Fraunhofer-Zentrum für Chemisch-Biotechnologische Prozesse CBPMit dem Fraunhofer Hydrogen Lab Leuna, einer einzigartigen Elektrolysetest- und -versuchsplattform am Chemiestandort Leuna, werden innovative Technologien zur Erzeugung von »grünem« Wasserstoff und dessen Nutzung in nachhaltigen Syntheseprozessen (z. B. zur Konversion von Kohlenstoffdioxid in Plattformchemikalien und Brenn- und Kraftstoffen) mit einer exzellenten Infrastruktur an Gaspipelines und Gasspeichern verknüpft.
Erzeugung von »grünem« Wasserstoff mit Überschussstrom
Unter Einsatz von erneuerbaren Energien wird Wasser in »grünen« Wasserstoff und Sauerstoff gespalten. Diese Technologie ist ein maßgeblicher Impuls zum Thema Energiewende und zu einer nachhaltigen Rohstoffversorgung der Chemieindustrie Mitteldeutschlands, die rund 100 000 Normkubikmeter Wasserstoff pro Stunde benötigt. Dieser wird bisher aus der Verarbeitung von Erdgas gewonnen.
Mit dem Fraunhofer Hydrogen Lab Leuna soll der Standort für die industrielle Umsetzung dieser Verfahren vorbereitet werden und der Weiterentwicklung von Elektrolyseuren oder Syntheseverfahren dienen. Dabei kommt es den Forschern speziell auf die Abbildung realer Betriebsbedingungen an, die dann anwendungsnahe ingenieurstechnische Daten zur Auslegung und zur Kostenschätzung liefern. Gelingt das Projekt grüner Wasserstoff, ist nicht nur die nachhaltige Rohstoffversorgung der Unternehmen gesichert, auch der zunehmende Anteil von regionalem Überschussstrom wird wertschöpfend verwertet.
Skalierung von elektrochemischen Prozessen
Das Fraunhofer CBP bringt in die Partnerschaft seine langjährige Expertise beim Betrieb von Pilot- und Demonstrationsanlagen ein und erweitert seine Infrastruktur und Expertise im Bereich chemische Verfahrenstechnik zur Erzeugung von Chemikalien aus regenerativen Rohstoffen. Als Institutsteil des Fraunhofer-Instituts für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik besteht mit dem Hydrogen Lab nun auch die Möglichkeit, Entwicklungen des Fraunhofer IGB an den Standorten Stuttgart und dem Institutsteil BioCat in Straubing zu neuen elektrochemischen Prozessen zu skalieren und die industrielle Umsetzung vorzubereiten.
Bereits seit einigen Jahren beteiligt sich das Fraunhofer CBP mit seiner Expertise im Bereich Wasserstoffnutzung und chemischer Konversion an zahlreichen nationalen und internationalen Forschungsaktivitäten. Aktuell wird im Rahmen des vom BMWi geförderten Verbundvorhaben SynLink die gesamte Wertschöpfungskette von der Synthesegasherstellung aus H2O, erneuerbarer Energie und CO2 über die chemokatalytische Herstellung von Kraftstoffen bis zu Anwendungstests dieser Kraftstoffe in PKW und LKW untersucht und am Fraunhofer CBP sowie im Fraunhofer Hydrogen Lab demonstriert.
Mit dem Fraunhofer Hydrogen Lab entsteht der deutschlandweit erste voll integrierten Elektrolysestand in einem Chemiestoffstromnetz. Dies ermöglicht den systemischen Test von Elektrolyseuren bis zunächst 5 Megawatt mit direkter Pipelineeinspeisung in das Pipelinesystem des Kooperationspartners Linde. Als offene Technologie- und Skalierungsplattform zur Erzeugung von Basischemikalien aus grünem Wasserstoff wird damit ein Alleinstellungsmerkmal mit nationaler und internationaler Relevanz und Sichtbarkeit geschaffen.