5 | H2 Wyhlen
- Projekt: Entwicklung und Untersuchung eines Testraums für die lokale Energie- und Rohstoffversorgung der Sektoren Gebäude, Verkehr und Industrie auf Basis regenerativen, strombasierten Wasserstoffs
- Thema: Sektorkopplung und Wasserstofftechnologien
- Land: Baden-Württemberg
- Fokus: Bis zu 10 Megawatt alkalische Elektrolyse mit Strom aus Wasserkraftwerk
- Koordinierung: Energiedienst AG
Wasserstoff als Energiespeicher ist ein wichtiger Baustein für eine nachhaltige und saubere Energieversorgung. Seine Nutzung bedeutet keine oder nur sehr geringe Treibhausgas-Emissionen. In der Elektrolyse-Anlage in Grenzach-Wyhlen am Rhein wird mittels Strom aus dem dortigen Laufwasserkraftwerk Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff aufgespalten. Der Wasserstoff kann dann für verschiedene Nutzungswege bereitstehen. Mit H2 Whylen soll die in Grenzach-Wyhlen bereits bestehende Power-to-Hydrogen-Infrastruktur mit dem angrenzenden Quartier und Industrieareal zu einem Testraum ausgebaut werden: Vorgängig sollen hierbei Geschäftsmodelle für die bedarfsgerechte Erzeugung, lokale Verteilung und Nutzung des Gases in den verschiedenen Sektoren entwickelt und bei Tragfähigkeit erprobt werden. Geforscht wir an der Entwicklung großskalig fertigbarer Elektrolysetechnologie. Erforscht wird auch, wie die Prozesswärme weiterverwendet werden kann. Eine Begleitforschung berücksichtigt zusätzlich gesellschaftliche Faktoren. Nach der Förderung soll das Gesamtsystem soweit entwickelt sein, dass ein wirtschaftlicher Betrieb möglich ist.
6 | IW3
- Projekt: Integrierte WärmeWende Wilhelmsburg
- Thema: Energieoptimierte Quartiere
- Land: Hamburg
- Fokus: Großstadt
- Koordinierung: Hamburg Energie GmbH
Wilhelmsburg in Hamburg zeigt mit dem Reallabor IW3, dass eine zuverlässige und bezahlbare Wärmeversorgung auf Basis erneuerbarer Energien möglich ist. In dem stark wachsenden Stadtteil werden Wärme, Strom und Mobilität effizient miteinander gekoppelt. Über eine Geothermie-Anlage wird aus etwa 3.500 Metern Tiefe geothermische Energie gewonnen und in ein lokales Nahwärmenetz gespeist. In den Sommermonaten soll überschüssige Wärme in einem oberflächennahen, wasserleitenden Gestein zwischengespeichert werden. Eine systemübergreifende Technologieplattform koppelt über ein virtuelles Kraftwerk Wärme, Strom und Mobilität im Quartier für eine intelligente, effiziente und regenerative Energieversorgung. Die Partner entwickeln für das Reallabor einen offenen Wärmemarktplatz, über den Wärme aus verschiedenen Quellen und von verschiedenen Anbietern transparent, hochautomatisiert und effizient gehandelt werden soll. Das Konzept der integrierten Wärmewende macht Wilhelmsburg zu einem Leuchtturm für die Energie- und Wärmewende in urbanen Räumen, die deutschlandweit übertragbar ist.
7 | Norddeutsches Reallabor
- Projekt: Norddeutsches Reallabor – die Energiewendeallianz für Sektorkopplung
- Thema: Sektorkopplung, Wasserstofftechnologien und Quartierslösungen
- Land: Hamburg, Schleswig-Holstein und Mecklenburg-Vorpommern
- Fokus: Elektrolyse mit insgesamt 77 Megawatt; H2-Tankstellen und -Transport
- Koordinierung: Competence Center für Erneuerbare Energien und EnergieEffizienz (CC4E) der Hochschule für Angewandte Wissenschaften Hamburg
Im Norddeutschen Reallabor soll die ganzheitliche Transformation des Energiesystems erprobt und so zu einer schnellen Dekarbonisierung aller Verbrauchssektoren beigetragen werden. Verteilt auf fünf geografische Hubs in Hamburg, Schleswig-Holstein und Mecklenburg-Vorpommern sollen großskalige Konzepte für die Sektorkopplung entwickelt werden, mit Fokus auf Wasserstoff und energieeffizienten Quartierslösungen im Wärmebereich. Um CO2 einzusparen, sollen beispielsweise Rückstände aus Raffinerien mit grünem Wasserstoff weiterverarbeitet werden. Auch soll untersucht werden, wie sich das Beimischen von Wasserstoff in Erdgas-Brennern auswirkt. Um den Verkehrssektor systemisch einzubinden, sollen vermehrt Brennstoffzellen-Fahrzeuge genutzt und Wasserstofftankstellen gefördert werden. Für das Vorantreiben der Wärmewende wollen die Partner zudem die Abwärme einer Müllverbrennungs- sowie einer Industrieanlage mittels vorhandener Fernwärmeleitungen nutzbar machen. Mit den geplanten Vorhaben des Norddeutschen Reallabors können etwa 560.000 Tonnen CO2-Emissionen pro Jahr eingespart werden.
8 | Reallabor GWP
- Projekt: Großwärmepumpen in Fernwärmenetzen – Installation, Betrieb, Monitoring und System- einbindung
- Thema: Energieoptimierte Quartiere
- Land: Baden-Württemberg, Bayern, Berlin und Nordrhein-Westfalen
- Fokus: Mittelstadt, Großstadt
- Koordinierung: AGFW-Projekt GmbH – ein Unternehmen des AGFW – Der Energieeffizienzverband für Wärme, Kälte und KWK e.V.
Ein großer Teil des Energieverbrauchs und der CO2-Emissionen in Deutschland entfällt auf die Wärmeversorgung. Aus diesem Grund liegt insbesondere beim Einsatz von Großwärmepumpen (GWP) großes Potenzial, Treibhausgase zu reduzieren. Um hier innovative Konzepte zu entwickeln, müssen regulatorische Hemmnisse abgebaut werden. Das Reallabor GWP hat deshalb zum Ziel, wirtschaftliche und regulatorische Rahmenbedingungen sowie effiziente Betriebskonzepte für den Einsatz von GWP zu erproben. Zudem will das Konsortium herausfinden, wie sich GWP für die übergeordnete Transformation der Wärme- und Strominfrastruktur nutzen lassen und somit einen wesentlichen Beitrag zur Sektorkopplung leisten können. Dazu sollen fünf GWP mit unterschiedlichen Einbindekonzepten, Wärmequellen und weiteren Spezifika in die Fernwärmenetze in Deutschland integriert werden. Die Standorte sind für sich genommen eigenständig, aber über eine übergeordnete zentrale Datenerfassung, Analyse und Optimierung verknüpft.
9 | ReWest100
- Projekt: Reallabor Westküste 100
- Thema: Sektorkopplung und Wasserstofftechnologien
- Land: Schleswig-Holstein
- Fokus: 30-Megawatt- Elektrolyse, Kavernenspeicher, Gas- und Wasserstoffnetz
- Koordinierung: Raffinerie Heide GmbH
Mit ReWest100 entsteht die „Musterregion Heide“. Hier wird in kleinem Maßstab erprobt, was die Industriegesellschaft künftig möglichst flächendeckend leisten soll: nahezu klimaneutrale Gewinnung von Energie und Produktion von Gütern. Dafür wollen die Projektpartner mithilfe eines 30 Megawatt starken Elektrolyseurs Strom aus Wind in Wasserstoff umwandeln. Das Gas kann dann weitergeleitet und bedarfsgerecht genutzt werden, unter anderem zur Produktion von CO2-neutralem Kraftstoff. In diesem Reallabor soll der Wasserstoff in einer Salzkaverne gespeichert werden. Geplant ist auch ein Modellnetz zum Wasserstofftransport an verschiedene Abnehmer. Zudem soll der bei der Elektrolyse gewonnene Sauerstoff im Verbrennungsprozess in einem etwa 60 Kilometer entfernten Zementwerk zu hochreinem Kohlenstoffdioxid umge- wandelt werden. Daraus lassen sich beispielsweise chemische Grundstoffe für Lösemittel herstellen. Außerdem ent- wickelt das Konsortium Betriebs- und Geschäftsmodelle sowie Empfehlungen für die Weiterentwicklung des regulatorischen Rahmens.
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