Gebündeltes Wasserstoff-Know-how: IMWS-Bereich geht im Fraunhofer IWES auf

Testen, Messen und Validieren von Komponenten und Phänomenen rund um die Windenergie-Erzeugung - das ist der Markenkern des Fraunhofer IWES. Dafür wurde in den letzten zehn Jahren eine leistungsstarke Prüfinfrastruktur für rund 150 Mio. Euro auf- und ausgebaut. Im Zuge der Zusammenlegung des IMWS-Kompetenzfeldes mit den Wasserstoffaktivitäten des Fraunhofer IWES betreibt das Institut dann Elektrolyseur-Testfelder in Bremerhaven, Leuna und Görlitz. Verbunden durch eine digital vernetzte Infrastruktur stehen beim Fraunhofer IWES dann Test- und Qualifizierungskapazitäten für Elektrolyseur- und Brennstoffzellensysteme von über 25 MW zur Verfügung.

Die Einrichtungen ergänzen sich, was Synergien schafft: In Bremerhaven ist das Testzentrum direkt mit einer 8 MW-Windenergieanlage gekoppelt und nutzt ein virtuelles Netz zur Prüfung der elektrischen Eigenschaften von Elektrolyseuren, in Leuna ist ein direkter Anschluss an die chemische Industrie vorhanden und Kapazitäten für Power-to-X-Prozesse werden bereitgestellt und in Görlitz wird unter anderem die automatisierte Fertigung von Elektrolyseuren untersucht und optimiert.

„Erstmalig kann sektorübergreifend von der windbasierten Energieerzeugung bis zur Wirkung und Modellierung das Zusammenspiel großer regionaler Energieerzeugungs-, Speicherungs- und Verbrauchereinheiten demonstriert werden“, so Dr.-Ing. Sylvia Schattauer, kommissarische Institutsleiterin des Fraunhofer IWES.

Für die Kunden hat dies den Vorteil einer abgestimmten Belegungsplanung, die Möglichkeit, vergleichbare Ergebnisse von unterschiedlichen Prüfständen zu erhalten, und je nach Schwerpunkt das passende Umfeld wählen zu können. Das Fraunhofer IMWS wird das IWES weiterhin kooperativ begleiten und mit seinen Kernkompetenzen in der Mikrostrukturanalytik in gemeinsame Projekte einbringen.

Die hohe Dynamik der Wasserstoff-Branche und die jeweiligen lokalen Gegebenheiten und Anforderungen hatten vor einigen Jahren gleich mehrere Fraunhofer-Experten auf die Idee für ein Elektrolyseur-Testfeld gebracht. So wurden parallel drei Labore mit individuellem Profil entwickelt und bereits teilweise gebaut. Der Bedarf an Prüfleistungen ist groß, da gerade das Zusammenspiel von Elektrolyseur und regenerativen Energien technisch eine immense Herausforderung darstellt - die fluktuierende Energieeinspeisung bringt die Systeme an ihre Grenzen. Die Elektrolyseure dafür zu optimieren, ihre Zuverlässigkeit, Effizienz und Wirtschaftlichkeit zu verbessern ist das Ziel der drei Hydrogen Labs.

Das Fraunhofer IWES macht vor, dass Windenergie- und Wasserstoffproduktion sich bestens ergänzen: Wasserstoff als Energieträger macht Energie speicher- und transportierbar; bei hohem Windaufkommen sorgt er dafür, dass Windenergie nicht durch Abregelung verloren geht. Grüner Wasserstoff und seine Syntheseprodukte können erheblich zur Dekarbonisierung von Industrien wie Stahl und Chemie beitragen und ist daher ein zentraler Baustein der Energiewende.

 „Wir freuen uns über die Zusammenlegung der Wasserstoff-Aktivitäten, denn so können Experten mit unterschiedlichen Hintergründen zusammen an Lösungen für das Energiesystem der nahen Zukunft arbeiten und das Gesamtsystem von der Wasserstoff-Erzeugung bis zur Netzintegration kompetent abdecken“, resümiert Institutsleiter Prof. Andreas Reuter.

Von den mehr als 300 Mitarbeitenden des Fraunhofer IWES werden 35 im ausgebautem Geschäftsfeld Wasserstofftechnologie tätig sein. Es gibt zahlreiche Anknüpfungspunkte zwischen den Laboren, und auch in gemeinsamen Projekten wird bereits zusammengearbeitet.