Grüner Wasserstoff: Welche Projekte fördert das BMBF?

Die Bundesregierung hat die Nationale Wasserstoffstrategie verabschiedet. Sie soll die deutsche Wasserstoffforschung stärken und Deutschlands Einstieg in die Wasserstoffwirtschaft vorbereiten. Welche Projekte das BMBF bereits fördert, lesen Sie hier.

Hydrogen
Die Kopernikus-Projekte leisten den größten Beitrag zu bisherigen Wasserstoff-Forschung des BMBF. Insbesondere das Kopernikus-Projekt P2X erforscht Grünen Wasserstoff von der Erzeugung über die Transportierbarkeit bis hin zur Nutzung. © Adobe Stock / angellodeco

Grüner Wasserstoff ist zentral für das Erreichen der Pariser Klimaschutz-Ziele: Mit seiner Hilfe ist es möglich, Deutschlands größte Treibhausgas-Verursacher klimafreundlich umzugestalten und gleichzeitig den Technologiestandort Deutschland zu stärken. Bereits heute fördert das Bundesforschungsministerium eine Vielzahl von wissenschaftlichen Projekten im Bereich Wasserstoff.

Die Kopernikus-Projekte leisten den größten Beitrag zu bisherigen Wasserstoff-Forschung des BMBF. Insbesondere das Kopernikus-Projekt P2X erforscht Grünen Wasserstoff von der Erzeugung über die Transportierbarkeit bis hin zur Nutzung. In der zweiten Förderphase (2019-2022) arbeitet das Projekt-Team nun an folgenden Forschungsfragen:

  • Wie kann aus erneuerbarem Strom möglichst effizient Grüner Wasserstoff gewonnen werden?
  • Wie kann Grüner Wasserstoff möglichst effizient gespeichert und transportiert werden?
  • Wie kann Grüner Wasserstoff als Rohstoff für die Chemie- und Kosmetik-Industrie dienen?
  • Wie kann Grüner Wasserstoff genutzt werden, um Brennöfen der Industrie zu betreiben?
  • Wie könnten kosteneffiziente Wasserstofftankstellen aussehen?
  • Wie kann Grüner Wasserstoff für die Produktion klimafreundlicher Kraftstoffe für Autos und Flugzeuge eingesetzt werden?

Das Kopernikus-Projekt ENSURE untersucht zudem, wie Wasserstoff in die Energieversorgung der Zukunft integriert wird; das Kopernikus-Projekt SynErgie, welche Rolle Wasserstoff bei flexiblen Industrieprozessen spielt.

In allen Kopernikus-Projekten arbeiten insgesamt rund 200 Partner aus den Bereichen

  • Wirtschaft
  • Wissenschaft und
  • Zivilgesellschaft

eng zusammen, um gemeinsam praxistaugliche Lösungen für die Energiewende zu entwickeln. Die Projekte sind so konzipiert, dass die entwickelten Innovationen anschließend umgehend in die praktische Umsetzung übergehen können.

Auch bei Rheticus steht Wasserstoff im Fokus. Rheticus ist aus P2X entstanden und untersucht, wie man CO2 als Rohstoff nutzen kann – statt ihn klimaschädlich in die Atmosphäre entweichen zu lassen. Dazu stellt das Projekt aus CO2, Wasser und erneuerbarer Energie zunächst ein Gemisch aus Grünem Wasserstoff und Kohlenmonoxid (Synthesegas) her, das Bakterien dann in Alkohole umsetzen. Diese Alkohole können anschließend zur Erzeugung von Kunststoffen, Nahrungsergänzungsmitteln und Kraftstoffen genutzt werden.

Weil Deutschland seinen Bedarf an Grünem Wasserstoff allein nicht wird decken können, setzt die Bundesrepublik zudem auf strategische Partnerschaften mit Süd- und Westafrika sowie mit Australien. Dort herrschen hervorragende Bedingungen, um Strom aus Wind und Sonne auf ungenutzten Flächen zu produzieren. Derzeit fördert das Bundesforschungsministerium einen Potenzialatlas Wasserstoff: Er analysiert Möglichkeiten, Grünen Wasserstoff in Afrika produzieren und exportieren zu können.

Weitere BMBF-Projekte zum Thema Wasserstoff gibt es hier in der Übersicht

Carbon2Chem: Klimafreundliche Stahlindustrie (I)

Das Projekt Carbon2Chem will die im Stahlwerk von ThyssenKrupp anfallenden Abgase (sogenannte Hüttengase) als Rohstoff nutzen – statt sie klimaschädlich in die Atmosphäre entweichen zu lassen. Dazu nutzt es Wasserstoff aus den Hüttengasen, fügt zusätzlich noch selbst produzierten Wasserstoff hinzu und produziert aus dem so entstehenden Gasgemisch schlussendlich Dünger, Kunststoffe und synthetische Kraftstoffe.

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MACOR: Klimafreundliche Stahlindustrie (II)

Die Machbarkeitsstudie MACOR untersucht am Beispiel des Stahlwerks in Salzgitter, wie und ob eine umweltfreundlichere Stahlproduktion möglich ist, indem Grüner Wasserstoff statt Kohle zum Heizen benutzt wird.

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NAMOSYN: Klimafreundlicher Kraftstoff

Das Projekt NAMOSYN widmet sich der Analyse und Beurteilung von synthetischen Kraftstoffen – unter anderem hergestellt mithilfe von Grünem Wasserstoff.

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BRIDGE und LivingH2: Brennstoffzellen

Die deutsch-französischen Projekte BRIDGE und LivingH2 untersuchen, wie die Wasserstoff-Brennstoffzelle verbessert und eine komplette Haus-Energieversorgung mit Wasserstoff aussehen könnte.

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HYPOS: Wasserstoffherstellung und Nutzung

Das Projektkonsortium HYPOS im Programm Zwanzig20 hat das Ziel, die wirtschaftliche Erzeugung von Wasserstoff via Wasserelektrolyse in großtechnischem Maße voranzutreiben. Dabei wird die umfassende Nutzung von Strom aus erneuerbaren Energien adressiert, um künftig insbesondere auch temporäre Stromüberschüsse sinnvoll nutzen zu können. HYPOS beforscht verschiedene Bereiche entlang der gesamten Wasserstoff-Wertschöpfungskette, und bearbeitet somit in verschiedenen Verbundprojekten u.a. die Themenfelder der chemischen Umwandlung von Strom, Transport und Speicherung sowie Verwertung und Vertrieb von Wasserstoff.

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LocalHy: Wasserstoffnutzung in der Stadt

Im Verbundvorhaben LocalHy innerhalb des Konsortiums HYPOS beforschen sieben Partner aus Südthüringen das Thema dezentrale Wasserstoffanwendungen im urbanen Umfeld. Im Vorhaben wird überschüssiger Strom aus erneuerbaren Energien in Wasserstoff und Sauerstoff umgewandelt. Während der Wasserstoff zur Betankung von Brennstoffzellenfahrzeugen genutzt wird und so emissionsfreie Mobilität ermöglicht, verbessert der Sauerstoff die Reinigungsleistung einer kommunalen Kläranlage. Wasserstoff und Sauerstoff werden schließlich gemeinsam im weltweit ersten, emissionsfreien Wasserstoff-Sauerstoff-Kreislaufmotor schadstofffrei und klimaneutral rückverstromt.

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H2-Netz: Wasserstoff-Verteilnetze

Im Verbundvorhaben H2-Netz (Link: https://www.dbi-gruppe.de/h2-netz.html) innerhalb des Konsortiums HYPOS arbeiten Akteure aus Wirtschaft und Wissenschaft daran, ein innovatives Verteilnetzkonzept zur Versorgung von Verbrauchern mit Wasserstoff zu entwickeln. Im Chemiepark Bitterfeld-Wolfen wurde im Rahmen des Vorhabens das Versuchsfeld „H2-Netz“ aufgebaut, auf dem die Verteilung von Wasserstoff bis hin zum Anschluss an Privathaushalte simuliert. Hier werden technische, wirtschaftliche und ökologische Fragen rund um die Verteilung und der Verwendung des Energieträgers Wasserstoff untersucht. Im Rahmen von Tagen der offenen Tür laden die Partner derzeit (März – Dezember 2020) interessiertes Fachpublikum auf das Versuchsfeld ein.

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DEPECOR: Kraftstoffe aus künstlicher Photosynthese

Im Projekt DEPECOR werden nachhaltige Kraftstoffe aus Wasser, CO2 und Sonnenlicht hergestellt. Dieser als künstliche Photosynthese bezeichnete Prozess könnte in Zukunft die Energie- und Rohstoffversorgung revolutionieren. Die Erzeugung von Grünem Wasserstoff durch photokatalytische Wasserspaltung ist dabei der erste wichtige Schritt. Der Forschungsverbund unter der Leitung von Prof. Thomas Hannappel wird mit Projektstart am 01.02.2020 in die nächste Phase gehen. Innerhalb der nächsten drei Jahre soll ein Prototyp für die Künstliche Photosynthese entwickelt werden. Die Forscher wollen damit eine Spitzenposition erreichen. Deshalb arbeitet das DEPECOR-Projekt eng mit dem weltweit führenden Joint Center for Artificial Photosynthesis in Kalifornien (USA) zusammen.

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BioUGS: Biologische Methansynthese

Das Projekt BioUGS will die Grundlagen der biologischen Methansynthese in unterirdischen Erdgasspeichern erforschen. Mit der Umwandlung von Wasserstoff und CO2 zu Methan durch Mikroorganismen können unvermeidbare industrielle CO2-Emissionen zur klimaneutralen Herstellung von Erdgas genutzt werden. Wenn die Entwicklung dieses Prozesses gelingt, kann der existierenden Erdgasinfrastruktur in Zukunft eine entscheidende Rolle bei der Speicherung von grünem Wasserstoff zukommen.

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BioDME: Rohkraftstoff aus Abwasser

Das Projekt BioDME wird den Energiegehalt von industriellem Abwasser mit hoher organischer Belastung nutzen, um daraus mit Hilfe einer mikrobiellen Elektrolysezelle grünen Wasserstoff zu erzeugen. In einer zweiten Stufe wird dieser Wasserstoff zur Synthese von Dimethylether (DME) genutzt. DME hat einen hohen Marktwert. Es kann als Treibstoff verwendet oder als Basis-Chemikalie in weitere Veredelungs- und Syntheseprozesse eingespeist werden. Ziel des Projektes ist der Bau einer Pilotanlage, die mit Abwasser der Brauerei Becks aus Bremen betrieben wird.

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