Die kommissarische Institutsleiterin Dr. Sylvia Schattauer im Gespräch mit der wissenschaftlichen Mitarbeiterin Aline Luxa am Fraunhofer IWES-Standort Anwendungszentrum für Integration lokaler Energiesysteme (AWZ ILES) in Hamburg.
Das Thema Energie ist derzeit sehr aktuell. Das IWES stellt sich den wissenschaftlichen Herausforderungen und hat seine Kompetenzbasis um den Bereich Wasserstoff ergänzt.
Aline: „Das Anwendungszentrum für Integration lokaler Energiesysteme, oder auch AWZ ILES, wurde 2020 in Kooperation mit der HAW Hamburg gegründet. Die wissenschaftliche Leitung hat Prof. Gerwald Lichtenberg von der HAW und die administrative Leitung unser CTO am IWES, Prof. Jan Wenske, inne. Ich bin seit der Gründung beim ILES als wissenschaftliche Mitarbeiterin angestellt und kümmere mich um die Modellierung von Wasserstoff-Systemen.“
Sylvia: „In Deutschland und Europa wird der Aufbau der Wasserstoffwirtschaft von der Forschung beeinflusst. Was ist bei euch am ILES gerade aktuell?“
Aline: „Beim ILES entwickeln wir modellbasierte Lösungen für eine nachhaltige Energiewende. Zum Beispiel in dem Projekt Norddeutsches Reallabor (NRL) arbeiten wir an der Modellierung und Optimierung von Microgrids. Dafür müssen wir Energieerzeuger und -speicher abbilden. Dazu gehören auch Windenergieanlagen und Wasserstoff-Systeme, wie Elektrolyseure. Durch unseren ganzheitlichen Ansatz betrachten wir Systeme, die viele Komponenten aus anderen IWES-Fachbereichen beinhalten. Dabei ist uns die Zusammenarbeit mit unseren Hydrogen Labs in Bremerhaven, Leuna und Görlitz sehr wichtig, um unsere Erkenntnisse praktisch zu implementieren. Dies passiert auch im NRL, wo für die Demonstration von Wasserstoff-Systemen in Norddeutschland 5 Wasserstoff-“Hubs“ aufgebaut werden.“
Sylvia: „Eine gute Datenbasis nutzen zu können, ist in allen Bereichen eine Herausforderung für die Wissenschaft. Wie geht ihr diese an?“
Aline: „Stimmt, dafür arbeiten wir auch eng mit den anderen Gruppen am IWES zusammen. Außerdem wird das ILES auch mit Daten aus den NRL Hubs arbeiten, mit denen wir unsere Modelle validieren wollen. Wir sind aber auch auf Daten unserer Industriepartner angewiesen und möchten gern mit unserer Expertise noch weitere Industriepartner gewinnen, die ihre Daten für die Forschung bereitstellen.“
Sylvia: „Was sind die größten Herausforderungen für die großskalige und flächendeckende Umsetzung der grünen Wasserstofferzeugung in der Industrie?“
Aline: „In der Industrie wird natürlich vieles erst mit einem ökonomischen Nutzen implementiert. Deswegen betrachten wir auch techno-ökonomische Modelle, die die politische Regulatorik mit einbinden können. Durch unsere Ergebnisse wollen wir dabei helfen grünen Wasserstoff marktfähig zu machen. Außerdem hoffen wir Anreize für Unternehmen zu schaffen, grüne Technologien einzusetzen.“
Sylvia: „Wie konkret sieht eure wissenschaftliche Arbeit zu Elektrolyseuren aus?“
Aline: „Wir wollen die Elektrolyse als Gesamtsystem betrachten. Dazu gehört nicht nur der Stack an sich, sondern auch die Nebenaggregate, wie Verdichter, Pumpen, Gasaufbereitung, usw. Die Dynamik der Nebenaggregate muss also auch berücksichtigt werden. Das ist auch für die digitale Abbildung unserer Labs wichtig. Dazu stellt die Netzanbindung Herausforderungen dar, die noch nicht ganz abzusehen sind. Deswegen arbeiten wir auch eng mit unseren IWES Gruppen zur Systemtechnik und Leistungselektronik zusammen. Konkret werden wir im Projekt NRL als ILES Regelungsverfahren für den netzstützenden Betrieb von Elektrolyseuren entwickeln. Wir gehen davon aus, dass Systemdienstleistungen von Wasserstoff-Systemen für die Unterstützung des elektrischen Netzes eine große Relevanz haben werden. Des Weiteren sind für uns nachhaltige Technologien wichtig, weswegen wir untersuchen wollen, wie sich der dynamische Betrieb von Elektrolyseuren, in Verbindung mit erneuerbaren Energieerzeugern, auf die Alterung, oder Degradation, auswirkt. Dafür entwickeln wir zusammen mit unserer Analytik-Gruppe am IWES neue Modelle.“
Mehr Informationen hier:
ILES Summer School 2021 (fraunhofer.de)
Anwendungszentrum ILES (fraunhofer.de)
Hydrogen Labs (fraunhofer.de)