Projekt HyHeat: Wechsel zu Wasserstoff als Brenngas für Hochtemperaturprozesse
Hochtemperaturprozesse wie das Härten von Metallen verbrauchen große Mengen an Energie als Brennstoff für die Wärmeerzeugung. Der Einsatz von Wasserstoff statt fossiler Brennstoffe macht solche Hochtemperaturprozesse frei von CO2-Emissionen. Aber Wasserstoff ist noch nicht immer und überall verfügbar.
Für Unternehmen, welche die Umstellung auf H2-Feuerung trotzdem wagen, aber sich nicht dem Risiko aussetzen wollen, dass es mit der hundertprozentigen Wasserstoffversorgung nicht immer klappt, haben Wissenschaftler:innen des Forschungszentrums Jülich und das Unternehmen econova GmbH nun die Lösung entwickelt: einen Brenner, der sowohl mit herkömmlichen fossilen Brenngasen als auch mit Wasserstoff betrieben werden kann.
Anwendungsfall: Presshärten für die Automobilindustrie
Die im Projekt HyHeat entwickelte Demonstrationsanlage steht am Stammsitz der schwartz GmbH, Spezialist für Wärmebehandlungsanlagen, in Simmerath. Sie läuft schon etwas länger, wurde aber erst am 30. September 2026 feierlich eingeweiht.
Beim Presshärten werden zugeschnittene oder vorgestanzte Blechteile, beispielsweise für den Automobilbau, in einem komplexen Verfahren auf über 900 °C erhitzt. Danach werden sie mit einem gekühlten Presswerkzeug in die geforderte Form gebracht. Eine Wärmebehandlungsanlage für das Presshärten verursacht jährlich bis zu 2.000 Tonnen CO2, ein hohes Einsparpotenzial, das durch die Nutzung von Wasserstoff als Brenngas genutzt wird.
Brennstoffwechsel im laufenden Betrieb
„Mit der Pilotanlage untersuchen wir den Umstieg auf Wasserstoff im laufenden Betrieb. Durch Beimischung und einen unterbrechungsfreien Brenngaswechsel können auch zunächst kleine Mengen verfügbaren Wasserstoffs nutzbar gemacht werden“, sagt Philipp Morsch vom Institute for a sustainable Hydrogen Economy (IHE-4) des Forschungszentrums Jülich, der die wissenschaftliche Begleitung des HC-H2 koordiniert.
In der bisherigen Betriebszeit konnte schon gezeigt werden, dass der Wechsel zwischen fossilem Brenngas und Wasserstoff in solchen Hochtemperaturprozessen machbar ist. Die Möglichkeit, den Umstieg von fossilen Brenngasen auf Wasserstoff nicht in einem Schritt vollständig und unumkehrbar gestalten zu müssen, erleichtert die Markteinführung von Wasserstoff als Brennstoff.
Wie geht es weiter mit HyHeat?
Als nächster Schritt steht die Optimierung des Gesamtsystems auf dem Plan. Die Regelung muss so weiterentwickelt werden, dass unabhängig vom eingesetzten Energieträger möglichst optimale Betriebsbedingungen erreicht werden.
Industrielle Wärmebehandlungsanlagen arbeiten mit mehreren Brennern, die aufeinander abgestimmt werden müssen. Mithilfe der Pilotanlage können die Betreiber derartige Wechselwirkungen unter praxisnahen Bedingungen untersuchen. Der Demonstrator bildet dabei eine Vorstufe für mögliche industrielle Wärmebehandlungsanlagen.
„Für unsere Kunden ist entscheidend, dass sie heute in eine Anlage investieren können, ohne sich dauerhaft auf einen einzelnen Energieträger festlegen zu müssen. Die Multifuel-Technologie schafft die nötige Flexibilität für den schrittweisen Übergang zu Wasserstoff“, erklärt Alexander Wilden, alleiniger Inhaber und Geschäftsführer der schwartz Gruppe.
„Projekte wie HyHeat füllen den Strukturwandel im Rheinischen Revier mit Leben und eröffnen Zukunftsperspektiven für Wachstum und Beschäftigung“, sagte Michael Theben, Abteilungsleiter Klimaschutz im Ministerium für Wirtschaft, Industrie, Klimaschutz und Energie des Landes Nordrhein-Westfalen, anlässlich der Einweihung. „Gerade solche konkreten Projekte in Zusammenarbeit mit den Unternehmen vor Ort sind von großem Wert für die Region. Wir hoffen, dass wir zeitnah mehr solcher Projekte sehen werden.“
Das Projekt HyHeat hat ein Gesamtvolumen von rund 2,4 Millionen Euro und wird vom Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt (BMFTR) mit rund 1,7 Millionen Euro gefördert.
