Energiewende: DLR forscht an Wasserstoff-Kraftwerken

Gaskraftwerke sollen künftig mit Wasserstoff betrieben werden. Getestet werden die Verfahren am DLR.

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Montagearbeiten am Hochdruck-Brennkammer-Prüfstand 2: modernisiert für die neuen Aufgaben
Montagearbeiten am Hochdruck-Brennkammer-Prüfstand 2: modernisiert für die neuen Aufgaben (Bild: DLR)

Was tun bei Dunkelflaute? Um schnell Strom zu liefern, werden Gasturbinen eingesetzt. Diese sollen zukünftig nicht mehr mit fossilen Brennstoffen betrieben werden. Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) entwickelt an Technologien, um die Turbinen künftig mit Wasserstoff zu betreiben.

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Eine wichtige Rolle kommt dabei dem Institut für Antriebstechnik des DLR zu: Es betreibt an seinem Sitz in Köln den Hochdruck-Brennkammer-Prüfstand 2 (HBK2). Dort sollen künftig Verfahren für die Anwendung von Wasserstoff in Kraftwerken entwickelt werden.

Als erstes wurde ein US-System getestet

Das erste Wasserstoff-Verbrennungssystem, das auf dem HBK2 getestet worden ist, stammt von dem US-Unternehmen Power Systems and Manufacturing (PSM). Für die Tests stellte das DLR neben dem Prüfstand noch ein dort entwickeltes laseroptisches Diagnosesystem zur Verfügung. Mit diesem konnten die Vorgänge bei einer Wasserstoffverbrennung in einer Gasturbinenbrennkammer unter realen Druck- und Temperaturbedingungen sichtbar gemacht werden. So ist es laut DLR möglich, "die komplexen Zusammenhänge besser zu analysieren und die Technologie gezielt zur Serienreife zu entwickeln."

Der HBK2 wurde 2012 fertiggestellt. Für die neuen Aufgaben hat das DLR den Prüfstand eigens modernisiert. "Unsere Prüfstände wurden ursprünglich für die Luftfahrt entwickelt. Doch unsere Infrastruktur ist flexibel und wir haben lange Erfahrungen in der interdisziplinären Zusammenarbeit mit der Industrie", sagte Christian Fleing, Leiter der Abteilung Brennkammertest. "Bei der Energiewende ist das besonders spannend, denn es handelt sich um ein wichtiges Thema unserer Zeit, zu dem wir einen Beitrag leisten."

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Um die Menge der Kohlendioxid-Emissionen zu senken, soll die Strom nicht mehr mit fossilen Treibstoffen erzeugt werden. Eine Energiewirtschaft mit erneuerbaren Quellen benötigt jedoch Speichersysteme. Wasserstoff gilt dabei als ein Schlüssel. Er kann mit Strom aus erneuerbaren Quellen erzeugt werden und ist ein Speicher mit hoher Energiedichte. Als solcher kann er vielseitig eingesetzt werden: als Treibstoff für Fahrzeuge, zur Wärme- und Stromproduktion und auch als Grundstoff für die chemische Industrie.

Die Bundesregierung hat im Juni eine nationale Wasserstoffstrategie beschlossen. Wenig später zog die Europäische Union nach. Die nördlichen Bundesländer hatten bereits Ende 2019 auf Initiative von Hamburg eine eigene Wasserstoffstrategie ausgerufen. Vorreiter beim Umbau der Wirtschaft auf den Energieträger Wasserstoff ist Japan.

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