H2-Vorzeigeprojekt für Energieversorgung von morgen

Strom und Wärme für das Krankenhaus Erkelenz

Das Hermann-Josef-Krankenhaus (HJK) Erkelenz soll zu einem Vorzeigeprojekt für die klimafreundliche Energieversorgung von morgen werden. Robert Bosch und Hydrogenious LOHC NRW zeigen am HJK zum ersten Mal die Koppelung von Wasserstoff-Technologien in einer wirtschaftlich relevanten Größe. Das Projekt soll einen Beitrag zur Energiewende leisten und mit seinen Forschungsergebnissen zum Strukturwandel im Rheinischen Revier beitragen. Das Helmholtz-Cluster Wasserstoff (HC-H2), das aus dem Forschungszentrum Jülich hervorgegangen ist, koordiniert das Demonstrationsvorhaben.
Bosch testet bereits Pilotanlagen des SOFC-Systems intern an seinen Standorten, wie am Wasserstoff-Campus in Salzgitter.
Bosch testet bereits Pilotanlagen des SOFC-Systems intern an seinen Standorten, wie am Wasserstoff-Campus in Salzgitter.Bild: Robert Bosch GmbH

Die Ziele des Projekts mit dem Namen Multi-SOFC sind ein deutlich reduzierter CO2-Ausstoß und eine effizientere Energieversorgung für das HJK. Die Partner wollen bis Ende 2026 die Kombination von zwei neuartigen Wasserstoff-Technologien demonstrieren. Damit soll eine klimafreundlichere und perspektivisch günstigere Lösung evaluiert werden. Es gilt zu überprüfen, ob die Hälfte der Grundlast des Krankenhauses über das Projekt Multi-SOFC abgedeckt werden kann. Das Demonstrationsprojekt soll ein weltweit sichtbares Modell für die künftige Energieversorgung von großen Gebäuden sein. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung fördert das Multi-SOFC-Vorhaben mit 23,6Mio.€.

SOFC-Anlage versorgt Krankenhaus mit Strom und Wärme

Im Mittelpunkt steht das Festoxid-Brennstoffzellen-System (SOFC; Solid Oxide Fuel Cells) von Robert Bosch zur Strom- und Wärmeversorgung. In einer späteren Ausbaustufe ab Anfang 2025 erfolgt die Versorgung mit Wasserstoff mittels der Liquid Organic Hydrogen Carrier (flüssiger organischer Wasserstoffträger, LOHC)-Technologie durch die Firma Hydrogenious LOHC NRW, einer Tochter der Hydrogenious LOHC Technologies in Erlangen. In der Energiezentrale des Erkelenzer Krankenhauses wird eine SOFC-Anlage der Leistungsklasse 100kW, die aus zehn Brennstoffzellen-Units besteht, das bestehende Blockheizkraftwerk ergänzen. Es ist die erste Vorserien-Anlage dieser Größenordnung, die Bosch für den Regelbetrieb installiert. Die Anlage soll Mitte des Jahres in Betrieb genommen werden. Die komplette Versorgung des Hauses ist ohne die Neuinstallationen weiterhin gewährleistet.

Neue Wasserstoff-Technologien am HJK in Erkelenz
Neue Wasserstoff-Technologien am HJK in ErkelenzBild: Robert Bosch GmbH

40 Prozent weniger CO2-Emissionen

In der ersten Projektphase wird das SOFC-System mit Erdgas betrieben. Schon dabei ergeben sich im Vergleich mit dem am HJK vorhandenen und mit Erdgas betriebenen Gasmotor Vorteile: Die SOFC-Anlage erzielt einen elektrischen Wirkungsgrad von 60 Prozent, der Gasmotor erreicht etwa 36 Prozent. Damit emittieren die SOFC-Systeme bei der Stromerzeugung aus reinem Erdgas im Vergleich zum Gasmotor knapp 40 Prozent weniger CO2. Das führt im Falle des Krankenhauses im Dauerbetrieb bereits in der ersten Projektstufe zu einer CO2- Ersparnis von 150t pro Jahr. Die Wärme, die beim Verstromen des Erdgases im SOFC-System entsteht, soll im ersten Schritt zum Beheizen des Krankenhauses genutzt werden. Mit dieser Kombination von Strom und Wärme erreicht ein SOFC-System zu Beginn des Lebenszyklus einen Gesamtwirkungsgrad von etwa 85 Prozent. Im weiteren Verlauf des Projektes planen die Partner, den Wasserstoff-Anteil im Gasgemisch für das SOFC-System schrittweise zu steigern – und damit weitere CO2-Emissionen einzusparen.

Eine Pilotanlage aus Festoxid-Brennstoffzellensystemen von Bosch liefert Strom und Wärme.
Eine Pilotanlage aus Festoxid-Brennstoffzellensystemen von Bosch liefert Strom und Wärme.Bild: Robert Bosch GmbH

Wasserstoff aus einer Trägerflüssigkeit für das SOFC-System

Ab 2025 wird das SOFC-System mit Wasserstoff versorgt, der chemisch an ein LOHC, also einen flüssigen organischen Wasserstoffträger, gebunden wurde: Der in LOHC gespeicherte Wasserstoff wird in einer vor Ort zu installierenden Dehydrierungsanlage von Hydrogenious freigesetzt, um dann in die Brennstoffzelle eingespeist zu werden. Die Wärme aus dem SOFC-System wird zum Hochfahren dieser LOHC-Anlage genutzt und soll in Zukunft auch Energie liefern, die bei der Freisetzungsreaktion des Wasserstoffs aus dem LOHC notwendig ist. Bis dahin wird das System elektrisch beheizt. Das Projekt in Erkelenz ist das erste mehrerer Demonstratoren, die das HC-H2 im Rheinischen Revier koordiniert. Das Helmholtz-Cluster besteht aus dem 2021 gegründeten Institut für nachhaltige Wasserstoffwirtschaft (INW) am Forschungszentrum Jülich und seinen Projektpartnern aus Industrie, Wirtschaft, Kommunen und Forschung. Das HC-H2 soll im Rheinischen Revier neuartige klimafreundliche Wasserstoff-Speichertechnologien zeigen, die weltweit eingesetzt werden können. Das zweite wichtige Ziel ist das Schaffen von neuen Arbeitsplätzen und neuer Wirtschaftskraft im Revier als Ausgleich für den Ausstieg aus der Braunkohle, der bis 2030 erfolgt.

Die Vorteile der LOHC-Technologie

Bei der LOHC-Technologie, die Hydrogenious LOHC NRW in Erkelenz installiert, handelt es sich um eine innovative Lösung zur besonders sicheren und effizienten Speicherung und dem Transport von Wasserstoff. Bei der spezifischen LOHC-Technologie von Hydrogenious wird der Wasserstoff an Benzyltoluol gebunden – ein Thermalöl, das bei Umgebungsdruck und -temperatur einfach und sicher gehandhabt werden kann. Auch mit Wasserstoff beladen ist dieses LOHC schwer entflammbar und nicht explosiv, was es unter anderem für den Einsatz am HJK prädestiniert. Darüber hinaus kommt es nicht zum so genannten Boil-Off – es geht also kein Wasserstoff aus dem LOHC verloren. Alternative Methoden – wie die Kompression bei hohem Druck oder das Verflüssigen des Wasserstoffs unter Abkühlung auf -253°C – sind vergleichsweise energieintensiv und erfordern einen höheren Aufwand, um den Verlust von Wasserstoff zu verhindern und die Sicherheit der Anlagen zu gewährleisten.

Das könnte Sie auch Interessieren

Bild: ©Sakorn Sukkasemsakorn/istockphoto.com
Bild: ©Sakorn Sukkasemsakorn/istockphoto.com
Mehr Nachhaltigkeit für die 
Beleuchtungsindustrie

Mehr Nachhaltigkeit für die Beleuchtungsindustrie

Verpasste Klimaziele, CO2 Footprint und gestiegene Energiepreise sind als Schlagworte in den Nachrichten allgegenwärtig. Entsprechend setzen viele Branchen zunehmend auf Nachhaltigkeitsinitiativen und entwickeln innovative Lösungen, die von der linearen zur Kreislaufwirtschaft führen. Doch wie steht es um die Nachhaltigkeit in der Beleuchtungsindustrie? Etwa sechs Prozent des weltweiten CO2-Ausstoßes entfallen auf die Beleuchtung. Das ist Grund genug, um dieser Frage nachzugehen.

Bild: Schnabl Stecktechnik GmbH
Bild: Schnabl Stecktechnik GmbH
Schusstraganker für alle Bolzensetzgeräte

Schusstraganker für alle Bolzensetzgeräte

Schnabl Stecktechnik stellt auf der diesjährigen Light + Building sein Portfolio von zeitsparenden Bodenmontagelösungen in den Vordergrund. Highlight ist der neue Schusstraganker (STA), der sich dank seiner Schussgeometrie mit allen gängigen Bolzensetzgeräten zeitsparend und sicher montieren lässt. So können Rohrleitungen und Mantelleitungen trassenförmig und einfach an Boden und Decke befestigt werden.