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Wasserstoff im Fokus – H2iPortKA

Eine erfolgreiche Energiewende erfordert die Kombination von Versorgungssicherheit, Bezahlbarkeit und Umweltverträglichkeit durch innovativen Klimaschutz. Wasserstoff spielt dabei eine zentrale Rolle bei der CO₂-Emissionsreduzierung in Industrie und Verkehr durch erneuerbare Energien. Dieses Ziel verfolgen die Projektpartner in der TechnologieRegion Karlsruhe (TRK) mit dem H2iPortKA.

Auf dieser Seite:

Worum handelt es sich beim H2iPortKA-Projekt?

Der rasche Aufbau einer Wasserstoff(H2)-Wirtschaft ist eine der großen Herausforderungen der nächsten Jahre. Um die Umstrukturierung des Energiebezugs zu schaffen, sind große Investitionen erforderlich. Karlsruhe bietet hier mit den Rheinhäfen, städtischen Versorgungsunternehmen, mittelständischer Industrie und Forschungseinrichtungen sowie großen, relevanten Akteuren im Umfeld wie EnBW, MiRO, Siemens und Daimler Truck hervorragende Voraussetzungen. Das lokale Straßen- und das Schienennetz sind unmittelbar an europäische Ost-West- und Nord-Süd-Achsen angebunden.

Für die vermehrt aufkommenden H2-Bedarfe fehlen jedoch konkrete, integrierende Planungen einer dringend aufzubauenden H2-Importinfrastruktur südlich von Mannheim mit Anbindung an die Regionen Elsass/Frankreich und Basel/Schweiz. Zur zielgerichteten Auswahl und Ausgestaltung von einzelnen Komponenten der vier Prozessfelder Anlieferung, Behandlung/Umwandlung/Speicherung, lokale Erzeugung und Abgabe von H2, deren Konfiguration und Dimensionierung sind viele Annahmen zu treffen und Parameter
zu variieren.

Dazu werden bestehende Modelle der Hochschule Karlsruhe erweitert und mit den technischen und wirtschaftlichen Daten der beteiligten Unternehmen parametrisiert. Das Modell identifiziert daraus Systemstrukturen, gesamtheitlich optimierte Investitionen, das Anlagendesign und dessen Regelungsstrategie mit einer mehrkriteriellen Zielfunktion wie Kosten oder Emissionen.

Herausforderungen

Die Einführung von H2 als Energieträger für die oben aufgeführten Prozesse und Anwendungsgebiete bringt einige Herausforderungen mit sich und Problemstellungen, die es zu lösen gilt wie:

  • der Komplexität der einzelnen Anwendungsszenarien
  • der noch nicht vorhandenen Infrastruktur für großskaligen Transport, Lagerung und Distribution
  • und den noch unbekannten zukünftigen Bedarfen wie auf Unternehmensebene.

Investitionsentscheidungen können derzeit deshalb nur schwer getroffen werden.


Projektziele

Unsere Projektziele sind klar definiert:

  • Aufbau eines umfassenden Modells für eine H2-Infrastruktur, das auf die spezifische lokale Situation angepasst ist und die Einbindung weiterer Nutzer und Infrastrukturakteure ermöglicht.
  • Einbindung der Region Karlsruhe in den Aufbau großtechnischer Infrastrukturen für grünen Wasserstoff durch einen aktiven Dialog mit relevanten Stakeholdern aus allen Bereichen der Gesellschaft.
  • Unterstützung und Beschleunigung des Markthochlaufs von grünem Wasserstoff durch gezielte Vernetzungs- und Transferangebote entlang der Wertschöpfungskette.

Vorgehensweise

Unsere Vorgehensweise umfasst:

  • Die Modellierung des Systems basierend auf vorhandenen Infrastrukturen für Erzeugung, Import, Speicherung und Verteilung, unter Berücksichtigung der geografischen Gegebenheiten.
  • Die Erfassung der Anforderungen der Akteure in Bezug auf die Nutzung von Wasserstoff und verwandten Technologien.
  • Die Evaluierung des Modells unter Berücksichtigung vorher festgelegter Zielparameter wie Wirtschaftlichkeit und CO2-Potential.
  • Den Abgleich mit den Zielen der H2-Roadmap BW und den überregionalen H2-Versorgungsinfrastrukturen.

Verwertung

Das Modell ermöglicht eine umfassende Bewertung und Identifikation von emissions- und kostenoptimalen Systemstrukturen unter Berücksichtigung der lokalen Randbedingungen. Dies fördert die Abstimmung und Dimensionierung der einzelnen Komponenten und liefert Erwartungswerte in Bezug auf Investitions-, Betriebs- und Wartungskosten. Das Ergebnis sind optimale Systemkonfigurationen, die die Grundlage für Investitionsprojekte schaffen und die Einbindung weiterer Akteure unterstützen. Gleichzeitig streben wir an, unsere Erkenntnisse wissenschaftlich zu nutzen und zu verbreiten.

Hierfür ist die TechnologieRegion Karlsruhe sehr gut aufgestellt, durch die innovationsreiche Netzwerkstruktur aus Forschung, Bildung und Unternehmen.

Projektpartner

IAVF Antriebstechnik GmbH (Projektleitung und Organisation)
Prof. Dr.-Ing. Bernhard Kehrwald
Hochschule Karlsruhe
Prof. Dr.-Ing. Marco Braun
Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie
Prof. Dr. Karsten Pinkwart
KVVH Karlsruher Versorgungs-, Verkehrs- und Hafen GmbH
Geschäftsbereich Rheinhäfen Dipl.-Betriebsw. Jens-Jochen Roth
TechnologieRegion Karlsruhe GmbH
Markus Wexel

Weitere Mitwirkende Unternehmen:

  • Air Products GmbH
  • Axpo Solutions AG
  • EnBW AG
  • H2-Global Stiftung
  • Mabanaft GmbH & Co. KG
  • MiRO Mineraloelraffinerie Oberrhein GmbH & Co. KG
  • Netze Südwest GmbH
  • Siemens Energy AG
  • Stadtwerke Karlsruhe GmbH

Fördergeber des Projektes

Sie haben Fragen?
Kontaktieren Sie uns gerne!
Markus Wexel
Koordinator Energie
Weitere Themen
Bioökonomie
Die TechnologieRegion Karlsruhe wurde für ihre Aktivitäten im Bereich industrieller Bioökonomie vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz alseine von 28 Beispielregionen ausgezeichnet.
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Ein wesentlicher Schwerpunkt der Mobilitätswende liegt dabei auf der Weiterentwicklung des öffentlichen Personennahverkehrs (ÖPNV) und der Entwicklung neuer Mobilitätskonzepte. Die TechnologieRegion Karlsruhe (TRK) ist mit der Kernkompetenz Mobilität ein Vorreiter in Sachen nachhaltiger Mobilitätsentwicklung.
Digitalisierung
Die TechnologieRegion Karlsruhe (TRK) setzt konsequent auf digitale Innovationen, um als Vorreiter in der fortschreitenden Digitalisierung erfolgreich zu agieren und ist somit aktiv an den globalen Veränderungen im Zuge des digitalen Wandels beteiligt.