepasst, so ein Ziel. Dabei kommt es den Forscherinnen und Forschern vor allem auf die Abbildung realer Betriebsbedingungen an, die anwendungsnahe ingenieurstechnische Daten zur Auslegung und zur Kostenschätzung der Systeme liefern.

An die Herstellung von Wasserstoff oder Synthesegas über Co-Elektrolyse von Wasser und Kohlenstoffdioxid in der ELP knüpft direkt die Errichtung der Skalierungsplattform Hy2Chem an. Diese ermöglicht die Nutzung der regenerativ erzeugten Gase zur Synthese von Basischemikalien und Kraftstoffen in nachhaltigen Syntheseprozessen erstmals im großen Maßstab. Mit der Elektrolyseplattform steht der deutschlandweit erste Elektrolyseteststand zur Verfügung, der vollständig in ein Stoffstromnetz der Chemieindustrie integriert ist. Elektrolyseure bis zu einer Leistung von 5 Megawatt können hier systemisch getestet werden. Der Wasserstoff wird in das Pipelinesystem des Kooperationspartners Linde eingespeist.