Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Wasserstoff – wichtiger Baustein der Energiewende

03.06.2016

Fraunhofer ISE bietet Lösungen für Wasserstofftechnologien in der Mobilität

Im Rahmen ihrer Mobilitäts- und Kraftstoffstrategie (MKS) verweist die Bundesregierung auf die zunehmend engere Verbindung des Ausbaus der erneuerbaren Energien im Stromsektor und des Straßen- und Schienenverkehrs, aber auch des Schiffs- und Flugverkehrs, um die klimapolitischen Ziele erreichen zu können.


Solare Wasserstoff-Tankstelle des Fraunhofer ISE in Freiburg.

©Fraunhofer ISE

Hierfür ist es notwendig, die Energiebasis des Verkehrs insbesondere hinsichtlich strombasierter Kraftstoffe aus erneuerbaren Energien zu erweitern, und im Fall von Brennstoffzellen- und batterieelektrischen Antrieben die erforderliche Infrastruktur aufzubauen.

Synthetische Flüssigkraftstoffe, erzeugt aus nachhaltigem Elektrolysewasserstoff, und CO2 aus vorhandenen Industrie- oder Biomasseanlagen können die bestehende globale Infrastruktur natürlich direkt nutzen. Am Fraunhofer ISE durchgeführte Analysen des deutschen Energiesystems wie die Studie »Was kostet die Energiewende?« zeigen, dass die klimapolitischen Ziele der Bundesregierung, die Treibhausgasemissionen um mindestens 80 Prozent zu reduzieren, nicht nur technologisch möglich sind, sondern je nach regulatorischen Randbedingungen im Endzustand auch keine Mehrkosten gegenüber dem heutigen Status verursachen.

Diese modellbasierten Untersuchungen erstrecken sich über alle Sektoren und Energieträger, also auch den Verkehrssektor und weisen auf Basis unterschiedlicher Szenarien verschiedene, kostenoptimierte Transformationspfade auf. Der stark wachsende Anteil fluktuierender, erneuerbarer Energien macht eine zunehmend flexibel reagierende, komplementäre Residuallast ebenso notwendig wie eine Flexibilisierung der Stromnachfrage. Diese Flexibilisierung gelingt nur, wenn neue Stromanwendungen insbesondere auch für den Verkehr hinzukommen.

Die Modelle haben gezeigt, dass in den kostenoptimierten Szenarien bereits im kommenden Jahrzehnt regional verteilte Elektrolyseure im Gigawatt-Leistungsmaßstab nötig sein werden, um die Kopplung zwischen Energiewirtschaft und Mobilität zu realisieren.

»Das Erreichen der Ziele der Energiewende erfordert die Wasserstofferzeugung über die Wasserelektrolyse und die Verwendung des Wasserstoffs als Kraftstoff in Brennstoffzellenfahrzeugen sowie die Herstellung von synthetischen Kraftstoffen aus Wasserstoff und Kohlendioxid (Power-to-Liquid, PtL)«, ist Dr. Christopher Hebling, Bereichsleiter Wasserstofftechnologien am Fraunhofer ISE, überzeugt.

Folgerichtig hat das Fraunhofer ISE zur Weiterentwicklung der PEM-Elektrolyse im letzten Jahr ein hochmodernes Testzentrum eingeweiht, in dem die Freiburger Forscher Elektrolysestapel bis 1 MWel charakterisieren können. Die PEM-Elektrolyse ist ideal geeignet, um nicht bedarfsgerecht erzeugten, regenerativen Strom zu verwenden und in Form des chemischen Energieträgers Wasserstoff zu speichern.

Idealerweise wird dieser regenerativ erzeugte Wasserstoff in der Mobilität mit Brennstoffzellen-Autos genutzt. Seit nunmehr vier Jahren erproben die Forscher am Fraunhofer ISE erfolgreich die Brennstoffzellenmobilität in Freiburg mit drei Daimler B-Klasse F-CELL Fahrzeugen in der Praxis, neuerdings aber auch mit weiteren Generationen von Brennstoffzellen-PKWs von Hyundai (ix35 fuel cell) sowie dem »Mirai« von Toyota.

Zusammen mit der ebenfalls seit vier Jahren betriebenen, öffentlichen Solaren Wasserstoff-Tankstelle des Fraunhofer ISE demonstriert das Institut die künftige, emissionsfreie Individualmobilität basierend auf vor Ort produziertem, solarem Wasserstoff mittels Solarzellen und Leitungswasser. »Vom Photon zur Traktion« - ohne jegliche Kohlenwasserstoffe in der Wandlungs- und Transportkette.

Für die leistungsintensivere sowie die Langstrecken-Mobilität im Schwerlast-, Schiffs- und Flugverkehr sind jedoch auch künftig flüssige Kraftstoffe mit hoher volumetrischer Energiedichte notwendig. Dahingehend entwickelt das Fraunhofer ISE Technologien zur Erzeugung synthetischer, flüssiger Kraftstoffe (z. B. Oxymethylenether, OMEs) und Basischemikalien (z. B. Methanol) basierend auf erneuerbarem Wasserstoff und Kohlendioxid und evaluiert diese ökonomisch und ökologisch (Life-Cycle-Assessment, LCA). Diese flüssigen synthetischen Kraftstoffe haben ein hohes Anwendungspotenzial und können bereits jetzt in beliebigen Mengen konventionellen Kraftstoffen beigefügt werden.

Dr. Christopher Hebling blickt optimistisch in die Zukunft: »Wir freuen uns, dass Politik und Wirtschaft ein deutliches Zeichen für die Wasserstofftechnologien als Teil der Energiewende, insbesondere als Kraftstoff und Speichermedium, setzen. Elektrolyse-, Brennstoffzellen- und Power-to-Liquid-Technologien werden uns in unseren Klimazielen unterstützen und uns zunehmend von fossilen Energieträgern unabhängig machen. Das Fraunhofer ISE bietet seinen Kunden und Partnern eine 25jährige Erfahrung in der marktgerechten Entwicklung dieser Technologien«.

Weitere Informationen:

http://www.ise.fraunhofer.de

Karin Schneider | Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Energie und Elektrotechnik:

nachricht Gedruckte »in-situ« Perowskitsolarzellen – ressourcenschonend und lokal produzierbar
17.05.2018 | Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE

nachricht Ein elektronischer Rettungshund
17.05.2018 | Eidgenössische Technische Hochschule Zürich (ETH Zürich)

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Energie und Elektrotechnik >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Bose-Einstein-Kondensat im Riesenatom - Universität Stuttgart untersucht exotisches Quantenobjekt

Passt eine ultrakalte Wolke aus zehntausenden Rubidium-Atomen in ein einzelnes Riesenatom? Forscherinnen und Forschern am 5. Physikalischen Institut der Universität Stuttgart ist dies erstmals gelungen. Sie zeigten einen ganz neuen Ansatz, die Wechselwirkung von geladenen Kernen mit neutralen Atomen bei weitaus niedrigeren Temperaturen zu untersuchen, als es bisher möglich war. Dies könnte einen wichtigen Schritt darstellen, um in Zukunft quantenmechanische Effekte in der Atom-Ion Wechselwirkung zu studieren. Das renommierte Fachjournal Physical Review Letters und das populärwissenschaftliche Begleitjournal Physics berichteten darüber.*)

In dem Experiment regten die Forscherinnen und Forscher ein Elektron eines einzelnen Atoms in einem Bose-Einstein-Kondensat mit Laserstrahlen in einen riesigen...

Im Focus: Algorithmen für die Leberchirurgie – weltweit sicherer operieren

Die Leber durchlaufen vier komplex verwobene Gefäßsysteme. Die chirurgische Entfernung von Tumoren ist daher oft eine schwierige Aufgabe. Das Fraunhofer-Institut für Bildgestützte Medizin MEVIS hat Algorithmen entwickelt, die die Bilddaten von Patienten analysieren und chirurgische Risiken berechnen. Leberkrebsoperationen werden damit besser planbar und sicherer.

Jährlich erkranken weltweit 750.000 Menschen neu an Leberkrebs, viele weitere entwickeln Lebermetastasen aufgrund anderer Krebserkrankungen. Ein chirurgischer...

Im Focus: Positronen leuchten besser

Leuchtstoffe werden schon lange benutzt, im Alltag zum Beispiel im Bildschirm von Fernsehgeräten oder in PC-Monitoren, in der Wissenschaft zum Untersuchen von Plasmen, Teilchen- oder Antiteilchenstrahlen. Gleich ob Teilchen oder Antiteilchen – treffen sie auf einen Leuchtstoff auf, regen sie ihn zum Lumineszieren an. Unbekannt war jedoch bisher, dass die Lichtausbeute mit Elektronen wesentlich niedriger ist als mit Positronen, ihren Antiteilchen. Dies hat Dr. Eve Stenson im Max-Planck-Institut für Plasmaphysik (IPP) in Garching und Greifswald jetzt beim Vorbereiten von Experimenten mit Materie-Antimaterie-Plasmen entdeckt.

„Wäre Antimaterie nicht so schwierig herzustellen, könnte man auf eine Ära hochleuchtender Niederspannungs-Displays hoffen, in der die Leuchtschirme nicht von...

Im Focus: Erklärung für rätselhafte Quantenoszillationen gefunden

Sogenannte Quanten-Vielteilchen-„Scars“ lassen Quantensysteme länger außerhalb des Gleichgewichtszustandes verweilen. Studie wurde in Nature Physics veröffentlicht

Forschern der Harvard Universität und des MIT war es vor kurzem gelungen, eine Rekordzahl von 53 Atomen einzufangen und ihren Quantenzustand einzeln zu...

Im Focus: Explanation for puzzling quantum oscillations has been found

So-called quantum many-body scars allow quantum systems to stay out of equilibrium much longer, explaining experiment | Study published in Nature Physics

Recently, researchers from Harvard and MIT succeeded in trapping a record 53 atoms and individually controlling their quantum state, realizing what is called a...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

„Data Science“ – Theorie und Anwendung: Internationale Tagung unter Leitung der Uni Paderborn

18.05.2018 | Veranstaltungen

Visual-Computing an Bord der MS Wissenschaft

17.05.2018 | Veranstaltungen

Tagung »Anlagenbau und -betrieb der Zukunft«

17.05.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Bose-Einstein-Kondensat im Riesenatom - Universität Stuttgart untersucht exotisches Quantenobjekt

18.05.2018 | Physik Astronomie

Countdown für Kilogramm, Kelvin und Co.

18.05.2018 | Physik Astronomie

Wie Immunzellen Bakterien mit Säure töten

18.05.2018 | Biowissenschaften Chemie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics