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Nachhaltige Energie

Ran an den Wasserstoff!

Wasserstoff Energie © GettyImages.de

Forschung an der Energie der Zukunft: Beispiele aus der Europäischen Metropolregion Nürnberg.

Die Nutzung von Wasserstoff für Transportzwecke ist keine neue Erfindung. Das erste systematisch geplante Projekt war das sogenannte „Euro-Quebec Hydro-Hydrogen“-Pilotprojekt von 1989 bis 1992, an dem auch die Region Nürnberg beteiligt war. Aufgrund der schwierigen Rahmenbedingungen wurden allerdings nur kleine Teilprojekte realisiert. Hierzu gehörte der erste wasserstoffbetriebene Stadtlinienbus in Erlangen Anfang der 1990er Jahre. Die Projekte bildeten den Keim für spätere Wasserstoff- und Brennstoffzellenanwendungen bis hin zu den Power-to-Gas-Konzepten der jüngsten Zeit.

Einen neuen Schub erhielt die Region mit der Ansiedelung des Zentrums Wasserstoff.Bayern (H2.B) im Jahr 2019 beim Energie-Campus Nürnberg (EnCN). Das Zentrum war maßgeblich an der Entwicklung der bayerischen Wasserstoffstrategie beteiligt und koordiniert gegenwärtig die Erstellung der bayerischen „Wasserstoff-Roadmap“. Zudem ist es Träger des „Wasserstoffbündnisses Bayern“, in dem sich führende Unternehmen und Forschungseinrichtungen zusammengeschlossen haben, um die Technologie voranzutreiben. Hierzu gehört auch die Koordination großer industrieller Demonstrationsprojekte. Auch die bayerischen Industrie- und Handelskammern sind Partner im Wasserstoffbündnis und konnten sich bei der H2- Strategie für die Belange der Wasserstoffwirtschaft einbringen.

Erste Wasserstoffprojekte in der Europäischen Metropolregion Nürnberg (EMN) zeigen die Chancen auf: Die derzeit größte deutsche Anlage zur Erzeugung von Wasserstoff wird gegenwärtig im oberfränkischen Wunsiedel errichtet. Die hocheffiziente Elektrolyseanlage von Siemens Energy aus Erlangen soll ausschließlich mit Wind- und Solarstrom betrieben werden und Ende 2021 in Betrieb gehen.

In der Region hat sich ein Spitzen-Forschungs- und Entwicklungs-Cluster um den Energie-Campus Nürnberg (EnCN) und das Helmholtz-Institut Erlangen- Nürnberg für Erneuerbare Energien (HI ERN) ausgebildet. Der Schwerpunkt der Expertise liegt auf der Speicherung von Wasserstoff in Flüssigkeiten, den sogenannten Liquid Organic Hydrogen Carriers (LOHCs). LOHCs bieten neue Ansatzpunkte für die Wasserstofflogistik sowie für stationäre und mobile Anwendungen. Der Vorteil von LOHC: Mit diesem Verfahren lässt sich der Wasserstoff wie Benzin transportieren, lagern und die bisherige Infrastruktur nutzen. Das Erlanger Start-up-Unternehmen Hydrogenious LOHC Technologies GmbH – eine Ausgründung der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) und IHK-Gründerpreisträger im Jahr 2017 – vermarktet die LOHC-Technologie weltweit. Beim Fraunhofer-Institut für Integrierte Systeme und Bauelementetechnologie (IISB) in Erlangen hatte man schon vor mehreren Jahren die wesentlichen Komponenten für dieses LOHC-Wasserstoffkraftwerk in einen Container gepackt und gezeigt, dass es funktioniert.

Ein Energiespeicher auf Basis der LOHC-Technik ist zugleich die Schlüsselkomponente eines Wasserstoff-Kraftwerks, mit dem die NürnbergMesse bis zum Jahr 2028 klimaneutral werden will. Deren Ambitionen spiegeln sich auch im Messe- und Eventprogramm: Mit dem jährlichen „Hydrogen Dialogue“ bringt die NürnbergMesse Entscheider und Experten aus Wirtschaft, Politik und Wissenschaft entlang der gesamten Wertschöpfungskette der Wasserstoffwirtschaft zusammen.

Rückgrat für die Wasserstoff-Mobilität in der regionalen Wirtschaft sind die traditionell starken Unternehmen aus den Bereichen Automobilzulieferer und Motorenbau. So haben MAN Truck & Bus, die Friedrich-Alexander-Universität (FAU) und die Technische Hochschule Nürnberg (THN) eine Kooperationsvereinbarung zur Forschung und Entwicklung von wasserstoffbasierten Fahrzeugantrieben geschlossen. Die jeweiligen Kompetenzen der Partner spielen dabei ideal zusammen: Die FAU wird den Schwerpunkt auf die Grundlagenforschung setzen, die THN ihre Stärken im Gebiet der anwendungsnahen Forschung einbringen und der Nutzfahrzeughersteller MAN für die Umsetzung der Forschungsergebnisse bei Wasserstoff- Brennstoffzellen und -Verbrennungsmotoren in Lkw und Bussen sorgen.

Das Nürnberger Werk des globalen Zulieferers Robert Bosch GmbH ist mit seinen knapp 2 000 Beschäftigten eigentlich ein klassischer „Verbrenner- Standort“. Für die Zukunft ist eine Doppelstrategie vorgesehen: Einerseits werden die Komponenten für die Benzineinspritzung weiterentwickelt, um Kraftstoffverbrauch und Emissionen weiter zu senken. Andererseits macht sich Nürnberg fit für die Zukunft im Bereich des Brennstoffzellensystems und der Wasserstofftechnik. Hier geht es um die sogenannte Vorindustrialisierung von Ventilen für die Brennstoffzelle sowie um eine Magnetbaugruppe für ein Wasserstoffventil.

Weiter hat Bosch angekündigt, im Jahr 2024 am Standort Bamberg mit der Serienfertigung von stationären Brennstoffzellensystemen zur Energiegewinnung beginnen zu wollen. Diese sogenannte Festoxid-Brennstoffzelle gilt als ein möglicher Baustein für die nachhaltige Energiegewinnung in der Zukunft und kann für eine vernetzte, dezentrale Energieversorgung zum Beispiel von Städten, Fabriken, Rechenzentren oder Ladeparks von Elektrofahrzeugen dienen.

Auch die Schaeffler AG in Herzogenaurach entwickelt Produkte und Lösungen für die Wasserstofftechnologie. Eine der Entwicklungen ist eine metallische Bipolarplatte mit einer nanostrukturierten Beschichtung – eine zentrale Komponente für die Brennstoffzelle, mit der Schaeffler ein Alleinstellungsmerkmal hinsichtlich Funktionalität und Material hat. Die Platten werden zu Stacks aufeinandergeschichtet, an denen die Energieumwandlung stattfindet und Wasserstoff und Sauerstoff zu Wasser reagieren.

Um bei den regionalen Anbietern, Anwendern und Entwicklern Kooperationsmöglichkeiten zu schaffen und den Wissensaustausch zu fördern, organisiert die IHK Nürnberg für Mittelfranken in Kooperation mit den IHKs in Bayreuth, Coburg, Regensburg und Würzburg-Schweinfurt seit dem Jahr 2013 den IHK-Innovations- und Anwender-Club „E-Mobilität“ (emobility-nordbayern.de). Beim 18. Treffen dieses Clubs standen das Thema Wasserstoff sowie insbesondere Anwendungen in schweren Nutzfahrzeugen im Fokus von rund 100 Teilnehmern. Beispiele für weitere regionale Cluster, die das Thema Wasserstoff- bzw. Elektromobilität vorantreiben, sind die Bayern Innovativ GmbH, der EnergieRegion Nürnberg e. V. sowie der Center for Transportation and Logistics Neuer Adler e. V. (CNA).

Neuer IHK-Anwender-Club Wasserstoff

Wasserstoffthemen für betriebliche Anwendungen sind ferner Gegenstand im IHK-Anwender- Club „Energie | Klima“. Die genannten fünf IHKs in der Metropolregion starten in Kürze einen eigenen IHK-Innovations- und Anwender-Club „Wasserstoff“ für Unternehmen, um dem Austausch mehr Themenvielfalt und Reichweite zu geben. Bei den von der NürnbergMesse veranstalteten „Hydrogen Dialogues“ in den Jahren 2020 und 2021 engagierten sich die Industrie- und Handelskammern als Aussteller.

In der bundesweiten Datenbank www.ihk-ecofinder. de werden auf Nürnberger Initiative hin auch Profile von Akteuren der Wasserstoffwirtschaft und -wissenschaft aufgenommen, um die Marktransparenz in diesem Bereich zu erhöhen. Interessierte Einrichtungen können sich dort kostenfrei eintragen.

Autor: 

Dr. Ronald Künneth ist Experte für vernetzte Produktion, Automotive und Technologietransfer bei der IHK Nürnberg für Mittelfranken (Tel. 0911 1335-1297, ronald.kuenneth@nuernberg.ihk.de).

 

WiM – Wirtschaft in Mittelfranken, Ausgabe 09|2021, Seite 24

 
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