Ertüchtigung von Gasmotoren in Kraft-Wärme-Kopplungs- Neu- und Bestandsanlagen für den angestrebten schrittweisen 'Fuel-Switch' von fossilem Erdgas zu klimaneutralen Gasen

Description: Mit der angestrebten schrittweisen Kraftstofftransformation ('Fuel-Switch') von fossilem Erdgas zu klimaneutralen Gasen wie z.B. grünem Wasserstoff werden in Zukunft unterschiedliche Gasgemische im Gasnetz vorliegen. Im Rahmen des Projekts 'HydroFit' sollen Gasmotoren in KWK-Anlagen für diesen 'Fuel-Switch' ertüchtigt werden. Dabei werden neben zukünftigen Motoren, auch insbesondere Bestandsanlagen adressiert, die durch HydroFit leistungstechnisch optimiert werden. Um die Motoren in Zukunft nachhaltig, effizient und emissionsarm betreiben zu können, bedarf es geeigneter Anpassungen in Hard- und Software. Hierfür wird ein adaptives System entwickelt, das es ermöglicht, Gasmotoren unabhängig von der aktuellen Kraftstoffzusammensetzung im Versorgungsnetz zu betreiben. Das System kann dabei auf zeitlich sich ändernde Gaszusammensetzung reagieren, ohne dass Umbauten am Motor durchgeführt werden müssen. Dies ist insbesondere für die Übergangsphase der schrittweisen Einführung von der Wasserstoffbeimengung bis zur reinen Wasserstoffbereitstellung von Bedeutung. Zusätzlich wird HydroFit konstruktiv so gestaltet, dass bereits im Betrieb befindliche Anlagen wirtschaftlich ohne Änderungen am Grundmotor nachgerüstet werden können. Um die Funktionalität des Konzepts sicherzustellen, soll nach der Entwicklung eines Prototypsystems, dieses zunächst im Labor getestet werden. In einer weiteren Ausbaustufe erfolgt die Erprobung an einem Versuchsmotor im Feld. Mit dem vollständigen Umstieg auf Wasserstoff und andere klimaneutrale Kraftstoffe können Gasmotoren-BHKW nicht nur als Brückentechnologie in der Energiewende dienen, sondern auch langfristig für die Dekarbonisierung der Wärme- und Stromerzeugung sorgen. Mit dem in diesem Vorhaben geplanten adaptiven System bleiben sie dabei sehr flexibel und können im Gegensatz zu alternativen Technologien (wie z.B. der Brennstoffzelle) unabhängig von der Kraftstoffzusammensetzung, insbesondere der Reinheit des Wasserstoffs, betrieben werden.

SupportProgram

Origins: /Bund/UBA/UFORDAT

Tags: Kraftstoff ? Erdgas ? Wasserstoffbrennstoffzelle ? Grüner Wasserstoff ? Energiewende ? Gasmotor ? Heizkraftwerk ? Wasserstoff ? Gasnetz ? Stromerzeugung ? Gasgemisch ? Software ? Dekarbonisierung ? Motor ? Arbeit ? Alternativtechnologie ?

Region: Baden-Württemberg

Bounding boxes: 9° .. 9° x 48.5° .. 48.5°

License: cc-by-nc-nd/4.0

Language: Deutsch

Organisations

• Hochschule Karlsruhe - Technik und Wirtschaft, Institut für Kälte-, Klima- und Umwelttechnik (Mitwirkende)
• IAVF Antriebstechnik GmbH (Betreiber*in)
• MAMotec GmbH (Mitwirkende)
• Umweltbundesamt (Bereitsteller*in)
• WEISSGERBER engineering GmbH (Mitwirkende)

Time ranges: 2023-01-01 - 2026-12-31

Alternatives

• Language: Englisch/English
  Title: Upgrading of gas engines in new and existing combined heat and power plants for the intended stepwise 'fuel switch' from fossil natural gas to climate-neutral gases
  Description: With the envisaged gradual fuel transformation ('fuel switch') from fossil natural gas to climate-neutral gases such as green hydrogen, different gas mixtures will be available in the gas grid in the future. Within the project 'HydroFit', gas engines in CHP plants will be upgraded for this 'fuel switch'. In addition to future engines, existing plants in particular are also being addressed and their performance optimized by HydroFit. In order to be able to operate the engines sustainably, efficiently and with low emissions in the future, suitable adaptations in hardware and software are required. To this end, an adaptive system is being developed that enables gas engines to be operated independently of the current fuel composition in the supply network. The system can react to temporally changing gas compositions without having to carry out modifications to the engine. This is particularly important for the transition phase of gradual introduction from hydrogen admixture to pure hydrogen supply. In addition, HydroFit is designed in such a way that plants already in operation can be retrofitted economically without modifications to the basic engine. To ensure the functionality of the concept, a prototype system will be developed and tested in the laboratory. In a further development stage, testing will be carried out on a test engine in the field. With the complete switch to hydrogen and other climate-neutral fuels, gas engine CHP units can not only serve as a bridging technology in the energy transition, but also ensure the decarbonization of heat and power generation in the long term. With the adaptive system planned in this project, they remain very flexible and, unlike alternative technologies (such as the fuel cell), can be operated independently of the fuel composition, especially the purity of the hydrogen. https://ufordat.uba.de/UFORDAT/pages/PublicRedirect.aspx?TYP=PR&DSNR=1120226

Status

Aktiv

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