Living Lab Energy Campus

Das LLEC bietet die Möglichkeit, die zu erwartenden Wechselwirkungen in zukünftigen Energiesystemen schon jetzt zu analysieren und aufzuklären. Damit können bereits gegenwärtig maßgeschneiderte Lösungen für die Zukunft entwickelt und erprobt werden.
Der Fokus der Arbeiten des Teams Wasserstoffproduktion richtet sich darauf, welche Aufgaben Wasserstoff als Energieträger und Transportmedium in unserem – zukünftig sektorgekoppelten – Energiesystem übernehmen kann.

WASSERSTOFFPRODUKTION: FORSCHUNGSTHEMEN IM LLEC

Wasserstoff wird mit Hilfe regenerativer elektrischer Energie aus Wasser erzeugt. Dies geschieht in eigens entwickelten Elektrolyseuren der nächsten Generation, die bei hoher Effizienz dynamisch betrieben werden können. Dies unterscheidet die am Forschungszentrum entwickelten und aufgebauten Zellstapeln (oder auch Stacks genannt) von denen, die derzeit kommerziell erhältlich sind.

Die Forschung richtet sich auf die Steigerung der Effizienz, um so möglichst viel Wasserstoff mit vergleichsweise geringem Energieeinsatz erzeugen zu können. Gleichzeitig soll die Leistungsdichte und die Haltbarkeit der Zellstapel gesteigert werden, da so die Kosten für den Bau und den Betrieb von Elektrolysesystemen gesenkt werden können. Die Einbettung in das LLEC Gesamtsystem nimmt dabei eine zentrale Rolle ein, da nur so die Wechselwirkungen zwischen den unterschiedlichen Energiewandlern verstanden werden können. So stellen sich im Zusammenspiel der Komponenten andere Anforderungen an die erforderliche Dynamik der Leistungsanpassung im Elektrolyseur. Zudem erfordert die Nutzung unterschiedlicher Speichertechnologien bspw. eine Anpassung des Betriebsdruckes. Neben diesen leicht nachvollziehbaren Wechselwirkungen werden sich aber noch zahlreiche weitere Interdependenzen bei der Analyse und Weiterentwicklung dieses komplexen Energiesystems ergeben.

Mit der Elektrolyse Testplattform im LLEC verfügt das Forschungszentrum über eine einzigartige Plattform, mit der schon jetzt die Wandlung elektrischer Energie in einen chemischen Energieträger (Sektorkopplung: Strom zu Wasserstoff) im technischen Maßstab unabhängig von Herstellern untersucht werden kann. Damit steht dem Projektverbund und der Gesellschaft eine uneingeschränkte und besonders wertvolle Datenbasis zur Weiterentwicklung gekoppelter komplexer Systeme zur Verfügung.

WASSERSTOFFPRODUKTION: DEMONSTRATORANLAGE IM LLEC

Es steht eine Testplattform zur Untersuchung von Elektrolyse Zellstapeln (so genannten Stacks) mit einer Protonen-Austausch-Membran (kurz PEM-Technik) zur Verfügung. Damit können Stacks aus eigener Entwicklung aber auch von anderen Herstellern hinsichtlich ihrer Leistungsfähigkeit (bis max. 400 kW) im Verbund des LLEC getestet werden. Eine besondere Bedeutung fällt hierbei der Anbindung an eine Pipeline zum Transport und zur Speicherung des Wasserstoffs zu. Dadurch kann bei laufenden Charakterisierungen der erzeugte Wasserstoff auch wieder energetisch genutzt werden.

Mit der Erzeugung von Wasserstoff wird elektrische Energie in einen dauerhaft speicherbaren Energieträger bzw. Rohstoff überführt. Damit kann nun erneuerbare Energie in Form eines chemischen Energieträgers über lange Zeit gespeichert werden.