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Wasser als kritische Ressource für die Wasserstofferzeugung - Vortrag bei Netzwerktreffen CleanRiverSolutions

Authors:

Abstract

Der Aufbau einer Wasserstoffwirtschaft bietet die Chance klima- und energiepolitische Ziele zu erreichen. Die Umsetzung und Realisierung mittels Power-to-Gas(PtG)-Anlagen sind von Wechselwirkungen zwischen den erforderlichen Ressourcen und der Energiewirtschaft abhängig. Insbesondere die Ressource Wasser wird durch die Realisierung mittels Elektrolyse beeinflusst. In der vorliegenden Studie werden der Ausbau von PtG-Anlagen in Mitteldeutschland dargestellt, der Wasserbedarf analysiert und mit der regionalen Wasserverfügbarkeit ins Verhältnis gesetzt. Das Aufkommen von Wasserstress in Mitteldeutschland durch PtG-Anlagen ist über 2030 hinaus kaum ersichtlich, jedoch zeichnet sich die Verstärkung bereits lokal vorhandener Wasserdefizite ab. Als positive Entwicklung für das Wasserdargebot wurde der Braunkohleausstieg identifiziert. Gleichwohl ist die Modellregion von Trockenheit betroffen, weshalb ein nachhaltiges Wassermanagement unerlässlich ist.
© Fraunhofer IFF, Magdeburg 2022
Prof. Dr. Julia C. Arlinghaus
1
01 Fraunhofer IFF
Zahlen. Daten. Fakten.
02 Wasserstoffstrategien
Überblick über die Zielsetzungen
03 Elektrolysetechnologien
Aufbau und Anforderungen
04 Wasserverbrauchsstudie
Randbedingungen, Analyse, Ausblick
Netzwerktreffen CleanRiverSolutions, Magdeburg, den 05. Juli 2022
S. Jentsch, M. Scheffler, T. Birth
H2O
H2
Fraunhofer-Institut für Fabrikbetrieb und -automatisierung IFF
Wasser als kritische Ressource für die Wasserstofferzeugung
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Prof. Dr. Julia C. Arlinghaus
2
Fraunhofer-Institut für Fabrikbetrieb und -automatisierung IFF
Über das Institut
Gründung des Fraunhofer IFF
Im Jahr 1992, Fertigstellung des VDTCs im Jahr 2006.
Technologie- und Forschungspartner IFF
Gemeinsam gestalten wir die Zeitenwende hin zu Digitalisierung und
Automatisierung. Unser Ziel: Forschung für nachhaltige Entwicklungen im Sinne
ökologisch intakter, ökonomisch erfolgreicher und sozial ausgewogener
Wertschöpfungsketten.
Fertigungsmess-
technik und digitale
Assistenzsysteme
Robotersysteme Logistik- und
Fabriksysteme
Energiesysteme
und Infrastrukturen
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3
Fraunhofer-Institut für Fabrikbetrieb und -automatisierung IFF
Abteilung Energiesysteme und Infrastrukturen
Digitale Werkzeuge für
integrierte Infrastrukturen
(DWI²)
Digitale Systeme für
industrielle Prozesse und
Anlagen (DIPA)
Energie- und Ressourcen-
effiziente Systeme
(ERS)
Energiesysteme und Infrastrukturen (ESI)
Sprecher: Prof. Dr.-Ing. Przemyslaw Komarnicki
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4
Fraunhofer-Institut für Fabrikbetrieb und -automatisierung IFF
Energie- und Ressourceneffiziente Systeme
Power-to-X (PtX)
Umwandlung, Speicherung und sektoren-
übergreifende Nutzung regenerativer Energien
Energieeffizienzbewertung
und -optimierung (EEO)
Effizienzbewertung und -optimierung von Anlagen
und Prozessen mittels Kennzahlen und Simulation
Energie- und Ressourceneffiziente Systeme (ERS)
Leiter: Prof. Dr.-Ing. Torsten Birth
Ressourceneffizienz und
-rückgewinnung (REf)
Nachhaltige Reststoffverwertung
und Ressourcenrückgewinnung
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5
01 Fraunhofer IFF
Zahlen. Daten. Fakten.
02 Wasserstoffstrategien
Überblick über die Zielsetzungen
03 Elektrolysetechnologien
Aufbau und Anforderungen
04 Wasserverbrauchsstudie
Randbedingungen, Analyse, Ausblick
Netzwerktreffen CleanRiverSolutions, Magdeburg, den 05. Juli 2022
S. Jentsch, M. Scheffler, Prof. T. Birth
H2O
H2
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Wasser als kritische Ressource für die Wasserstofferzeugung
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Wasser als kritische Ressource für die Wasserstofferzeugung
Wasserstofferzeugung im Überblick weltweit
Weltweite Entwicklung
TE-Szenarios:
für das Jahr 2050
eine Produktionsmenge
von weltweit rund
160 Millionen Tonnen
von grünen Wasserstoffs
prognostiziert
erwartete
Produktionskapazität
nach dem Referenzszenario
voraussichtlich bei
25 Millionen Tonnen
0,6 10
30
40
80
1,2 9
25 25
160
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
2015 bis 2018 2030 (PE-Szenario)¹ 2030 (TE-Szenario)² 2050 (PE-Szenario)¹ 2050 (TE-Szenario)²
Produktion in Mio. Tonnen
Blauer Wasserstoff Grüner Wasserstoff
Abb. 1: Produktion von Wasserstoff weltweit von 2015 bis 2018 und Produktionsziele nach Wasserstofftyp bis 2050 (in Millionen Tonnen) [1]
¹ "Planned Energy Scenario" (PES): Beschreibt das Referenzszenario auf Grundlage bestehender nationaler Energiestrategien, -ziele und der aktuellen
energiepolitischen Agenda (Stand 2019).
² "Transforming Energy Scenario" (TES): Umfasst ein Szenario der nahezu vollständigen Energieversorgung auf Grundlage erneuerbarer Energien, höherer
Energieeffizienz und der garantierten Einhaltung der Klimaziele (insbesondere der Begrenzung des globalen Temperaturanstiegs auf ein Niveau von 1,5
°
C bis
maximal 2
°
C).
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Wasser als kritische Ressource für die Wasserstofferzeugung
Europäische Wasserstoffstrategie
2020 2024
Elektrolyseleistung > 6 GW
Erzeugung von bis zu 1 Mio. t
erneuerbaren Wasserstoffs
2025 2030 2030 2050
Kurz- und Mittelfristig Nutzung CO2-armen
Wasserstoffs
Ausbau großer Elektrolyseure bis 100 MW
Nachrüstung bestehender Anlagen zu
fossilen Wasserstoffproduktion mit CO2-
Abscheidern
Schaffung einer EU-weiten
Logistikinfrastruktur
Massive Erhöhung der Stromerzeugung
aus erneuerbaren Energiequellen
Nutzung von Wasserstoffbasierten
Technologien in Luft- und Schifffahrt
Errichtung von bis zu 400 kleinen
H2-Tankstellen
Elektrolyseleistung > 40 GW
Erzeugung von bis zu 10 Mio. t
erneuerbaren Wasserstoffs
Nutzung von Wasserstoff
in bisher schwer zu
dekarbonisierenden Sektoren
Schaffung eines europäischen
Wasserstoffmarktes
Veröffentlicht am 08.07.2020
[2]
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Wasser als kritische Ressource für die Wasserstofferzeugung
Nationale Wasserstoffstrategie
Veröffentlicht am 10.06.2020
Aktueller H2-Verbrauch 55 TWh
H2-Bedarf in 2030 90-110 TWh
Küstenregionen haben hohes
Potenzial für eine industrielle
H2-Produktion
Speicherkapazität aller
Kavernen 28 TWh
Prognostizierter
Bedarf bis 2030
90 - 110 TWh
Zug-, Bus-,
Flugverkehr
H2-basierte
Stahlindustrie
Petro-
chemie
2020 2030
Elektrolyseleistung
von bis zu 5 GW
Elektrolyseleistung in der
Kraftstoffproduktion von
2 GW
2030 2040
Elektrolyseleistung
von bis zu 10 GW
Bildung eines nationalen Wasserstoffrats zur Überwachung
der geplanten Entwicklung
Investitionen in Forschung und Ausbildung von Fachkräften
Entwicklung einer Transport- und Verteilinfrastruktur
Sicherstellung der Wettbewerbsfähigkeit von H2durch
CO2-Bepreisung und „Carbon Contracts for Difference“
Strom zur Produktion von Wasserstoff soll von Steuern,
Abgaben und Umlagen befreit werden
[3]
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9
Bildung einer „Koordinationsstelle Wasserstoff“
Förderung von H2-Produktion, -Infrastruktur, -Verkehr und Forschung
Ausbau eines Versorgungsnetzes
2021 2030
Elektrolyseleistung von min. 1 GW
Jährliche Produktion von 5 GWh H2
Bau von jeweils 5 GW Wind-
und PV-Anlagen
2030 2040
Deckung des eigenen H2-Bedarfs
Bau von jeweils 5 GW Wind- und PV-
Anlagen
Kapazitäten zur Produktion von grünem H2 in industriellem Maße vorhanden
Es existiert bereits eine auf grauem H2 basierende Industrie
Wasser als kritische Ressource für die Wasserstofferzeugung
Wasserstoffstrategie Sachsen-Anhalt
Veröffentlicht am 11.05.2021
[4]
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01 Fraunhofer IFF
Zahlen. Daten. Fakten.
02 Wasserstoffstrategien
Überblick über die Zielsetzungen
03 Elektrolysetechnologien
Aufbau und Anforderungen
04 Wasserverbrauchsstudie
Randbedingungen, Analyse, Ausblick
Netzwerktreffen CleanRiverSolutions, Magdeburg, den 05. Juli 2022
S. Jentsch, M. Scheffler, T. Birth
H2O
H2
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Wasserbedarf [kgH2O/kgH2]
PEM AEL HTEL
10 - 14,6 9,5 - 11,2 16,28
Wasser als kritische Ressource für die Wasserstofferzeugung
Wasserstoffproduktion mittels Elektrolyse - Wasserbedarfe und Qualitätsanforderungen
AEL -
Alkalische
Elektrolyse
PEM -
Proton-
Exchange-
Membran -
Elektrolyse
SOEC -
Solid-Oxid -
Elektrolyse
Spaltung von Wasser: 8,94 kg H2O in 1 kg H2 und 7,94 kg O2
39,41 kWh/kg H2 (η= 100 %), 55 kWh/kg H2 (η= 60 %, bei Ely.)
Leitfähigkeit [µS/cm]
PEM AEL HTEL ASTM
Reinstwasser
ASTM
Reinwasser (II)
<2 <5 <2 <0,056 <1
Abb. 2: Grundprinzipen der Alkalischen Elektrolyse, Proton-Exchange-Membran-Elektrolyse, sowie der Solid-Oxid-Elektrolyse [5]
Tab. 1: Wasserbedarfe der Elektrolysetechnologien [6]
Tab. 2: Qualitätsanforderungen an das Wasser [6]
2 mol H2O (l) 2 mol H2(g) + 1 mol O2(g)
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Sachsen
Sachsen
-Anhalt
Brandenburg/
Berlin
Thüringen
GWK
Ergiebigkeit
wenig ergiebig,
bedeutende
Vorkommen nur
im Tiefland
sehr divers,
Mittelgebirge
wenig ergiebig,
bedeutende
Vorkommen im
Tiefland
bedeutende
Vorkommen
aufgrund von
überwiegendem
Lockergestein
kaum
bedeutende
Vorkommen,
geringe
Ergiebigkeit
aufgrund
geologischer
Verhältnisse
GWK
Minerali
-
sation
größtenteils
niedrig
variiert, generell
höher
keine großen
Schwankungen,
generell höher und
Neigung zur
Versalzung
größtenteils
hoch
GWK
Neubildung
hoch in
Gebirgen,
keine auffallend
niedrigen Raten
sehr trockene
Region, große
zusammen
-
hängende
Gebiete mit
extrem niedriger
Rate
niedrige Rate, sehr
homogen, keine
extremen Regionen
sehr divers, hoch
in Gebirgen,
Thüringer Becken
sehr trockene
Region mit
niedriger Rate
GWK
Zustand
7 % in
mengenmäßig
schlechtem
Zustand, 50 %
in chemisch
schlechtem
Zustand
2,5 % in
mengenmäßig
schlechtem
Zustand
7,5 % in
mengenmäßig
schlechtem
Zustand, 22 %
in chemisch
schlechtem
Zustand
kein GWK in
mengenmäßig
schlechtem
Zustand,
31 % in chemisch
schlechtem
Zustand
Berlin Brandenburg Sachsen Sachsen-
Anhalt
Thüringen
in [1.000 m³]
Wassergewinnung
insgesamt
154.701
232.170
121.509
118.274
Grundwasser
136.371
62.361
56.129
50.197
Quellwasser
11.965
725
15.238
Uferfiltrat
14.730
56.090
3.512
angereichertes
Grundwasser
3.600
8.385
13.104
188
Talsperrenwasser
91.393
47.980
52.651
Flusswasser
1 976
59
Berlin Brandenburg Sachsen Sachsen-
Anhalt
Thüringen
in [1.000 m³]
Wassergewinnung
insgesamt
314.909
496.228
352.409
267.900
58.685
Grundwasser
4.101
273.790
238.404
74.211
16.239
Quellwasser
23
574
51
637
Uferfiltrat
7.622
1.859
2.560
1.033
angereichertes
Grundwasser
25.450
19.272
15.341
170
See
-und
Talsperrenwasser
43.107
5.978
34.364
50.253
4.535
Flusswasser
267.695
183.252
57.117
123.829
35.915
andere Wasserarten
6
114
819
1.655
156
Wasser als kritische Ressource für die Wasserstofferzeugung
Wasserressourcen in der Modellregion Mitteldeutschland
Tab. 3: Zusammenfassung der Merkmale der Wasserressourcen (GWK - Grundwasservorkommen) [6]
Tab. 4: Wassergewinnung der nicht-öffentlichen Wasserversorgung 2016 [7]
Tab. 5: Wassergewinnung der öffentlichen Wasserversorgung 2016 [7]
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Wasser als kritische Ressource für die Wasserstofferzeugung
Wasserressourcen in der Modellregion Mitteldeutschland
Abb. 3: Grundwasserneubildungsrate [8] Abb. 4: Ergiebigkeit der Grundwasserressourcen [9]
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Wasser als kritische Ressource für die Wasserstofferzeugung
Randbedingungen
Klima
Extremwetterereignisse
Temperaturerhöhung
Insgesamt Rückgang der Niederschläge
Landwirtschaft und Industrie
Zunahme landwirtschaftlicher Bewässerung
Ansiedlung von Betrieben um Elektromobilität
Braunkohleausstieg 2038
Bevölkerungsentwicklung
Bevölkerungsrückgang
Urbanisierung
Abb. 5: Bewässerungsbedürftigkeit [mm] Winterweizen
1990-2006 (links) und 2021-2040 (rechts) [10]
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Wasser als kritische Ressource für die Wasserstofferzeugung
Gegenüberstellung von PtG-Ausbau und Wasserverfügbarkeit
Brandenburg
Stand
Technik
Leistung
Cottbus
- BTU
in Betrieb
AEL
145 kW
Falkenhagen
- Uniper
Energy
in Betrieb
AEL
2000 kW
Berlin Schönefeld
TOTAL GmbH
in Betrieb
AEL
500 kW
Prenzlau
- ENERTRAG AG
in Betrieb
AEL
500 kW
Sachsen
-Anhalt
Stand
Technik
Leistung
Magdeburg
-
IGP Demo
-medVer
und MMH2P
in Betrieb
PEM
5 / 14 kW
Magdeburg
- OVGU
in Betrieb
PEM
< 1 MW
Magdeburg Max
-Plank
in Betrieb
AEL
< 1 MW
Thüringen
Stand
Technik
Leistung
Heubisch
-
AVX/KUMATEC
in Betrieb
AEL
75 kW
Zeichen
Wasserbedarfsermittlung
Elektrolyse
x
I
angenommener
Strombedarf
55
[kWh/kg
H2]
x
H2O
Wasserbedarf
theoretisch
9
,0
[H
2O/kgH2]
Wasserbedarf
real min./max.
min
.
max
.
PEM
10
,0
14
,6
PEM
AEL
9
,5
11
,2
AEL
P
PtG
Elektrolyseleistung
[kW]
t
Betriebsstunden
2
.000/ 4.000/ 6.000
[h]
Input Energie (y)
Produzierte Wasserstoffmenge (x
H2)
Wasserbedarf (W)
𝒚 = 𝑷𝑷𝒕𝑮 𝒕 𝑧 = 𝑦
𝑥𝐼
𝑊 = 𝑧 𝑥𝐻2𝑂
0
1000
2000
3000
4000
5000
2000 4000 6000
Wasserverbrauch [m³]
Betriebsstunden
theoretischer Verbrauch minimaler Verbrauch maximaler Verbrauch
Tab. 6: Übersicht über die Power-to-Gas Anlagen in Mitteldeutschland (Stand 2021, eigene Erhebung) [6]
Tab. 7: Leistungsannahmen für die Berechnung des Wasserverbrauchs [6]
Abb. 6: Wasserbedarfsermittlung bestehender PtG-Anlagen in Mitteldeutschland [6]
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Wasser als kritische Ressource für die Wasserstofferzeugung
Geplante PtG-Anlagen in der Modellregion
Projekt
Ort
Technik
Leistung
Brandenburg
Energiewendelabor
Ketzin
k.A.
k.A.
MEKS
Sperenberg
k.A.
5 MW
PV
-Kraftwerk Klosterdorf
Klosterdorf (Brandenburg)
k.A.
k.A.
Referenzkraftwerk Lausitz
Spremberg
PEM
bis 100 MW
Graforce Pilotanlage
Berlin (Hohen Neuendorf oder Waßmannsdorf
PEM
k.A.
Reallabor der Energiewende in der Lausitz
Cottbus, Spremberg, Lübbenau und Lübben
k.A.
k.A.
Sachsen
SynLink
Dresden
SOEC
VNG Grimma
Grimma
k.A.
k.A.
Sachsen
-Anhalt
Altmarkenergie
Magdeburg
k.A.
k.A.
Energiepark Bad Lauchstädt
Bad Lauchstädt
k.A
.
35 MW
Linde
Leuna
PEM
24 MW
HYPOS
- Megalyseurplus
Leuna
PEM
1,25 MW
Energieregion Straßfurt 2020
Straßfurt
k.A.
k.A.
E
-CO2MET
Leuna
SOEL
k.A.
Grüner Wasserstoff aus Zerbst
Zerbst
k.A.
k.A.
TRAINS
Dessau
-Roßlau
k.A.
k.A.
Windpark
-Sektorenkopplung Dardesheim
Dardesheim
k.A.
k.A.
GreenHydroChem
Mitteldeutsches Chemiedreieck
Leuna
PEM
50 MW
Tab. 8: Geplante PtG-Anlagen in der Modellregion Mitteldeutschland (Stand 2021, eigene Erhebung) [6]
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Wasser als kritische Ressource für die Wasserstofferzeugung
Bewertung des Wasserverbrauchs mit Hinblick auf den PtG-Ausbau
0
500000
1000000
1500000
2000000
2500000
3000000
Brandenburg Sachsen Sachsen-Anhalt Thüringen
Wasserverbrauch [m³]
PtG 2020 PtG 2030 PtG 2050
2020
Brandenburg
Sachsen
Sachsen-
Anhalt
Thüringen
Wasserbezug
[m³]
650.929.000
584.579.000
389.409.000
176.959.000
Dargebot
[m³]
2.647.572.530
4.527.650.040
185.525.3190
3.906.051.440
Index
24,6
12,9
21,0
4,5
2030
Wasserbezug
[m³]
654.576.412
584.747.062
392.436.654
178.536.862
Dargebot
2.647.572.530
4.527.650.040
1.855.253.190
3.906.051.440
Index
24,7
12,9
21,2
4,6
2050
Wasserbezug
[m³]
515.274.802
406.118.053
354.537.510
179.735.235
Dargebot
2.647.572.530
4.527.650.040
1.855.253.190
3.906.051.440
Index
19,5
9,0
19,1
4,6
Kalkulierter hinfälliger Wasserverbrauch
der Braunkohleindustrie pro Jahr
40 Mio. m³ Sachsen-Anhalt
140 Mio. m³ Brandenburg
180 Mio. m³ Sachsen
Tab. 10: Veränderung des Wassernutzungsindex unter Berücksichtigung des Wasserverbrauchs durch PtG-Anlagen,
inkl. weiterer Randbedingungen (Kohlekraftwerke, Landwirtschaft, E-Mobilität) [6]
2020
Brandenburg
Sachsen
Sachsen-
Anhalt
Thüringen
Index
24,6
12,9
21,0
4,5
2030
Index
24,6
12,9
21,1
4,5
2050
Index
24,6
12,9
21,1
4,6
Tab. 9: Veränderung des Wassernutzungsindex unter Berücksichtigung des Wasserverbrauchs durch PtG-Anlagen
Abb. 7: Kalkulierter Wasserverbrauch für die Elektrolyse zur Wasserstoffproduktion [6]
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Wasser als kritische Ressource für die Wasserstofferzeugung
Ausblick
Abb. 8: Prozessschaubild zur Auswertung der Wasserverfügbarkeit (eigene Darstellung)
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MARCEL SCHEFFLER
M.ENG.
Expert Engineer
Wasserstoffpotentiale
marcel.scheffler@iff.fraunhofer.de
SEBASTIAN JENTSCH
M.SC.
Research Scientist
Wasserinfrastrukturplanung
Fraunhofer-Institut für Fabrikbetrieb und -automatisierung IFF
Abteilung Energiesysteme und Infrastrukturen
Energie- und Ressourceneffiziente Systeme
Sandtorstraße 22, 39106 Magdeburg, Germany
Telefon +49 (0) 391/4090-727
Sebastian.jentsch@iff.fraunhofer.de
http://www.iff.fraunhofer.de
TORSTEN BIRTH
PROF. DR.-ING.
Leiter Energie- und Ressourcen-
effiziente Systeme
torsten.birth@iff.fraunhofer.de
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Kontakt
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Dienstleistungsangebot im Überblick
Dienstleistungsangebot vom heutigen Konzept
bis zur zukünftigen Integration
Verfahrenstechnik
Lösung für zeit- und
medienunabhängige
Sektorenkopplung
und Kreislauf-
wirtschaft
Beitrag zur
Abteilung
Energiesysteme und
Infrastrukturen
Standortanalyse
Auswahl, Bewertung und Auslegung
Studien zur Projektvorbereitung
Kurzanalyse Standort und
Unternehmen
Projektentwicklung
Studien und Konzepte in FuE
und Industrie
Anlagensysteme und Prozesse
Businessmodelle
Simulation
dyn. Prozesssimulation
CFD-Simulation
Zertifikatskurse
Anlagensysteme
Systemintegration
Modularisierung
Optimierung und
Steuerung im Betrieb
Entwicklungsziel
Energie- und
ressourceneffiziente,
sektorenübergreifende
Systeme
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Fraunhofer-Institut für Fabrikbetrieb und -automatisierung IFF
Kompetenz- und Schwerpunktthemen Wasserstoff und Power-to-X
Problemstellung
wachsende Einspeisung volatiler Energie ohne regionale Verwertung stellen Herausforderung
für wirtschaftliche Geschäftsmodelle der Energiewirtschaft dar
Leistungsangebote
Wasserstoffinfrastrukturplanung und -optimierung: Transport, Speicherung und Nutzung von
Wasserstoff, Optimierung der Terminierung / Routenplanung von H2-Logistik, Handelsplattformen
bedarfsgerechte, dezentrale, modulare Lösung zur Produktion und Verteilung von grünem H2,
Implementierung von H2-Systemtestplattformen inkl. verteilter Wasserstoffversorgung und
Nutzerstruktur, z.B. Tankstelle, Wärmenetz und Stromrückgewinnungssystem
Systemintegration und -sicherheit: Sicherheitstechnische Analyse, Bemessung und Auslegung
von H2-Systemen basierend auf CFD und dynamische Prozesssimulationen
Modularer Anlagenbau: Entwicklung von portablen, modularen Wasserstoffspeichern
Alternative Wasserstoffherstellung: Biologische Wasserstoffherstellung, aus metallischen
Reststoffen, Thermochemische Wasserstoffherstellung (Pyrolyse und Vergasung),
Nutzung von Wasserkraft für Elektrolyse
Referenzprojekte
Handelsplattformen für H2 (H2-Regio)
Entwicklung von portablen, modularen Wasserstoffspeichern
(MMH2P) und integriertes System einer mobilen, dezentralen
medizinischen Versorgung auf Basis regenerativer und
H2 Technologien (Demo-medVer)
Biologische Wasserstoffherstellung (Hyperferment I und II)
H2
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23
Fraunhofer-Institut für Fabrikbetrieb und -automatisierung IFF
Kompetenz- und Schwerpunktthemen Wasserinfrastrukturplanung
Problemstellung
Transformation von einer konventionellen hin zu einer regenerativen Energiewirtschaft
bedarf einer Anpassung des Wasserinfrastrukturmanagementes (bspw. Wasser
für Wasserstoffherstellung mittels Elektrolyse)
Leistungsangebote
Potentialanalysen zur Wasserverfügbarkeit und -nutzung u.a. für standortspezifische
Auslegungen von Wasserelektrolysesystemen, Prozesswassereinsparungen
Analyse und Bewertung des Water Footprints von Produkten
Auslegung und Bemessung von Wasseraufbereitungsprozessen und -anlagen für Prozessabwässer
aus der Schlackeaufbereitung, Produktionsabwässer etc., Reststoffnutzung aus Abwasser
Intelligentes Energie- und Stoffstrommanagement für Kläranlagen
Referenzprojekte
Wasser als kritische Ressource für die Wasserstofferzeugung
Verfügbarkeit und Aufbereitungsverfahren von Wasserressourcen
für Energiespeichersysteme in Mitteldeutschland
Wasserverfügbarkeit im Kontext der Wandlung des
Energiemarktes
H2O
© Adobe Stock - tuastockphoto
© Fraunhofer IFF, Magdeburg 2022
Prof. Dr. Julia C. Arlinghaus
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Quellen
Literaturverzeichnis
[1] https://de.statista.com/statistik/daten/studie/1196030/umfrage/produktionsziele-von-wasserstoff-weltweit/
[2] Wasserstoffstrategie für ein klimaneutrales Europa, Europäische Kommission, 06.2020
https://ec.europa.eu/commission/presscorner/detail/de/fs_20_1296
[3] Die Nationale Wasserstoffstrategie, Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi), 06.2020
https://www.bmbf.de/bmbf/shareddocs/downloads/files/die-nationale-wasserstoffstrategie.pdf?__blob=publicationFile&v=1
[4] Wasserstoffstrategie für Sachsen-Anhalt, Ministerium für Umwelt, Landwirtschaft und Energie des Landes Sachsen - Anhalt 05.2021
https://mwu.sachsenanhalt.de/fileadmin/Bibliothek/Politik_und_Verwaltung/MWU/Energie/Erneuerbare_Energien/Wasserstoff/210503_
Wasserstoffstrategie_Sachsen-Anhalt.pdf
[5] https://www.ffe.de/veroeffentlichungen/elektrolyse-die-schluesseltechnologie-fuer-power-to-x/
[6] Wasser als kritische Ressource für die Wasserstofferzeugung, S. Jentsch et. al., 09.2021, Vulkan-Verlag
https://www.vulkan-shop.de/wasser-als-kritische-ressource-fur-die-wasserstofferzeugung
[7] https://www.umweltbundesamt.de/daten/wasser/wasserressourcen-ihre-nutzung#wassernachfrage
[8] https://www.bgr.bund.de/DE/Themen/Wasser/Projekte/abgeschlossen/Beratung/Had/Was_had_abb_gwn1000.html
[9] https://www.bgr.bund.de/DE/Themen/Wasser/Projekte/abgeschlossen/Beratung/Had/Was_had_abb_ergw1000.html
[10] https://www.researchgate.net/publication/322655872_Bewasserung_in_der_Landwirtschaft_Tagungsband_zur_Fachtagung_am_
1112092017_in_Suderburg_Field_irrigation_in_agriculture_-_Proceedings_from_an_expert_conference_held_on_11th12th_September_
2017_in_Suder/figures?lo=1&utm_source=google&utm_medium=organic
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