Demonstrationsvorhaben
Multi-SOFC
Klimafreundliche Energieversorgung am Krankenhaus in Erkelenz
Eine klimafreundlichere Energieversorgung ist das Ziel, das die Partner bis zum Projektende demonstrieren wollen. Damit entsteht in Erkelenz ein Leuchtturmprojekt, das eine weitreichende Strahlkraft entwickeln kann. Die Robert Bosch GmbH und die Hydrogenious LOHC NRW GmbH zeigen am Herman-Josef Krankenhaus zum ersten Mal die Kopplung neuer Wasserstofftechnologien in einer wirtschaftlich relevanten Größenordnung. So soll die Versorgung des Hauses klimafreundlicher und kostengünstiger werden. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) fördert das Vorhaben mit 23,6 Millionen Euro.
Die Robert Bosch GmbH, Hydrogenious LOHC NRW GmbH, das Hermann-Josef-Krankenhaus Erkelenz und das Helmholtz-Cluster Wasserstoff wollen demonstrieren, dass die neue Kombination der zwei Wasserstoff-Technologien 20 Prozent des Bedarfs an Strom und Wärme des Krankenhauses Erkelenz abdecken kann. Das ist eine relevante Größenordnung, mit der es möglich ist, die Technologie für größere Bedarfe und andere Anwendungszwecke zu skalieren.
Leitung des Vorhabens
„Wir sind überzeugt davon, dass die bei unserem Demonstrationsvorhaben Multi-SOFC gezeigten Technologien auf großes Interesse stoßen können. Während des Vorhabens optimieren wir das neue System fortlaufend und haben so zum Abschluss einen Datensatz vorliegen, auf dessen Basis die Projektpartner das kombinierte System für industrielle Anwendungen skalieren können.“
Dr.-Ing. Michael Alders, leitender Projektingenieur beim HC-H2. Foto: ©Forschungszentrum Jülich/Limbach
Was passiert hier, technische Details
Die erste Phase des Vorhabens ist jetzt mit der Inbetriebnahme der zehn SOFC-Units gestartet. Die Technologie von Bosch befindet sich in der Vorindustrialisierungsphase und der Markteintritt wird gerade vorbereitet. Zuerst wird das SOFC-System mit Erdgas versorgt. Schon hier erwarten die Projektpartner eine signifikant verbesserte Klimabilanz im Vergleich zur konventionellen Stromversorgung des HJK mit einem Blockheizkraftwerk. Denn im Betrieb mit Erdgas spart das Brennstoffzellensystem bis zu 40 Prozent CO2-Emissionen ein. Der Grund hierfür ist der höhere elektrische Wirkungsgrad. Im Erdgas-Betrieb generiert das Bosch-Brennstoffzellensystem einen elektrischen Wirkungsgrad von bis zu 60 Prozent. Im Vergleich dazu erreicht das Blockheizkraftwerk nur etwa 36 Prozent.
Mittlerweile haben die Projektpartner begonnen, dem Erdgas Wasserstoff beizumischen, dessen Anteil sie Schritt für Schritt steigern. Der Wasserstoff wird zuerst unter Druck in Gasflaschen bereitgestellt. Mit dem steigenden Wasserstoffanteil sinken die CO2-Emissionen am HJK weiter. Der Anteil im Gasgemisch steigt im Verlauf auf bis zu 20 Prozent. Das ermöglicht Erkenntnisse für eine spätere mögliche Weiterentwicklung einer ausschließlich auf Wasserstoff basierenden Versorgung.
Die Energiezentrale wird neu aufgesetzt mit einem SOFC-System (links) und der LOHC-Technologie.
Grafik: Forschungszentrum Jülich/Reisen
Im nächsten Schritt löst die LOHC-Technologie die Gasflaschen ab. Bis dahin hat die Hydrogenious LOHC NRW GmbH am HJK ihre Infrastruktur installiert. Diese ermöglicht, Wasserstoff in einem herkömmlichem Tank-Lkw bei Umgebungsbedingungen in Erkelenz anzuliefern. Um den Wasserstoff aus dem LOHC freizusetzen, muss dem Thermalöl Energie in Form von Wärme zugeführt werden. Die Partner wollen zeigen, dass es möglich ist, dafür die Abwärme zu nutzen, die das SOFC-System beim Verstromen des Gasgemischs erzeugt.
Ist der Wasserstoff freigesetzt, fließt das entladene Trägermaterial in einen zweiten unterirdischen Tank. Es kann dann zu einem Wasserstoff-Erzeuger zurück transportiert und erneut mit Wasserstoff beladen werden – ähnlich dem Pfandflaschen-Prinzip.
Die neu installierte Technologie löst die bewährte Versorgung des Krankenhauses nicht ab. Am HJK sind weiterhin ein Blockheizkraftwerk und als Rückfalloption ein Gasmotor im Einsatz, die das Haus bei Bedarf auch allein versorgen können.
Interessenten, die sich über das Projekt Multi-SOFC informieren wollen, können sich per Mail an die Adresse info.hch2@fz-juelich.de wenden.
Animationsfilm
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Broschüre
Unsere Partner
Projektstatus
150
Tonnen CO2-Ersparnis
pro Jahr schon in Ausbaustufe 1
10
SOFC-Units
Zahl der verbauten SOFC-Module
Elektrischer Wirkungsgrad
der SOFC-Anlage: 60 Prozent
Elektrischer Wirkungsgrad
herkömmlicher Gasmotor 36 Prozent