Transformation des Energiesystems Niedersachsen (TEN.efzn)

Die Transformation unseres Energiesystems hin zu 100 Prozent erneuerbarer Energie braucht gute Ideen und Innovationen aus der Wissenschaft, um immer effizienter zu werden und eine verlässliche Versorgung sicherzustellen. Wasserstoff aus regenerativen Quellen (grüner Wasserstoff) spielt für die angestrebte Dekarbonisierung und Defossilisierung unseres Energie- und Industriesystems eine entscheidende Rolle. In den aktuellen energiewirtschaftlichen Diskussionen wird zudem klar, dass neben dem grünen Wasserstoff weitere Energieträger eine wichtige Rolle spielen werden. Dabei kommt vor allem grünem Ammoniak (NH3) eine besondere Bedeutung zu. Es lässt sich bereits bei geringen Überdrücken verflüssigen, ist damit gut transportierbar und aufgrund des großen Anteils an Wasserstoff ein effizienter Wasserstoffträger, insbesondere für Langstreckentransport. Zudem ist Ammoniak kohlenstofffrei und damit ohne zusätzliche Kohlenstoffquelle an jedem Ort der Welt herstellbar. Auf diese Weise kann Ammoniak aus den Umgebungskomponenten Wasser und Luft auch in von Deutschland entfernten Regionen (Australien, Südamerika, Südafrika, etc.) synthetisiert und per Schiff sicher transportiert werden. Damit wird Ammoniak für Deutschland und insbesondere das Importland Niedersachsen zukünftig eine große Bedeutung erlangen.

Am Institut für technische Verbrennung wird dafür, im Innovationsbereich II des Projektes „Direktnutzung von NH₃ durch Verbrennung“ an Ammoniak- und Ammoniak/Wasserstoff-Flammen unter technisch relevanten Bedingungen (erhöhter Druck) geforscht. Dabei ergeben sich zahlreiche Forschungsfragen: Verbrennungseigenschaften des Brennstoffgemisches als Funktion des H₂-Anteils, laminare und turbulente Brenngeschwindigkeit, Flammenstabilitätsgrenzen und Schadstoffemissionen. Weitere Fragestellungen betreffen Experimente zur Zündfähigkeit von H₂-NH₃- Flammen (in Zusammenarbeit mit PTB Braunschweig) bei schwerzündenden Gemischen, die Vermessung von sehr gut definierten Flammen, um daran neue Verbrennungsmodelle zu validieren (i.Z.m. TU Braunschweig), die Messung der Emissionen (insbesondere NOx) und die Erprobung von gestufter Verbrennung, um diese zu minimieren (i.Z.m PTB Braunschweig). Darüber hinaus sollen gezielt "unreine" NH3-Flammen vermessen werden (TU Clausthal), um eine optimierte Strategie für die NH₃-Synthese zu finden, die möglicherweise mit Teilreinheiten auskommt. Zuletzt soll an der Möglichkeit einer vorgelagerten Teilkonversion („Cracking“) des NH₃ zu H₂ geforscht werden, um so dezentral Wasserstoff aus dem Energieträger Ammoniak für eine NH₃/H₂-Gemischverbrennung freizusetzten (i.Z.m Universität Oldenburg).