Herzlich Willkommen! - Treffen am 18.11.2021, 14 - 17 Uhr - Bitte schalten Sie Ihr - Energy Saxony

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2. Treffen am 18.11.2021, 14 – 17 Uhr

Folie 2

AGENDA
14:00 Begrüßung
 Dr.-Ing. Stephan Anger, DBI Gas- und Umwelttechnik GmbH

 Vorstellung Akteure (à 8 min)
 • Think RE GmbH, Herr Mataza Golzari
14:05 • Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR), Institut für CO2-arme Industrieprozesse, Herr Prof. Dr. Uwe Riedel
 • Hochschule Zittau/Görlitz I INM Institut für Nachhaltigkeitsmanagement GmbH I unINM consulting, Herr Markus Will
 • Fraunhofer FEP, Herr Frank-Holm Rögner
 • Fraunhofer IWS, Herr Dr. Teja Roch

 Vorstellung von aktuellen Wasserstoffprojekten und Diskussion
 • Aufbau einer Wasserstoffinfrastruktur für die Dekarbonisierung der Industrie
14:45 ONTRAS Gastransport GmbH, Herr Thomas Holstein
 • HyLiq- Ein neues Konzept für eine effiziente LH2-Logistik
 Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden (IFW), Prof. Dr. Dirk Lindackers

15:45 KAFFEEPAUSE

 Diskussion: “In Zukunft alles grün!?“
16:00 Welche Hindernisse gilt es zu überwinden bei Strom, Wasserstoff und synthetischen Kraftstoffen und
 welche Projektansätze lassen sich hieraus ableiten?

17:00 Ende der Veranstaltung

Folie 3

 Arbeitskreis Wasserstoff
 in Industrie und Gewerbe
• Ziel: Integration der Wasserstofftechnologie
 in bestehende Industrieprozesse, sodass
 CO2-Emissionen reduziert und auch
 wirtschaftliche Effekte erzielt werden
 können.
• Diskussion von Fragestellungen und
 Lösungsansätzen zu den technologischen
 und wirtschaftlichen Auswirkungen von
 Wasserstoff auf stoffliche und energetische
 Prozesse Fachgebietsleiter Gasverfahrenstechnik
 der DBI Gas- und Umwelttechnik GmbH
• Vernetzung von Akteuren und gemeinsame
 Projektanbahnung und -realisierung

Folie 4

AGENDA
14:00 Begrüßung
 Dr.-Ing. Stephan Anger, DBI Gas- und Umwelttechnik GmbH

 Unternehmensvorstellungen (à 8 min)
 • Think RE GmbH, Herr Mataza Golzari
14:05 • Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR), Institut für CO2-arme Industrieprozesse, Herr Prof. Dr. Uwe Riedel
 • Hochschule Zittau/Görlitz I INM Institut für Nachhaltigkeitsmanagement GmbH I unINM consulting, Herr Markus Will
 • Fraunhofer FEP, Herr Frank-Holm Rögner
 • Fraunhofer IWS, Herr Dr. Teja Roch

 Vorstellung von aktuellen Wasserstoffprojekten und Diskussion
 • Aufbau einer Wasserstoffinfrastruktur für die Dekarbonisierung der Industrie
14:45 ONTRAS Gastransport GmbH, Herr Thomas Holstein
 • HyLiq- Ein neues Konzept für eine effiziente LH2-Logistik
 Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden (IFW), Prof. Dr. Dirk Lindackers

15:45 KAFFEEPAUSE

 Diskussion: “In Zukunft alles grün!?“
16:00 Welche Hindernisse gilt es zu überwinden bei Strom, Wasserstoff und synthetischen Kraftstoffen und
 welche Projektansätze lassen sich hieraus ableiten?

17:00 Ende der Veranstaltung

Folie 5

Vorstellung Akteure

 Mataza Golzari
 Think RE GmbH

Energy Saxony
Arbeitskreis Wasserstoff in
 Industrie und Gewerbe

DECARBONIZATION STRATEGY
 How advanced is your Decarbonization strategy?

 Availability Realized
 of Data
 Emission Targets

 Selection
 at instruments

 Understanding
 contractual
 Instruments

ESG-strategic
 Decision
 Prepared
 for Decision
 EDUCATION PREPARATION EXECUTION

EDUCATION – GREEN BRAIN ACADEMY®

 “Great workshop! Well done and very useful
 information delivered in an excellent manner.
 I would highly recommend the Green Brain
 Academy Workshops to anyone interested in
 improving their knowledge on Power Purchase
 Agreements and the EU Taxonomy.“

 Isabella Melbinger
 Sustainability & Corporate
 Responsability Management

PPA IMPACT ANALYSIS WORKSHOP EU TAXONOMY WORKSHOP

EDUCATION – GREEN BRAIN ACADEMY®

WORKSHOPS / WEBINARS / PANELS
 Taxonomy & Implications Hydrogen & PPAs - the
 for Corporate Sustainability backbone of a new technology
 Thursday, October 21, 2021, Thursday, October 28, 2021,
 3:00 PM - 5:00 PM (CET) 3:00 PM - 5:00 PM (CET)
 +250 CORPORATES
 TRUSTED OUR WORKSHOPS
KNOWLEDGE HUB / GLOSSAR
- You can find more information here.

PUBLICATIONS
- Decarbonization & Power Purchase Agreements – An economic Analysis of the regulatory Status Quo in China
- Power Purchase Agreements & Financing Renewables: An Interdependency

OUR PARTNERS

PREPARATION

 GREEN ENERGY
 SCORING DIAGRAMS

 Direct investment

 Corporate
 Power Purchase Agreement
Sustainability Measrues

 Utility PPA/
 Complexity of

 Green Tarif
 2019
 Unbundled Energy
 Attribute Certificates

 Degree
 of Sustainability

 ENERGY SUSTAINABILITY FINANCIAL 2020
 FUNDAMENTALS COMMITMENT FEASIBILITY
 (e.g electricity (e.g sustainability (e.g credit rating RE CHAMPION RE SUPPORTER
 consumption, location initiatives, if available, liquidity,
 of production facilities, sustainability strategy, leverage,
 RE INFLUENCER RE MOTIVATOR
 emission scopes) team structure) equity ratio etc.)

EXECUTION

 STRUCTURING/ PROFILING/
 NEGOTIATING BENCHMARKING

 CARBON RISK
 OFFSETTING MANAGEMENT
By your corporate (e.g. Volume
 Forest Firming Agreement)

 MARKET ANALYSIS/ 24/7
 FEASIBILITY STUDY CARBON TRACKING

STRATEGIC PARTNERS

TRACK RECORD I

155 OFFTAKERS
subscribed on re-wave.com

+900 MW CONTRACTED
Investments, PPAs
and Green Certificates

SELECTED CUSTOMERS

MANAGEMENT TEAM

DR. STEFFEN HUNDT STEFFAN DINSE MATAZA GOLZARI

 CEO CTO COO
 10+ years of transaction 5+ years experience 11+ years experience
 experience in RE markets in PPA structuring in energy markets
 (Professional & Scientific)
 5+ years of experience 5+ years experience
 6+ years experience in internat. project as an Investment Manager
 in PPA structuring development RE projects
 6+ years in international 7+ years experience 6+ years experience
 project finance and M & A in energy markets in energy trading
 as an analyst & origination
 6+ years in PPA structuring

TRACK RECORD II

 Cement Project
 Producer Developer

SELLSIDE SELLSIDE BUYSIDE BUYSIDE SELLSIDE
 120 MW 11 MW 60 MW 35 MW
 -
Onshore Wind Onshore Wind Solar Solar

As produced Baseload Feasibility Baseload Baseload
 PPA PPA study PPA PPA

 SWEDEN SWEDEN ROMANIA GREECE GERMANY

 Closed Transactions Upcoming Transactions

CONTACT
 Get in touch with us!

 THINK RE GMBH
 Hainstraße 10,
 04109 Leipzig – Germany

 www.think-renewable.com golzari@think-renewable.com

 +49 (0) 151 73071365

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third party without the prior written consent of Think RE GmbH.

Folie 9

Vorstellung Akteure

 Markus Will
 Hochschule Zittau/Görlitz I INM Institut für
 Nachhaltigkeitsmanagement GmbH I
 unINM consulting,

Folie 8

Vorstellung Akteure

 Prof. Dr. Uwe Riedel
 Deutsches Zentrum für Luft- und
 Raumfahrt e. V. (DLR),
 Institut für CO2-arme Industrieprozesse

DLR-Institut für CO2-arme Industrieprozesse
 Prof. Dr. Uwe Riedel
 Institutsdirektor

DLR.de • Folie 2 > DLR-Institut CO2-arme Industrieprozesse > Prof. Dr. Uwe Riedel

Hochtemperaturwärmepumpen

• Ziel: Bereitstellung von CO2-neutraler
 Hochtemperatur-Prozesswärme
• Stand der Technik: Der hohe Bedarf der Industrie
 an Hochtemperatur-Prozesswärme wird aktuell
 weitgehend mit fossilen Energien gedeckt
• Forschungs- und Entwicklungsbedarf: Deutliche
 Erhöhung des Temperaturniveaus und des
 Leistungsbereichs von Wärmepumpen

 Nach Agentur für Erneuerbare Energien, 2017

DLR.de • Folie 3 > DLR-Institut für CO2-arme Industrieprozesse > Prof. Dr. Uwe Riedel

Chancen für Hochtemperaturwärmepumpen

 °C Optionen zur Elektrifizierung
 1500
 Direkt – „Elektronen“ = Strom
 Industrie
 Indirekt – „Moleküle“ = H2 / E-Fuels
 650
 Hochtemperatur-Wärmepumpen
 “The Next 500”
 150

 100 Konventionelle Wärmepumpen verfügbar

DLR.de • Folie 4 > DLR-Institut für CO2-arme Industrieprozesse > Prof. Dr. Uwe Riedel

Aufbau von Hochtemperatur-Wärmepumpen Pilot- und Großanlagen

• CoBra – Brayton-Cycle
 • Luft
 • Edelgase
• ZiRa – Rankine-Cycle
 • Wasserdampf
 • Superkritisches CO2

 Pilotanlage CoBra, Cottbus, Q2/2022

DLR.de • Folie 5 > DLR-Institut für CO2-arme Industrieprozesse > Prof. Dr. Uwe Riedel

Endenergieverbrauch nach Sektoren

 Datenquelle: AGEB e.V.

 Industrie 2019
 5 % Rest
 6 % Raumheizung
 21 % mechanische Arbeit
 68 % Prozesswärme

 15 % der gesamten Endenergie in Deutschland werden für Prozesswärme benötigt

DLR.de • Folie 6 > DLR-Institut CO2-arme Industrieprozesse > Prof. Dr. Uwe Riedel

Digitaler Zwilling – Simulation, Optimierung und Virtuelles Design

• Simulation realer Industrieanlagen durch Vernetzung
 von Einzel- und Mehrkomponentensystemen zu virtuellen Abbildern
 • Neue Komponenten: HT-Wärmepumpe, Brennstoffzellen (MW)…
 • Validierung der Simulationen anhand realer Daten
• Risikominimierung durch die Integration und Untersuchung von
 Schlüsseltechnologien im Rahmen der Prozesssimulation Simulation
 • Reduktion prozess- und energiebedingter CO2-Emissionen Transformation
 • Benchmarking, H2, Synfuel & chemische Speicher, CCU…
 • Evaluierung der Wirtschaftlichkeit Digitaler Zwilling
• Entwicklung standortspezifischer Strategien zur
 Transformation der Industrieanlagen
 • Technische Analysen der Prozessoptionen
 • Enge Zusammenarbeit mit der Industrie

DLR.de • Folie 7

CO2-Minderung durch neue Reduktionsmittel
 Kohle Erdgas

 • Herausforderung: Minderung prozessbedingter CO2-Emissionen
 und Bereitstellung der benötigten Kohlenstoffquelle
 • Zementwerke – Unvermeidbares CO2 aus dem Kalkbrennen
 • Hochöfen im Stahlwerk – Koks als Reduktionsmittel für Eisenerz Erdöl
 • Raffinerien – Erdöl als Grundlage für Treibstoffe, Plastik, Chemikalien
 • Ammoniaksynthese – Erdgas als Basis für Stickstoffdünger

 • Untersuchung alternativer Ausgangsstoffe und Reduktionsverfahren
 in Simulationen und Experimenten auf Laboranlagen
 • Reaktions- und Strömungsverhalten vom Einzelpartikel Biomasse
 bis zum chemischen Reaktor
 Grüner
 • Evaluierung grüner Verfahren und Technologien via techno-ökonomischer Analysen
 Strom
 • Auswahl des geeignetsten Technologie für das jeweilige Verfahren und den Standort
 • Schrittweiser Übergang zur kohlenstoffarmen Produktion
 mit H2, Biomasse oder grünen Strom H2

DLR.de • Folie 8 > DI und H2 > Riedel > Juli 2020

Wasserstoffthemen DLR-DI
 Industrieanlage
 • H2 als Schlüsseltechnologie zur Reduktion prozess- und
 energiebedingter CO2-Emissionen
 Benchmarking: H2, Synfuel & chemische Speicher, CCU, …

 • Entwicklung standortspezifischer H2-Strategien zur
 Transformation der Industrieanlagen von fossilen auf regenerativen
 Energieträgern Simulation
 Technische Analysen der Prozessoptionen Transformation
 Enge Zusammenarbeit mit der Industrie
 Digitaler Zwilling
 • Digitaler Zwilling & Optimierung von Einzel- und + CCU
 Mehrkomponentensystemen sowie deren Vernetzung + H2
 +…
 Integration „neuer“ Komponenten: H2, HT-Wärmepumpe,
 Brennstoffzellen, …
 Validierung der Simulationen anhand realer Daten

Folie 10

Vorstellung Akteure

 Dipl.-Phys. Frank-Holm Rögner
 Fraunhofer-Institut für Organische Elektronik,
 Elektronenstrahl- und Plasmatechnik FEP

Fraunhofer-Institut für
Organische Elektronik, Elektronenstrahl- und
Plasmatechnik FEP

VERSION 2021-07-21
Seite 1
© Fraunhofer FEP

Fraunhofer Institutszentrum Dresden

 IFAM

 IKTS
 FEP

 IWS
 1991 gegründet
 Nutzfläche ca. 9.900 m²
 IFAM: Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung
 IKTS: Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme
 IWS: Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik

Seite 2
© Fraunhofer FEP

Kernkompetenzen

 ELEKTRONENSTRAHL- PLASMAGESTÜTZTE
 TECHNOLOGIEN GROSSFLÄCHEN- UND
 PRÄZISIONSBESCHICHTUNG

 ORGANISCHE ELEKTRONIK ROLLE-ZU-ROLLE-
 TECHNOLOGIE

 TECHNOLOGISCHE IC-DESIGN
 SCHLÜSSELKOMPONENTEN

Seite 3
© Fraunhofer FEP

We provide research and development on thin film coatings for current and
future applications…

 © Footageclips/shutterstock

 © Metamorworks/shutterstock

© Fraunhofer FEP

… using our technology platforms…

 Surface treatment (plasma, ion, bias, electron beam, flash lamp
 annealing)

 High-rate evaporation (boat, inductive heating, electron beam,
 plasma assisted deposition) Further development of:
  new products
 Magnetron sputtering (DC, MF, pulsed, RF)  new surface functions
  new substrate
 materials
 High-rate PECVD (magPECVD, arcPECVD)  reduce cost
  key components with
 Non-vacuum coating and surface advanced features
 treatment process (slot die, electron beam)

 Process control (in-line spectrometer, plasma emission, plasma
 impedance)

 R&D pilot industrial

© Fraunhofer FEP

… available in our coating facilities from lab-scale up to pilot-production
 Roll-to-Roll Sheet-to-Sheet Static Precision Coating

© Fraunhofer FEP

Dünne Schichten für Hochtemperaturanwendungen
Elektrolytschichten für
 - SOFC (Festoxid-Brennstoffzelle)
 - SOEC (Festoxid-Elektrolyseurzelle)

 Prinzip der SOFC-Brennstoffzelle Dünnschicht aus Yttrium-stabilisiertem Zirkonoxid (YSZ)

 Poröses Gefüge (Aufdampfprozess) Dichtes Gefüge (Plasmaprozess)

© Fraunhofer FEP

Kontakt

 Standort Winterbergstraße
 Winterbergstraße 28
 01277 Dresden
 Telefon +49 351 2586-0
 info@fep.fraunhofer.de
 www.fep.fraunhofer.de
 Wir freuen uns, gemeinsam mit Ihnen
 Produkte von der Konzeptphase
 bis zur industriellen Umsetzung zu begleiten.

 Anwendungsbereich Wasserstofftechnologien

 Dr. Burkhard Zimmermann
 Telefon +49 351 2586-386

 burkhard.zimmermann@fep.fraunhofer.de
 Unser Anspruch: Qualität und Energieeffizienz

Seite 9
© Fraunhofer FEP

GESCHÄFTSBEREICH REINIGUNG

Kompetenz in Reinigungstechnologien, Analytik und Qualitätssicherung

 Frank-Holm Rögner
 Geschäftsbereich Reinigung
 Koordination und Leitung der Geschäftsstelle
 c/o Fraunhofer-Institut für Organische Elektronik,
 Elektronenstrahl- und Plasmatechnik FEP
 Winterbergstraße 28
 01277 Dresden
 frank-holm.roegner@fep.fraunhofer.de

Seite 10
© Fraunhofer Geschäftsbereich Reinigung

Profil

 Der Geschäftsbereich Reinigung bei Fraunhofer bündelt die Kompetenzen einzelner Institute
 Es wird die gesamte Prozesskette der Reinigung angeboten, bestehend aus:
  Vorgelagerten Prozes s en:
 Diese dienen dazu, Verunreinigungen zu vermeiden, zu erkennen oder den
 Reinigungsaufwand zu vermindern.
  Reinigungs prozes s en:
 Insbesondere Verfahren, Prozessanalytik, Automatisierung, Digitalisierung, etc.
  Nachgelagerten Prozes s en:
 Hierzu gehören die Kontrolle und Sicherung des Reinigungserfolgs in der Qualitätssicherung
 und die umweltgerechte Entsorgung der Verunreinigung und Reinigungsmedien.
 Die Unabhängigkeit der Fraunhofer Institute bei der Bewertung von Reinigungsverfahren und
 -systemen garantiert eine bedarfsgerechte Lösung.

Seite 11
© Fraunhofer Geschäftsbereich Reinigung

Anwendungsbereiche

 Anlagen und Maschinenbau
 Energiewirtschaft
 Mobilitätswirtschaft
 Gesundheitswirtschaft
 Chemische und Biochemische Industrie
 Ernährungswirtschaft
 Digitalwirtschaft und Elektronikindustrie
 Optik und Photonikindustrie
 Kreativwirtschaft
 Entsorgungswirtschaft

Seite 12
© Fraunhofer Geschäftsbereich Reinigung

Kernkompetenzen

 Prozessoptimierung und -planung
 Reinigungstechnologien
 Systementwicklung, Sonderanlagen- und
 Komponentenbau
 Oberflächenvorbehandlung
 Prozess- und Restschmutzanalytik
 Technische Sauberkeit
 Simulation, Digitalisierung und
 Automatisierung
 Qualitätssicherung

Seite 13
© Fraunhofer Geschäftsbereich Reinigung

Aktuelles BMBF-Förderprojekt Poly FoleR
zusammen mit Fraunhofer UMSICHT

Bipolarplatten aus leitfähigen Polymeren

Verbesserte Eigenschaften durch Elektronenstrahl-
vernetzung der Polymermatrix

 Quelle: Fraunhofer UMSICHT

© Fraunhofer FEP

Dienstleistungen

Seite 14
© Fraunhofer Geschäftsbereich Reinigung

Dienstleistungen

  Markt- und Trendanalyse in der  Weiterbildung
 industriellen Teilereinigung
  Einzige umfangreiche Marktbefragung  Grundlagenseminar „Experte für
 im deutschsprachigen Raum industrielle Bauteilreinigung
  Bisherige Studien 2007 und 2012  4 Tage, online oder in Präsenz
  Neue Auflage 2020, auch in englisch  März 2022 (geplant)
  ca. 100 Seiten mit 150 Grafiken  CLOU-Projekt, im Aufbau
  aktuell lieferbar  Zusatzqualifikation DQR-5
  Berufsspezialist (IHK)
  Erster Testlauf 2022
  Viele weitere Spezialseminare

https://www.allianz-reinigungstechnik.de/de/downloads/publikationen.html
Seite 15
© Fraunhofer Geschäftsbereich Reinigung

Geschäftsbereich Reinigung bei Fraunhofer
Mitglieder

 IST
Fraunhofer-Institute für
 Organische Elektronik, Elektronenstrahl- und Plasmatechnik FEP IPK
 Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB
 Gießerei-, Composite- und Verarbeitungstechnik IGCV
 Produktionstechnik und Automatisierung IPA
 IVV-DD
 Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik IPK
 FEP
 Physikalische Messtechnik IPM IWS
 Schicht- und Oberflächentechnik IST
 Verfahrenstechnik und Verpackung IVV
 Werkstoff- und Strahltechnik IWS
 IGB
 IPA IGCV

 IPM
https://www.reinigung.fraunhofer.de/

Seite 16
© Fraunhofer Geschäftsbereich Reinigung

Kontakt

 Bleiben S ie s auber!
 So finden Sie uns:
  Geschäftsstelle am:
 Fraunhofer-Institut für Organische Elektronik, Elektronenstrahl- und Plasmatechnik FEP
 Winterbergstr. 28, 01277 Dresden
  Leitung: Frank-Holm Rögner
  0351 2586-242
  reinigung@fep.fraunhofer.de
Seite 17
© Fraunhofer Geschäftsbereich Reinigung

Folie 11

Vorstellung Akteure

 Dr.-Ing. Teja Roch
 Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und
 Strahltechnik IWS

Highly scalable production technologies

Teja Roch

1
© Fraunhofer IWS intern

Fraunhofer Institute for Material and Beam Technology IWS

 Short profile

 Permanent staff 225
 Guest researcher 40
 Research assistants 175
 Apprentices 9
 Budget 28.4 Mio. €
 Investment 3.5 Mio. €
 Industrial revenue 30.3 %

 As of December 2020

© Fraunhofer IWS intern

IWS – globally connected

 Dortmund Wrocław, PL Fraunhofer Project Center
 East Lansing, MI
 Plymouth, MI Zwickau  Optical measurements and
 surface inspections
  Digitization of physical objects
Fraunhofer Center for Laser
  Rapid Prototyping and Tooling
Applications CLA
  Material testing

  Laser applications for a wide
 range of industrial applications
  Process solutions for individual
 user benefits
  Development of systems
 technology for process
 monitoring and control Fraunhofer Application Center for
 Fraunhofer Center for Coatings
  Processing heads for deposition Dortmund OberflächenCentrum Optical Metrology and Surface
 and Diamond Technologies CCD
 welding and Additive
 DOC® Technologies AZOM
 Manufacturing
  Coating and testing of most
 different materials  PVD and thermal coating  Optical metrology and process
  Consulting and engineering processes integration
 services  Carbon layer systems for  Laser-based surface technologies
  Material characterization and electromobility
  Measurement services and
 system development, integra-  Laser remelting with high-power feasibility studies
 tion, installation and support lasers for strip refinement

© Fraunhofer IWS intern

Core Expertise

 LASER MATERIAL PROCESSING SURFACE TECHNOLOGY

 Thermal Chemical
 Micro-
 Surface Surface
 technology Technology Technology

 Additive PVD &
 Ablation &
 Joining Manufacturing Nanotechno-
 Cutting
 & Printing logy

 Optical
 Metrology

 Materials Characterization & Testing

© Fraunhofer IWS intern

Motivation - Energy Transition
Schematic representation of a fuel cell Coating Cutting Joining Forming

  Consists of stacks of e.g. 200-400 bipolar plates, Cooling chanel

 electrodes / membranes and gas diffusion
 layers
  Production mainly in cost-intensive single-piece O2 Bipolar plate
 production (approx. 20-25% of the total cell O2 H2
 costs) MEA
 H2
  Technological challenges: plate handling, O2 Bipolar plate
 coating, cutting, forming and joining processes
 O2 H2
 Joining
 H2

 Schematic representation of a section of a fuel cell stack

 Processing of Bipolar  Complexity among others due to different process steps
 plates  Implementation in an economical R2R process can be advantageous!

© Fraunhofer IWS intern

Concepts for Bipolar Plate Production

 Processing of Bipolar  Different Processing concepts are under investigation
 Plates  R2R-processes offer an opportunity for higher productivity.

6

© Fraunhofer IWS intern

Universal Tool Laser
Laser Welding of Hydrogen Tanks

 Laser welding
 technology

 10..13 mm
 Scalability due to
 multilayer welds

 AlMg4,5Mn0,7
 AlMg1SiCu
 Mixed joints due to
 adapted additional
 wires
 Flexible and multiple
 applications for joining
 thick-walled hydrogen
 welded hydrogen tank and exemplary
 tanks cross-section of a weld seam

7
© Fraunhofer IWS intern

Outlook
Production concept for bipolar plates
 Our objective: development of optimal solutions suitable for series production on the basis of a wide
 range of expertise in different technologies.
 Higher productivity with band processes, alternative hydrogen production technologies
 Generally high cost reduction possible due to continuous processes, but applicability has to
 investigates.

 Coating Forming Joining Cutting

 Steel band

8
© Fraunhofer IWS intern

Thank you for your attention!

 Contact:
 Dr. Teja Roch
 Phone: +49 231 844-3894
 teja.roch@iws.fraunhofer.de
9
© Fraunhofer IWS intern

Folie 12

AGENDA
14:00 Begrüßung
 Dr.-Ing. Stephan Anger, DBI Gas- und Umwelttechnik GmbH

 Vorstellung Akteure (à 8 min)
 • Think RE GmbH, Herr Mataza Golzari
14:05 • Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR), Institut für CO2-arme Industrieprozesse, Herr Prof. Dr. Uwe Riedel
 • Hochschule Zittau/Görlitz I INM Institut für Nachhaltigkeitsmanagement GmbH I unINM consulting, Herr Markus Will
 • Fraunhofer FEP, Herr Frank-Holm Rögner
 • Fraunhofer IWS, Herr Dr. Teja Roch

 Vorstellung von aktuellen Wasserstoffprojekten und Diskussion
 • Aufbau einer Wasserstoffinfrastruktur für die Dekarbonisierung der Industrie
14:45 ONTRAS Gastransport GmbH, Herr Thomas Holstein
 • HyLiq- Ein neues Konzept für eine effiziente LH2-Logistik
 Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden (IFW), Prof. Dr. Dirk Lindackers

15:45 KAFFEEPAUSE

 Diskussion: “In Zukunft alles grün!?“
16:00 Welche Hindernisse gilt es zu überwinden bei Strom, Wasserstoff und synthetischen Kraftstoffen und
 welche Projektansätze lassen sich hieraus ableiten?

17:00 Ende der Veranstaltung

Folie 13

Vorstellung H2-Projekte

Aufbau einer Wasserstoffinfrastruktur
für die Dekarbonisierung der Industrie
Dipl.-Ing. Thomas Holstein
ONTRAS Gastransport GmbH

Folie 14

Vorstellung H2-Projekte

HyLiq- Ein neues Konzept für
eine effiziente LH2-Logistik
Prof. Dr. Dirk Lindackers
Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung
Dresden (IFW)

drogen in the uid State

 Ein neues Konzept für eine effiziente LH2 -Logistik

Ch. Haberstroh P. Saß J. Morgenstern H. Schmidt & D. Lindackers
J. Doll S. Zielke J. Wurche R. Weser M. Bierbaum
H. Bischoff M. Krautz L. Nickolaus
T. Winkler R. Hühne B. Weise
 U. Krause

 Gliederung:

 • Motivation
 • - Konzept
 • Wo stehen wir, wo wollen wir hin?
 • Was bieten wir an?

Motivation

 Primärenergiebedarf Deutschland 2019: 13 000 PJ (80% Import)
 Stromproduktion 2019: 1 105 PJ (ca. 50 % regen.)
 Energiebedarf Verkehr 2019: 2 500 PJ (90 % Mineralöl)
 Dekarbonisierung bis 2050 (EU)

ca. 30 x

 Deutschland bleibt Energieimporteur!

Motivation

Einfaches Prinzip:
H2-Produktion in Regionen mit: Hamburg, Deutschland

• Wind 100 km
• Sonne

 100 km
• natürlicher Wasserkraft

H2-Verbrauch in Energie-Importregionen
anstelle von:
• Öl
• Gas
• Kohle

Motivation Juni 2020: Marokkanisch-Deutsches Wasserstoffabkommen
 Mai 2021: Westafrikanische Staatengemeinschaft
 Juni 2021: Australien
 August 2021: Namibia
 Hamburg, Deutschland
Herausforderungen: 4000 km

• Transportentfernung
 Speicherung

 15.000 km

Motivation
 Flüssigwasserstoff

 Quelle: Weltenergierat 2020

Suiso Frontier, Kawasaki
Heavy Industries, 2020/21
2000 qm LH2

 Hytouch Kobe,
 Januar 2021

Motivation

 LNG Terminal Revithoussa, Greece
 LH2-Vorteile
 Höchste Speicherdichte
 Höchste Reinheit des H2-Gases
 Gebrauchsfertiges Produkt

Japan: 33 Terminals, 80 Mio t/a
EU: 36 Terminals, 460 Mio. t/a

Motivation

 LH2-Vorteile
 Höchste Speicherdichte
 HD
 Höchste Reinheit des H2-Gases
 NH3
 LOHCቐ
 Gebrauchsfertiges Produkt
 114 km

 … Zusätzlicher Energiebedarf

 114 km
 entsteht am Ort der Erzeugung!
 „Wenn in der Endanwendung Wasserstoff genutzt werden soll,
 scheint LH2 im Vergleich zu NH3 und LOHC in der gesamten
 Wertschöpfungskette die höchste technologische Reife
 aufzuweisen.“
 „… kristallisiert sich LH2 bis zum Jahr 2030 als
 kostengünstigste Transportmethode für den globalen
 Transportabschnitt heraus.“

Quelle: M. Roeb et al.: Wasserstoff als ein Fundament der Energiewende, Teil 1&2, Hrsg. DLR, Inst. für Solarforschung, September 2020
https://www.dlr.de/content/de/artikel/news/2020/03/20200930_dlr-studie-wasserstoff-als-fundament-der-energiewende.html

Motivation

 LH2-Herausforderungen LH2-Vorteile
 Hoher Energieaufwand bei der Verflüssigung Höchste Speicherdichte
 LH2@ 20K: Abdampfverluste bis zu ca. 3%/d Höchste Reinheit des H2-Gases
Verdampfungsverluste bei jedem Umfüllvorgang Gebrauchsfertiges Produkt

 Zusätzlicher Energiebedarf
 entsteht am Ort der Erzeugung!

Konzept LH2-Herausforderungen

 Hoher Energieaufwand bei der Verflüssigung 30 %
 3%/d LH2@ 20K: Abdampfverluste bis zu ca. 3%/d
 Verdampfungsverluste bei jedem Umfüllvorgang

 20-25%

Konzept LH2-Herausforderungen

 Hoher Energieaufwand bei der Verflüssigung 30 %
 LH2@ 20K: Abdampfverluste bis zu ca. 3%/d
 Verdampfungsverluste bei jedem Umfüllvorgang

 Boil Off Recovery:
 Magnetocalorische Kältemaschine

 Füllstandmessung:
 SAW-Elemente (Surface Acustic Wave)
 Kontaktlos per Funk

DT=4 K:
Dh=0,5 MJ/kg H2
DT=280 K: 20-25%
Dh=4,5 MJ/kg H2

Magnetokalorische Rückverflüssigung
 Halbach-Magnet
 max. 3 T

ca. 0,8 T
 HTSL-Spulen, ca. 9 T

 (2)

 (4)

Kontaktlose SAW-Füllstandmessung
Messprinzip:
→ Detektion der H2 liquid-gas Grenzfläche
“ohne” Energieeintrag

 H2 gas phase

 BAW

 LH2 phase

Konzept LH2-Herausforderungen

 Hoher Energieaufwand bei der Verflüssigung 30 %
 LH2@ 20K: Abdampfverluste bis zu ca. 3%/d
 Verdampfungsverluste bei jedem Umfüllvorgang

 Boil Off Recovery:
 Magnetocalorische Kältemaschine

 Füllstandmessung:
 SAW-Elemente (Surface Acustic Wave)
 Kontaktlos per Funk

 Transfer Pumpe:
DT=4 K: Supraleitend gelagerte Radialpumpe
Dh=0,5 MJ/kg H2
DT=280 K: 20-25%
Dh=4,5 MJ/kg H2

HTSL-gelagerte Transferpumpe

Konzept LH2-Herausforderungen

 Hoher Energieaufwand bei der Verflüssigung 30 %
 LH2@ 20K: Abdampfverluste bis zu ca. 3%/d 114 km

 114 km
 Verdampfungsverluste bei jedem Umfüllvorgang

DT=4 K:
Dh=0,5 MJ/kg H2
DT=280 K:
Dh=4,5 MJ/kg H2

Konzept LH2-Herausforderungen
 patent pending Hoher Energieaufwand bei der Verflüssigung 30 %
 LH2@ 20K: Abdampfverluste bis zu ca. 3%/d 114 km
 100 % + X %

 114 km
 Verdampfungsverluste bei jedem Umfüllvorgang

DT=4 K:
Dh=0,5 MJ/kg H2
DT=280 K:
Dh=4,5 MJ/kg H2

Konzept
Zum Patent angemeldet

 LH2-Herausforderungen

 Hoher Energieaufwand
 Warum der ganze Aufwand?
 bei der Verflüssigung

 LH2@ 20K: 3% Abdampfverluste

 Verdampfungsverluste bei
 jedem Umfüllvorgang

 zum Patent angemeldet

 „missing link“ der H2-Logistik

Konzept

 Erdgasverteilnetz:
 530.000 km!!!
 Wasserstoffverteilnetz:
 120 km!
 weniger als 400 km
 (chemische Industrie)
 +
 2022: -830 PJ Kernenergie
 2038: -2600 PJ Kohleenergie

 ➢ Erdgasleitungen werden in
 Fazit: naher Zukunft nicht
 Wasserstoff muss in großen Mengen
 und sehr bald im bestehenden für H2 frei!
 Logistiksystem (Wasser, Schiene, ➢ Pipelineneubau
 Straße) transportiert werden!
 ca. 10-15 Jahre!

Ausblick

 - Kompetenzzentrum

Mobiles LH2-Testfeld
• Upscaling
• Systemintegration
• Lagerung
• Handling
• Verteilung
• Ausbildung
• …

 Fotomontage
• Erweiterung der Technologien
• Up- und downstream Demonstrator und Reallabor
 09/2022-09/2025

Ausblick
 Flüssigwasserstoff - Kompetenzzentrum

H2-Produktion, z.B.: Verflüssigung Speicherung, Handling TT-Kältenutzung Kältenachnutzung LH2-Nutzung:
Gaseindustrie Gasprozesse Tankentwicklung SL-Kabel, Spulen, Unabhängiger Logistik
H2-Mare MCE Rückverflüssigung Lager und Sekundärkältekreis Verkehr
H2-Giga o-p-Katalyse Sensorik Motoren Industrie
AquaVentus Transferpumpe Stromerzeugung …
… MD-Pumpe (15 bar)

Ausblick: Demonstrationsprojekte LH2-Logistik

 - Konzept
 Lösung des
Henne-Ei-Problems:
H2 wird in großen Mengen
 und auf bestehenden
Transportwegen verfügbar!
 „missing link“ der
 Transformationszeit hin
 zum Grünen Wasserstoffs

Kompetenzen

 LH2-Herausforderungen
 ቐ
 Hoher Energieaufwand bei der Verflüssigung
 LH2@ 20K: Abdampfverluste bis zu ca. 3%/d
 ℎ ℎ !
Verdampfungsverluste bei jedem Umfüllvorgang

 ቐ

Kompetenzen
 Kryo-Infrastruktur (Bsp.)

Hocheffizienter Heliumverflüssiger
 (2 kWh/liter LHe)
 Wasserstoffverflüssiger Zwei Wasserstofflabore für LH2

Kompetenzen
 Kryo-Engineering (Bsp.) HTSL-Lager
Kryophenomene

30 mK - STM LNG-Terminal CcH2-Tank

Fazit
 These:
 Diese Zwanziger Jahre werden zu einer
 Transformationszeit in eine diverse
 Energie- und Treibstoffwelt.

 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit

Folie 15

Vorstellung H2-Projekte

Diskussion

Folie 16

AGENDA
14:00 Begrüßung
 Dr.-Ing. Stephan Anger, DBI Gas- und Umwelttechnik GmbH

 Vorstellung Akteure (à 8 min)
 • Think RE GmbH, Herr Mataza Golzari
14:05 • Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR), Institut für CO2-arme Industrieprozesse, Herr Prof. Dr. Uwe Riedel
 • Hochschule Zittau/Görlitz I INM Institut für Nachhaltigkeitsmanagement GmbH I unINM consulting, Herr Markus Will
 • Fraunhofer FEP, Herr Frank-Holm Rögner
 • Fraunhofer IWS, Herr Dr. Teja Roch

 Vorstellung von aktuellen Wasserstoffprojekten und Diskussion
 • Aufbau einer Wasserstoffinfrastruktur für die Dekarbonisierung der Industrie
14:45 ONTRAS Gastransport GmbH, Herr Thomas Holstein
 • HyLiq- Ein neues Konzept für eine effiziente LH2-Logistik
 Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden (IFW), Prof. Dr. Dirk Lindackers

15:45 KAFFEEPAUSE

 Diskussion: “In Zukunft alles grün!?“
16:00 Welche Hindernisse gilt es zu überwinden bei Strom, Wasserstoff und synthetischen Kraftstoffen und
 welche Projektansätze lassen sich hieraus ableiten?

17:00 Ende der Veranstaltung

Folie 17

AGENDA
14:00 Begrüßung
 Dr.-Ing. Stephan Anger, DBI Gas- und Umwelttechnik GmbH

 Vorstellung Akteure (à 8 min)
 • Think RE GmbH, Herr Mataza Golzari
14:05 • Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR), Institut für CO2-arme Industrieprozesse, Herr Prof. Dr. Uwe Riedel
 • Hochschule Zittau/Görlitz I INM Institut für Nachhaltigkeitsmanagement GmbH I unINM consulting, Herr Markus Will
 • Fraunhofer FEP, Herr Frank-Holm Rögner
 • Fraunhofer IWS, Herr Dr. Teja Roch

 Vorstellung von aktuellen Wasserstoffprojekten und Diskussion
 • Aufbau einer Wasserstoffinfrastruktur für die Dekarbonisierung der Industrie
14:45 ONTRAS Gastransport GmbH, Herr Thomas Holstein
 • HyLiq- Ein neues Konzept für eine effiziente LH2-Logistik
 Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden (IFW), Prof. Dr. Dirk Lindackers

15:45 KAFFEEPAUSE

 Diskussion: “In Zukunft alles grün!?“
16:00 Welche Hindernisse gilt es zu überwinden bei Strom, Wasserstoff und synthetischen Kraftstoffen und
 welche Projektansätze lassen sich hieraus ableiten?

17:00 Ende der Veranstaltung

Folie 18

In Zukunft alles grün!?

Diskussion
Welche Hindernisse gilt es zu
überwinden bei Strom, shorturl.at/rvDQS
Wasserstoff und synthetischen
Kraftstoffen und welche
Projektansätze lassen sich
hieraus ableiten?

Hindernisse Projektansätze Folie 19

Strom Grauen Wasserstoff (der mit Steam Reforming
 gewonnen wird) durch grünen H2 ersetzen
 (Flüssigwasserstoff als rollende Tanks) ->
 Kältenachnutzung (Kraft-Kälte-Kopplung)

 Ansatz Trailer-Transport
 in der Initialphase

H2 H2-Anwendungen (z.B. H2-Herkunftsnachweis Aufwand
 Brennstoffzelle): H2-Reinheit und Zertifizierung I Aufreinigung Reinigungs- und Entwicklung von
 nach Durchleitung durch CO2-Fußabdruck nach Leitungs- Reinheitsanforderungen Reinigungstechnologien für
 umgewidmete ehemalige transport für Wasserstoffverteilung ehemalige Erdgasleitungen
 Erdgasnetze (Schwefel) für H2-Beimischung: DVGW und -anwendung (Molchbasierte Technologien)
 sensible H2-Anwendungen G 685: Einhaltung
 sicherstellen konstanter Brennwert
 (Abweichung max. + 2%)

E-Fuels

Vielen Dank
für Ihre Teilnahme!

 Arbeitskreis
 Wasserstoff in
 Industrie und Gewerbe