Innovationsfelder

Darstellung der weißen Flecken

Die folgende Darstellung zeigt die auf Wasserstoff- und (auf erneuerbarem) Gas basierte Energieinfrastruktur im zukünftigen Energiesystem:

Energymodel WIVA

Grüne Energie

Beschreibung der weißen Flecken

Icon Energie bg white
Ein- und Ausspielung grüner Wasserstoff
Methanisierung kann für viele Anwendungen eine bedeutende Rolle spielen, um das existierende Gasnetz zu nutzen. Innerhalb der Energie Vorzeigeregion wird in vier Projekten (Renewable Gasfield, Underground Sun Conversion, Carbon Cycle Economy Demonstration, HyWest) an diesem Thema gearbeitet. Da verschiedenste Methanisierungstechnologien existieren, können weitere Projekte zu diesem Thema eingereicht werden, sofern diese eine signifikante Weiterentwicklung (für mehrere Zielparameter) der Prozesse ermöglichen. Darüber hinaus sind Technologien zur Ausspeisung von reinem Wasserstoff besonders erforderlich. Große Mengen an grünem Wasserstoff können über das existierende Erdgasversorgungsnetz durch Europa transportiert werden. Durch die Anwendung entsprechender Ausspeisungstechnologien kann der Wasserstoffanteil von momentan weniger als 10 vol% extrahiert, aufbereitet (höhere Qualität z.B. 5.0) und auf den notwendigen Druck komprimiert werden. Technologieforschung und -demonstration sollte zum Ziel gesetzt werden.
Lokale und regionale Energieknotenpunkte basierend auf grünem Wasserstoff
Die wachsende Nutzung von erneuerbarer Energie spielt eine bedeutende Rolle für die Wandlung des Energiesystems. Aufgrund hoher Schwankungen in der Produktion von erneuerbarer Energie besteht Bedarf an sinnvollen Speicherkonzepten. Batterien wären eine Option, allerdings kann, besonders in Bezug auf Langzeitspeicherung, Wasserstoff eine bedeutende Rolle spielen. Bisher wurden hauptsächlich Großsysteme erforscht und entwickelt. Da allerdings dezentralisierte Energieproduktion eine Schlüsselrolle für den Energiewandel spielt, werden kleinere Anlagen basierend auf Elektrolyseuren, Brennstoffzellen und damit verbundene Speicherkomponenten für Gemeinden und Haushalte benötigt, um einen breitere Nutzung von Wasserstoff zu ermöglichen.

Es besteht großer Bedarf an Erforschung und Demonstration von dezentralisierten Wasserstoffanwendungen mit Fokus auf Integration in existierende Produktionsstätten, Energienetzwerke, Optimierung von Systemeffizienz, Kostenreduktion durch Massenproduktion und Entwicklung von neuen Technologien. Zusätzlich sollte die Koppelung verschiedener Bereiche ins Auge gefasst werden; speziell in Bezug auf Abwärmenutzung von Wasserstoffsystemkomponenten wie Elektrolyseuren and Brennstoffzellen. Die Integration von grünem Wasserstoff in existierende Energieinfrastrukturen, sowie ein Ansatz zur Sektorkoppelung würden zu einer neuen Energielandschaft grünem Ursprungs führen.

Simulationsmodelle und Mittel für Systemdesign, sowie die Entwicklung von Algorithmen für Energiemanagement müssen vorangetrieben werden, regulatorische Rahmenbedingungen adaptiert und Finanzierungs- und Förderungskonzepte aufgestellt werden.

Systeme, basierend auf der Produktion, Speicherung und Verwendung (Rückwandlung) von grünem Wasserstoff, können die Energiewende beschleunigen, indem der Anteil an erneuerbarer Energie in den lokalen Netzen signifikant erhöht wird. Wenn die dafür notwendige Hard- und Software entwickelt ist, können entsprechende netzunterstützende Maßnahmen einen positiven Einfluss liefern.

Power-to-Gas/Liquid & Gas/Liquid-to-Power/Heat
Um die Produktionskosten von grünem Wasserstoff zu senken, ist nach wie vor viel Forschung zu verschiedenen Komponenten eines Elektrolyseursystems, sowie dem Stack notwendig. Darüber hinaus besteht ein hohes Potential die Lebensdauer bei gleichbleibender oder sogar gesteigerter Effizienz zu erhöhen. Die Skalierung der Elektrolysetechnologie sollte weiters die Forschungsarbeit an Herstellung und verbesserter Funktionalität beinhalten.

Parallel dazu muss die Umwandlung von Wasserstoff in (elektrische) Energie und Wärme (z.B. in Kraft-Wärme-Kopplungs Anlagen) mit bestmöglicher Effizienz und geringst nötigen Kosten passieren. Die am besten geeigneten Umwandlungstechnologien für verschiedene Anwendungen müssen identifiziert, weiter verbessert und getestet werden, wobei ein Mindestmaß an Gesamtumweltbelastung („Wiege-zur-Bahre“ Ansatz inkl. LCA Aspekte) berücksichtigt werden muss.

Zusätzlich zu batterieelektrischen und wasserstoffbetriebenen Antrieben ermöglichen Antriebe mittels synthetischer Gase und Kraftstoffe CO2-neutrale Mobilität. Diese Antriebe basieren auf regenerativ generiertem Strom und CO2 von biogenen Quellen unter Verwendung von Power to Gas/Liquid Prozessen.

Um die notwendige Energie zur Erzeugung synthetischer Gase/Kraftstoffe zu minimieren, benötigen alle involvierten Prozessstufen weitere Verbesserung. Dies gilt auch für die Umwandlung selbiger.

Darüber hinaus sollten alternative Produktionswege für Wasserstoff und Synthesegas, die das Potential haben andere Energieträger (Wärme, Biomasse etc.) effizient zu nutzen, in Betracht gezogen und weiterentwickelt werden (z.B. SOEC, biomassebasierter Wasserstoff).

Grüne Industrie

Beschreibung der weißen Flecken

Icon Industrie bg white
Wasserstoff-Brennstoffzellen Komponenten und Systeme für leitbare BZ-elektrische Fahrzeuge
Elektrische Fahrzeuge mit wasserstoffbetriebenen Brennstoffzellensystemen ermöglichen große Reichweiten, kurze Tankzeiten, gute Fahrperformance und bieten einen hohen Nutzwert. Die Herausforderung liegt nun an der Entwicklung von effizienteren, langlebigeren und kosteneffektiveren Brennstoffzellenkomponenten und – systemen mit verbesserter dynamischer Leistung und geringer Geräuschemission. Diese Komponenten und Systeme sollen die Basis für eine lokale (Versorgungs-) Industrie sein, die sich in die Wasserstoff Vorzeigeregion integriert. Auf diese Weise wird eine aus wirtschaftlicher Sicht nachhaltige Gesellschaft (mit reduziertem bzw. geringem Energiebedarf für Transport von Arbeitnehmern und Gütern) kreiert.
Wasserstoff Brennstoffzelle für elektrifizierten Schwerlastverkehr
Nur mittels Brennstoffzellensystemen können elektrifizierte Schwerlastfahrzeuge repräsentiert werden, die einen hohen Nutzwert bieten und dadurch ökonomisch verwendet werden können. Das trifft auf alle Bereiche des Schwerlastverkehrs zu: Straßen-, Schienen- und Schiffsverkehr, sowie sämtliche Bereiche in denen Spezialfahrzeuge (Bau, Bergbau, Flughafenvorfeld) benötigt werden. Zusätzlich betrifft es auch alle Spezialtransporte und Schwerlastanwendungen im Bereich Tourismus und öffentlicher Verkehr. Für diese Anwendungen müssen Brennstoffzellensysteme (mit Komponenten und effizienten Entwicklungstools für reduzierte Markteinführungszeit) entwickelt werden, die wiederum die hohen Anforderungen an Robustheit und Langlebigkeit erfüllen.

Während der Übergangsphase sollen Technologien entwickelt werden, die eine Umwandlung von auf fossilen Brennstoffen basierend angetriebenen Systemen in wasserstoffbetriebene Systeme ermöglicht. Diese müssen möglichst rasch auf den Markt gebracht werden, um den Wasserstoffbedarf für Schwerlastverkehr (Straße, Schiene, Wasser) zu erhöhen.

Wasserstoffinfrastruktur und CO2 freie Logistik
Potentielle Projekte sollen die Forschung, Entwicklung und Demonstration von abgasfreier Mobilität („tank-to-wheel“) in Kombination mit den besten Lösungen (CO2 Ausstoß betreffend) für die Kraftstofferzeugung („well-to-tank“) umfassen. Die verschiedenen Verkehrsmittel können aus Anwendungen für Verkehr zu Wasser und Land bestehen, dies umfasst Schiffs- und Schienenverkehr, sowie Fahrzeuge auf und abseits der Straße. Des Weiteren sollten erforschte Lösungen sowohl für urbane als auch ländliche Gegenden entwickelt werden. Insbesondere besteht Bedarf an innovativen Transport- und Tankkonzepten für eine effiziente Verteilung von großen Mengen Wasserstoff. Um eine schnelle Marktdurchdringung von CO2-freien Lösungen zu fördern, sollte auch ein technologieneutraler Ansatz in Betracht gezogen werden. Dies ermöglicht (zumindest eine teilweise) Umwandlung existierender Technologien (d.h. herkömmliche Lastfahrzeuge in H2-ICE betriebene Lastwägen).

Das Ziel ist die Entwicklung und Demonstration von abgasfreien Frachtlogistikszenarien (wie beispielsweise LKWs, Lieferwägen, Lösungen für die sogenannte „letzte Meile“, Industriefahrzeuge) mit Einbezug der Verwendung von lokalen abgasfreien Fahrzeugen und der Integration von entsprechenden Lösungen für eine Tankinfrastruktur. Die Entwicklung, Integration und Validierung von Lösungen für Kraftstoffherstellung und Tankinfrastruktur, sowie deren Betriebsdemonstration sind wesentlich. Neben der Verwendung von Wasserstoff innerhalb logistischer Infrastrukturen, hat die Anwendung im Bereich der Intralogistik hohes Potential zur CO2 Reduktion beizutragen. Es besteht ein Bedarf an der Entwicklung von wasserstoffbetriebenen Intralogistikträgern und dazugehöriger Tankinfrastruktur. Insbesondere im Vergleich zu konventionellen batteriebetriebenen Systemen oder mit herkömmlichen Kraftstoffen betriebenen Schwerlastanwendungen hat Wasserstoff das Potential die Nutzbarkeit und Effizienz dieser Fahrzeuge und Systeme zu steigern, mit gleichzeitiger Reduktion von betrieblicher – und Gesamtemission. Die wirtschaftliche Nachhaltigkeit der Entwicklung, sowie die Möglichkeit des Transfers zum Regelbetrieb muss am Ende der Projektlaufzeit demonstriert werden. Der Einbezug von industriellen Logistikpartnern, öffentlichen Verkehrsdienstleistern, Mobilitätsdiensten oder Fuhrparklösungen wird begrüßt.

Grüne Mobilität

Beschreibung der weißen Flecken

Icon Mobilität white bg
Es gibt eine Vielzahl existierender Industrieprozesse basierend auf gasförmigen Energieträgern oder auch basierend auf Wasserstoff aus fossilen Quellen. Der Wandel zu grünen Industrieprozessen verlangt ebenfalls eine beschleunigte Umstellung in dieser Hinsicht. Es werden Projekte aus verschiedenen wirtschaftlichen Sektoren benötigt, um die Umstellung auf die Verwendung von erneuerbarem Wasserstoff in bestehenden Prozessen zu ermöglichen. In diesem Zusammenhang besteht allerdings einerseits hoher Bedarf an Forschung und Entwicklung, andererseits ist auch die Demonstration der Umstellung erforderlich.
Grüner Wasserstoff in (bestehenden) Industrieprozessen
Wasserstoff wird bereits heute in vielen industriellen Prozessen verwendet, meistens gewonnen durch Dampfreformierung von Erdgas. Projekte die grünen Wasserstoff verwenden (zB. H2Pioneer, UpHy), müssen Demonstrationsprojekte mit entsprechendem Geschäftsmodell sein. Die Entwicklung von sektorübergreifend integrierten Konzepten mit vielfachen Anwendungen von grünem Wasserstoff soll eine wettbewerbsfähige Kostenstruktur für die Produktion von grünem Wasserstoff ermöglichen. Spezielle Themen in diesem Bereich sind einerseits Hochtemperaturprozesse mit speziellen Anforderungen, aber auch die Verknüpfung von spezifischen Energieströmen in den Gesamtprozess, inklusive Neuelektrifizierung. Zusätzlich sind in diesem Zusammenhang auch Industrieprozesse relevant, welche die Kohlendioxidabscheidung erfordern, speziell hinsichtlich nachfolgender Kohlenstoffverwertung unter der gleichzeitigen Verwendung von grünem Wasserstoff. Um die Verwendung von grünem Wasserstoff zu unterstützen, müssen außerdem Zertifizierungssysteme für grünen Wasserstoff in Industrieprozessen entwickelt werden.
Neue Technologien für die Verwendung von Wasserstoff
Basierend auf Wasserstoff können komplett neue Prozesse für Industrieverfahren entwickelt werden. Ein Beispiel dafür ist das Projekt SuSteel. Für bestimmte Unternehmen beispielsweise aus dem Bereich der Stahlproduktion ist es bereits absehbar, dass gegenwärtige industrielle Verfahren auf die Verwendung von erneuerbaren Gasen wie Wasserstoff umgestellt werden müssen, um CO2-freie Prozesse zu garantieren. Das erfordert neue und breite Ansätze, welche in diesem „Weißen Fleck“ relevant sind. Allerdings soll die Forschung und Entwicklung von neuen Technologien explizit auf Prozesse fokussiert sein, die bis auf erneuerbaren Wasserstoff keine andere zukunftsfähige Alternative für eine CO2-neutrale Produktion haben.
Abdeckung

Projektbereiche

Unsere Projekte sind in folgenden Bereichen angesiedelt:
  • Produktion [9/10]
  • Transport [6/10]
  • Speicherung [6/10]
  • Umwandlung [3/10]
  • Anwendung [10/10]

Arbeitsgruppen

innerhalb des Vereins WIVA P&G

Dummy
AG Verbreitung und Kommunikation
Der Arbeitsgruppe obliegt die inhaltliche, strategische Ausrichtung und Gestaltung der Ergebnisverbreitung und Kommunikation. Sie ist das zentrale Steuerungselement des Außenauftrittes der Vorzeigeregion WIVA P&G auf Verbundkoordinator-, wie auch auf Subprojektebene. Ziel ist die gemeinsame Sichtbarkeit der WIVA P&G Aktivitäten. Weiters soll die Arbeitsgruppe die Grundlage einer identitätsstiftenden Arbeitsatmosphäre innerhalb der Projektpartner schaffen.
AG Industriekooperation und Ergebnisverwertung
Die Verwertung der Subprojekt-Ergebnisse zu unterstützen, stellt eine der zentralen Aufgaben dieser Arbeitsgruppe dar. Durch WIVA P&G wird die systemübergreifende Bündelung von Einzelmaßnahmen unter einer gemeinsamen Gesamtstrategie forciert. Durch die Förderung von Erfahrungsaustausch über die Subprojekte hinaus werden neue Lösungsansätze gestärkt, die Sektor-übergreifende Zusammenarbeit gefördert und es können neue Erkenntnisse erlangt und Projektideen generiert werden.
AG Internationale Beziehungen
Ein wesentlicher Baustein der Vorzeigeregionen Energie in Österreich ist der Aufbau von großflächigen, aussagekräftigen und international sichtbaren Energietechnologien „Made in Austria“. Ziel ist es, dass WIVA P&G internationale Bekanntheit als Vorzeigeregion im Wasserstoffsektor erlangt, um österreichisches Know-How in seiner Anwendung vor Ort begreifbar zu machen und somit den Wirtschaftsstandort Österreich langfristig zu stärken bzw. weiter auszubauen.
AG Forschungsagenda
Für die Weiterentwicklung und Definition der Innovationsfelder ist die Arbeitsgruppe von zentraler Bedeutung. Der Fortschritt und der zukünftige Bedarf an F&E Aktivitäten werden besprochen, um weiße Flecken in den Bereichen Grüne Mobilität, Grüne Industrie und Grüne Energie zu identifizieren (siehe Innovationsfelder). Die Ergebnisse werden als Positionspapiere verbreitet.
Dummy
AG Qualitätskontrolle
Die Arbeitsgruppe Qualitätskontrolle hat eine zentrale Steuerungsfunktion. Ihr obliegt die Verantwortung transparente Qualitätskriterien festzulegen und diese zu kontrollieren. Insbesondere obliegt dieser Arbeitsgruppe das laufend stattfindende Monitoring innerhalb der Vorzeigeregion, das Risikomanagement, sowie die Evaluierung von Strategieprozessen innerhalb von WIVA P&G.
AG Behördenverfahren
Die Errichtung von Wasserstoffinfrastruktur ist mit diversen behördlichen Bewilligungen verbunden. Zur Risikominimierung, Behandlung offener Fragen, Erfahrungsaustausch und Entwicklung einer fundierten Expertise verbunden mit dem Thema Behördenverfahren wurde die Arbeitsgruppe ins Leben gerufen. Ziel ist es eine Expertenpapier rund um das Thema Wasserstoff und behördlichen Genehmigungsverfahren zu entwickeln.
AG RED/DRA
WIVA P&G behält stets einen Blick auf potenzielle Veränderungen im Umfeld. Die Inhalte der Erneuerbaren Energie Richtlinie (RED – Renewable Energy Directive) der europäischen Union haben einen zentralen Einfluss auf die Zukunft von grünem Wasserstoff im Energiesystem. WIVA P&G hat in diesem Zusammenhang die Arbeitsgruppe RED/DRA ins Leben gerufen um eine Stellungnahme / Positionspapier dazu zu entwickeln.

Projekte

EnergyHyWay

EnergyHyWay

Potenzialbetrachtung der großtechnischen Speicherung und Nutzung von Wasserstoff in elementarer und chemisch gebundener Form
H2 meets H2O

H2 meets H2O

Fahrplan für den Aufbau einer klimaneutralen Wasserstoffversorgung entlang der Donau
H2Pioneer

H2Pioneer

Pave the way for green hydrogen for early adopters in the light industry.

Projektkarte

Geografische Übersicht unserer Tätigkeiten

Karte Mitglieder und Projekte
×

EnergyHyWay

Content Here

×

UpHY

Content Here

×

Wiener Stadtwerke

Content Here

×

RAG Austria AG

Content Here

×

TÜV Austria Group

Content Here

×

Verbund AG

Content Here

×

OMV Refining & Marketing GmbH

Content Here

×

TÜV SÜD Landesgesellschaft Österreich GmbH

Content Here

×

FGW-Fachverband Gas Wärme

Content Here

×

EVN AG

Content Here

×

K1-MET GmbH

Content Here

×

Voestalpine Stahl GmbH

Content Here

×

Energie AG

Content Here

×

Energieinstitut an der Johannes Kepler Universität Linz

Content Here

×

Fronius International GmbH

Content Here

×

Linde Gas GmbH

Content Here

×

Salzburg AG

Content Here

×

Andritz

Content Here

×

AVL

Content Here

×

HyCentA Research GmbH

Content Here

×

Energie Steiermark Technik GmbH

Content Here

×

FEN Systems GmbH

Content Here

×

FEN Research GmbH

Content Here

×

HyTrain

Content Here

×

H2Pioneer

Content Here

×

HyTruck

Content Here

×

IFE

Content Here

×

FC4HD

Content Here

×

C-CED

Content Here

×

HyTechbasis 4 WIVA

Content Here

×

USC-Flex Store

Content Here

×

USS 2030

Content Here

×

HyWest

Content Here

×

H2 meets H2O

Content Here

×

Renewable Gasfield

Content Here

Publikationen

Presseaussendungen, Positionspapiere, Fachartikeln und -beiträge

Erfahrungsaustausch WASSERSTOFFPRODUKTION

Erfahrungsaustausch WASSERSTOFFPRODUKTION

Der WIVA P&G Erfahrungsaustausch zum Thema WASSERSTOFFPRODUKTION fand am 6. September 2022 an der TU Graz statt. Vorträge zum Nachlesen verlinkt.
Erfahrungsaustausch Methanisierung – Die Vorträge vom 6.7.2022

Erfahrungsaustausch Methanisierung – Die Vorträge vom 6.7.2022

„Katalytische Methanisierung im Kontext von Carbon Capture and Utilizisation“ von Markus Lehner, VTiU - ...
Positionspapier zum Entwurf des delegierten Rechtakts gem. Art.27 (3) RED II

Positionspapier zum Entwurf des delegierten Rechtakts gem. Art.27 (3) RED II

Der notwendige Hochlauf einer auf erneuerbarem Wasserstoff basierenden Wirtschaft wird, wie die derzeitige ...
HyTrain: Die Zillertalbahn stellt auf Wasserstoffbetrieb um

HyTrain: Die Zillertalbahn stellt auf Wasserstoffbetrieb um

Bericht von Stefan May in der Onlineversion der österreichischen Tageszeitung Der Standard ...
WIVA P&G Position Paper on Research Needs and Challenges for Hydrogen Technologies

WIVA P&G Position Paper on Research Needs and Challenges for Hydrogen Technologies

A main task of the WIVA P&G working group on R&D in 2020 was to develop a position paper on "Research ...
Positionspapier: Vorschläge zur Änderung und Präzisierung des österreichischen Rechtsrahmens zu Wasserstoff und Power-to-X

Positionspapier: Vorschläge zur Änderung und Präzisierung des österreichischen Rechtsrahmens zu Wasserstoff und Power-to-X

Die österreichische Energie-Vorzeigeregion WIVA P&G beschäftigt sich in ihrer Kernaufgabe mit der umfassenden ...