PEM4Heat

Dieses vom Bundesministerium für Bildung und Forschung geförderte Verbundprojekt beschäftigt sich mit der Entwicklung eines skalierbaren und replizierbaren PEM (Proton Exchange Membrane) Hochdruckelektrolyse Stacks (bis zu 300 bar) mit systemangepasster Peripherie, der Weiterentwicklung eines Blockheizkraftwerkes mit einem Wasserstoff-Sauerstoff Kreislaufmotor sowie eines neuartigen und innovativen H₂-Hochdruck-Verdichters (bis 1000 bar) und deren Prozesswärmeauskopplung (PEM Elektrolyseur, BHKW) zur sicheren und nachhaltigen (CO₂-neutralen) Wärmeversorgung von Quartieren und H₂-Aufbereitung für den Mobilitätssektor zur Demonstration dieser Technologie.

Das Teilprojekt der WTZ Roßlau gGmbH hat das übergeordnete Ziel, eine 20 kW BHKW-Anlage zu entwickeln, in dem ein wirkungsgradoptimierter und dauerlauffähiger Wasserstoff-Sauerstoff-Kreislaufmotor integriert ist. Dieses innovative Motorenkonzept weist keinerlei Abgasemissionen auf und ermöglicht einen bisher nicht erreichten Wirkungsgrad.

Das Ziel soll durch die Weiterentwicklung des Zero-Emission-Kreislaufverfahrens erreicht werden, welches im Forschungsvorhaben LocalHy (Fö.-Nr.: 03ZZ0705G) entwickelt und deren Funktionsprinzip nachgewiesen wurde. Hierbei werden die bei der Druckelektrolyse entstandenen Gase Sauerstoff- und Wasserstoff vollkommen emissionsfrei in einem Verbrennungsmotor zu Wasser umgesetzt. Der Zero-Emission-Kreislaufmotor hat das Potential, zusammen mit einer Druckelektrolyse und einem Gasspeicher eine integrale Schlüsseltechnologie für einen Hochleistungsenergiespeicher zu werden.

Energiespeicher sind ein essenzieller Baustein für die erfolgreiche Umsetzung der Energiewende. Der Ausbau der erneuerbaren Energien ist in den letzten Jahren stetig vorangeschritten. Im Jahr 1990 wurden in Deutschland 18,9 Milliarden Kilowattstunden Strom (Mrd. kWh) aus erneuerbaren Energien produziert. Im Jahr 2018 wurden immerhin schon 225,7 Milliarden Kilowattstunden (Mrd. kWh) erzeugt. Damit stieg der Anteil der deutschen Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien am Bruttostromverbrauch auf 37,8 Prozent im Jahr 2018 [1].

*[1]          Bundesumweltamt; Erneuerbare Energien in Deutschland – Daten zur Entwicklung im Jahr 2018; März 2019