Technologielösungen für hocheffiziente zero-emission H2-Motoren für KWK-Anwendungen

Description: Spätestens mit Verabschiedung der 'Nationalen Wasserstoffstrategie' im Juni 2020 wurde Wasserstoff neben dem Ausbau der erneuerbaren Energien zum bestimmenden Thema der Energiewende in Deutschland. So soll über diesen Energieträger die Realisierung der Treibhausgasneutralität in allen Energiesektoren bis 2045 erreicht werden. Neben der Schwerindustrie und Mobilität wird die Energieerzeugung mittelfristig einer der wichtigsten Konsumenten von Wasserstoff werden, sodass der als Brückentechnologie verwendete Brennstoff Erdgas substituiert werden kann. Als wichtiger Teil des Energieerzeugungssektors ermöglichen verbrennungsmotorische Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen (KWK-Anlagen) bereits heute sowohl eine hocheffiziente Wärmeerzeugung für Industrieabnehmer und Wärmeverbünde, als auch die Stabilisierung des Stromnetzes durch die Abdeckung der Residuallast als Gegenstück und Partner der volatilen, erneuerbaren Einspeisungsanlagen. Durch den Einsatz wasserstoffbetriebener Aggregate (H2-BHKW) können diese Leistungen in Zukunft emissionsfrei und klimaneutral erbracht werden. Es bietet sich zudem der Vorteil an, dass zahlreiche bereits installierte KWK-Anlagen auf den neuen Brennstoff umgerüstet werden können, sodass wesentlich weniger Kosten und Emissionen im Vergleich zur Installation von neuen Anlagen oder anderen Technologien entstehen. Der Konsortialführer dieses Projekts, die 2G energy AG, konnte bereits erste Kunden mit rein wasserstoffbetriebenen BHKW beliefern, die Aggregate befinden sich jedoch noch auf einem frühen Entwicklungsstand. Im Vergleich zu erdgasbetriebenen Anlagen können mit baugleichen Grundmotoren im Wasserstoffbetrieb bisher nur geringere spezifische Leistungen erbracht werden, wodurch sich der Wirkungsgrad des Systems verringert, sodass die Technologie noch nicht als wirtschaftliche Alternative zu Erdgassystemen in Frage kommt. Mit den geplanten Maßnahmen soll die Leistungsdichte und somit die Wirtschaftlichkeit der Anlagen erhöht werden.

SupportProgram

Origins: /Bund/UBA/UFORDAT

Tags: Brennstoff ? Erdgas ? Residuallast ? Energiewende ? Heizkraftwerk ? Treibhausgasneutralität ? Wasserstoff ? Stromnetz ? Energieträger ? Erneuerbare Energie ? Wärmeerzeugung ? Energie ? Energiegewinnung ? Energiekosten ? Energienutzung ? Wirkungsgrad ?

Region: Nordrhein-Westfalen

Bounding boxes: 6.76339° .. 6.76339° x 51.21895° .. 51.21895°

License: cc-by-nc-nd/4.0

Language: Deutsch

Organisations

• 2G Energietechnik GmbH (Projektverantwortung)
• CVT GmbH & Co. KG (Mitwirkung)
• Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) e.V., Institut für Bauweisen und Strukturtechnologie (Mitwirkung)
• Forschungszentrum Jülich GmbH, Institut für Energie- und Klimaforschung (IEK), IEK-1: Werkstoffsynthese und Herstellungsverfahren (Mitwirkung)
• Ostbayerische Technische Hochschule Amberg-Weiden, Fakultät Maschinenbau / Umwelttechnik, Kompetenzzentrum Kraft-Wärme-Kopplung (Mitwirkung)
• Umweltbundesamt (Bereitstellung)
• Universität Leipzig, Institut für Technische Chemie (Mitwirkung)

Time ranges: 2022-09-01 - 2025-09-30

Alternatives

• Language: Englisch/English
  Title: Technology Solutions for High-Efficiency Zero-Emission H2 Engines for CHP Applications
  Description: At the latest with the adoption of the 'National Hydrogen Strategy' in June 2020, hydrogen became the defining issue of the energy transition in Germany, alongside the expansion of renewable energies. Thus, the realization of greenhouse gas neutrality in all energy sectors by 2045 is to be achieved via this energy carrier. Alongside heavy industry and mobility, power generation will become one of the most important consumers of hydrogen in the medium term, so that natural gas, which is used as a bridging technology, can be substituted. As an important part of the power generation sector, combined heat and power (CHP) plants powered by combustion engines already enable both highly efficient heat generation for industrial consumers and heat networks, and stabilization of the power grid by covering the residual load as a counterpart and partner to volatile renewable feed-in plants. By using hydrogen-powered gensets (H2 CHP), these services can be provided in the future in an emission-free and climate-neutral manner. There is also the advantage that many already installed CHP units can be converted to the new fuel, resulting in significantly lower costs and emissions compared to installing new units or other technologies. The consortium leader of this project, 2G energy AG, has already been able to supply the first customers with purely hydrogen-powered CHP units, but the units are still at an early stage of development. Compared to natural gas-powered systems, only lower specific outputs can be achieved with basic engines of the same design in hydrogen operation, which reduces the efficiency of the system, so that the technology cannot yet be considered as an economical alternative to natural gas systems. The planned measures are intended to increase the power density and thus the economic efficiency of the systems. https://ufordat.uba.de/UFORDAT/pages/PublicRedirect.aspx?TYP=PR&DSNR=1120260

Status

Aktiv

Quality score

• Overall: 0.46
• Findability: 0.52

  • Title: 0.00
  • Description: 0.12
  • Identifier: false
  • Keywords: 1.00
  • Spatial: RegionIdentified (1.00)
  • Temporal: true
• Accessibility: 0.67

  • Landing page: Specific (1.00)
  • Direct access: false
  • Publicly accessible: true
• Interoperability: 0.00

  • Open file format: false
  • Media type: false
  • Machine-readable metadata: false
  • Machine-readable data: false
• Reusability: 0.67

  • License: ClearlySpecifiedAndFree (1.00)
  • Contact info: false
  • Publisher info: true

Accessed 2 times.