This data set includes videos depicting the evolution of six numerical tectonic models of rift-inversion orogens. For these models we apply the 2D thermo-mechanical geodynamic code ASPECT, coupled with FastScape for the inclusion of surface processes. With the results from these models, we examine mantle serpentinization in rift-inversion orogens, and their associated natural hydrogen gas (H2) potential. Detailed descriptions of the model set-up and results can be found in Zwaan et al. (2026) in JGR Solid Earth. The software used for this research can be found in a Zwaan et al. (2026) Zenodo software publication.
Spätestens seit der Verkündung der nationalen Wasserstoffstrategie im Jahr 2020 spielt die Produktion und Verwendung von Grünem Wasserstoff in der deutschen und auch in der europäischen Energiewende eine bedeutende Rolle. Durch Grünen Wasserstoff wird die Sektorenkopplung ermöglicht und Grüner Strom kann für lange Zeiträume gespeichert werden. Die notwendigen Komponenten der Technologie, von der Erzeugung von Grünem Wasserstoff über den Transport bis hin zur Rückumwandlung in andere Energieformen, sind am Markt erprobt und werden aktuell skaliert. Somit können die Mengen an Wasserstoff, die für die kommenden Jahre benötigt werden (je nach Studie 4 TWh bei 1 GW installierter Elektrolyseleistung bis zu 20 TWh bei 5 GW installierter Elektrolyseleistung bis 2030) zumindest in Teilen in Deutschland selbst produziert werden. Bei der Skalierung der Anlagen kommen zwei Ansätze in Frage: Einerseits werden einzelne Anlagen größer, andererseits wird die Anzahl kleiner und mittelgroßer Anlagen erhöht. Grundsätzlich wird die Skalierung in beiden Dimensionen benötigt werden, um die enorme Nachfrage nach Grünem Wasserstoff bedienen zu können. Dieses Vorhaben fokussiert hierbei auf die skalierbare Auslegung und Produktion kleiner bis mittelgroßer Anlagen. So ist es das Ziel des Vorhabens, ein Konzept zu entwickeln, anhand dessen Elektrolyseure im Leistungsbereich von 500 kW bis 5 MW in eine regionale Energieversorgung eingebracht werden können. Hierbei gilt es, die entstehenden Stoffströme integriert zu betrachten, um so dezentrale und nachhaltige Wasserstoffkonzepte in die Realität zu überführen. Um dieses Konzept skalierbar zu entwickeln und an weiteren Standorten ausrollen zu können, muss ein grundsätzliches Vorgehen entwickelt werden, anhand dessen eine modularisierbare Anlage auf den jeweiligen Anwendungsfall ausgelegt werden kann.
Ziel des Vorhaben 'H2-EiPro' ist es, den Einfluss auf das Nutzgut bei der Verwendung von Wasserstoff als Energieträger in Industrieöfen genauer zu ermitteln. Insbesondere bei den Prozessen, bei denen das Produkt in direktem Kontakt mit der Abgasatmosphäre des Verbrennungsprozesses kommt (offene/direkte Beheizung), ist mit einem zu untersuchenden Einfluss auf die Produkte zu rechnen. Es sollen die Auswirkungen und notwendigen Anpassungen (z.B. Aufheizkurven, Liegezeit, Volumenströme (Brenngas/-luft)) für unterschiedliche Produkte erstmals unter vollständigen Produktionsbedingungen am Beispiel eines Brammenofens einer Warmbandstraße mit Auswirkungen (weitere Verarbeitbarkeit bei veränderten Oberflächen- und Randschichten) auf die weiteren Bearbeitungsschritte (Folgeprozesse) systematisch untersucht werden. Die Folgeprozesse sind: Warmwalzen, Beizen, Kaltwalzen und Feuerbeschichten. Hierfür soll im Rahmen des Projektes ein vorhandener Pilot-Brammenofen mit offener Beheizung von Erdgas auf bis zu 100 % H2-Betrieb umgerüstet werden.
Wasserstoff spielt eine entscheidende Rolle in Bezug auf die angestrebte Energiewende. Im Forschungsprojekt SolidScore wird mit Hilfe der innovativen Biowasserstofftechnologie das vorhandene Spektrum der bisher zur biologischen Wasserstofferzeugung genutzten wässrigen Ausgangssubstrate erweitert. Vor diesem Hintergrund wird untersucht, inwieweit sich Reststoffe, wie zum Beispiel Bioabfälle und landwirtschaftliche bzw. pflanzliche Reststoffe, mit einem Trockenrückstand (TR) größer als 10 % eignen. Das grundlegende Prinzip ist die dunkle Fermentation. Herkömmliche Verfahren wie die Hochtemperatur-Elektrolyse oder die Dampfreformierung sind sehr energieintensiv und verwenden zumeist fossile Brennstoffe. Die biologische Wasserstofferzeugung mit Rest- und Abfallstoffen ist klimafreundlich und CO2-neutral. Im Vergleich zu den anderen biologischen Verfahren zur Wasserstofferzeugung ist die dunkle Fermentation technologisch am weitesten fortgeschritten. Es ist ein anaerobes Verfahren, bei dem organische Substrate unter Abwesenheit von Licht zu Wasserstoff (H2) und Kohlenstoffdioxid (CO2) sowie flüchtigen organischen Säuren (FOS) abgebaut werden. Versuche zeigten, dass vor allem Abwasser aus der Nahrungsmittelindustrie für die Biowasserstofferzeugung geeignet sind. Gleichzeitig konnten aber auch Limitierungen der einsetzbaren Substrate aufgezeigt werden. Das Projekt SolidScore hat das Ziel, das Reststoffspektrum der verwendbaren Substrate und somit die Einsetzbarkeit des Verfahrens deutlich zu erweitern. Darüber hinaus führt die Implementierung der dunklen Fermentation in Bioenergieanlagen zu einer Steigerung der Gesamteffizienz. Am Beispiel der Vergärung von Kohlenhydraten kann durch das im Antrag beschriebene 2-stufige Verfahren eine Gesamteffizienzsteigerung erzielt werden. Zusätzlich werden im Rahmen des Projektes Konzepte zur weiteren Verwendung des so erzeugten Wasserstoffs erstellt. Dies beinhaltet zum Beispiel auch die innerbetriebliche Nutzung des Wasserstoffs.
Hauptziel des beantragten Projektes Hybrid-FIRE ist, eine neue Methode zur hybriden Beheizung von Ofenanlagen zu entwickeln, die es ermöglicht, kohlendioxidarm bzw. kohlendioxidfrei zu arbeiten. Die Grundlagen hierfür bieten umweltfreundlich erzeugter Wasserstoff sowie Elektroenergie. Durch Kombination eines Erdgas-Brenners, dessen Brenngas teilweise durch Wasserstoff ersetzt wird, mit einem bzw. mehreren Mikrowellenplasmabrennern soll durch gezielte Steuerung dies ermöglicht werden. Am Beispiel von ausgewählten keramischen Massenerzeugnissen aus dem Bereich Feuerfest (MgO-Stein), Technischer Keramik (ZrO2) sowie Baukeramik (Ziegelstein, Fließe) sowie am Beispiel Stahlschmelze aus dem Metallurgiesektor, soll gezeigt werden, dass diese zurzeit stark kohlendioxidlastige Verfahrensschritte kohlendioxidarm bzw. -neutral betrieben werden können. Hierzu wird an den ausgewählten Erzeugnissen umfangreiche Entwicklungsarbeit in mikrowellenplasmabeheizten Ofen, in elektrisch beheizten sowie in industriell oft gasbeheizten Öfen zur Eigenschaftsentwicklung betrieben. Im Lauf des Projektes ist geplant einen hybrid beheizten Demonstrator zu konzipieren, zu bauen und für umfangreiche Versuche mit den genannten Produktgruppen einzusetzen. Aufgrund der Änderungen in der Beheizungsart ist damit zu rechnen, dass geänderte Anteile an Wasserdampf bzw. Wasserstoffgehalte u.a. Abgasbestandteile die Eigenschaften beeinflussen. Hierzu können Änderungen in der Sintertechnologie bzw. auch am Werkstoff erforderlich werden. Im letzten Teil des beantragten Projektes sollen die gewonnenen Erkenntnisse im Industrieeinsatz zum Einsatz unter industriellen Bedingungen kommen und erprobt werden. Am Ende des Projektes soll es möglich sein die gewonnenen Erkenntnisse auch auf weitere kontin (Text abgebrochen)