Eine neue Anlage an der Technischen Universität Dortmund eröffnet vielversprechende Möglichkeiten für die sichere Nutzung von Wasserstoff in der Energiewirtschaft. Bei Drücken von bis zu 300 bar und Temperaturen bis zu 230 Grad Celsius können nun umfangreiche Versuche durchgeführt werden. Diese reichen von langsamen Zugversuchen, über die Bruchzähigkeit bis hin zur Rissfortschrittsgeschwindigkeit. Solche Tests sind entscheidend, um das Verhalten betrieblicher Komponenten genau bewerten zu können und somit die sichere Anwendung von Wasserstoff in industriellen Kontexten zu gewährleisten. Die TU Dortmund hebt hervor, dass hierfür ein 50-köpfiges Team des Lehrstuhls für Werkstofftechnologie eng mit Industriepartnern zusammenarbeitet.
Die Bedeutung einer engen Zusammenarbeit mit Praxispartnern betont auch Prof. Wolfgang Tillmann. In diesem Rahmen kooperiert die Universität mit dem Verband „vgbe energy“, der Betreiber von Kohle-, Gas-, Kern- und Wasserkraftwerken sowie Unternehmen aus dem Bereich erneuerbare Energien vereint. Dr. Christian Ullrich, Geschäftsführer der vgbe energy service GmbH, hebt hervor, dass praxisnahe Untersuchungen entscheidend sind für die Unterstützung der Wasserstoffwirtschaft.
Innovationen in der Wasserstoffnutzung
Wasserstoff gilt als zukunftsweisende Lösung zur CO2-Reduktion in verschiedenen Industriezweigen. Fraunhofer IKTS befasst sich dabei intensiv mit Systemkonzepten, die Wasserstoff als chemischen Speicher in erneuerbaren Energiesystemen nutzen. Spezielle Speichertechnologien in geeigneten Kavernen ermöglichen eine Rückverstromung über Gasturbinen oder Hochtemperatur-Brennstoffzellen. Diese Technologien sind notwendig, um Regelleistung für das Stromnetz anzubieten und die Stabilität bei hohen Anteilen erneuerbarer Energie zu gewährleisten.
Im industriellen Sektor bietet Wasserstoff eine umweltfreundliche Alternative zu fossilen Brennstoffen, insbesondere in Feuerungsanlagen der Stahl-, Kalk- und Zementindustrie. Durch den Einsatz von Wasserstoff in diesen Bereichen wird ein substantieller Beitrag zur Senkung der CO2-Emissionen geleistet. Besonders betont wird der Handlungsbedarf im Mobilitätssektor, wo grausamerweise kaum Fortschritte bei der Minderung der CO2-Emissionen erzielt wurden. Hier können wasserstoffbetriebene Züge und Lkw sowie der Ausbau des öffentlichen Nahverkehrs Lösungsansätze darstellen.
Technologische Fortschritte und Herausforderungen
Eine wirtschaftliche und zuverlässige Infrastruktur ist entscheidend für die Akzeptanz von Wasserstofftechnologien. Fraunhofer IKTS setzt auf den Einsatz kohlenstofffaserverstärkter Kunststoffe (CFK) für Drucktanks von flüssigem Wasserstoff, ein Bereich mit enormem Potenzial. Zudem wurde ein Monitoringsystem entwickelt, das auf geführten Ultraschallwellen basiert. Dieses System überwacht Wasserstoffdrucktanks und ermöglicht es, Strukturänderungen oder Defekte frühzeitig zu lokalisieren und zu klassifizieren.
Die zukünftige Entwicklung könnte sogar Aussagen zur Restlebensdauer der Drucktanks ermöglichen. Dies bietet nicht nur Vorteile für den industriellen Sektor, wo Wasserstofftanks eine zentrale Rolle spielen, sondern liegt auch im Fokus der synthetischen Kraftstoffe. So werden Technologien zur CO2-Nutzung am Fraunhofer IKTS so entwickelt, dass sie zur Herstellung von synthetischem Kerosin beitragen können, was insbesondere in der Luftfahrt und im Schwerlastverkehr von Bedeutung ist.
Diese Entwicklungen unterstreichen die Dringlichkeit und den Innovationsbedarf in der Wasserstoffwirtschaft, um der globalen Herausforderung der Klimakrise zu begegnen.