Erzeugung, Reformierung und Infra- struktur von grünem Ammoniak Ammoniak ist eine der meistproduzierten Chemikalien der Welt und u. a. Ausgangsmaterial für die Düngemittelerzeugung. Das TransHyDE-Projekt CAMPFIRE widmet sich der zunehmenden Bedeutung von Ammoniak als Komponente der Energiewende (Abb. 4). „Ammoniak stellt eine gute Möglichkeit zur Speicherung und zum Transport grüner Energie dar. Zum einen ist er leicht verflüssigbar (8 bar bei Raumtemperatur oder -33 °C bei Atmosphärendruck) und trägt dabei eine hohe volumetrische Energiedichte. Zumanderen hat die Chemie- und Agrarindustrie bereits langjährige Erfahrung im Umgang mit Ammoniak“, führt Dr. Angela Kruth vomLeibnizInstitut für Plasmaforschung und -technologie in Greifswald aus. Sie ist die zuständige Koordinatorin des TransHyDE-Projekts CAMPFIRE und auch die Sprecherin des seit 2019 bestehenden Partner-Bündnisses, welches imRahmen des BMBF-Programms „WIR! Wandel durch Innovation in der Region“ entstanden ist. Insgesamt verfolgt das Projekt dabei mehrere Ziele: die Technologieentwicklung für eine dezentrale Produktion von Ammoniak aus erneuerbaren Energien, den Einsatz von grünem Ammoniak als emissionsfreiemAntrieb von Binnenschiffen, die Entwicklung eines sogenannten „Zero-Emission“-Antriebs und der dazugehörigen Betankungsinfrastruktur. Um die auf fossilen Energien beruhende industrielle Produktion von Ammoniak auf erneuerbare Energien umzustellen, entwickelt CAMPFIRE lastflexible Haber-Bosch-Verfahren. Das TransHyDE-Projekt erforscht ebenfalls die Nutzung von Ammoniak in Gasturbinen und die Verstromung in Feststoffoxidbrennstoffzellen (Solid Oxide Fuel Cell, kurz: SOFC) für den Schiffsantrieb sowie passende Betankungsanlagen: „Für Wasserstoff-Kunden werden Ammoniak-betriebene multimodale Tankstellen mit angepassten Ammoniak-Reformierern undWasserstoff-Feinstreinigungsmodulen entwickelt. Unser Projekt unterstreicht damit seinen ganzheitlichen Ansatz entlang der Ammoniak-Wertschöpfungskette“, erklärt Dr. Kruth. Außerdem setzt sich das TransHyDE-Projekt mit der stationären Anwendung von grünem Ammoniak in motorischen Blockheizkraftwerken (BHKWs)auseinander. Hier möchte CAMPFIRE den Verbrennungsprozess der BHKW-Gasmotoren auf einen Hybridantrieb mit AmmoniakReformierung anpassen. Die wissenschaftliche Basis zur Reformierung des Ammoniaks zu Wasserstoff wird in dem TransHyDE-Projekt AmmoRef erarbeitet. Denn für den Prozess gibt es bisher keine effiziente großindustriell einsetzbare Technologie. Wo dabei die Herausforderungen liegen, beschreibt Dr. Saskia Heumann vom Max-Planck-Institut für Chemische Energiekonversion in Mülheim an der Ruhr und Projektkoordinatorin: „Eine effiziente Reformierung funktioniert nur mit hochaktiven Katalysatoren, die stabil und kostengünstig ohne Edelmetalle arbeiten. Diese entwickeln und untersuchen wir in AmmoRef. Eine zentrale Funktion übernimmt dabei die Nitridforschung, in der die N-H-Bindungsverhältnisse untersucht werden. Zusätzlich werden robuste Reaktoren mit hoher spezifischer UmDynamische Wandlungstechnologien mit NH ³ für stationäre und mobile Energieversorgung und die Versorgung von H ² -Tankstellen Speicherung und Transport – Druck-, Tiefkalt- und Festkörper AMMONIA- TO- POWER NH ³ -Import für Grundlast und NH ³ -Erzeugungsanlagen für mittlere Volllastbenutzung-Stundenzahl Rechtsrahmen und Akzeptanz Logistik und Infrastruktur POWER- TO-AMMONIA Abb. 4: CAMPFIRE-Technologieentwicklung für das zukünftige globale Green Ammonia Ecosystem Quelle: CAMPFIRE Open Innovation Lab – Leibniz Institut für Plasmaforschung und Technologie 62 energie | wasser-praxis 09/2022 F O R S C H U N G & E N T W I C K L U N G
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