Grüner Wasserstoff: Forschung für eine nachhaltige Infrastruktur

Im Zuge der Energiewende setzt Thüringen wiederholt auf die Expertise der Bauhaus-Universität Weimar: Neben Pilotprojekten in Apolda und Sonneberg wird nun erprobt, wie lokal erzeugter grüner Wasserstoff im Nahverkehr der Stadt Weimar eingesetzt werden kann. Professor Dr. Mark Jentsch, Inhaber der Professur Energiesysteme an der Fakultät Bauingenieurwesen, wird das Kooperationsprojekt der Thüringer Energie AG (TEAG), der Stadtwerke Weimar Stadtversorgungs-GmbH und der Stadtwirtschaft Weimar GmbH wissenschaftlich unterstützen und begleiten.

Laborelektrolyseur in Weimar

Wasserstoff spielt eine entscheidende Rolle, damit die Energie- und Mobilitätswende gelingen kann, darüber sind sich die Projektpartner in Weimar einig.

Zukünftig soll Wasserstoff in einem Pilotprojekt als Fahrzeugkraftstoff im öffentlichen Personennahverkehr (ÖPNV) der Stadt Weimar eingesetzt und so der verkehrsbedingte CO2-Ausstoß drastisch reduziert werden.

„Voraussetzung ist, dass der verwendete Wasserstoff tatsächlich ‚grün‘ ist, das heißt vollkommen emissionsfrei und umweltverträglich gewonnen wird“, erläutert Prof. Jentsch von der Bauhaus-Universität Weimar.

Elektrolyseanlage mit ökologisch erzeugtem Strom

Eine Möglichkeit, um grünen Wasserstoff zu erzeugen, ist das Elektrolyseverfahren. Hierbei wird Wasser durch elektrischen Strom in seine Bestandteile Wasserstoff und Sauerstoff zerlegt. Die eingesetzte elektrische Energie wird in chemische Energie umgewandelt und im Wasserstoff gespeichert. „Emissionsfrei ist das Verfahren allerdings nur dann, wenn der Strom hierfür aus erneuerbaren Energiequellen stammt“, erklärt Prof. Jentsch. In Weimar soll daher eine Elektrolyseanlage auf dem Gelände der Stadtwirtschaft Weimar installiert werden, die mit ökologisch erzeugtem Strom betrieben wird.

Prof. Jentsch und sein Team stehen den Projektpartnern in beratender und forschender Funktion zur Seite, um über Berechnungen und Simulationsuntersuchungen den optimalen Betrieb der Weimarer Elektrolyseanlage schon vor deren Errichtung zu ermitteln.

Gleichzeitig wird die Anwendung der hierdurch gewonnenen Erkenntnisse zur Betriebsweise des Elektrolyseurs im Wasserstofflabor der Professur Energiesysteme zunächst im kleinen Maßstab getestet. Dafür kommt ein neues Großgerät zum Einsatz, welches durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung gefördert und derzeit in der Weimarer Coudraystraße 13c eingerichtet wird: Ein Laborelektrolyseur mit einer elektrischen Leistung von 5 kw.

Langjährige Erfahrung in der Forschung an „Grünem Wasserstoff“

Wie bereits der „Masterplan Elektromobilität für Thüringen 2030 (2018, Professur Verkehrssystemplanung) beruht die „Wasserstoffstrategie für das Land Thüringen“ (2019, Professur Energiesysteme) auf Gutachten des Bauhaus-Instituts für zukunftsweisende Infrastruktursysteme (b.is) an der Bauhaus-Universität Weimar. Damit gestaltet die Universität die Energie- und Mobilitätswende in Thüringen aktiv mit. Im Fokus steht der Wandel des Verkehrs- und Energieversorgungssystems hin zu einer emissionsfreien und nachhaltigen Struktur.

Ein wesentlicher Schwerpunkt von Prof. Jentsch, der die Stiftungsprofessur Energiesysteme leitet, ist die Integration von Grünem Wasserstoff in bestehende Infrastruktursysteme.

Ziel ist es, Wasserstoff aus erneuerbaren Energien dezentral zu erzeugen und direkt in der Region zu nutzen. In den Forschungsprojekten der Professur werden dementsprechend gemeinsam mit Industriepartnern Erzeugungsanlagen, Tankstellen, Energiespeicher und neuartige Heizsysteme auf der Basis von Wasserstoff entwickelt und umgesetzt. Unter der Leitung von Prof. Jentsch sind im Rahmen des mit insgesamt 15 Millionen Euro vom BMBF geförderten Forschungsverbundes h2-well erste Modellprojekte in Apolda und Sonneberg bereits angelaufen. Ergänzend legte die Professur Energiesysteme gemeinsam mit der Professur Verkehrssystemplanung 2020 mit einer Machbarkeitsstudie die Initialzündung für einen mit Wasserstoff betriebenen Zug im Schwarzatal. (em/tl)

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