Sunfire und die Salzgitter AG treiben den industriellen Einsatz der sogenannten SOEC-Elektrolyse zur Erzeugung von grünem Wasserstoff weiter voran. Gemeinsam mit der TU Bergakademie Freiberg validieren sie im Forschungsprojekt „GrInHy3.0“ die neuesten Entwicklungen.

Grüner Wasserstoff spielt eine zentrale Rolle bei der Dekarbonisierung der Stahlindustrie. Besonders effizient und somit kostengünstig kann dieser in Hochtemperatur-SOEC-Elektrolyseuren erzeugt werden. Sunfire, die Salzgitter AG und die TU Bergakademie Freiberg gehen nun gemeinsam einen wichtigen Schritt hin zur industriellen Nutzung dieser Technologie.

Im Forschungsprojekt GrInHy3.0 integrieren die Partner die neueste SOEC-Stack-Technologie von Sunfire in das Wasserstoffnetz des Stahlwerks von Salzgitter Flachstahl. Die Anlage wird 16,5 kg Wasserstoff pro Stunde produzieren, der unter anderem für die Direktreduktion von Eisenerz in der Versuchsanlage „µDral“ verwendet wird. „Der schonende Umgang mit Ressourcen, allem voran das Thema Energieeffizienz, steht seit langer Zeit im Fokus unseres Unternehmens. Mit GrInHy3.0 kann die erfolgreiche Geschichte der GrInHy-Projektreihe fortgeschrieben werden“, betont Ralph Schaper, Leiter der Energiewirtschaft bei Salzgitter Flachstahl.

Nach mehr als 19.000 Betriebsstunden und 190 Tonnen erzeugtem Wasserstoff werden die vorhandenen acht Module nun ersetzt. Zwei neue Testmodule mit einer Elektrolyseleistung von 540 kW, die wichtige Erkenntnisse für die bevorstehende Serienfertigung generieren, werden dafür in die vorhandene Infrastruktur integriert. Die Inbetriebnahme ist für das Jahr 2024 geplant.

Wasserstoff: Bergakademie Freiberg betrachtet Umweltauswirkungen 

Die TU Bergakademie Freiberg komplettiert das Projektkonsortium. Forschende am Institut für Nichteisenmetallurgie und Reinststoffe (INEMET) betrachten verschiedene Nachhaltigkeitsaspekte und prüfen unter anderem Möglichkeiten des Recyclings und der Wiederverwendung der Komponenten. Außerdem untersuchen sie den Lebenszyklus der SOEC-Stacks. Bei „Stacks“ handelt es sich in diesem Kontext um Stapel mehrerer Hundert einzelner Zellen, die das zentrale Element des Elektrolyseurs bilden. Da die SOEC-Elektrolyseure Wasserdampf bei einer Temperatur von 850 °C in Sauerstoff und Wasserstoff spalten, wird das Material stark beansprucht.

„In diesem Teil des Projekts betrachten wir bereits eine langfristige Perspektive, wie wir die Umweltauswirkungen des zukünftigen Abfallstroms minimieren können, der bei der Herstellung und dem Verbrauch von Wasserstoff entsteht“, erklärt Prof. Dr. Alexandros Charitos, Insititutsdirekter INEMET an der Bergakademie Freiberg. Am INEMET liegt der Schwerpunkt der Forschung sowohl auf der Entwicklung der Recyclingstrategie für den SOEC-Stack als auch auf der Erstellung einer simulationsbasierten Ökobilanz für das gesamte HTC-Modul. So will das Institut einen umfassenden Überblick über alle benötigten Rohstoffe und Massenströme im System erhalten. „Die angewandte Methodik wird es ermöglichen, ein Closed-Loop Design zu definieren, um die Materialien aus dem End-of-Life (EoL) SOEC-Stacks zu recyceln, damit sie in neuen Stacks wiederverwendet werden können“, so Charitos.

Industrielle Anwender, bei denen Abwärme zur Verfügung steht, sollen nun von der verlängerten Lebensdauer der Systeme profitieren. „In Vorbereitung auf die industrielle Serienfertigung haben wir den Wirkungsgrad unserer Systeme weiter verbessert und sie robuster gestaltet“, sagt Christian von Olshausen, CTO von Sunfire. Stahlwerke seien die perfekte Umgebung für den Einsatz von SOEC-Elektrolyseuren. „Deshalb ist es für uns optimal, dass wir unsere langjährige Partnerschaft mit der Salzgitter AG fortsetzen und die neuen Module unter realen Einsatzbedingungen validieren können“, so von Olshausen.

Foto: Sunfire