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03.12.2019

INDUSTRIE UND WISSENSCHAFT FÜR FÖRDERUNG VON WASSERSTOFFTECHNOLOGIEN

Der Schutz des Klimas ist eine der größten Herausforderungen unserer Zeit. Immer deutlicher wird, dass eine erhebliche Transformation von industriellen Wertschöpfungsketten und Produktionsprozessen erforderlich ist, um die Pariser Klimaziele einzuhalten. Dabei wird CO2-frei erzeugter Wasserstoff eine entscheidende Rolle spielen: Das Diskussionspapier, das Industrieakteure nun gemeinsam mit Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern veröffentlichen, zeigt die essenzielle Funktion des Energieträgers für die Energiewende, skizziert die Herausforderungen, die im Aufbau der nötigen Infrastruktur liegen, und richtet sich mit klaren Handlungsempfehlungen auch an die Politik.

Diskussionsbeitrag der AG Wasserstoff von IN4climate.NRW zur Entwicklung der nationalen Wasserstoffstrategie.

Der Schutz des Klimas ist eine der größten Herausforderungen unserer Zeit. Immer deutlicher wird, dass eine erhebliche Transformation von industriellen Wertschöpfungsketten und Produktionsprozessen erforderlich ist, um die Pariser Klimaziele einzuhalten. Dabei wird CO2-frei erzeugter Wasserstoff eine entscheidende Rolle spielen: Das Diskussionspapier, das Industrieakteure nun gemeinsam mit Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern veröffentlichen, zeigt die essenzielle Funktion des Energieträgers für die Energiewende, skizziert die Herausforderungen, die im Aufbau der nötigen Infrastruktur liegen, und richtet sich mit klaren Handlungsempfehlungen auch an die Politik.

Diskussionsbeitrag der AG Wasserstoff von IN4climate.NRW zur Entwicklung der nationalen Wasserstoffstrategie.

Nationale und globale Energie- und Klimaschutzszenarien machen deutlich, dass CO2-frei erzeugter Wasserstoff in Zukunft eine tragende Säule der Energiewende wird. Für eine klimaneutrale Produktion in der Chemie- und Stahlindustrie ist Wasserstoff von entscheidender Bedeutung. Zudem kann er sowohl in der Industrie, aber auch im Verkehrs- und Mobilitätssektor fossile Energieträger ersetzen. Er lässt sich gut transportieren und speichern, und leistet so einen wesentlichen Beitrag zur Sektorenkopplung. Deshalb ist zukünftig mit einem hohen Wasserstoffbedarf zu rechnen – dieser kann aktuellen Szenarien zufolge bei über 600 Terrawattstunden pro Jahr liegen.

»Nordrhein-Westfalen ist durch seine zentrale Lage in Europa und dank seiner Potenziale in Industrie und Forschung die ideale Modellregion und Ausgangspunkt in Deutschland und Europa für den Aufbau einer Wasserstoffwirtschaft«, erläutert Prof. Manfred Fischedick, Vizepräsident des Wuppertal Institutes und Leiter der Arbeitsgruppe Wasserstoff bei IN4climate.NRW. Acht Industrieunternehmen (AirLiquide, Amprion, BP, Covestro, Open Grid Europe, RWE, Shell und thyssenkrupp) und vier Forschungsinstitute (Wuppertal Institut, Fraunhofer UMSICHT, BFI sowie das IW Köln) haben das Papier gemeinsam erarbeitet. Die Autorinnen und Autoren sehen Wasserstoff als Schlüssel für eine erfolgreiche Industrietransformation und klimaneutrale Zukunft. Gleichzeitig bietet Wasserstoff auch große Chancen für die wirtschaftliche Entwicklung in NRW und Deutschland – zu rechnen ist mit einem Wertschöpfungspotenzial in Milliardenhöhe und großen Potenzialen für zukunftsfähige Arbeitsplätze.

Alle am Papier beteiligten Unternehmen engagieren sich bereits in Projekten, die Wasserstofftechnologien voranbringen und den Einstieg in eine Wasserstoffzukunft ermöglichen. So befassen sich die Projekte mit einer CO2-freien Stahlproduktion, der Erzeugung von Wasserstoff durch Elektrolyse im industriellen Maßstab, dem Aufbau der Transportinfrastruktur durch die Umwandlung von Erdgaspipelines, dem Einsatz von grünem Wasserstoff in Raffinerien und dem Voranbringen der Sektorenkopplung.

Neue Wasserstoffstrategie
»Wir brauchen nun die notwendigen regulatorischen Voraussetzungen und positive wirtschaftliche Anreize, um klimaneutral erzeugten Wasserstoff für die gesamte Industrie zugänglich zu machen«, erklärt Klaus Kesseler, Leiter Klimaschutz, CO2, Genehmigungen bei der thyssenkrupp Steel AG. »Wir begrüßen es, dass die Bundesregierung die Bedeutung von Wasserstoff im Klimaschutzprogramm 2030 hervorhebt und eine nationale Wasserstoffstrategie erarbeitet, wobei aus unserer Sicht die Gestaltung einer leistungsfähigen Transportinfrastruktur von entscheidender Bedeutung ist. Derzeit ist klimaneutral erzeugter Wasserstoff nicht wettbewerbsfähig – die Wasserstoffstrategie muss das ändern. Zudem brauchen wir zusätzliche Kapazitäten für die Produktion von Strom aus erneuerbaren Energien für die Herstellung von Wasserstoff«, so Kesseler weiter.

Entstanden ist das Papier im Rahmen der Arbeitsgruppe Wasserstoff von IN4climate.NRW. Hier entwickeln die Teilnehmenden branchenübergreifend neue Ideen, um industrielle, klimafreundliche Prozesse und Produkte voranzubringen. Das Diskussionspapier zum Thema Wasserstoff ist die erste Veröffentlichung aus IN4climate.NRW.

 

Weitere Informationen:
Wasserstoff
Quelle:

Quelle: Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT

Das neue AddiTex-Compound kommt als Filament für den 3D-Druck aus dem Extruder. © Fraunhofer UMSICHT
12.11.2019

FRAUNHOFER UMSICHT: COMPOUNDS FÜR ADDITIVE FERTIGUNG, GEOTEXTILIEN UND WEARABLES

Ob biologisch abbaubare Geotextilien, Wearables aus thermoplastischen Elastomeren oder Funktions-Textilien aus dem 3D-Drucker – die Bandbreite der am Fraunhofer Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT entwickelten Kunststoffe ist groß.

Einblicke in diese Projekte gab es vom 16. bis 23. Oktober in Düsseldorf: Auf der K stellten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler ihre Arbeit an thermisch und elektrisch leitfähigen, biologisch abbaubaren, biobasierten sowie für die additive Fertigung geeigneten Compounds vor.

Ob biologisch abbaubare Geotextilien, Wearables aus thermoplastischen Elastomeren oder Funktions-Textilien aus dem 3D-Drucker – die Bandbreite der am Fraunhofer Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT entwickelten Kunststoffe ist groß.

Einblicke in diese Projekte gab es vom 16. bis 23. Oktober in Düsseldorf: Auf der K stellten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler ihre Arbeit an thermisch und elektrisch leitfähigen, biologisch abbaubaren, biobasierten sowie für die additive Fertigung geeigneten Compounds vor.

Textile Verbundwerkstoffe aus dem 3D-Drucker
Im Projekt »AddiTex« sind Kunststoffe entstanden, die mit Hilfe des 3D-Drucks schichtweise auf Textilien aufgetragen werden und diesen funktionale Eigenschaften verleihen. Eine besondere Herausforderung bei der Entwicklung war die permanente Haftung: Der aufgedruckte Kunststoff sollte sowohl eine feste Verbindung mit dem Textil eingehen als auch ausreichend flexibel sein, um Bewegungen und Drehungen mitmachen zu können.

Entwickelt wurden ein flexibles und flammgeschütztes Compound, das sich besonders für die Anwendung im Bereich des textilen Sonnen- und Schallschutzes eignet, sowie ein steifes Compound, das u. a. bei der Formverstärkung für Schutz- und Funktionsbekleidung zum Einsatz kommt.

Geotextilfilter für die technisch-biologische Ufersicherung
Geotextilfilter für die technisch-biologische Ufersicherung stehen im Zentrum des Projektes »Bioshoreline«. Dahinter verbergen sich stufenweise biologisch abbaubare Vliese, die eine naturnahe Ufergestaltung von Binnenwasserstraßen mit Pflanzen ermöglichen. Sie bestehen aus nachwachsenden Rohstoffen und sollen im Anfangszustand den Boden im Uferbereich stabilisieren, bis die Pflanzenwurzeln ausreichend gewachsen sind, und sowohl Filter- als auch Rückhaltefunktionen übernehmen. Die Alterung und der biologische Abbau der Vliese beginnen unmittelbar nach der Installation, bis die Vliese nach und nach vollständig abgebaut sind.

Aktuell werden Prototypen der Geotextilfilter geprüft. Wissenschaftlerinnen bewerten die ober- und unterirdisch gebildete Pflanzenmasse mit und ohne Geotextilfilter sowie den Einfluss des Bodentyps auf das Pflanzenwachstum und den biologischen Abbau des Filters.

Wearables aus thermoplastischen Elastomeren
Darüber hinaus werden am Fraunhofer UMSICHT neuartige, elektrisch leitfähig eingestellte und flexible Compounds entwickelt, die zu Thermoplast-basierten Bipolarplatten verarbeitet werden können. Diese Kunststoffe sind elektrisch hochleitfähig, flexibel, mechanisch stabil, gasdicht und chemisch resistent sowie – in Abhängigkeit des Füllgrades an elektrisch leitfähigen Additiven – vielfältig nutzbar. Zum Beispiel in elektrochemischen Speichern (Batterien), in Energiewandlern (Brennstoffzellen), in chemikalienresistenten Wärmeübertragern oder als Widerstandsheizelemente.

Ein weiteres mögliches Einsatzgebiet dieser Kunststoffe: Wearables. Diese tragbaren Materialien lassen sich mit den neuen Compounds nämlich einfach und günstig herstellen. Denkbar ist u. a., Kleidungsstücke wie eine Weste mit Hilfe von Widerstandsheizelementen zu formen. Der Gedanke dahinter heißt Power-to-Heat und ermöglicht die direkte Umwandlung von Energie in Wärme.

FÖRDERHINWEISE
»AddiTex« wird gefördert mit einer Zuwendung des Landes Nordrhein-Westfalen unter Einsatz von Mitteln aus dem Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) 2014-2020 »Investitionen in Wachstum und Beschäftigung«. Projektträger: LeitmarktAgentur.NRW • Projektträger Jülich.
Die Förderung des Vorhabens »Bioshoreline« (Förderkennzeichen: 22000815) erfolgt aus Mitteln des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) aufgrund eines Beschlusses des deutschen Bundestages.

Nähere Informationen online unter: https://www.umsicht.fraunhofer.de/de/referenzen/additex.html

 

Weitere Informationen:
Fraunhofer-Institute UMSICHT K 2019
Quelle:

Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT