Die im Euro­päi­schen Grü­nen Deal ver­an­ker­ten euro­päi­schen Kli­ma­schutz­zie­le sehen eine dras­ti­sche Redu­zie­rung der CO₂-Emis­sio­nen in zahl­rei­chen Sek­to­ren vor. In der Indus­trie bedeu­tet dies eine Umstel­lung von fos­si­len Brenn­stof­fen für die Pro­zess­wär­me­er­zeu­gung, die der­zeit einen gro­ßen Anteil an den Gesamt­emis­sio­nen aus­ma­chen, auf koh­len­stoff­freie Alter­na­ti­ven. Eine voll­stän­di­ge Elek­tri­fi­zie­rung ther­mi­scher Pro­zes­se ist nicht für jede Anwen­dung rea­li­sier­bar, sodass der Ein­satz alter­na­ti­ver Brenn­stof­fe, wie z. B. (grü­ner) Was­ser­stoff, inten­siv dis­ku­tiert wird.

Die Ver­bren­nungs­ei­gen­schaf­ten von Was­ser­stoff unter­schei­den sich erheb­lich von denen fos­si­ler Brenn­stof­fe. Zu nen­nen sind hier ins­be­son­de­re die Flam­men­ge­schwin­dig­keit, die adia­ba­ti­sche Flam­men­tem­pe­ra­tur und die Zünd­gren­zen, die sich teil­wei­se um meh­re­re Grö­ßen­ord­nun­gen von denen von Erd­gas unter­schei­den. Soll Was­ser­stoff in Zukunft als Haupt­brenn­stoff für indus­tri­el­le Pro­zes­se ein­ge­setzt wer­den, ist eine umfas­sen­de Anpas­sung der ein­ge­setz­ten Bren­ner­tech­no­lo­gie erfor­der­lich, um neben der Redu­zie­rung der CO₂-Emis­sio­nen auch einen Anstieg der NO_x-Emis­sio­nen zu verhindern.

Die zukünf­ti­ge Markt­nach­fra­ge nach sehr schad­stoff­ar­men Indus­trie­bren­nern, die gerin­ge CO₂- und NO_x-Emis­sio­nen ermög­li­chen, ist offen­sicht­lich. Dies gilt nicht nur für Ein­stoff­bren­ner, son­dern auch für Mehr­stoff­bren­ner. Ins­be­son­de­re im Bereich der Mehr­stoff­bren­ner­tech­no­lo­gie gibt es erheb­li­che Vor­tei­le für die Umstel­lung von fos­si­len auf erneu­er­ba­re Brenn­stof­fe. Eine defi­nier­te Bei­mi­schung von Was­ser­stoff zur Redu­zie­rung der CO₂-Emis­sio­nen aus Pro­zes­sen ist jeder­zeit mög­lich. Gleich­zei­tig ist es mög­lich, in kri­ti­schen Pro­zes­sen einen Sekun­där­brenn­stoff zu ver­wen­den, wenn kein Was­ser­stoff ver­füg­bar ist. Bei Mehr­stoff­bren­nern muss außer­dem berück­sich­tigt wer­den, dass sich die Wär­me­ab­ga­be der Flam­me beim Wech­sel vom Pri­mär- zum Sekun­där­brenn­stoff nicht grund­le­gend ändern darf, um die Pro­zess­sta­bi­li­tät nicht zu beein­träch­ti­gen. Bei Was­ser­stoff ist mit einer Ver­än­de­rung der Strah­lungs­wär­me­über­tra­gung zu rech­nen, da sich die Zusam­men­set­zung der Abga­se erheb­lich ändert. Dar­über hin­aus besteht die Gefahr, dass es zu einer Ver­än­de­rung der Flam­men­bil­dung kommt. Dies muss bei der Ent­wick­lung von Mehr­stoff­bren­nern, die mit Was­ser­stoff betrie­ben wer­den, berück­sich­tigt wer­den. Eine sol­che Bren­ner­tech­no­lo­gie ist der­zeit nicht im Han­del erhältlich.

Das Haupt­ziel des For­schungs­pro­jekts ist die Ent­wick­lung eines schad­stoff­ar­men Ver­bren­nungs­kon­zepts für Was­ser­stoff zur Inte­gra­ti­on in Mehr­stoff­bren­ner­sys­te­me. Das Kon­zept zielt auf eine naht­lo­se Inte­gra­ti­on der Bren­ner­tech­no­lo­gie für Was­ser­stoff in bestehen­de Mehr­stoff­bren­ner­kon­zep­te ab. Die erfolg­rei­che Umset­zung ermög­licht den fle­xi­blen Ein­satz von Was­ser­stoff als Brenn­stoff für die Pro­zess­wär­me­er­zeu­gung in vie­len indus­tri­el­len Anwen­dun­gen. Damit wird das Poten­zi­al für einen wesent­li­chen Bei­trag zur Emis­si­ons­min­de­rung in der Indus­trie geschaffen.

Es wird ein neu­ar­ti­ges Ver­bren­nungs­kon­zept für Was­ser­stoff mit einer alter­na­ti­ven Brenn­stoff­zu­fuhr und pri­mä­ren Maß­nah­men zur Redu­zie­rung der NO_x-Emis­sio­nen ent­wi­ckelt. Zu die­sem Zweck soll eine Opti­mie­rung des Grund­kon­zepts hin­sicht­lich der Wär­me­ab­ga­be der Flam­me, der Flam­men­sta­bi­li­tät sowie der NO_x-Emis­sio­nen durch­ge­führt wer­den. Dar­über hin­aus soll die Ska­lier­bar­keit des Kon­zepts für gro­ße Bren­ner­leis­tun­gen unter­sucht und ein Ver­gleich mit bestehen­den Bren­ner­kon­zep­ten für fos­si­le Brenn­stof­fe durch­ge­führt werden.