Mit der Fortschreibung der Nationalen Wasserstoffstrategie hat sich die Bundesregierung eine Elektrolysekapazität von 10 Gigawatt bis 2030 vorgenommen. In dem Papier wird das BMBF-geförderte Leitprojekt H2Giga als wichtiger Baustein für die Umsetzung des Ziels genannt. Über 350 Experten tauschen sich am 21. und 22. September 2023 in Berlin über die bisherigen Ergebnisse aus dem Leitprojekt aus.
In den H2Giga-Projekten werden Technologien zur Hochskalierung und Serienfertigung der Wasserelektrolyse erforscht und entwickelt. Damit soll die gesamte Wertschöpfungskette der Elektrolyse in die industrielle Anwendung überführt werden. „H2Giga trägt dazu bei, die Industrialisierung der Elektrolyseproduktion und damit den Hochlauf der Wasserstoffwirtschaft zu beschleunigen.“, so Florian Hajdu, Head of Hydrogen Business Development beim H2Giga-Partner MAN Energy Solutions. Im Wasserstoffleitprojekt arbeiten Industrie und Wissenschaft gemeinsam daran, Innovationen in den industriellen Maßstab zu überführen und so Synergien zu schaffen, die die Entwicklung insgesamt beschleunigen. Nach knapp zwei Jahren gibt es bereits überzeugende Ergebnisse in Richtung Industriemaßstab.
H2Giga als Innovationstreiber: erste Hersteller bauen Produktionskapazitäten auf
Ein Beispiel für den angestrebten Industriemaßstab ist die Investitionsentscheidung der hundertprozentigen MAN Energy Solutions Tochter H-TEC Systems aus dem H2Giga-Projekt PEP.IN. Vor einigen Monaten konnte der Aufbau des Stack Manufacturing & Development Centers in Hamburg mit dem Spatenstich gefeiert werden. Bereits im kommenden Jahr sollen hier besonders leistungsfähige PEM-Elektrolyse-Stacks (PEM: Proton Exchange Membrane) mit einer möglichen Gesamtelektrolyseleistung von bis zu 5 GW jährlich automatisiert gefertigt werden. Die Arbeiten in H2Giga, z. B. die Entwicklung von spezifischen Greifern und der robotergestützten Montage, mit denen die Stacks vollautomatisch und reproduzierbar zusammengesetzt werden können, haben einen wichtigen Grundstein für diesen Schritt gelegt.
Forschung und Industrie arbeiten zusammen
Damit neue Forschungsergebnisse direkt in die Umsetzung kommen, arbeiten Forschung und Industrie in H2Giga gemeinsam an den Herausforderungen. Das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme (Fraunhofer ISE) unterstützt die Stackentwicklung als renommierter und langjährig erfahrener Forschungspartner für Wasserstofftechnologien. Die Forschenden entwickeln Stacks der nächsten Generation und arbeiten anwendungsnahe Testprozeduren und Prüfprotokolle aus, die für die Entwicklung und das Qualitätsmanagement von Bedeutung sind. Untersucht wird auch das Alterungsverhalten von Zellkomponenten. Mit diesem grundlegenden Verständnis für die ablaufenden Prozesse können gezielt Maßnahmen zur Verbesserung der Langzeitstabilität umgesetzt werden.
Was ist H2Giga?
Das Wasserstoff-Leitprojekt H2Giga will die serielle Produktion und Hochskalierung von Elektrolyseuren ermöglichen. Denn um Deutschlands Bedarf an Grünem Wasserstoff decken zu können, braucht es große Kapazitäten an effizienten, robusten und kostengünstigen Elektrolyseuren. Zwar sind heute bereits leistungsfähige Elektrolyseure am Markt – allerdings erfolgt ihre Herstellung noch immer größtenteils in Handarbeit. Das ist zeitaufwändig und kostenintensiv. Daher machen im Leitprojekt H2Giga etablierte Elektrolyseurhersteller, Zulieferer und Forschungseinrichtungen drei bestehende Elektrolyse-Technologien bereit fürs Fließband und für die Hochskalierung: die PEM-Elektrolyse (PEM), die alkalische Elektrolyse (AEL) und die Hochtemperatur-Elektrolyse (HTEL). Forschungsseitig soll zudem auch die edelmetallfreie und hocheffiziente Elektrolyse mit anionenleitender Membran (AEM) weiterentwickelt werden. Im Projekt arbeiten rund 120 Partner bis 31.03.2025 zusammen mit einer Fördersumme: bis zu 500 Millionen Euro.
