Wasserstoff sei für die Energietransformation das fehlende Glied, wie Prof. Dr. Josef Hofmann, die die Veranstaltung moderierte, in seiner Themeneinführung erklärte. Ob für langfristige Energiespeicherung, aber auch in der Industrie z.B. für grünen Stahl oder auch grünen Ammoniak im Düngemittelbereich: „Ohne Wasserstoff wird die Energietransformation nicht gelingen“ ist er überzeugt. Umso mehr freute sich Vizepräsident Prof. Dr. Marcus Jautze in seiner Begrüßung der rund 90 onlne zugeschalteten oder in Präsenz anwesenden Teilnehmer/-innen, dass die Hochschule Landshut am Wasserstoff-Technologie-Anwendungs-Zentrum (WTAZ) in Pfeffenhausen beteiligt ist. Das WTAZ sei eine große Chance für die Region und zeige, wie Wissenschaft und Unternehmen zukunftsorientiert wirken können.
Auch für den Referenten Prof. Dr. Tim Rödiger, der federführend für die Einwerbung von Forschungsgeldern für die Hochschule Landshut beim WTAZ, beteiligt war, stellt Wasserstoff eine unverzichtbare Ressource für die Energiewende dar. Dabei müsse man die Frage stellen, wo der Einsatz von Wasserstoff sinnvoll sei und wo nicht. Die Gewinnung von Wasserstoff sei energieintensiv, das Ziel müsse lauten, den gesamten Wasserstoffbedarf mit aus regenerativen Energien gewonnenem (grünen) Wasserstoff abzudecken und besonders den aus fossilen Rohstoffen gewonnen Wasserstoff zu ersetzen. Es könne aber auch sinnvoll sein, z.B. orangen Wasserstoff (aus Biomasse gewonnen) mit einzubeziehen, um den CO2-Ausstoß verringern und um das Thema Wasserstoff voranbringen zu können.
Bedarf an Wasserstoff wird enorm steigen
Die Wasserstoffnutzung und der -bedarf werden in den kommenden Jahren enorm ansteigen, Studien rechnen mit einem Anstieg von 55 TWh im Jahr 2023, auf 100 TWh im Jahr 2030 und 160 TWh im Jahr 2045, eine anderslautende Schätzung geht sogar von 265 TWh aus. Hohe Steigerungsraten seien u.a. in den Bereichen grüner Stahl, Chemie/Zement, Güter-, Luftfahrt und Schifffahrtsverkehr zu erwarten. Der tatsächliche Bedarf sei schwer einzuschätzen, hänge mit vielen Randbedingungen zusammen, wie Preis, Förderbedingungen, Infrastruktur etc. Dem gegenüber steht ein geschätzter Ausbau der Wasserstofferzeugung über Elektrolyse von unter 100 TWh in Deutschland, die restliche Menge müsse importiert werden.
Einen Schritt in die richtige Richtung stelle der durch die Bundesnetzagentur genehmigte Ausbau eines deutschlandweiten Wasserstoff-Kernnetzes dar, bis 2032 soll das größte Wasserstoffnetz Europas mit eine Leitungslänge von 9040 km entstehen. Ein weiterer wichtiger Schritt sei die Förderung im Rahmen eines Innovations- und Technologiezentrums für Wasserstoff (ITZ) durch das Bundesministerium für Digitales und Verkehr. Das WTAZ Pfeffenhausen ist Teil dieser bundeweiten ITZ-H2-Initiative, die den Aufbau anwendungsnaher Forschungs- und Test-Infrastrukturen für Wasserstoff Technologien in der Mobilität zum Ziel hat. Daneben werden noch drei weitere nationale Zentren gefördert, die sich mit den Themen Brennstoffzellen und Elektrolyse (Chemnitz), Schifffahrt und Aviation (Bremen/Bremerhaven, Hamburg und Stade), Schwerlastbereich, Wasserstoffdistributionskonzepte sowie Mobilität (noch in Ausschreibung) befassen werden.
Startschuss für das WTAZ bereits erfolgt
Der offizielle Startschuss für das WTAZ in Pfeffenhausen fiel mit der Übergabe des Förderbescheids im Februar diesen Jahres an die Projektpartner: die Unternehmen HyTACC und HyTACC CRYO sowie die Technische Hochschule (TH) Ingolstadt, die Ostbayerische Technischen Hochschule (OTH) Regensburg sowie die Hochschule Landshut. Damit startet die Umsetzungsphase für das WTAZ, das die beschleunigte Transformation der deutschen Zulieferindustrie für die Mobilität mit Wasserstoff zum Ziel hat und eine wohl einmalige Testinfrastruktur zur Verfügung stellen wird. Auf dem Gelände ging bereits im Herbst 2024 der Elektrolyseur der HyPerformer Wasserstoffmodellregion HyBayern in den Probebetrieb. Zusätzlich bietet die Infrastruktur einen Wasserstoff-Verflüssiger, Testanlagen für Wasserstoff-Tanksysteme und -Komponenten. Für das neue Transferzentrum stellt der Bund 54 Millionen Euro bereit. Rund 32 Millionen Euro davon fließen in die wissenschaftliche Infrastruktur der beteiligten Hochschulen.
Dabei spezialisiert sich das WTAZ in Pfeffenhausen auf wasserstoffbasierte-Nutzfahrzeuge, Kleinflugzeuge und die realitätsnahe Gesamtfahrzeugerprobung. Die Hochschulpartner werden drei Kompetenzzentren umsetzen. Dabei befasst sich die OTH Regensburg mit Untersuchungen an Wasserstoff-Verbrennungsmotoren. Sie plant hierzu einen H2-Verbrennungsmotorenprüfstand, um Fragestellungen des Gesamtsystems, von Systemkomponenten und Systemelementen beantworten zu können. Die TH Ingolstadt legt ihren Fokus auf die Forschung an Gesamtfahrzeugen und wird hierzu einen Prüfstand für Nutzfahrzeuge mit Klimakammer aufbauen.
Temperaturauswirkungen bei Tanksystemen im Fokus
Die HAW Landshut befasst sich im WTAZ-Forschungsverbund mit thermischen Komponenten. Dies trifft Themen wie den Temperaturanstieg an Tankwänden und Befüllsystemen beim Tanken, Schädigung der Tankstruktur bei thermischen Belastungen, Veränderung der Materialeigenschaften und Probleme der Betriebsfestigkeiten bei unterschiedlichen Druckbehältertypen aus metallischen, Kunststoff- und Faserverbundstrukturen.
Dabei findet in Pfeffenhausen Forschung sowohl an komprimiertem gasförmigem Wasserstoff (CGH2), tiefkaltem Flüssigwasserstoff (sLH2) als auch mit kryokomprimiertem Wasserstoff (sehr kalter komprimierter Gas- und Flüssigwasserstoff CcH2) statt. In dieser Reihenfolge steigt die Speicher- und Energiedichte, aber auch die Ansprüche an Betankung und Behälter. Je nach Verkehrsmittel vom Verteil- bis zum Langstrecken-LKW, über Nutzfahrzeuge, Baumaschinen und landwirtschaftlichen Maschinen bis hin zu Kleinflugzeugen und Drohnen ändern sich die Anforderungen und auch die Wettbewerbsbedingungen zu Alternativantrieben.
Die Hochschule Landshut wird einen Prüfstand zur thermischen Untersuchung von Drucktanks und Betankungskomponenten realisieren – inklusive Infrarot-Thermografie (Messung der Temperaturverteilung). Particle Image Velocimetry-System (PIV, Geschwindigkeit), Background Oriented Schlieren-Visualisierung (BOS, Dichte) sowie hochzeitauflösenden ALTP-Wärmestrom-/Temperatursensoren. Dies um vielfältige Forschungsfragen beantworten zu können: Von der Analyse, Modellentwicklung und Optimierung von Wasserstoffdruckspeichern, über Steuer- und Reglungsstrategien und der Anwendung von KI-Methoden für die Betankung bis hin zur Untersuchung weiterer H2-Symstem-Komponten wie Pumpen oder Wärmetauscher. Bereits genehmigt sei eine Förderung für ein Gebäude mit Wasserstoff-Testhalle, Testflächen und Laboren genehmigt, das 2027/2028 bezugsbereit sein soll, die Auftragsvergabe laufe bereits.
Neben öffentlichen Fördermitteln muss die Finanzierung des WTAZ besonders nach dem Projektende 2028 über Drittmitteleinnahmen. Prof. Dr. Rödiger betont dabei die Bedeutung von Kooperationen mit der Wirtschaft, mit Partner aus der Industrie, die große Vorteile für beide Seiten bietet. Es sollen praxisrelevante Erkenntnisse gewonnen werden, dies kann über Förderungsprojekte, Industrieaufträge zur Entwicklung und Erprobung neuer Technologien, der Nutzung der Prüfstände bis hin zu zur Weiterbildung von Mitarbeitenden etc. erfolgen. Das gemeinsame Ziel laute, gemeinsam die Wasserstofftechnologie wettbewerbsfähig und anwendbar zu machen und dabei einen Wissensvorsprung zu erlangen.
Weitere Informationen zur Veranstaltungsreihe unter www.haw-landshut.de/la-energiegespraeche.
