H2-Terminal Braunschweig

Projektbeschreibung

Der Transport und die Speicherung erneuerbarer Energien bleiben die größte Herausforderung der Energiewende. Ein Lösungsweg zeichnet sich in Verbindung mit Technologien rund um den Energieträger Wasserstoff (H2) ab. Durch den Bau des Hydrogen Terminals Braunschweig schaffen wir einen Ort zur Kompetenzbündelung der Forschung entlang der H2-Wertschöpfungskette im Megawattbereich. Gefördert wird das Forschungsprojekt durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) mit einem Gesamtfördervolumen von über 20 Mio. €. Das Forschungsprojekt wird als Verbundvorhaben vom Steinbeis-Innovationszentrum energieplus (siz energieplus) und der Technischen Universität Braunschweig (TU Braunschweig) umgesetzt. Die TU Braunschweig beteiligt sich mit sieben Forschungsinstituten und dem Geschäftsbereich Gebäudemanagement.

Auf dem rund 4.700 m² großen Grundstück (Größe eines kleineren Fußballfeldes) in der Gerhard-Borchers-Straße in Braunschweig wird das Forschungslabor als Demonstrator einer zukünftigen Energiezentrale im Megawattbereich errichtet. Dabei wird, ausgehend von erneuerbaren Energien, Wasserstoff mittels Elektrolyse hergestellt, anschließend gespeichert und regional mit LKWs oder lokal mit einer Wasserstoffpipeline transportiert.

Das Herzstück des Projekts ist der AEM Multicore Elektrolyseur der Firma Enapter mit einer Leistungsklasse von 1 Megawatt, welcher als weltweit erster Prototyp die AEM-Technologie (Anion Exchange Membrane, AEM) nach Braunschweig bringt. Zusätzlich wird auf dem Gelände ein Hochtemperaturelektrolyseur (Solid Oxide Electrolysis Cell, SOEC) zur Wasserstoffproduktion aus Wasserdampf eingesetzt. Ergänzend zu den außerhalb des Gebäudes platzierten Elektrolyseuren werden im Forschungsgebäude Elektrolyse-Prüfstände eingerichtet, welche die alkalische Elektrolyse und die PEM-Elektrolyse (Protone Exchange Membrane, PEM) abdecken. Mit den vier Elektrolysetechnologien ist die essenzielle Bandbreite der bestehenden Erzeugungsansätze für grünen Wasserstoff zum direkten Vergleich innerhalb des H2 Terminals vertreten. Im Rahmen des Projekts wird für alle Erzeugungstechnologien an der Erhöhung des jeweiligen Wirkungsgrads geforscht. Zusätzlich wird im Rahmen des Forschungsprojekts die Erzeugung von Wasserstoff durch
(Co-)Pyrolyse von kohlenwasserstoffhaltigen Ausgangsstoffen erprobt und weiterentwickelt. 

Der mit regenerativem Strom erzeugte grüne Wasserstoff aus den Elektrolyseuren wird verschiedenen Nutzungsformen zugeführt. Zum einen wird dieser in internen Prüfständen verwendet, um Alterungsversuche mit verschiedenen Wasserstoffqualitäten durchzuführen. Zum anderen werden weitere externe (Brennstoffzellen-) Prüfstände am Fraunhofer-Projektzentrum für Energiespeicher und Systeme (Fraunhofer ZESS) und am Niedersächsischen Forschungszentrum für Fahrzeugtechnik (NFF) per Pipeline mit dem grünen Wasserstoff versorgt.  

Parallel zur Versorgung mit Wasserstoff wird das Fraunhofer ZESS mit aufbereiteter Elektrolyse-Abwärme beliefert. Hierzu wird das Temperaturniveau der Abwärme aus den Elektrolyseprozessen mithilfe einer Hochtemperaturwärmepumpe angehoben und über ein Nahwärmenetz zur Verfügung gestellt. Ergänzend zur Verwendung des Wasserstoffs in den Prüfständen wird dieser auf dem Gelände des NFF genutzt, um die Wasserstoffspeicherung in dem derzeit weltgrößten Metallhydridspeicher der Firma GKN Hydrogen zu erproben.  

Auf dem Gelände des H2 Terminals wird der produzierte Wasserstoff, neben der Anwendung in Prüfständen, zum Betrieb einer Wasserstofftankstelle des Herstellers Maximator verwendet. An dieser können Schwerlastfahrzeuge bei einer Druckstufe von 350 bar mit grünem Wasserstoff betankt werden.  

Weiterhin wird untersucht, wie mit den Elektrolyseuren und den Brennstoffzellen in Verbindung mit einem großen Batteriespeicher (Speicherkapazität 1,1 Megawattstunden) und der Solaranlage (installierte Leistung 150 Kilowatt) das Netz stabilisiert werden kann, wenn konventionelle, fossile Kraftwerke nicht mehr zur Verfügung stehen.