In kommerziell verfügbaren Niedertemperatur-PEM-Brennstoffzellensystemen (BZ-Systeme) die gegenwärtig für stationäre oder mobile Anwendungen genutzt werden, sind die Nebenaggregate als einzelne Komponenten verbaut. In Folge dessen sind Optimierungspotentiale für diese BZ-Systeme vorhanden. Durch eine erhöhte Integration der Komponenten in mehrfunktionale Module oder Subsysteme wird eine Steigerung der Robustheit und Lebensdauer bei gleichzeitiger Kostensenkung erwartet und hat vorrausichtlich eine Verbesserung der Wettbewerbsfähigkeit von Brennstoffzellen zur Folge.

Im Rahmen des Projekts H2.Modus wird der Fokus auf den Anodenpfad von BZ-Systemen gelegt. Dazu gehören unteranderen die Komponente zur Wasserstoffrezirkulation, Ventile, ein Wasserabscheider und eine Wasserstoffversorgung. Zur Erhöhung der Bauteilintegration soll zunächst ein funktionales Modul für den Anodenkreis entwickelt werden. Nach der erfolgreichen Erprobung des Moduls soll dieses Modul zu einen Anoden-Subsystem weiterentwickelt werden, welches auch die Wasserstoffversorgung ermöglicht. Zur Entwicklung der Komponenten sollen Simulationsmodelle erstellt werden, um die thermodynamischen Zusammenhänge des Anodenpfades zu beschreiben. Des Weiteren soll eine Testumgebung aufgebaut werden, um die Anodenkomponenten unter realitätsnahen Bedingungen in einem BZ-System zu erproben.

Das Forschungsprojekt H2.Modus soll dazu beitragen, den Strukturwandel des Rheinischen Reviers im Zuge des Kohleausstiegs positiv zu beeinflussen, um das Rheinische Revier durch einen zukunftsorientierten Strukturwandel zu einer Wasserstoff-Modellregion zu entwickeln. Darüber hinaus soll das Projekt einen Beitrag zur nationalen Wasserstoffstrategie Deutschlands und zur Reduzierung zukünftiger Treibhausgasemissionen leisten.

Das Projektkonsortium besteht aus der Pierburg GmbH (Rheinmetall AG), der FEV Europe GmbH und den Lehrstuhl für Thermodynamik mobiler Energiewandlungssysteme, der an der RWTH Aachen angegliedert ist. Durch die Zusammenarbeit dieser Projektpartner können Erkenntnisse aus der Forschung und der Industrie genutzt werden, um zielführende Projektergebnisse zu erarbeiten.

Impulse fürs Rheinische Revier – made in Bedburg

Bedburg ist vom Tagebau geprägt. Vier Zehntel des Stadtgebiets wurden abgebaggert, um die Stromerzeugung zu sichern. Das Ende des Braunkohleabbaus ist absehbar, doch das bedeutet nicht das Ende der Kooperation zwischen Bedburg und RWE. Gemeinsam mit dem Energieversorger betreibt die Stadt zwei Windparks, weitere Wind- und Solarparks sind geplant.

H2 Bedburg ist ein neues gemeinsames Projekt mit einem Elektrolyseur zur Herstellung von Wasserstoff, einer Abfüllstation für Industrie- und Privatnutzung sowie einer Wasserstoff-Tankstelle. Abnehmerinnen und Abnehmer des grünen Wasserstoffs werden der lokale ÖPNV, der auf Wasserstoff umgerüstet wird, und lokale Unternehmen. Ende 2026 soll die Anlage mit einer Leistung von etwa 5 Mega-Watt im Industriepark Mühlenerft in Betrieb gehen. Durch spätere Ausbaustufen ist eine Gesamtleitung von rund 15 Mega-Watt möglich.

„Aufbau eines Helmholtz-Clusters für nachhaltige und infrastrukturkompatible Wasserstoffwirtschaft am Forschungszentrum Jülich einschließlich Aufbau von Forschungsverwertungsketten“

So steht es im „Strukturstärkungsgesetz Kohleregionen“, das 2020 verabschiedet wurde. Das Ziel des Strukturstärkungsgesetzes ist es, da neue Arbeitsplätze in zukunftsträchtigen und klimaschonenden Branchen und Industriezweigen zu schaffen, wo Arbeitsplätze wegfallen, weil Deutschland aus der Braunkohle als Energieträger aussteigt. Genau das ist unser Auftrag. Mitten im Rheinischen Revier, dem größten der fünf Braunkohle-Abbaugebiete in Deutschland.

Das Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt und das Land Nordrhein-Westfalen finanzieren das Helmholtz-Cluster für nachhaltige und infrastrukturkompatible Wasserstoffwirtschaft (HC-H2) bis 2038 mit einer Fördersumme von 860 Millionen Euro. Die 860 Millionen Euro fließen auf die kommenden Jahre bis 2038 verteilt sowohl in den Aufbau des Institute for a sustainable Hydrogen Economy (IHE) des Forschungszentrums Jülich, als auch in das HC-H2. Das IHE befindet sich aktuell im Aufbau und besteht aus Institutsbereichen. Die Bereiche fokussieren sich auf die unterschiedlichen Entwicklungsstadien von neuen Technologien, angefangen bei der Grundlagenforschung auf atomarer und molekularer Ebene, über den Labormaßstab bis hin zum betriebsbereiten System.

Mit den Fördergeldern werden auch die Demonstrationsprojekte betreut, die im gesamten Rheinischen Revier geplant sind. Die Zusammenarbeit des IHE mit Partnern aus Forschung, Industrie und Wirtschaft findet unter dem Dach des HC-H2 statt. Hier wollen die Partner im Industriemaßstab zeigen, dass die neuen innovativen Wasserstoff-Technologien den erhofften Beitrag zum Klimaschutz leisten und gleichzeitig wirtschaftlich lukrativ sind. Der Aufbau und der Betrieb der Demonstrationsvorhaben sollen für neue Arbeitsplätze sorgen. Das ist der zweite große Verwendungszweck der Fördergelder. Mit den erfolgreichen Demonstrationsvorhaben soll das Rheinische Revier zu einem weltweit sichtbaren Leuchtturm werden, mit Technologien, die anschließend überall auf der Welt einen Beitrag zur klimaschonenden Energiewirtschaft der Zukunft leisten.

IN4climate.RR ist ein gemeinsames Projekt von NRW.Energy4Climate und des Wuppertal Instituts für Klima, Umwelt, Energie. Ziel des Projekts ist es, den Strukturwandel im Rheinischen Revier und die Industrietransformation zur Klimaneutralität am Standort NRW zu verbinden.

Das Rheinische Revier befindet sich im Wandel. Zwischen Mönchengladbach, Köln und Aachen stellt der Kohleausstieg für den Klimaschutz Europas größtes Braunkohlegebiet und seine Bewohnerinnen und Bewohner vor große Herausforderungen. Mit dem Wegfall der Bagger und Kohlekraftwerke werden große Flächen frei, Infrastruktur und Arbeitsplätze fallen weg. Gleichzeitig eröffnet sich ein riesiger Raum für Chancen. Vor allem aber ist das Rheinische Revier als Energieregion auch von einer energieintensiven Industrie geprägt. Hier gilt es, den Wirtschaftsstandort und zentrale Wertschöpfungsketten so weit wie möglich zu erhalten, zu verändern und neu zu schaffen.

Mit dem Projekt IN4climate.RR soll das Rheinische Revier (RR) zur Modellregion für eine klimaneutrale Industrie werden. Gemeinsam mit weiteren Akteuren wie Unternehmen, Forschungseinrichtungen, Politik, Intermediären und zivilgesellschaftlichen Organisationen erarbeitet IN4climate.RR vor Ort Strategien, wie die Industrie zukünftig ihre Wettbewerbsfähigkeit erhalten, Wachstum erzeugen und gleichzeitig Klimaschutzziele erreichen kann – um diese auch direkt in die Anwendung zu bringen.

Produzierenden Unternehmen im Rheinischen Revier bietet IN4climate.RR eine konkrete Anlaufstelle für die Umstellung ihrer Energieversorgung, Prozesse und Rohstoffquellen. Das Projekt unterstützt mit eigenem Know-how, vernetzt Akteure, um neue Wertschöpfungspotenziale und Geschäftsmodelle zu erschließen, und gibt Impulse in Richtung Landespolitik. Kooperation für die Transformation

IN4climate.NRW und das Wuppertal Institut nutzen ihre in den vergangenen Jahren erfolgreich aufgebauten Strukturen und Projekterfahrungen, um gemeinsam die Forschung und die Unternehmen im Rheinischen Revier an die landesweiten, nationalen und internationalen angrenzenden Prozesse und Transformationsentwicklungen anzubinden. Inhaltlicher Schwerpunkt sind die Themen: industrielle Wasserstoffwirtschaft, nachhaltige Kohlenstoffwirtschaft, Circular Economy sowie Prozesswärme, die für eine zukünftige klimaneutrale Industrie von entscheidender Bedeutung sind. In diesen Themenfeldern unterstützt das Projekt entscheidende Akteure in der Region, vernetzt unterschiedliche Stakeholder, entwickelt gemeinsam Strategien und begleitet und akquiriert Transformationsprojekte in der Region.