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Paolo Gabrielli, Senior Scientist an der ETH Zürich, Interview: Corinna Herbst

Die chemische Industrie ist für 5 % der globalen CO₂- Emis­sionen verantwortlich. Angesichts der weit verbreiteten Verwendung kohlenstoffreicher Rohstoffe steht die Dekarbonisierung der Industrie jedoch vor großen Herausforderungen.

Künftig dürfte es erforderlich sein, grünen Wasserstoff und seine Folgeprodukte nach Europa zu importieren, denn für manche Industrien ist nur so eine klimaneutrale Produktion möglich. Das Fraunhofer ISE hat in einer Studie mögliche Zulieferländer untersucht und eine Karte erstellt.

Die Fraunhofer-Einrichtung für Energieinfrastrukturen und Geothermie IEG ist zum 1. Juli dem ForschungsVerbund Erneuerbare Energien (FVEE) beigetreten. Mit den Mitgliedern dieser bundesweiten Kooperation von Forschungseinrichtungen teilt das Fraunhofer IEG das gemeinsame Ziel, die klimaneutralen Energietechnologien der Zukunft zu entwickeln.

Die Galvanikindustrie leidet unter den hohen Energiepreisen. Doch viele Maßnahmen zum Energiesparen hat die Branche bisher entweder gar nicht oder nur in Ansätzen umgesetzt. Dafür fehlt vielerorts das nötige Wissen. Ein Seminar am 13. Juni am Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung (IPA) in Stuttgart hat Wege zur Klimaneutralität aufgezeigt. 36 Lohn- und Inhouse-Galvaniken namen teil.

Das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE hat mit weiteren Projektpartnern ein technisches Anlagenkonzept und ein Design für eine – für den Einsatz auf dem Meer optimierte – Wasserstoff-Erzeugungsanlage entwickelt. Die Ergebnisse zeigen, dass die Wasserstofferzeugung direkt auf dem Meer mit einem PEM-Elektrolyseur technisch und ökonomisch machbar ist. Die Arbeiten erfolgten im Rahmen des vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) geförderten zweijährigen Projekts „OffsH2ore“.

Im Fraunhofer ISE-Projekt „Nichtwohngebäude als flexible Akteure des Energiesystems“ ist untersucht worden, wie Gebäude aus Industrie und GHD-Sektor in die Energiewirtschaft eingebunden werden können. Case Studies ermittelten das sogenannte Flexibilisierungspotenzial und zeigten, dass Gebäude künftig ein nicht unwesentlicher Baustein erneuerbarer Energiewirtschaft sein können.

Leiterin der neuen Abteilung Elektrochemische Energiesysteme am Forschungsinstitut Edelmetalle und Metallchemie fem, Interview: Robert Piterek

Welche Ziele verfolgen Sie am Forschungsinstitut Edelmetalle mit der neuen Abteilung Elektrochemische Energiesysteme (EES)?

Wir glauben an grüne Energie und vereinen unsere traditionellen Stärken der Oberflächentechnologie, Materialwissenschaft und Elektrochemie, um sie zu realisieren. Die neue Abteilung wird einen signifikanten Beitrag zur Energiewende leisten und die Zukunft mitgestalten. Wir werden die Ausstattung des fem mit neuen Prüfständen und Charakterisierungsmethoden weiter ausbauen. Brennstoffzellen, Batterien und Elektrolyseure spielen eine Schlüsselrolle für eine klimafreundliche und treibhausgasneutrale Wirtschaft. Innovative Herstellungsmethoden sowie die Entwicklung, Optimierung und Charakterisierung von Komponenten wie Elektroden und Elektrokatalysatoren sind unsere Kernkompetenzen. Ziel ist es, Lösungen für die wissenschaftlichen und technischen Herausforderungen in elektrochemischen Energiesystemen zu finden und Zielkonflikte zwischen Effizienz, Leistungsdichte, Betriebszeit, Umweltfreundlichkeit, Sicherheit und Kosten aufzulösen. Darüber hinaus forschen wir an kostengünstigen und umweltfreundlichen Batterien, die auf Rohstoffen wie z. B. Schwefel, Calcium und Zink basieren. Auf dem Gebiet der Wasserstoff-Elektrolyse und der Brennstoffzellen verwenden wir nachhaltige Materialien und verzichten auf teure und problematische Rohstoffe. In diesem Zusammenhang setzen wir unseren Fokus verstärkt auf die Rückgewinnung von Rohstoffen und die Etablierung einer Kreislaufwirtschaft.

Fließen auch Investitionen in Ihre neue Abteilung?

Die neue Abteilung ist ja keine völlige Neugründung, sondern hat sich in den letzten zehn bis zwanzig Jahren innerhalb der Elektrochemie – die seit 1926 mit zu den Ursprüngen des fem gehört – mit ihren ganz eigenen Schwerpunkten Wasserstoff- und Batterietechnik entwickelt. Dabei gehört es seit rund zehn Jahren zu meinen Aufgaben, die Batterieaktivitäten am fem zunächst auf- und dann immer weiter auszubauen. Der früheren Abteilungsleiterin Dr. Renate Freudenberger haben wir im Hinblick auf Brennstoffzellen- und Elektrolyseaktivitäten viel zu verdanken. Es ist also schon viel in die Labor- und Geräteausstattung, in hochqualifiziertes Personal und den Aufbau von Netzwerken und Kooperationen mit Partnern aus Wissenschaft und Industrie investiert worden. Mittlerweile aber stoßen wir am fem an unsere räumlichen Grenzen. Die nächste große und wichtigste Investition wird daher unser Neubau, das Innovationszentrum K15 sein. Dort wird es ab kommendem Jahr viel Raum für den technischen und personellen Ausbau meiner Abteilung geben, darunter einen Brennstoffzellenprüfstand.

Wie hängt die Arbeit der neuen Abteilung mit Ihrem Engagement in der Initiative Hy-FIVE zusammen, das kürzlich besiegelt wurde?

Meine Abteilung unterstützt das Engagement des fem im Rahmen der Initiative Hy-FIVE. Wir sind sehr glücklich, einer der 19 Projektpartner in Baden-Württemberg zu sein. Ziel des Projekts ist zum einen der Aufbau und Betrieb eines integrierten Netzes von Elektrolyseuranlagen, Tankstellen und Pipelines, zum anderen die Weiterentwicklung der Wasserstofftechnologie in anwendungsorientierten FuE-Projekten. Am fem werden wir unsere Aktivitäten auf dem Gebiet der Wasserstofftechnologie durch den Aufbau einer Cluster-Anlage weiter intensivieren. Diese Anlage wird es uns ermöglichen, in direkter Zusammenarbeit mit KMU und Industrie neuartige Materialien, Werkstoffe und Oberflächen für Brennstoffzellen und die Elektrolyse zu entwickeln. Mehr zur Initiative Hy-FIVE auf S. 995

Im Rahmen des Forschungsprojekts »Modellregion Agrihotovoltaik für Baden-Württemberg« bauen und erproben das Kompetenzzentrum Obstbau Bodensee, das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE sowie elf weitere Projektpartner fünf Agri-PV Pilotanlagen in Baden-Württemberg.

Moderne, dezentrale Energiesysteme sind eine hochkomplexe Angelegenheit. Diese optimal und kosteneffizient zu planen, stellt eine große Herausforderung für Energieplanerinnen und -planer dar.