Brennstoffzellensystem für Schiffe produziert Strom
Das im Forschungsprojekt „SchiffsIntegration Brennstoffzelle“ (SchIBZ) aufgebaute Stromaggregat auf Basis von Dieselkraftstoff und SOFC-Brennstoffzellen hat Ende 2016 die Stromproduktion aufgenommen. Nach der erfolgreichen Inbetriebnahme erreichte das System eine Leistungsabgabe von knapp 30 kW bei einem maximalen Bruttowirkungsgrad von 56 %. Im Vergleich zu klassischen Dieselgeneratoren, die Wirkungsgrade von bis zu 40 % erreichen, ist das Brennstoffzellenstromaggregat nicht nur energieeffizienter, sondern auch deutlich leiser und schadstoffärmer. Für die Schifffahrt ist die Reduzierung von Emissionen in Hafenbereichen sowie auf Küsten- und Flussfahrten aufgrund zunehmender nationaler und internationaler Reglementierungen zwingend erforderlich.
Die Besonderheit des Projektes ist, dass der von den Brennstoffzellen benötigte Wasserstoff aus Pkw-üblichem Dieselkraftstoff mit einem Schwefelgehalt von bis zu 15 ppm produziert wird. Das in das System integrierte Wasserstofferzeugermodul des OWI Oel-Waerme-Instituts wandelt den Diesel im Verfahren der Dampfreformierung in ein wasserstoffhaltiges Brenngas für den Betrieb der Festoxidbrennstoffzellen (Solid Oxide Fuel Cell, SOFC). In den SOFC-Brennstoffzellen wird das Brenngas zu Strom umgesetzt. Das Brennstoffzellensystem wurde zunächst an Land in Betrieb genommen. Die besondere Herausforderung lag dabei in der Kopplung des Brennstoffzellenmoduls mit dem Wasserstofferzeuger, die die beiden zentralen Bauteile des Systems sind. Nach weiteren Belastungstests an Land im Frühjahr 2017 soll das hochseetaugliche Stromaggregat im Laufe des Jahres auf dem Frachtschiff MS Forester installiert und auf See getestet werden. An Bord wird es dann bis auf weiteres einen Teil der Stromversorgung übernehmen.
Unter der Leitung der ThyssenKrupp Marine Systems GmbH entwickeln, fertigen und testen OWI und vier weitere Unternehmen und Institutionen die Demonstratoranlage. Das Forschungsprojekt wird durch das Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur im Rahmen des Nationalen Innovationsprogramms Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie (NIP) über die Nationale Organisation Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie (NOW) gefördert.
Das OWI ist eine unabhängige, gemeinnützige und freie Forschungseinrichtung. In Zusammenarbeit mit Partnern aus Industrie und Forschung forscht und entwickelt das OWI an Konzepten und Technologien auf dem Gebiet der Wärme- und Stromerzeugung. Der Schwerpunkt liegt auf der energieeffizienten und schadstoffarmen Nutzung flüssiger fossiler und regenerativer Brenn- und Kraftstoffe. Das Ziel ist die Entwicklung energieeffizienter und umweltschonender Produkte, die marktfähig sind. Das OWI ist ein An-Institut der RWTH Aachen und versteht sich als Mittler zwischen Grundlagenforschung und Anwendung. Im Rahmen des Technologietransfers bearbeitet das OWI sowohl aus öffentlichen Fördermitteln finanzierte Projekte als auch industrielle Forschungsaufträge. Zu den Kunden gehören beispielsweise Hersteller von Haushaltsheizungen, Unternehmen der Automobilzulieferindustrie, der Mineralölwirtschaft und der Thermoprozesstechnik.
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