PoliTO und EthosEnergy: Partner auf einer spannenden Wasserstoffreise

Bei EthosEnergy möchten wir mit unseren Kunden zusammenarbeiten, um ihre Emissionen zu reduzieren und ihnen zu helfen, die Lebensdauer ihrer Anlagen zu verlängern. Mit der Einführung neuer Technologien wie Wasserstoff möchten wir ihnen Brennstoffflexibilität bieten.

Aus diesem Grund sind wir von der Arbeit unseres Forschungspartners, der Energiefakultät des Politecnico di Torino (PoliTO), sehr begeistert. Und wir haben uns sehr gefreut, Professor Mirko Baratta beim diesjährigen Runden Tisch „Unsere Wasserstoffzukunft“ begrüßen zu dürfen.

Mirko stellte uns die Arbeit der Forschungsgruppe seiner Abteilung an Diffusflammenbrennern für wasserstoffkompatible Anwendungen vor.

Im Folgenden können Sie einen kurzen Auszug aus Mirkos Vortrag lesen.

Eine Einführung in die Forschungsgruppe von PoliTO

Die Energieabteilung von PoliTO engagiert sich stark für den Übergang zu Energiesystemen mit Netto-Null-Emissionen.

Die weiteren Mitglieder der Forschungsgruppe sind Professor Daniela Anna Misul und Professor Simone Salvadori.

Sie haben Projekte in:

● Aerodynamik von Turbomaschinen

● Verbrennung (Erdgas/Wasserstoff/Bioflüssigkeiten)

● Wechselwirkung zwischen Brennkammer und Turbine

● Fortschrittliche Verbrennungskonzepte, wie z. B. Druckverstärkungsverbrennung (PGC)

PoliTOs Wasserstoffreise

Mirko skizzierte kurz die PoliTO/EthosEnergy-Strategie der letzten Jahre.

Die Ausgangslage überrascht nicht: Es ist abzusehen, dass die Nutzung erneuerbarer Energiequellen – unabdingbar für eine Energiewende – auch in Zukunft weiter zunehmen wird.

Erneuerbare Energiequellen unterliegen jedoch naturgemäß Schwankungen. Hier kommen wasserstoffbetriebene Gasturbinen ins Spiel.

Dank der Wasserstoffproduktion können Gasturbinen diese Schwankungen effektiv ausgleichen. Sie sind flexibel und für häufige Starts gut geeignet.

Für die Forschungsgruppe von PoliTO umfasst die Entwicklung eines ergänzenden Systems zu erneuerbaren Energiequellen zwei Schlüsselaspekte.

1. Kraftstoffflexibilität

In Gasturbinen können unterschiedliche Brennstoffmischungen verbrannt werden – von Erdgas bis hin zur maximal möglichen Beimischung von Wasserstoff.

Je nach Herstellungsverfahren können Sie auch die Qualität und Zusammensetzung des Wasserstoffs variieren. Schließlich ermöglicht die Brennstoffflexibilität die Verwendung von Biogas.

2. Nachrüstung

Ein Schlüsselfaktor für die Umsetzung der Gasturbinen-Wasserstoff-Technologie wird die Nachrüstung bestehender Gasturbinen sein.

Da voraussichtlich kleine Änderungen an vorhandenen Brennern vorgenommen werden, sieht Mirko darin einen Anstoß, der die Entwicklung neuer Produktions- und Vertriebsanlagen anregen kann.

Und mit der Zeit werden zunehmende Erfahrungen vor Ort und detaillierte Messungen der Leistung wasserstoffbetriebener Turbinen weitere Entwicklungen ermöglichen.

Nachgerüstete Brenner auf dem Prüfstand

Um den Teilnehmern der Gesprächsrunde eine Vorstellung davon zu geben, welche Vorteile zu erwarten sind, erläuterte Mirko eine Fallstudie.

PoliTO und EthosEnergy haben den Brennerbetrieb von zwei Maschinen getestet: der TG20 und der FR6 B. Die beiden Brenner wurden mit unterschiedlichen Wasserstoff-Kohlenstoff-Brennstoffzusammensetzungen getestet:

● Basis-Erdgas

● 15 % Wasserstoffvolumen

● 25 % Wasserstoffvolumen

● 50 % Wasserstoffvolumen

Die Ergebnisse für den FR6B liegen noch nicht vor, aber die Ergebnisse für den TG20 sind sehr ermutigend.

Mit zunehmendem Verhältnis von Wasserstoff zu Kohlenstoff verringerten sich die CO2-Emissionen. Bei einem Wasserstoffvolumen von 15 % verringerten sich die Kohlenstoffemissionen um 8 %. Bei einem höheren Wasserstoffanteil (50 % Volumen) stieg die Reduzierung auf 28 %.

Ob diese Umrüstung letztlich erfolgreich sein wird, lässt sich noch nicht sagen. Thermomechanische Belastungen und einige Maßnahmen zur NOx-Kontrolle werden noch untersucht, aber es deutet alles darauf hin, dass die Auswirkungen dieser beiden Probleme mit zunehmender Wasserstoffmenge abnehmen.

Das ist wiederum sehr ermutigend.