Der industrielle Bedarf an Strom und Prozesswärme in Deutschland ist immens und wird ohne Importe nachhaltig erzeugter Energieträger nicht gedeckt werden können. Ein solcher Energieträger der Zukunft ist Wasserstoff. Auf dem Weg zu einer Wasserstoffwirtschaft gibt es jedoch noch viele offene Fragen. Eine davon ist, wie die Versorgung mit grünem Wasserstoff in der Fläche aussehen kann. Lösungen für die logistischen Herausforderungen werden im Rahmen von AmmonVektor entwickelt. Das Fraunhofer-Leitprojekt setzt auf Ammoniak als sogenannten Energievektor, der sich in seiner flüssigen Form technisch einfach und ohne großen Energieaufwand transportieren lässt. Ein weiterer Vorteil ist, dass Ammoniak durch die Düngemittelproduktion bereits über eine weltweite Transportinfrastruktur verfügt.

Forschende aus den acht Fraunhofer-Instituten ICT, IGB, IKTS, IML, IMM, IMW, ITWM und UMSICHT betrachten über einen Zeitraum von drei Jahren die gesamte Wertschöpfungskette: »Es entstehen Reaktoren und Katalysatoren für eine flexible, energieeffiziente Ammoniak-Synthese. Zudem entwickeln wir Technologien für die Spaltung von Ammoniak und dessen Nutzung zur Erzeugung von Strom, Wärme und Bewegung«, erklärt Dr.-Ing. Andreas Menne von Fraunhofer UMSICHT, das die Projektleitung innehat. Ebenfalls werden Speicher- und Logistikkonzepte erstellt und Geschäftsmodelle entworfen. Alles unter der Zielsetzung, in Zukunft Wasserstoff dezentral verfügbar zu machen.

Die gesamte Wertschöpfungskette

AmmonVektor umfasst insgesamt fünf Teilprojekte. Das erste Teilprojekt beschäftigt sich mit der Entwicklung von Prozessen, die den Betrieb von dezentralen Anlagen für die lastflexible und bedarfsorientierte Ammoniaksynthese ermöglichen. Im zweiten Teilprojekt werden sichere Logistikalternativen und Szenarien für den Transport und die Speicherung von Ammoniak untersucht. An der dezentralen Wasserstoffrückgewinnung – dem Ammoniakcracken – forschen die Beteiligten in Teilprojekt drei. Sie optimieren Crackkatalysatoren hinsichtlich ihrer Aktivität und Stabilität für den Betrieb in verschiedenen Reaktoren. Den Blick auf die direkte Ammoniaknutzung richtet Teilprojekt Nummer vier. Es werden zwei grundlegende Wege zur Strom- und Wärmebereitstellung betrachtet: die Umsetzung von Ammoniak in Festoxidbrennstoffzellen-Systemen und die motorische Verbrennung. Last but not least Teilprojekt fünf, in dem die zuvor entlang der Ammoniak-Wertschöpfungskette optimierten Technologien hinsichtlich ihrer Resilienz sowie ökonomischen und ökologischen Nachhaltigkeit analysiert werden. Andreas Menne: »Auf dieser Basis wollen wir aussagekräftige Informationen über die Potenziale einer langfristig erfolgreichen Umsetzung der Technologien im industriellen Maßstab liefern.«

Workshop: neueste Technologien und Entwicklungen im Themenfeld Ammoniak

Doch wie genau kann diese Umsetzung in der Praxis aussehen? Am 30. Oktober widmet sich der Workshop »Ammoniak – DIE Lieferkette für die Wasserstoffwirtschaft?!« bei Fraunhofer UMSICHT in Oberhausen dem Themenfeld Ammoniak. Expertinnen und Experten aus Wissenschaft und Wirtschaft informieren aus verschiedenen Blickwinkeln über dezentrale Nutzungskonzepte. Es geht um konkrete Anwendungsfälle von Ammoniak als Wasserstoffspeicher und das Fraunhofer-Leitprojekt AmmonVektor, aber auch um die Hürden einer Wasserstoffwirtschaft und die Regulatorik. Der Workshop richtet sich u. a. an Interessierte aus Industrie und Wissenschaft, Energieversorger, dezentrale Anwender von Wasserstofftechnologien, Transport- und Logistikunternehmen. Teilnehmende können sich direkt einbringen und sind eingeladen, gemeinsam mit den Referentinnen und Referenten zu diskutieren. Am Ende der Veranstaltung besteht die Möglichkeit, im Rahmen einer Institutsführung einen Blick hinter die Kulissen von Fraunhofer UMSICHT zu werfen.