Die Forschenden haben die Erdgasflamme mit Wasserstoff nachgebaut, um den schnellen Wechsel zwischen den beiden Energieträgern zu ermöglichen. © Pro­jekt­trä­ger Jü­lich / For­schungs­zen­trum Jü­lich GmbH
Die For­schen­den haben die Erd­gas­flam­me mit Was­ser­stoff nach­ge­baut, um den schnel­len Wech­sel zwi­schen den bei­den En­er­gie­trä­gern zu er­mög­li­chen.

Par­al­lel­be­trieb mit Erd­gas und Was­ser­stoff mög­lich
Ent­wick­ler­team er­hält In­no­va­ti­ons­preis für Bren­ner mit ge­druck­tem Wär­me­tau­scher

09.10.2024 | Ak­tua­li­siert am: 21.11.2024

Er braucht we­ni­ger Erd­gas und ist be­reit für den Ein­satz von Was­ser­stoff: „iRecu“ heißt der Bren­ner, des­sen Ent­wick­ler­team jetzt mit dem In­no­va­ti­ons­preis des Lan­des Nordrhein-​Westfalen in der Ka­te­go­rie „innovation2business“ aus­ge­zeich­net wurde. Der Bren­ner ist aus dem For­schungs­pro­jekt Ad­Re­ku her­vor­ge­gan­gen.

In dem Bren­ner steckt ein hoch­ef­fi­zi­en­ter Wär­me­tau­scher, der den Ein­satz des ak­tu­ell ge­nutz­ten Erd­ga­ses mi­ni­miert. „Wir lie­gen mit dem Wir­kungs­grad un­ge­fähr 15 Pro­zent über ak­tu­ell kom­mer­zi­ell gleich­wer­ti­gen Sys­te­men“, er­klärt Mar­cel Biebl vom Gas- und Wärme-​Institut GWI Essen, einer der Preis­trä­ger, im Video über das For­schungs­pro­jekt. Damit senkt der iRecu den En­er­gie­ver­brauch und re­du­ziert gleich­zei­tig die Men­gen des ent­ste­hen­den Koh­len­di­oxids sowie der Stick­oxi­de. Für Jens te Kaat, Ge­schäfts­füh­rer von Kuep­pers So­lu­ti­ons und zwei­ter Preis­trä­ger des NRW-​Innovationspreises ist die Ent­wick­lung des Bren­ners eine wich­ti­ge Grund­la­ge für die Zu­kunft: „Eine der wich­tigs­ten Er­kennt­nis­se für mich ist: Die in­dus­tri­el­le En­er­gie­wen­de kann Rea­li­tät wer­den.“

Viele Grund­stoff­in­dus­trien sind auf hohe Tem­pe­ra­tu­ren an­ge­wie­sen, ty­pi­sche Pro­zes­se lau­fen bei rund 1.000 Grad Cel­si­us. Dazu ge­hö­ren zum Bei­spiel die Glas­ver­ar­bei­tung, die Her­stel­lung von Stahl, Alu­mi­ni­um oder Ke­ra­mik. Sol­che Tem­pe­ra­tu­ren zu­künf­tig mög­lichst ef­fi­zi­ent zu er­zeu­gen, könn­te im Ver­gleich zu heute große Men­gen En­er­gie ein­spa­ren. Der An­satz des iRecu-​Brenners: Statt rund die Hälf­te der zu­ge­führ­ten En­er­gie als Ab­wär­me in den Ab­ga­sen zu ver­lie­ren, ge­winnt ein im Bren­ner in­te­grier­ter Wär­me­tau­scher einen Teil davon zu­rück und führt die Wärme er­neut dem Ver­bren­nungs­pro­zess zu.

3D-​Druck er­mög­licht hohe Ef­fi­zi­enz des Wär­me­tau­schers im Bren­ner

Ganz neu ge­dach­te ver­floch­te­ne, in sich ver­dreh­te Struk­tu­ren, die nur im 3D-​Drucker ent­ste­hen kön­nen, er­mög­li­chen die hohe Ef­fi­zi­enz des Bren­ners. Die For­schen­den haben damit be­wusst einen neuen An­satz ge­wählt, weit weg von den eta­blier­ten Struk­tu­ren. „Ohne das For­schungs­pro­jekt hät­ten wir nie­mals so in­ten­siv in diese Rich­tung for­schen kön­nen“, sagt Jens te Kaat im Video. Ad­Re­ku hat somit eine wich­ti­ge Basis ge­legt – gut drei Jahre nach Pro­jekt­ab­schluss ist das Ent­wick­ler­team nun dabei, den Bren­ner ste­tig mit In­dus­trie­part­nern zu er­pro­ben und für die Pra­xis wei­ter taug­lich zu ma­chen.

Mi­sch­ein­heit für par­al­le­len Be­trieb mit Erd­gas und Was­ser­stoff

Neben der hohen Ef­fi­zi­enz ist der Bren­ner auch in an­de­rer Hin­sicht fit für die Zu­kunft. So kann der iRecu mit bis zu 100 Pro­zent (re­ge­ne­ra­ti­vem) Was­ser­stoff be­trie­ben wer­den und somit Un­ter­neh­men beim Um­stieg auf das kli­ma­freund­li­che Brenn­gas hel­fen. Der par­al­le­le Be­trieb mit Erd­gas und Was­ser­stoff macht ihn ins­be­son­de­re für Un­ter­neh­men at­trak­tiv, die ihren Be­trieb ab­si­chern möch­ten, so­lan­ge noch nicht aus­rei­chend Was­ser­stoff am Markt ver­füg­bar ist. Um das Hin- und Her­schal­ten auch im lau­fen­den Be­trieb zu er­mög­li­chen, ent­hält der Bren­ner eine zweika­na­li­ge Mi­sch­ein­heit, die das Team eben­falls in­ner­halb des For­schungs­pro­jekts Ad­Re­ku ent­wi­ckelt hat. Damit kön­nen die Un­ter­neh­men ak­tu­ell noch Erd­gas nut­zen und sind gleich­zei­tig auf den Was­ser­stoff­hoch­lauf vor­be­rei­tet. ‬‬

Neben dem In­no­va­ti­ons­preis des Lan­des Nordrhein-​Westfalen hat das in­no­va­ti­ve Bren­ner­sys­tem schon bei ei­ni­gen wich­ti­gen For­schungs­prei­sen re­üs­siert — so etwa 2023 beim Deut­schen Zu­kunfts­preis, bei dem das Ent­wick­ler­team unter die drei Fi­na­lis­ten ge­kom­men ist. (mb)

Über den YouTube-​Kanal

Auf „En­er­gie­for­schung“  be­rich­tet der Pro­jekt­trä­ger Jü­lich im Auf­trag des BMWK über die For­schungs­för­de­rung im En­er­gie­for­schungs­pro­gramm (EFP). In Vi­deo­in­ter­views, Re­por­ta­gen, Er­klär­vi­de­os und Shorts wird das ak­tu­el­le Wis­sen zu den EFP-​Missionen En­er­gie­sys­tem, Wär­me­wen­de, Strom­wen­de, Was­ser­stoff und Trans­fer ver­mit­telt.