ZIM-Projekt H2MultiFuel

Entwicklung eines schadstoffarmen Verbrennungskonzepts für Wasserstoff zur Integration in Mehrstoffbrennersysteme – H2MultiFuel

Forschungsstellen
RRWTH Aachen, Institut für Industrieofenbau und Wärmetechnik
Combutec GmbH & Co. KG

Laufzeit
01.06.2021 – 31.05.2023

Zusammenfassung
Die europäischen Klimaschutzziele, verankert im Green Deal, sowie der deutsche Klimaschutzplan 2050 sehen eine drastische Verringerung der CO2-Emissionen zahlreicher Sektoren vor. In der Industrie ist dies gleichbedeutend mit der Abkehr von fossilen Brennstoffen zur Prozesswärmeerzeugung, die aktuell einen großen Anteil der Gesamtemissionen ausmacht. Eine flächendeckende Elektrifizierung thermischer Prozesse wird wirtschaftlich (Strompreise), technisch (v. a. für Hochtemperaturprozesse) aktuell nicht angestrebt, sodass der Einsatz alternativer Brennstoffe intensiv diskutiert wird. Vorrangig ist hier Wasserstoff zu nennen, der mit Hilfe verschiedener Elektrolyseverfahren aus Wasser hergestellt werden kann. Wird ausschließlich Strom aus erneuerbaren Energien für die Produktion eingesetzt, ist der Prozess CO2-neutral. Daher wurden auf EU- und Bundesebene im laufenden Jahr Strategien zur Etablierung einer Wasserstoffinfrastruktur zur Versorgung von Industrieprozessen verabschiedet.
Ziel des Forschungs- und Entwicklungsvorhabens als Kooperationsprojekt der Firma Combutec GmbH & Co. KG und des Instituts für Industrieofenbau und Wärmetechnik der RWTH Aachen University ist die Entwicklung eines schadstoffarmen Verbrennungskonzepts für Wasserstoff zur Integration in Mehrstoffbrennersysteme. Das Konzept zielt auf eine nahtlose Integration der Brennertechnik für Wasserstoff in vorhandene Mehrstoffbrennerkonzepte ab. Bei Mehrstoffbrennern ist zu berücksichtigen, dass die Wärmefreisetzung der Flamme sich bei der Umschaltung von Primär- zu Sekundärbrennstoff nicht grundsätzlich ändern darf, um die Prozessstabilität nicht zu beeinflussen. Im Fall von Wasserstoff ist mit einer Änderung der Strahlungswärmeübertragung zu rechnen, da die Abgaszusammensetzung sich deutlich verändert. Zudem besteht die Gefahr, dass eine Änderung der Flammenausbildung auftritt. Die erfolgreiche Umsetzung ermöglicht den flexiblen Einsatz von Wasserstoff als Brennstoff zur Prozesswärmeerzeugung in vielen industriellen Anwendungen. Somit wird das Potenzial für einen substantiellen Beitrag zur Emissionsminderung der Industrie geschaffen.


BMWi_Web_de_WBZlogo_zimDas Forschungsvorhaben mit dem Förderkennzeichen KK5123802CL0 wird vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.