In einzelnen Forschungsprojekten wird untersucht, wie es gelingen kann, unser Energiesystem mithilfe von Wasserstoff klimaneutral zu gestalten.
Mit Wasserstoff effektiven Klimaschutz und wirtschaftliche Innovation verbinden
Beim DVGW-Innovationsprogramm liegt der Fokus auf der gesamten Wertschöpfungskette von Wasserstoff: Sowohl Verfahren zur Erzeugung und Aufbereitung als auch der Transport und die Verteilung werden in den Blick genommen, ebenso wie die Wasserstoff-Toleranz von Gasanwendungen.
Einige Projekte untersuchen den Einfluss von Wasserstoff auf Materialien von Gasleitungen und Speichern oder auf Anwendungen wie Gasverbrennungsmotoren und Heizungsanlagen. Gasgeräte werden auf Herz und Nieren geprüft. In Labor- und Feldversuchen wird zudem getestet, bis zu welchem Wasserstoffanteil ein reibungsloser Betrieb möglich ist. Weitere Projekte widmen sich den Fragen, wie die ideale Umstellung des Gassystems aussehen könnte und was diese kosten würde.
Außerdem wird betrachtet, wie Wasserstoff in das zukünftige Energiesystem integriert werden kann. Denn mit der Kombination aller Energieträger und Technologien lässt sich die Klimaneutralität schnell und sozialverträglich erreichen.
Das Innovationsprogramm Wasserstoff beschäftigt sich mit allen Abschnitten der Wertschöpfungskette. Einzelne, in diesem Programm geförderte Forschungsprojekte widmen sich sowohl den Fragestellungen rund um Erzeugung, Transport, Verteilung und Anwendung des Gases als auch systemischen Betrachtungen.
Erzeugung und Aufbereitung von Wasserstoff
Es existieren mehrere Verfahren zur klimaneutralen Herstellung von Wasserstoff und es gibt weltweit genug Ressourcen, um den zukünftigen Bedarf zu decken. Die Produktionskapazitäten müssen daher global und schnell aufgebaut werden. Jede Quelle sollte genutzt werden, um rasch und effektiv die Treibhausgasemissionen zu senken. Wissenslücken müssen jetzt geschlossen werden, um zügig die Erzeugung im In- und Ausland anzukurbeln und hochzufahren.
Geforscht wird deshalb an:
Wasserstoff-Infrastruktur
Immer mehr Anwendungen in allen Sektoren sollen bereits kurzfristig mit Wasserstoff betrieben werden: Erste Industriebetriebe bereiten die Umstellung ihrer Prozesse vor, Quartiere werden über Wasserstoff-Technologien mit Strom und Wärme versorgt. Neue Wasserstoffheizungen und Umrüstungen bestehender Gasheizungen werden entwickelt. Der öffentliche Nah- sowie der Individualverkehr nutzen zunehmend Wasserstoff.
Eine flächendeckende Nachfrage ist somit zu erwarten und die Gasinfrastruktur ist das elementare Rückgrat für eine bundesweite Wasserstoffversorgung. Da bereits ein Großteil der Energieabnehmer und die Hälfte aller Haushalte in Deutschland über einen Gasanschluss verfügen, sind diese darüber leicht mit Wasserstoff erreichbar – als Beimischung oder in Reinform.
Forschungsschwerpunkte:
Wasserstoff-Anwendungen
Wasserstoff ist ein Alleskönner und kann flexibel in allen Sektoren eingesetzt werden. In der Industrie können Prozesse, die zum Beispiel bislang Kohle nutzen, auf Wasserstoff umgestellt werden. Im Verkehr kann das Gas Brennstoffzellenfahrzeuge antreiben oder zur Herstellung von synthetischen Kraftstoffen verwendet werden. Und im Gebäudesektor kann es direkt zum Heizen genutzt werden. Aber es besteht noch Forschungsbedarf dazu, wieviel Wasserstoff die Geräte und Technologien tolerieren und wie das Gas am besten eingesetzt werden kann.
Forschungsschwerpunkte
Systemische Fragen
Im Stromsektor hat Deutschland mit über 40 Prozent Anteil an erneuerbaren Energiequellen bereits viel erreicht. Aktuell ist aber nur ein Fünftel der in Deutschland genutzten Energie elektrisch. Rund 80 Prozent werden aus festen, flüssigen oder gasförmigen Brennstoffen gewonnen; sie sind sozusagen "molekular". Um die Energiewende erfolgreich umzusetzen, sind klimaneutrale Gase und die Gasinfrastruktur als essentieller Bestandteil des deutschen Energiesystems unausweichlich.
Für ein integriertes Energiesystem bedeutet das, dass Gas zunehmend klimaneutral sein muss und perspektivisch ganz ohne schädliche Emissionen auskommen muss. Dies geht nur mit synthetischen Gasen auf Basis erneuerbarer Energien oder Erdgas. Besonders vielversprechend ist dabei Wasserstoff. Wie genau dieser den Weg hin in eine klimaneutrale zukunft mitgestalten kann, ist Teil der Forschung im DVGW-Innovationsprogramm Wasserstoff.
Die Forschungsschwerpunkte liegen hierbei auf folgenden Aspekten:
Als klimafreundlicher Energieträger der Zukunft wird Wasserstoff eine wichtige Rolle für das Energiesystem spielen. Um seine Nutzung und den Markthochlauf einer Wasserstoffwirtschaft zügig voranzutreiben, sind innovative Lösungen notwendig. Der DVGW hat dies frühzeitig erkannt und seine Wasserstoff-Expertise immer weiter ausgebaut. Seit April 2022 erfolgt nun die Bündelung des Know-hows der Institute des DVGW-Forschungsnetzwerkes im neu gegründeten H2-Kompetenzverbund der deutschen Energiewirtschaft. Ziel ist es, bereits bestehenden Kooperationen innerhalb einzelner Forschungsprojekte weiter zu vertiefen und die renommierten Institute enger zu verflechten.
Das EBI ist eine gemeinsame Institution des DVGW und des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT)
Das DBI-GUT ist ein anerkannte nationale und internationale Forschungsstelle für das Gasfach
Das DBI-GTI versteht sich als ein Bindeglied zwischen dem DVGW und der universitären Forschungslandschaft
Das GWI ist ein praxisorientiertes Forschungs- und Dienstleistungsinstitut des deutschen Gasfaches.
