© 2020 Deutscher Bundestag WD 8 - 3000 - 058/20 Wasserstoffträgersysteme Einzelfragen zu Liquid Organic Hydrogen Carrier (LOHC) Dokumentation Wissenschaftliche Dienste Die Wissenschaftlichen Dienste des Deutschen Bundestages unterstützen die Mitglieder des Deutschen Bundestages bei ihrer mandatsbezogenen Tätigkeit. Ihre Arbeiten geben nicht die Auffassung des Deutschen Bundestages, eines seiner Organe oder der Bundestagsverwaltung wieder. Vielmehr liegen sie in der fachlichen Verantwortung der Verfasserinnen und Verfasser sowie der Fachbereichsleitung. Arbeiten der Wissenschaftlichen Dienste geben nur den zum Zeitpunkt der Erstellung des Textes aktuellen Stand wieder und stellen eine individuelle Auftragsarbeit für einen Abgeordneten des Bundestages dar. Die Arbeiten können der Geheimschutzordnung des Bundestages unterliegende, geschützte oder andere nicht zur Veröffentlichung geeignete Informationen enthalten. Eine beabsichtigte Weitergabe oder Veröffentlichung ist vorab dem jeweiligen Fachbereich anzuzeigen und nur mit Angabe der Quelle zulässig. Der Fachbereich berät über die dabei zu berücksichtigenden Fragen. Wissenschaftliche Dienste Dokumentation WD 8 - 3000 - 058/20 Seite 2 Wasserstoffträgersysteme Einzelfragen zu Liquid Organic Hydrogen Carrier (LOHC) Aktenzeichen: WD 8 - 3000 - 058/20 Abschluss der Arbeit: 21. Oktober 2020 Fachbereich: WD 8: Umwelt, Naturschutz, Reaktorsicherheit, Bildung und Forschung Wissenschaftliche Dienste Dokumentation WD 8 - 3000 - 058/20 Seite 3 Inhaltsverzeichnis 1. Einleitung 4 2. Wasserstoffträger - Systeme 5 3. Forschungsaktivitäten 8 Wissenschaftliche Dienste Dokumentation WD 8 - 3000 - 058/20 Seite 4 1. Einleitung Flüssige, organische Wasserstoffträger (Liquid Organic Hydrogen Carriers, LOHC) sind chemische Energiespeicher für Wasserstoff. Diese organischen Verbindungen können durch chemische Reaktionen Wasserstoff aufnehmen und abgeben und deshalb als Speichermedien für Wasserstoff dienen. Sie ermöglichen die Langzeitspeicherung von regenerativ erzeugtem Wasserstoff unter Umgebungsdruck und -temperatur. LOHC können in der Wasserstofflogistik und in Verbindung mit anderen Technologien der Wasserstoffherstellung und Wasserstoffnutzung als Energiespeicher zum Einsatz kommen.1 Die Wasserstoffbeladung (Hydrierung) erfolgt katalytisch in der Regel bei einem Druck zwischen 30 und 50 bar und im Temperaturbereich zwischen 200°C und 250°C. Die dabei entstehende Wärme kann für Beheizung oder Dampferzeugung genutzt werden. Die gesättigte, wasserstoffreiche Verbindung kann bei Umgebungsbedingungen flüssig gelagert werden. Zur Wasserstofffreisetzung (Dehydrierung) wird der Träger auf Temperaturen zwischen 260°C und 310°C erwärmt und katalytisch dehydriert. Dafür ist eine Wärmezufuhr notwendig.2 Komponenten und Verfahrensschritte für die Speicherung der elektrischen Energie in LOHC- Tanks sind die „Elektrolyse, je nach Elektrolysetechnologie eine Trocknung des Wasserstoffs, ein Hydrierreaktor, je ein Tank für den hydrierten und den dehydrierten LOHC (es kann auch ein gemeinsamer Tank genutzt werden), ein Dehydrierreaktor, eine Reinigungseinheit für den gebildeten Wasserstoff und eine Rückverstromungstechnologie, wie beispielsweise eine Brennstoffzelle. Das organische Trägerfluid wird während dieser Lade- und Entlade-Prozesse selbst nicht verbraucht .3 Mit Hilfe der LOHC kann zum Beispiel Wasserstoff in hoher Energiedichte in Form einer Dieselähnlichen Flüssigkeit unter Umgebungsbedingungen in existierenden Infrastrukturen für Kraftstoffe gespeichert, transportiert und auch an Bord von Fahrzeugen bereitgestellt werden. Forscher arbeiten daran, die Technologie mobil an Bord von größeren Fahrzeugen wie zum Beispiel Schiffen , Zügen oder Lkw zu realisieren.4 1 Teichmann, D. et al. (2012). „Stabile Energieversorgung trotz unsteter Erzeugung : Konzept zur Speicherung und Nutzung von Erneuerbarer Energie durch flüssige Wasserstoffträger“ in Solarzeitalter : Politik, Kultur und Ökonomie erneuerbarer Energie. - 24 (2012), 1, Seite 70 – 77 Energie Campus Nürnberg (2020). „Wasserstoffspeicher“, https://www.encn.de/forschung/energiespeicher/wasserstoffspeicher / 2 VDI-Statusreport (2017). „Energiespeicher“, Kapitel 3.4.4 Ausführliche Beschreibung der Ein- und Ausspeicherung mit flüssigen Wasserstoffträgern s.a.: Sterner, M., Stadler, I. (2016). „Energiespeicher“, Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2016, Kapitel 8.4.2.5 3 VDI-Statusreport (2017). „Energiespeicher“, Kapitel 3.4.4 4 Ilg, P., Die Zeit (2019). „Wasserstoff in Dieselform“, https://www.zeit.de/mobilitaet/2019-05/brennstoffzellewasserstoff -elektroautos-energiespeicher-mobilitaetswende-forschung Wissenschaftliche Dienste Dokumentation WD 8 - 3000 - 058/20 Seite 5 Die vorliegende Arbeit befasst sich mit Einzelfragen zu den Eigenschaften von Wasserstoffträgern . 2. Wasserstoffträger - Systeme Eine schematische Darstellung der LOHC - Technologie als stationärer Stromspeicher mit hoher Speicherkapazität und als Transportmedium für Wasserstoff zeigt die nachfolgende Grafik beispielhaft . Der mobile Wasserstoffspeicher wird mit Wasserstoff aus fossiler Herstellung oder Elektrolyse beladen und zur entsprechenden Verwendung überführt.5 „Durch Hydrierung von Dibenzoltoluol unter Nutzung eines geeigneten Katalysators könnten 6,2 Massen-% Wasserstoff gespeichert werden, was einer Energiedichte des Speichers von 2,5 kWh/kg (bezogen auf den unteren Heizwert des gespeicherten Wasserstoffs) entspricht. Die Reaktionswärme der Hydrierung bzw. Dehydrierung von rund 65 kJ/mol H2 ergibt sich aus der Differenz der Bindungsenergien im aromatischen System gegenüber den Einfachbindungen.“6 5 Sterner, M., Stadler, I. (2016). „Energiespeicher“, Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2016, Kapitel 8.4.2.5, Seite 427 nach: Brückner, N. et al. (2013). „Evaluation of Industrially Applied Heat-Transfer Fluid als Liquid Organic Hydrogen Carrier System“, CHEMSUCHEM 7:229-235, https://chemistry-europe.onlinelibrary .wiley.com/doi/full/10.1002/cssc.201300426 6 Sterner, M., Stadler, I. (2016). „Energiespeicher“, Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2016, Kapitel 8.4.2.5, Seite 426 Wissenschaftliche Dienste Dokumentation WD 8 - 3000 - 058/20 Seite 6 Die Systemspeicherdichte von Wasserstoff in LOHC ist im Vergleich zu molekularer Druckspeicherung sehr hoch.7 Die Speicherdichte beträgt für LOHC ~ 2 kWh/l bzw. 2 kWh/kg. Im Vergleich dazu hat Diesel eine Speicherdichte von etwa ~ 8 kWh/l bzw. 11 kWh/kg und Benzin etwa 7 kWh/l bzw. 11 kWh/kg.8 Im Laufe der Forschungsaktivitäten haben sich Toluol, N-Ethylcarbazol und Dibenzyltoluol als die bekanntesten Trägersysteme, die weltweit untersucht werden, etabliert. Experten bewerten die einzelnen Trägersysteme hinsichtlich ihrer Eigenschaften wie folgt: „Toluol/Methylcyclohexan ist das einfachste angewandte LOHC-System. Nur Benzol/Cyclohexan wäre noch einfacher, es ist jedoch aus toxischen Gründen inakzeptabel. Der Einsatz von Toluol/Methylcyclohexan als Wasserstoffträgersystem wird durch die Kennzeichnung von Toluol als gesundheitsschädliche Substanz und den vergleichsweise hohen Dampfdruck aller Komponenten eingeschränkt. Der Normalsiedepunkt von Toluol liegt bei 111°C. […] Toluol wird jedoch deutlich ungefährlicher eingestuft als heutiger fossiler Otto-Kraftstoff. […] Bei N-Ethylcarbazol/Perhydro-N-Ethylcarbazol […] ist aufgrund des heteroaromatischen Charakters die Reaktionsenthalpie der Dehydrierung im Vergleich zu Toluol um knapp 30 % abgesenkt. Damit kann ein höherer Wirkungsgrad der Wasserstoffauslagerung erreicht werden. Als nachteilig erweist sich jedoch die schlechte Verfügbarkeit von N-Ethylcarbazol sowie die Tatsache, dass N-Ethylcarbazol einen Schmelzpunkt von 69°C ausweist . […] Die Entwicklung der LOHC-Technologie verdichtet sich auf Dibenzyltoluol/Perhydro- Dibenzyltoluol.“9 Dibenzyltoluol ist als wassergefährdend eingestuft. Die nachfolgende Tabelle stellt die Eigenschaften der drei bekanntesten Wasserstoffträgersysteme gegenüber.10 7 Sterner, M., Stadler, I. (2016). „Energiespeicher“, Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2016, Kapitel 8.4.2.5, Seite 426 8 Energie Campus Nürnberg (2020). „Wasserstoffspeicher“, https://www.encn.de/forschung/energiespeicher/wasserstoffspeicher / 9 Sterner, M., Stadler, I. (2016). „Energiespeicher“, Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2016, Kapitel 8.4.2.5, Seite 426 Untersuchungen zur chemischen Stabilität des N-Ethylcarbazol-basierten LOHC-Systems „H0-NEC/H12-NEC“: Obesser, K. (2016). Dissertation „Synthese und Charakterisierung von heterogenen Katalysatoren zur Wasserstofffreisetzung aus Dodecahydro-N-Ethylcarbazol“, https://opus4.kobv.de/opus4-fau/files/8107/DissertationKatharina Obesser.pdf 10 Sterner, M., Stadler, I. (2016). „Energiespeicher“, Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2016, Kapitel 8.4.2.5, Seite 425 Wissenschaftliche Dienste Dokumentation WD 8 - 3000 - 058/20 Seite 7 Auch der Verein Deutscher Ingenieure e.V. (VDI) sieht Dibenzoltoluol im Fokus der Forschung. Die Experten meinen, dass sich dieses Trägersystem durch höhere Stabilität und bessere Handhabbarkeit als die Träger Toluol und N-Ethylcarbozol auszeichnet. In ihrem Statusbericht geben sich Parameter für chemische Speichersysteme bzw. flüssige organische Wasserstoffträger folgende Daten an: Die Energiedichte [Wh/kg] beträgt 1600 WhH2/kg bis 2200 WhH2/kg, 800 Whel/kg bis 1200 Whel/kg und der Heizwert [Wh/m3] ca. 1500 kWhH2/m3 und 750 kWhel/m3. Die Energiespeicherleistung einer Anlage wird mit 1 kWH2 bis 10 MWH2 für die Aufnahme und 1 kWH2 bis 6 MWH2 für die Abgabe beziffert. Die Anzahl der Ladezyklen bzw. die Zyklenlebensdauer wird mit unbekannt und die Selbstentladungszahl [%/Zeit] mit null angegeben. Die Skalierbarkeit erfolgt nach Angaben der Experten nur über die Leistung und nicht über die gespeicherte Menge. Sie ist ab einer Anlagengröße von ca. 5 kW beliebig und die Anlagen sind modularisierbar.11 Die folgende Abbildung zeigt beispielhaft für das LOHC-System Dibenzyltoluol (H0- LOHC)/Perhydrodibenzyltoluol (H18-LOHC) typische Bedingungen des Belade- und Entladeprozesses und die dabei freigesetzten bzw. benötigten Wärmemengen.12 11 VDI-Statusreport (2017). „Energiespeicher“, Kapitel 3.4.4 und Tabelle A4 „Zusammenfassung der wichtigsten Kenngrößen chemischer Speicher“, ab Seite 88 12 Sterner, M., Stadler, I. (2016). „Energiespeicher“, Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2016, Kapitel 8.4.2.5, Seite 424 nach: Brückner, N. et al. (2013). „Evaluation of Industrially Applied Heat-Transfer Fluid als Liquid Organic Hydrogen Carrier System“, CHEMSUCHEM 7:229-235, https://chemistry-europe.onlinelibrary .wiley.com/doi/full/10.1002/cssc.201300426 Wissenschaftliche Dienste Dokumentation WD 8 - 3000 - 058/20 Seite 8 Die Experten des Energie Campus Nürnberg schätzen den Wirkungsgrad wie folgt ein: „Der Wirkungsgrad der LOHC Freisetzung liegt bei etwa 70 %. Das bedeutet, 30 % der in Form von gespeichertem Wasserstoff eingebrachten Energie wird für den Betrieb benötigt. Genauer gesagt, zum Beheizen des Freisetzungsreaktors. Die Rückverstromung in einer Brennstoffzelle weist einen Wirkungsgrad von etwa 50 % auf.“ Für das untersuchte System sind derzeit bis zu 100 Zyklen möglich. Das Trägermaterial kann danach aufgearbeitet und erneuert werden. Weitere Forschungen sollen bis zu 1000 Zyklen ermöglichen.13 3. Forschungsaktivitäten Die Forscher des Energie Campus Nürnberg setzen als Trägermaterial beispielsweise ein „Isomerengemisch “ von Dibenzyltoluol ein. Das Gemisch ist unter dem Markennamen Marlotherm SH oder Dowtherm seit Jahrzehnten in der Industrie im Einsatz. Die Gefahreneinstufung beschreiben die Forscher wie folgt: „Zwar wird Dibenzyltoluol nicht als Gefahrstoff klassifiziert und darf somit in unbegrenzter Menge in herkömmlichen, drucklosen Tanks gelagert und transportiert werden . Es wird jedoch als gewässergefährdend eingestuft, da es nur schwer biologisch abgebaut 13 Energie Campus Nürnberg (2020). „Wasserstoffspeicher“, https://www.encn.de/forschung/energiespeicher/wasserstoffspeicher / Wissenschaftliche Dienste Dokumentation WD 8 - 3000 - 058/20 Seite 9 werden kann. Dibenzyltoluol und dessen Gemische sind nur sehr schwer entzündlich und ansonsten ungiftig.“14 Weitere Parameter LOHC-Systeme sind im Rahmen von Forschungsarbeiten zusammengestellt worden. Ein Projekt des Bundesministeriums für Verkehr und digitale Infrastruktur (BMVI) hat in einer umfangreichen Untersuchung die technologische, ökonomische und ökologische Eignung der LOHC-Technologie für den Einsatz im Schwerlastverkehr bewertet. Die Experten zeigen die Realisierbarkeit eines LOHC-basierten Antriebsstrangs und einer LOHC-Infrastruktur auf. Rechtliche Vorgaben und die Handhabung der Abrechnungsmöglichkeiten des Energieträgers LOHC stehen dabei auch im Fokus der Untersuchungen.15 Ein weiteres Projekt bewertet die Produktionskosten für die Schiene und die grundsätzliche Umsetzung der LOHC-Technologie für den Schienenverkehr .16 Eine Dissertation befasst sich unter anderem ausführlich mit den ausgewählten LOHC-Systemen Benzol, Toluol, N-Ethylcarbazol, Benzyltoluol und Dibenzyltoluol und stellt den Stand der Forschung dar. Im Fokus der Untersuchungen standen die Einflussfaktoren Methan, Wasser, Kohlendioxid und Kohlenmonoxid und ihr Einfluss auf die Hydrierung von Dibenzyltoluol (H0-DBT) und die Frage, ob das Konzept der Mischgashydrierung unter Verwendung kommerzieller Ru-, Rh-, Pt- und Pd-Katalysatoren umsetzbar ist. In der ersten folgenden Tabelle stellt der Wissenschaftler fünf ausgewählte LOHC-Stoffsysteme hinsichtlich ihrer Wasserstoffspeicherkapazität, der Reaktionsenthalpie, ihres Schmelz- und Siedepunktes sowie den wichtigsten Sicherheitshinweisen gegenüber. In der zweiten Tabelle vergleicht der Autor die LOHC-Systeme Benzyltoluol und Dibenzyltoluol hinsichtlich ihrer thermophysikalischen Eigenschaften.17 14 Energie Campus Nürnberg (2020). „Wasserstoffspeicher“, https://www.encn.de/forschung/energiespeicher/wasserstoffspeicher / 15 Arlt, W., Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (2019). „Machbarkeitsstudie - Wasserstoff und Speicherung im Schwerlastverkehr“, https://www.tvt.tf.fau.de/files/2018/11/lohc-lkw_bericht_final_teil_2.pdf NOW GmbH (2019). „Steckbrief zum Projektfortschritt LOHC -LKW“, https://www.now-gmbh.de/content/2- bundesfoerderung-wasserstoff-und-brennstoffzelle/3-projektfinder/20191007-verkehr/20170201-lohc-lkw/lohclkw _steckbrieffortschrittt.pdf Umweltbundesamt (UBA) (2019). Abschlussbericht „Integration erneuerbarer Energien durch Sektorkopplung: Analyse zu technischen Sektorkopplungsoptionen“, https://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien /1410/publikationen/2019-03-12_cc_03-2019_sektrokopplung.pdf, Seite 281 f 16 Wasserscheid, P., Forschungszentrum Jülich (2019). „Neue Optionen für einen wirtschaftlichen Betrieb von Wasserstoffzügen durch Nutzung der LOHC-Technologie?“, http://juser.fz-juelich.de/record/861708/files/Energie _Umwelt_453.pdf 17 Jorschick, K. H. (2019). Dissertation „Ein-Reaktor-Konzept und Mischgashydrierung als Verfahrensvarianten zur Effizienzsteigerung in der LOHC-basierten Wasserstoffspeicherung“, https://d-nb.info/1197304541/34 ab Seite 37 Wissenschaftliche Dienste Dokumentation WD 8 - 3000 - 058/20 Seite 10 Die Gefahrensymbole F, T, Xn, Xi und N stehen für: F = Leicht entzündlich, Xn = Gesundheitsschädlich , Xi = Reizend, T = Giftig, N = Umweltverträglich.18 Müller, M. (2018). Dissertation „Entwicklung und Betrieb einer Anlage zur kontinuierlichen Hydrierung von flüssigen organischenWasserstoffträgern im Technikumsmaßstab“, https://opus4.kobv.de/opus4-fau/files /10025/MichaelMuellerDissertation.pdf Tabellen sind zusammengestellt aus: Müller, K. et al. (2015). „Liquid Organic Hydrogen Carriers: Thermophysical and Thermochemical Studies of Benzyl- and Dibenzyltoluene Derivatives“, Industrial & Engineering Chemistry Research 2015, 54 (32), 7967– 7976, https://kpfu.ru/staff_files/F1293976109/2015_Liquid_Organic_Hydrogen_Carriers_Thermophysical _and_Thermochemical_Studies_of_Benzyl.pdf K. Müller, J. Völkl und W. Arlt, Thermodynamic Evaluation of Potential Organic Hydrogen Carriers, Energy Technology 2013, 1 (1), 20–24, https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/ente.201200045 GESTIS-Stoffdatenbank des IFA - Instituts für Arbeitsschutz der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung, Stand 2018. Für Benzol, Cyclohexan, Toluol und Methylcyclohexan, http://gestis.itrust.de/nxt/gateway .dll/gestis_de/000000.xml?f=templates$fn=default.htm$vid=gestisdeu:sdbdeu$3.0 18 Chemie.de „Gefahrensymbol“, https://www.chemie.de/lexikon/Gefahrensymbol.html Die Schwerentflammbarkeit zweier LOHC - Produkte zeigt experimentell ein Video. Hydrogenious LOHC Technologies (2018). „LOHC - safe and efficient hydrogen storage“, https://www.youtube .com/watch?v=9LnrNiHC_34&feature=youtu.be Wissenschaftliche Dienste Dokumentation WD 8 - 3000 - 058/20 Seite 11 Eine Masterarbeit untersucht die Machbarkeit von verfahrenstechnischen Anlagen für die reversible Hydrierung und Dehydrierung eines gewählten Stoffsystems. Der Autor ermittelte spezifische Produktionskosten von Wasserstoff-Produkten der Hydrierungs- und Dehydrierungsanlagen Die Arbeit enthält auch Stoffdaten der verschiedenen Systeme.19 Untersuchungen zu wirtschaftlichen Faktoren verschiedener Prozessketten, Schiffstransport von Wasserstoff (5000 km, Pipeline-basiert), zeigen unter anderem, dass Methanol20 vor Dibenzyltoluol und Toluol die günstigste Variante für Lagerung und Transport ist. Die Autoren kommen zu dem Schluss, dass bei einer Speicherdauer von 60 Tagen die LOHC-Varianten wirtschaftliche 19 Piehl, F. (2019). Masterarbeit „Machbarkeitsstudie zur Herstellung von flüssigen organischen Wasserstoffträgern (LOHC) - Prozessentwicklung, Schätzung der Investitionsausgaben und Produktionskosten sowie Analyse der technischen und wirtschaftlichen Risiken“, https://epb.bibl.th-koeln.de/frontdoor/deliver/index /docId/1374/file/MA_Piehl_LOHC_48_20190610.pdf, Tabelle mit Daten zur Design Basis für die Hydrierung bzw. Dehydrierung, Seite 58, 70 und 100 20 Methanol ist ein Energieträger, der auch als Kraftstoff für Verbrennungsmotoren und Brennstoffzellen verwendet werden kann. „Methanol selbst ist nur von geringer Toxizität, wohl giftig sind aber seine Metabolite, so der durch die Alkoholdehydrogenase (ADH) gebildete Formaldehyd und die daraus entstehende Ameisensäure.“ Aus: chemie.de „Methanol“, https://www.chemie.de/lexikon/Methanol.html Wissenschaftliche Dienste Dokumentation WD 8 - 3000 - 058/20 Seite 12 Vorteile gegenüber komprimiertem Wasserstoff (CGH2) aufweisen.21 Weitere ökonomische Betrachtungen finden sich beispielsweise in einem Artikel zu theoretischen Überlegungen eines Dibenzyltoluol -Systems.22 Zur Gefährdungsbewertung von LOHC-Systemen untersuchten Forscher der Universität Bremen die potenziellen Auswirkungen der LOHC auf die Umwelt und menschliche Gesundheit. Sie erstellten ein erstes toxikologisches Profil, weitere Forschungen sollen folgen. Dabei geben die Forscher zu bedenken, dass die Konzentration auf die Bewertung von CMR- Aspekten (CMR = karzinogen , mutagen oder reproduktionstoxisch) liegen sollte. Die Experten meinen, dass die LOHC- Systeme durch eine Vermeidung von CMR-Chemikalien einen Wettbewerbsvorteil im Vergleich zu fossilen Brennstoffen, die karzinogene Stoffe enthalten, bekommen würden.23 Die Kosteneffizienz betrachten Forscher der Universität Nürnberg-Erlangen anhand von theoretischen Modellen für Fischer-Tropsch-Diesel, Methanol und flüssigen organischen Wasserstoffträgern . Ihre Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Verwendung von Wasserstoff, der vorübergehend an flüssige organische Wasserstoffträger gebunden ist, eine günstige Alternative zu den weiter verbreiteten synthetischen Diesel- und Methanolkraftstoffen darstellt.24 Eine Bewertung zur Zuverlässigkeit der Energiespeicherung mittels eines flüssigen organischen Wasserstoffträgers (LOHC) sollte eine Abschätzung ermöglichen, die die verschiedenen Komponenten im Hinblick auf die jeweiligen Ausfallursachen, Folgen, Milderungs- und Wiederherstellungsstrategien bewertet, um eine Einschätzung zur Belastbarkeit des Systems zu gewinnen. Die Wissenschaftler berechneten eine Funktionalität bzw. Teilfunktionalität für mehr als 97 bzw. ca. 98 % der Betriebszeiten.25 Der Forschungscluster B1 „Dezentrale Wasserstoff-Logistik – Speicherung und Verteilung über flüssige Wasserstoffträger (LOHC)“ des Kopernikus-Projekts „Power-to-X“ erforschte unter anderem neue Apparate-Technologien und Katalysatoren. Schwerpunkt der Arbeiten ist die Integration der LOHC-Technologie in bekannte Wasserstofftankstellen. Dabei wird der Wasserstoff in chemisch gebundener Form mittels LOHC an eine Wasserstofftankstelle geliefert und dort in ei- 21 Niermann, N. (2019). „Liquid organic hydrogen carriers (LOHCs) – techno-economic analysis of LOHCs in a defined process chain“, Energy Environ. Sci., 2019, 12, 290-307, https://pubs.rsc.org/en/content/articlehtml /2019/ee/c8ee02700e 22 Eipasch, M. (2017). „Model-based techno-economic evaluation of an electricity storage system based on Liquid Organic Hydrogen Carriers“, Applied Energy Volume 185, Part 1, 1 January 2017, Pages 320-330, https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0306261916315094 23 Markiewicz, M. et al. (2015). „Environmental and health impact assessment of Liquid Organic Hydrogen Carrier (LOHC) systems – challenges and preliminary results“, https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding /2015/EE/C4EE03528C#!divAbstract 24 Runge P., et al. (2019). „Economic comparison of different electric fuels for energy scenarios in 2035“, https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0306261918315782?via%3Dihub 25 Rüde, T. et al. (2017). „Resilience of Liquid Organic Hydrogen Carrier Based Energy‐Storage Systems“, https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/ente.201700446 Wissenschaftliche Dienste Dokumentation WD 8 - 3000 - 058/20 Seite 13 nem sogenannten Dehydrierer freigesetzt. „Das Projekt umfasst die Entwicklung und Demonstration der Prozessketten von bereitgestelltem „grünen“ Elektrolysewasserstoff bis hin zur Wasserstoffabgabe an einer 700 bar Wasserstofftankstelle bzw. zur Nutzung in der chemischen Industrie .“ Die speziellen Anwendungsszenarien dieses Projekts erfordern nach Aussage der Wissenschaftler „noch erheblichen Forschungsbedarf in den technischen Anforderungen hinsichtlich Wasserstoffreinheit, Abgabemenge und Dynamik an einer Wasserstofftankstelle bzw. bei einer Verwendung in der chemischen Industrie, um eine möglichst wirtschaftliche Nutzung der Technologie zu ermöglichen.“26 *** 26 Fraunhofer ISE (2020). „Kopernikus-Projekte Power-to-X“, https://www.ise.fraunhofer.de/de/forschungsprojekte /kopernikus-projekt-power-to-x.html Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) (2018). „Optionen für ein nachhaltiges Energiesystem mit Power-To-X Technologien“, https://www.kopernikus-projekte.de/lw_resource/datapool/systemfiles/elements /files/91CCA671751B049BE0539A695E86710C/live/document/P2X_Roadmap_2.pdf Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) (2018). „Erneuerbare Energien vielfältig nutzen“, https://www.kopernikus-projek-te.de/lw_resource/datapool/systemfiles/elements/files /70DD404D5C7F3879E0539A695E8697E6/current/document/Kopernikus_P2X_Brosch%C3%BCre_April _2018__2_.pdf, Seite 8