Strom haltbar machen
Wasserstoff- und Speicherforschungszentrum am Lehrstuhl Kraftwerkstechnik der BTU Cottbus-Senftenberg.
Am Lehrstuhl Kraftwerkstechnik der BTU Cottbus-Senftenberg forschen und lehren rund 15 Menschen zu den unterschiedlichsten Themen rund um das Thema Energie. Dazu zählen die klassische Kraftwerkstechnik und Kohle, denn die Energiewende ist zwar in vollem Gange, doch die bestehenden Anlagen sollen in ihrer Laufzeit effizient weiter betrieben werden. Der neue Schwerpunkt der Forschung liegt auf den Herausforderungen, die entstehen, wenn Strom aus erneuerbaren Energien gewonnen wird. Eine der Wichtigsten ist, dass an den sonnigen und windigen Tagen, an denen Windenergie- und Photovoltaikanlagen viel Strom erzeugen, nicht unbedingt der gewonnene Strom auch verbraucht wird. Doch Strom kann nicht gespeichert werden. Er muss in ein speicherbares Medium überführt werden. Deswegen ist die Elektrolyse von so großer Bedeutung, dabei wird Wasser durch Strom in seine Bestandteile Sauerstoff und Wasserstoff zerlegt. Denn der Wasserstoff als Energieträger kann gespeichert werden.
Wasserstoff- und Speicherforschungszentrum
Am Lehrstuhl Kraftwerkstechnik hat man die Bedeutung dieser Herausforderungen früh erkannt und bereits 2011 das Wasserstoff- und Speicherforschungszentrum gegründet, das sich mit der Elektrolyse und anderen Themen rund um erneuerbare Energien beschäftigt. Das Zentrum wurde zusammen mit der Firma ENERTRAG konzipiert, einem großen Energieunternehmen, welches in Brandenburg zuhause ist. ENERTRAG nahm 2011 parallel das innovative Hybridkraftwerk Prenzlau in Betrieb, ein Kraftwerk, das Wasserstoff, Wind und Biogas zur Stromerzeugung kombiniert und damit Energie bereitstellt.
Den Kern des Wasserstoff- und Speicherforschungszentrums bildet ein druckaufgeladener, alkalischer Elektrolyseur mit einem ausgangsseitigen Druck von bis zu 60 bar. Mit der Anlage wird erforscht, wie der Prozess der Elektrolyse und seine Komponenten optimiert werden können. Dies wird begleitet durch komplexe Simulationen von Wind- und Photovoltaik-Systemen. Auch hier geht es wieder vorrangig um die Frage, wie man mit dem Delta zwischen Stromerzeugung und Stromabnahme umgehen kann.
Spannende Verbund-Projekte
In einem aktuellen Verbund-Forschungsvorhaben mit dem Namen „Neuartige poröse 3D-Elektrodenmaterialien zur effizienteren alkalischen Wasserelektrolyse (AEL3D)“, gefördert vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie, treibt man am Forschungszentrum das Thema unter dem Aspekt neuer Elektrodenmaterialien als Schlüsselkomponenten der alkalischen Elektrolyse voran. Mit dabei sind das Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung (IFAM, Institutsteil Dresden), das Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Ulm und die Technische Universität Berlin sowie ein Industriebeirat, der sich aus Elektrolyseherstellern, Anlagenbauern, Zulieferern und Endanwendern zusammensetzt. Man will durch innovative Materialien „grünen Wasserstoff“ billiger und effizienter aus erneuerbarem Strom herstellen.
Ein weiteres aktuelles Projekt ist „AEL-MALFE – Alkalische Elektrolyse – Membranelektrolyse mit anionenleitfähigem Festelektrolyt“, gefördert durch den Europäischen Fonds für regionale Entwicklung und das Ministerium für Wirtschaft, Arbeit und Energie des Landes Brandenburg. Hier geht es vor allem um ein innovatives Zellkonzept, das den Elektrolytkreislauf überflüssig macht. Das Konzept wird an einem Prototypen im Labormaßstab getestet.
Dr.-Ing. Alexander Lisk, Leiter Großlabore am Lehrstuhl, beschreibt die besonderen Stärken des Wasserstoff- und Speicherforschungszentrums so:
„Wir sind breit aufgestellt und vor allem in Brandenburg hervorragend vernetzt. Zudem verbinden wir fachliche Kompetenz rund um Elektrolyse und Wind-Photovoltaik-Anlagen mit einem guten Marktüberblick und finden so offene Forschungsfragen, die wir angehen.“
In Zukunft will man in Cottbus den Blick noch stärker auf Anwendungen legen, also auf die Frage, wo der gespeicherte Wasserstoff eingesetzt wird. Auch hier setzt man auf Netzwerke, so ist man Partner bei dem Netzwerk „durchatmen“, mit dem sich die Stadt Cottbus als Wasserstoffmodellstadt profilieren will.