Das Projekt "Treibstoffgewinnung aus organischen Reststoffen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von BioKraft Schleswig GmbH & Co. KG durchgeführt. Ziel des Projekts ist die großtechnische Demonstration der Aufreinigung von Biogas auf dem Erdgas vergleichbare Qualitäten und die anschließende Nutzung des aufbereiteten Biogases als Kraftstoff für den Straßenverkehr, insbesondere dem öffentlichen Personennahverkehr, sowie die Einspeisung des aufbereiteten Biogases in ein bestehendes Erdgasnetz. Dazu wird eine Biogasanlage mit einer Kapazität von 120.000 t/a errichtet. Das in dieser Biogasanlage produzierte Rohgas wird in verschiedenen Aufbereitungsschritten gereinigt. Die Gesamtanlage besteht aus der Biogasanlage mit Mischbehälter, Hygeniersierungsstufe und Fermenter, sowie einer nachgeschalteten biologischen Entschwefelung und einer Gastrocknung. Das vorgereinigte Biogas kann dann über zwei Stränge verwendet werden: -Nutzung in zwei Gasmotoren (klassische KWK-Route), -Gasreinigung auf Erdgasqualität (innovative Route). Zur weiteren Gasreinigung ist eine Druckwechseladsorption (Pressure swing adsorption (PSA) der Firma CarboTech Anlagenbau GmbH, Essen, vorgesehen. Um zu einem (quasi)kontinuierlichen Betriebsverhalten zu gelangen, wird die PSA mehrsträngig ausgeführt. Das so aufbereitete Biogas kann die entsprechend standardisierten Erdgasqualitäten erreichen. Das aufbereitete Biogas soll dann entweder (nach einer entsprechenden Odorierung) in das Netz des lokalen Gaslieferanten eingespeist oder in einer ebenfalls vorgesehenen Gas-Tankstelle im Verkehrssektor genutzt werden.
Das Projekt "WIR! - Zwanzig20 - HYPOS: Optimierung einer dezentralen Energieversorgung mit H2-PEM Brennstoffzellen im Energiepavillon" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von inhouse engineering GmbH durchgeführt. Im geplanten Vorhaben liegt der Schwerpunkt in der Entwicklung von Optimierungslösungen für Schnittstelle von H2home und H2Netz. In Kooperation mit dem Projekt H2-Netz wird das H2-BHKW auf dem Versuchsgelände erprobt. Dabei werden spezifische Probleme der Wasserstoffnutzung in Gebäuden projektübergreifend gelöst, weshalb das beantragte Vorhaben essentiell für die HYPOS Gesamtstrategie ist. Die wichtigste Schnittstelle in diesem Zusammenhang ist der H2-Gasanschluss (Druckniveau, Qualität, Sicherheit, Odorierung). Für die beiden folgenden Schwerpunkte sollen Lösungen entwickelt werden: 1. Betrieb des H2-BHKW mit abgesenktem H2-Anschlussdruck Zusammen mit H2-Netz wurde in den Projekten H2home und H2home II eine Definition für einen H2-Hausanschluss entwickelt und erprobt. Basierend auf den gewonnenen Erkenntnissen stellt sich der Betrieb mit einem Anschlussdruck von 350 mbar als ungünstig heraus, da man sich hiermit auf dem Niveau von Mitteldrucknetzen bewegt. Auch aus Akzeptanzgründen (Endkunden) ist die Absenkung des Anschlussdrucks auf ein bekanntes Druckniveau von 20 bis 50 mbar, analog dem Erdgasnetz anzustreben. 2. Integration einer hydrierenden Entschwefelung (HDS) in das H2-BHKW Die Odorierung ist ein bedeutsamer Aspekt im Sicherheitskonzept einer H2-Infrastruktur, da sie eine erprobte, sehr bekannte und voll akzeptierte Methode zur Leckageerkennung darstellt. Es zeichnet sich ab, dass man weiter auf schwefelhaltige Odormittel setzen wird, da der Geruch dieser Stoffe von der Bevölkerung als eindeutige Warnung bei einer Gasleckage aufgefasst wird. Dies bedeutet für das H2-BHKW, dass eine Entschwefelung im System erfolgen muss, da Schwefel ein Katalysatorgift ist und den PEM-Stack in kürzester Zeit auch bei geringsten Konzentrationen (1 ppm) irreversibel schädigt. Schwerpunkt liegt daher auf der Entwicklung einer Lösung zu Integration einer HDS in das H2-BHKW, da diese Lösung deutlich längere Wartungsintervalle ermöglicht.
Das Projekt "Teilprojekt 1: H2-BHKW - Systemevaluierung und Optimierung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von inhouse engineering GmbH durchgeführt. Das Teilvorhaben der inhouse engineering beschäftigt sich in der Phase 2 mit der Analyse und Optimierung des H2-BHKW-Betriebs im Systemverbund mit einem Niedertemperaturheizsystem. Weiterhin wird der Betrieb am Wasserstoffversorgungsnetz des Projektes H2-Netz evaluiert. Gegenstand der Evaluierung sind die Betriebsroutinen im Systemverbund und im H2-BHKW sowie die Einflüsse der Realumgebung wie z.B. die Odorierung des H2. Im Zuge der damit verbundenen Optimierung sollen im Teilvorhaben der inhouse die sehr guten Ergebnisse aus dem Laborbetrieb der Prototpyenanlage für die elektr. Effizienz eta-elektr. größer als 48 % und die Degradationswerte aus der Shortstacktestung (Degradation kleiner als 1 Mikro V/h) möglichst auf im Realbetrieb erreicht werden. Die Nutzung von DC Energie wird hauptsächlich für den Betrieb einer Wärmepumpe konzipiert. Die systemische Abstimmung aller drei Wärmeerzeuger (Brennstoffzellenstack, Spitzenlastkessel und Wärmepumpe) mit einem Wärmespeicher und dem Wärmebedarf eines tatsächlichen und eines simulierten Gebäudes (durch Simulation einer zusätzlichen Wärmelast) bildet einen weiteren Hauptbestandteil der Untersuchungen. Nicht zuletzt sollen alle entwickelten Einzelkomponenten an sich aber auch als System in einem zweijährigen Dauertest auf ihre Langzeitstabilität hin untersucht werden. Ein besonderer Aspekt besteht dabei darin, dass durch die leitungsgebundene Wasserstoffversorgung zusätzlich die Fragen Betriebsführung, Versorgungssicherheit, technischen Sicherheit und funktionale Sicherheit (systeminterne Entschwefelung) und deren Auswirkung auf das BHKW im geplanten Vorhaben validiert werden können.
Das Projekt "Teilprojekt 2: Entwicklung einer hydrierenden Entschwefelung und Brenneroptimierung für H2 im Niederdruckbereich" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von DBI - Gastechnologisches Institut gGmbH Freiberg durchgeführt. Im geplanten Vorhaben liegt der Schwerpunkt in der Entwicklung von Optimierungslösungen für Schnittstelle von H2home und H2Netz. In Kooperation mit dem Projekt H2-Netz wird das H2-BHKW auf dem Versuchsgelände erprobt. Dabei werden spezifische Probleme der Wasserstoffnutzung in Gebäuden projektübergreifend gelöst, weshalb das beantragte Vorhaben essentiell für die HYPOS Gesamtstrategie ist. Die wichtigste Schnittstelle in diesem Zusammenhang ist der H2-Gasanschluss (Druckniveau, Qualität, Sicherheit, Odorierung). Für die beiden folgenden Schwerpunkte sollen Lösungen entwickelt werden: 1. Betrieb des H2-BHKW mit abgesenktem H2-Anschlussdruck. Zusammen mit H2-Netz wurde in den Projekten H2home und H2home II eine Definition für einen H2-Hausanschluss entwickelt und erprobt. Basierend auf den gewonnenen Erkenntnissen stellt sich der Betrieb mit einem Anschlussdruck von 350 mbar als ungünstig heraus, da man sich hiermit auf dem Niveau von Mitteldrucknetzen bewegt. Auch aus Akzeptanzgründen (Endkunden) ist die Absenkung des Anschlussdrucks auf ein bekanntes Druckniveau von 20 bis 50 mbar, analog dem Erdgasnetz anzustreben. 2. Integration einer hydrierenden Entschwefelung (HDS) in das H2-BHKW Die Odorierung ist ein bedeutsamer Aspekt im Sicherheitskonzept einer H2-Infrastruktur, da sie eine erprobte, sehr bekannte und voll akzeptierte Methode zur Leckageerkennung darstellt. Es zeichnet sich ab, dass man weiter auf schwefelhaltige Odormittel setzen wird, da der Geruch dieser Stoffe von der Bevölkerung als eindeutige Warnung bei einer Gasleckage aufgefasst wird. Dies bedeutet für das H2-BHKW, dass eine Entschwefelung im System erfolgen muss, da Schwefel ein Katalysatorgift ist und den PEM-Stack in kürzester Zeit auch bei geringsten Konzentrationen (1 ppm) irreversibel schädigt. Schwerpunkt liegt daher auf der Entwicklung einer Lösung zu Integration einer HDS in das H2-BHKW, da diese Lösung deutlich längere Wartungsintervalle ermöglicht.
Das Projekt "Teilprojekt 4: Infrastruktur zur parallelen AC- und DC-Anbindung des Brennstoffzellenstacks" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von ENASYS GmbH durchgeführt. Das Hauptziel ist die Entwicklung eines integrativen Systems zur hocheffizienten Nutzung von elektrischer Energie, Wärme- und Kälteenergie bereitgestellt auf Basis von 100% grünem Wasserstoff. Dieses System ist charakterisiert durch: - ein H2-BHKW auf Basis von Niedertemperatur-PEM-Brennstoffzellen (NT-PEM-BZ), - ein H2-basiertes Wärmeerzeugermodul inkl. Brennwertnutzung, - eine leistungselektronische Verbundlösung zur parallelen Nutzung der elektrischen Energie auf AC und DC Level, - eine auf die Anwendung abgestimmte innovative Speicherlösung für thermische und elektrische Energie, - und ein abgestimmtes strahlungsbasiertes Klimatisierungssystem mit Wärmepumpe Das Vorhaben kooperiert mit dem Projekt 'H2-Netz', um spezifische Schnittstellenprobleme der Wasserstoffnutzung in Gebäuden übergreifend zu lösen. Dazu zählen vor allem Fragen zum H2-Gasanschluss (Druckniveau, Qualität, Sicherheit, Odorierung). Im Fokus steht ein modulares Systemdesign für die Stromversorgung und Klimatisierung von Mehrfamilienhäusern und Gewerbeeinrichtungen mit einem durchschnittlichen Grundbedarf von 5 kW elektrischer Leistung. Das System wird modulierbar ausgeführt sein, um den Bedarf des Verbrauchers an thermischer und elektrischer Energie zu decken. Das Konzept beinhaltet neben der parallelen Nutzung von AC und DC Energie eine Klimatisierung des Objektes. Das Projekt besteht aus den folgenden 6 Arbeitspaketen, die mit 6 Meilensteinen unterlegt sind: - AP 1: Konzipierung einer innovativen Hausenergieversorgung mit Wasserstoff - AP 2: Entwicklung des Gesamtenergiemodells für das H2-PEM-Brennstoffzellen-BHKW und optimierter Betriebsstrategien im Anwendungsgebiet/-objekt - AP 3: H2-PEMFC-Stack und Stackmodul - AP 4: Erzeugung von Raumwärme und Warmwasser aus Wasserstoff - AP 5: Leistungselektronik zur parallelen AC/DC Nutzung - AP 6: Validierung der häuslichen Energieerzeugung auf H2-Basis.
Das Projekt "Teilprojekt 1: Prozessoptimierung des Wasserstoffkreises zur Niederdruckanbindung und Integration einer hydrierenden Entschwefelung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von inhouse engineering GmbH durchgeführt. Im geplanten Vorhaben liegt der Schwerpunkt in der Entwicklung von Optimierungslösungen für Schnittstelle von H2home und H2Netz. In Kooperation mit dem Projekt H2-Netz wird das H2-BHKW auf dem Versuchsgelände erprobt. Dabei werden spezifische Probleme der Wasserstoffnutzung in Gebäuden projektübergreifend gelöst, weshalb das beantragte Vorhaben essentiell für die HYPOS Gesamtstrategie ist. Die wichtigste Schnittstelle in diesem Zusammenhang ist der H2-Gasanschluss (Druckniveau, Qualität, Sicherheit, Odorierung). Für die beiden folgenden Schwerpunkte sollen Lösungen entwickelt werden: 1. Betrieb des H2-BHKW mit abgesenktem H2-Anschlussdruck Zusammen mit H2-Netz wurde in den Projekten H2home und H2home II eine Definition für einen H2-Hausanschluss entwickelt und erprobt. Basierend auf den gewonnenen Erkenntnissen stellt sich der Betrieb mit einem Anschlussdruck von 350 mbar als ungünstig heraus, da man sich hiermit auf dem Niveau von Mitteldrucknetzen bewegt. Auch aus Akzeptanzgründen (Endkunden) ist die Absenkung des Anschlussdrucks auf ein bekanntes Druckniveau von 20 bis 50 mbar, analog dem Erdgasnetz anzustreben. 2. Integration einer hydrierenden Entschwefelung (HDS) in das H2-BHKW Die Odorierung ist ein bedeutsamer Aspekt im Sicherheitskonzept einer H2-Infrastruktur, da sie eine erprobte, sehr bekannte und voll akzeptierte Methode zur Leckageerkennung darstellt. Es zeichnet sich ab, dass man weiter auf schwefelhaltige Odormittel setzen wird, da der Geruch dieser Stoffe von der Bevölkerung als eindeutige Warnung bei einer Gasleckage aufgefasst wird. Dies bedeutet für das H2-BHKW, dass eine Entschwefelung im System erfolgen muss, da Schwefel ein Katalysatorgift ist und den PEM-Stack in kürzester Zeit auch bei geringsten Konzentrationen (1 ppm) irreversibel schädigt. Schwerpunkt liegt daher auf der Entwicklung einer Lösung zu Integration einer HDS in das H2-BHKW, da diese Lösung deutlich längere Wartungsintervalle ermöglicht.
Das Projekt "Teilprojekt 1: PEM-Stack- und Systementwicklung & Evaluierung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von inhouse engineering GmbH durchgeführt. Das Hauptziel ist die Entwicklung eines integrativen Systems zur hocheffizienten Nutzung von elektrischer Energie, Wärme- und Kälteenergie bereitgestellt auf Basis von 100% grünem Wasserstoff. Dieses System ist charakterisiert durch: - ein H2-BHKW auf Basis von Niedertemperatur-PEM-Brennstoffzellen (NT-PEM-BZ), - ein H2-basiertes Wärmeerzeugermodul inkl. Brennwertnutzung, - eine leistungselektronische Verbundlösung zur parallelen Nutzung der elektrischen Energie auf AC und DC Level, - eine auf die Anwendung abgestimmte innovative Speicherlösung für thermische und elektrische Energie, - und ein abgestimmtes strahlungsbasiertes Klimatisierungssystem mit Wärmepumpe Das Vorhaben kooperiert mit dem Projekt 'H2-Netz', um spezifische Schnittstellenprobleme der Wasserstoffnutzung in Gebäuden übergreifend zu lösen. Dazu zählen vor allem Fragen zum H2-Gasanschluss (Druckniveau, Qualität, Sicherheit, Odorierung). Im Fokus steht ein modulares Systemdesign für die Stromversorgung und Klimatisierung von Mehrfamilienhäusern und Gewerbeeinrichtungen mit einem durchschnittlichen Grundbedarf von 5 kW elektrischer Leistung. Das System wird modulierbar ausgeführt sein, um den Bedarf des Verbrauchers an thermischer und elektrischer Energie zu decken. Das Konzept beinhaltet neben der parallelen Nutzung von AC und DC Energie eine Klimatisierung des Objektes. Das Projekt besteht aus den folgenden 6 Arbeitspaketen, die mit 6 Meilensteinen unterlegt sind: - AP 1: Konzipierung einer innovativen Hausenergieversorgung mit Wasserstoff - AP 2: Entwicklung des Gesamtenergiemodells für das H2-PEM-Brennstoffzellen-BHKW und optimierter Betriebsstrategien im Anwendungsgebiet/-objekt - AP 3: H2-PEMFC-Stack und Stackmodul - AP 4: Erzeugung von Raumwärme und Warmwasser aus Wasserstoff - AP 5: Leistungselektronik zur parallelen AC/DC Nutzung - AP 6: Validierung der häuslichen Energieerzeugung auf H2-Basis inhouse ist an allen 6 Arbeitspaketen beteiligt.
Das Projekt "Teilprojekt 2: Entwicklung eines H2-Wärmemoduls und Untersuchungen zur Deodorierung von H2 für PEM-Brennstoffzellen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von DBI Gas- und Umwelttechnik GmbH durchgeführt. Ziel des beantragten Vorhabens ist die Entwicklung eines integrativen Systems zur hocheffizienten Nutzung von elektrischer Energie, Wärme- und Kälteenergie, die auf Basis von 100% grünem Wasserstoff bereitgestellt werden. Dieses System ist charakterisiert durch: - ein H2-BHKW auf Basis von Niedertemperatur-PEM-Brennstoffzellen (NT-PEM-BZ), - ein H2-basiertes Wärmeerzeugermodul inkl. Brennwertnutzung, - eine leistungselektronische Verbundlösung zur parallelen Nutzung der elektrischen Energie auf AC und DC Level. Das Vorhaben kooperiert mit dem Projekt 'H2-Netz', um spezifische Schnittstellenprobleme der Wasserstoffnutzung in Gebäuden übergreifend zu lösen. Dazu zählen vor allem Fragen zum H2-Gasanschluss (Druckniveau, Qualität, Sicherheit, Odorierung). Im Fokus steht ein modulares Systemdesign für die Stromversorgung und Klimatisierung von Mehrfamilienhäusern und Gewerbeeinrichtungen mit einem durchschnittlichen Grundbedarf von 5 kW elektrischer Leistung. Das System wird modulierbar ausgeführt sein, um den Bedarf des Verbrauchers an thermischer und elektrischer Energie zu decken. Das Konzept beinhaltet neben der parallelen Nutzung von AC und DC Energie eine Klimatisierung des Objektes. Das Projekt besteht aus den folgenden 6 Arbeitspaketen, die mit 6 Meilensteinen unterlegt sind: -AP 1: Konzipierung einer innovativen Hausenergieversorgung mit Wasserstoff -AP 2: Entwicklung des Gesamtenergiemodells für das H2-PEM-Brennstoffzellen-BHKW und optimierter Betriebsstrategien im Anwendungsgebiet/-objekt -AP 3: H2-PEMFC-Stack und Stackmodul -AP 4: Erzeugung von Raumwärme und Warmwasser aus Wasserstoff -AP 5: Leistungselektronik zur parallelen AC/DC Nutzung -AP 6: Funktionstest der Komponenten/Validierung des Gesamtmodells DBI ist an der Bearbeitung der Arbeitspakete 1 - 4 sowie 6 beteiligt.
Das Projekt "Technologische, ökonomische, ökologische und soziale Evaluation" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Ostbayerische Technische Hochschule Regensburg, Forschungsstelle für Energiespeicher und Energienetze durchgeführt. Ziel des Projekts 'LivingH2' ist die Demonstration einer Komplettlösung einer regenerativen H2-Stromversorgung in einer Reallaborumgebung unter Verwendung eines H2-BZ-BHKW. Neben Koordination und Verbreitung der Ergebnisse gliedert sich das Projekt in folgende Aufgaben: 1. Entwicklung optimierter LT-PEM-MEAs, 2. Integration von MEAs in Stack- und Leistungsbewertung inkl. der Auswirkungen der Odorierung, 3. Entwicklung eines H2 basierten Systemkonzeptes zur Energieversorgung in Gebäuden, 4. Langzeiterprobung des kompletten Systems, 5. Techno-ökonomische, ökologische und soziale Bewertung der Lösung. Die wissenschaftliche Begleitforschung des Projektes übernimmt die OTH Regensburg. Fokus von OTH-FENES liegt auf Systemanalyse und Vergleich des Konzeptes mit bestehenden Technologien. Hierbei werden technologische, ökonomische und ökologische Aspekte des H2-KWK-Systems analysiert. Zur Validierung und Optimierung werden reale Messwerte aus den anderen Arbeitsbereichen in die Analysen integriert. OTH-IST übernimmt die Technikfolgenabschätzung und die Evaluation sozialer Akzeptanz der Technologien inkl. Ableitung von Handlungsmaßnahmen. Zur Integration der BZ-KWK in die F&E-Räumlichkeiten und zur Verbesserung der Zusammenarbeit planen die dt. Partner einen Aufenthalt bei ENGIE in Frankreich. Hierbei wird auch der bisherige Datenaustausch intensiviert, wodurch die Qualität und Genauigkeit der Systemanalyse von OTH-FENES verbessert wird. Die Entwicklung der reinen H2-KWK kann den Energiesektor zwischen den Jahren 2030 und 2050 drastisch beeinflussen, da erneuerbarer H2 einen wesentlichen Beitrag zur Erhöhung des Anteils an EE im Energiesektor liefern kann. Reine H2-KWK könnten zu einer CO2-freien Energielösung für Gebäude werden, die nach und nach bestehende fossile KWK-Lösungen ersetzen sollten.
Das Projekt "Living Laboratory - Demonstration eines komplett reinen Wasserstoff-Brennstoffzellen-Systems" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von inhouse engineering GmbH durchgeführt. Ziel des Projekts ist die Demonstration einer Komplettlösung einer regenerativen H2-Stromversorgung unter Verwendung eines H2-BZ-BHKW und grünem mittels PV und Elektrolyse gewonnenen Wasserstoffs. Der Ansatz besteht darin, die Installation und den sicheren Betrieb einer Leitungsnetz basierenden Wasserstoffversorgung in einer Hausumgebung mit Standardanschlüssen dazustellen. Daher muss das gesamte Wasserstoffsystem in einem sogenannten 'Living Lab - lebenden Labor' ausgehend von der grünen H2-Produktion unter Verwendung von Photovoltaik, einem Elektrolyseur, einem Speicher und einer Odorierungseinheit implementiert werden. Über eine zu definierende Übergabestelle soll ein auf Wasserstoff basierendes Brennstoffzellen-BHKW angeschlossen und betrieben werden. Um den sicheren Betrieb von Standard-Armaturen mit H2 nachzuweisen muss die Laboratmosphäre überwacht werden. Neben Koordination und Verbreitung der Ergebnisse gliedert sich das Projekt in folgende wissenschaftliche Aufgaben: 1. Entwicklung optimierter LT-PEM-MEAs, 2. Integration von MEAs in Stack- und Leistungsbewertung inkl. der Auswirkungen der Odorierung, 3. Entwicklung eines H2 basierten Systemkonzeptes zur Energieversorgung in Gebäuden, 4. Langzeiterprobung des kompletten Systems, 5. Techno-ökonomische, ökologische und soziale Bewertung der Lösung. Das Projekt hat eine enorme Bedeutung für die technologische Entwicklung des Energieversorgungssystems der Zukunft. Die erarbeiteten Lösungen sind aus verschiedenen Blickwinkeln dringend erforderlich: Aus technischer Sicht wurde noch keine effektive Energiespeicherung gefunden, die die Erzeugung erneuerbarer elektrischer Energie vom nutzerorientierten Verbrauch abkoppeln kann. Aus politischer Sicht sind gut demonstrierte und marktfähige Lösungen erforderlich, um die Energiewende zu unterstützen. Aus sozialer Sicht muss gezeigt werden, dass Wasserstoff genauso sicher wie Erdgas, Flüssiggas o. Benzin betrieben werden kann, um die Angst vor Wasserstoff zu reduzieren.
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