2021-08-01  –  2023-12-31

472.869,69 EUR

Caterpillar Energy Solutions GmbH, Mannheim, Baden-Württemberg

03EE5079A

Sonstiges im Rahmen der Feuerungs- und Kraftwerkstechnik [EA1340]

01232763/1  –  H2VKM - Verbrennung von gasförmigem Brennstoff aus reinem Wasserstoff in stationären Verbrennungsmotoren zur dezentralen Stromerzeugung

Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)

Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESE5)

Energie

Das Hauptziel des geplanten Projekts ist die Entwicklung eines wasserstofffähigen Gasmotors. Dies ermöglicht die effektive und effiziente Nutzung des aus erneuerbaren Energien erzeugten Wasserstoffs. Der so erzeugte Wasserstoff lässt sich zwischenspeichern und im Bedarfsfall durch die Verbrennung im Wasserstoffmotor mit hohen Wirkungsgraden zur dezentralen Strom- und Wärmeerzeugung nutzen. Dabei kann flexibel auf das zeitlich fluktuierende Angebot der erneuerbaren Energien reagiert werden. Zunächst gilt es im Rahmen des Projekts die Betriebssicherheit des Gasmotors im reinen Wasserstoffbetrieb zu untersuchen und die daraus ergebenden Anforderungen zu erarbeiten. Um der hohen Reaktionsfähigkeit des Wasserstoffs Rechnung zu tragen, sind die Maßnahmen zur Vermeidung der Rück- und Selbstzündung des Kraftstoffs im Motorbetrieb zu überprüfen. Gleichzeitig soll das Brennverfahren hinsichtlich der Selbstzündung und der Optimierung des Verbrennungs-Luft-Verhältnisses untersucht werden. Regelungsstrategien und Anpassung der Klopfgrenzen sollen hinsichtlich Bauteilbelastung und Wirkungsgradoptimierung im Wasserstoffbetrieb erarbeitet werden. Innerhalb dieses Projekts soll weiterhin die Auslegung des Turboladers sowie der Gasmisch-Einrichtung optimiert werden. Dabei sollen unterschiedliche Technologiebausteine wie Hochdruck-Einblasesysteme bewertet und umgesetzt werden. Weiterhin sollen Erfahrungen hinsichtlich der Lebensdauer und der damit einhergehenden Wartungsintervalle der Motorbauteile sowie der Alterung des Motoröls gesammelt werden. Darüber hinaus werden Untersuchungen zur Lastschaltfähigkeit und der Notlaufeigenschaften mit Erdgas bzw. Wasserstoff-Erdgas-Blends angestrebt. In dem angestrebten Projekt wird neben dem direkten Projektziel der Erforschung des Wasserstoffmotors ein entscheidender Fortschritt der Wasserstoffverträglichkeit der an das Gasnetz angeschlossenen Erdgas-BHKW angestrebt.