RegGuss - CO2-arme effiziente Gussproduktion unter Einsatz regenerativer Energieträger in volatilen Strommärkten

In dem angestrebten Vorhaben wird der Einsatz regenerativ erzeugter Energieträger (grüner Wasserstoff/ regeneratives Methan) mittels Brennstoffzelle zur Energiebereitstellung in energieintensiven Branchen erforscht. Ziel ist die wirtschaftlich und ökologisch sinnvolle Entkopplung von Stromangebot und -verbrauch, weche auch durch die Volatilität regenerativer Energieträger immer mehr an Bedeutung gewinnt. 

Die Demonstration erfolgt im Rahmen des Projektes konkret am Beispiel Gießerei mit dem Fokus auf den energieintensiven Anteil Schmelzen. Bei Gießereien besteht hier zusätzlich die Möglichkeit, die Abwärme im Brennstoffzelleneinsatz für den Prozess zu nutzen – mit der Zielsetzung einer Steigerung des Gesamtwirkungsgrades im Brennstoffzelleneinsatz.

Im Rahmen des Forschungsvorhabens werden drei Alternativen (a - c) untersucht und in ihrer Effektivität gegenübergestellt:

• a) Mit einem Elektrolyseur wird in Zeiten „billigen“ Stroms aus dem Stromnetz Wasserstoff produziert und gespeichert. Dabei stellt eine besondere Herausforderung die Auswahl    der Speichertechnologie dar, wobei insbesondere die Alternativen Verdichtung und dem in der Entwicklung befindlichen LOHC-One-Reaktor untersucht werden sollen. In Zeiten von „teurem“ Strom („Dunkelflaute“) wird der Wasserstoff in einer Brennstoffzelle verstromt und reduziert den Strombedarf der Gießerei aus dem öffentlichen Netz.

• b) Mit regenerativen Energiequellen erzeugter grüner Wasserstoff wird angeliefert und bei Bedarf verstromt. Dabei sind die verschiedenen Möglichkeiten der Anlieferung zu  betrachten. Eine Option bietet dabei die LOHC-Anlieferung mit Nutzung einer Release-Unit.

• c) Statt Wasserstoff kommen für die Verstromung in einer gasbetriebenen Brennstoffzelle auch E-Fuels oder sogar Erdgas in Frage. Die Untersuchung dieser Alternative gibt insbesondere Aufschluss darüber, inwieweit der Einsatz von Wasserstoff in den Alternativen a) und b) auch ökonomisch sinnvoll ist.

Mit dem beantragten Forschungsvorhabens werden konkreter Fragestellungen hinsichtlich technischer Durchführbarkeit, Wirtschaftlichkeit sowie Zukunftsfähigkeit unterschiedlicher Konzepte beantwortet. Mit der Erarbeitung eines Demonstrators und Datengrundlagen für unterschiedliche Szenarien ist es ferner das Ziel, diese Ergebnisse den Gießereien, Kunden, beteiligten Akteuren in der Energiewende sowie der Gesellschaft zu kommunizieren, um somit konkrete Handlungsoptionen aber auch Herausforderungen aufzuzeigen.