Hochtemperatur-Brennstoffzelle für Heizhaus des Uniklinikums

Hocheffizientes Kraftwerk

Die erste Hochtemperatur-Brennstoffzelle in den neuen Bundesländern ist Ende Oktober 2002 am Universitätsklinikum in Betrieb genommen worden. Das von der MTU Friedrichshafen entwickelte HotModule liefert neben elektrischem Strom auch Wärmeenergie für das Klinikum. Der feierlichen Einweihung mit hochrangigen Gästen wohnten auch der Ministerpräsident Sachsen-Anhalts, Prof. Dr. Wolfgang Böhmer, und der Oberbürgermeister Magdeburgs, Dr. Lutz Trümper, bei. Als Vertreter der Universität Magdeburg würdigten Rektor Prof. Dr. Klaus Erich Pollmann und Prof. Dr. Kai Sundmacher von der Fakultät für Verfahrens- und Systemtechnik in ihren Grußworten die Inbetriebnahme der Brennstoffzelle als ein herausragendes Ereignis.

Das HotModule ist aufgrund seines hohen elektrischen Wirkungsgrades sowie der Wärmeauskopplung bei Ablufttemperaturen von 400°C wesentlich effizienter als herkömmliche Kraftwerke der 250 kW-Klasse. Zudem handelt es sich hierbei um eine sehr saubere Technologie, da nahezu keine Schadstoffe ausgestoßen werden. Das Magdeburger HotModule wird mit Erdgas betrieben. Innerhalb der Brennstoffzelle spaltet sich Wasserstoff ab, welcher für den Betrieb der Brennstoffzelle benötigt wird. Neben Erdgas ist aber auch ein Betrieb des HotModule mit anderen Brennstoffen, wie beispielsweise Methanol, Biogas, Klärgas oder Deponiegas, möglich. "Heute gehen viele dieser Gase in Industrie und Landwirtschaft völlig ungenutzt verloren oder werden bestenfalls thermisch genutzt. Das HotModule bietet eine hocheffiziente Möglichkeit, diese Gase zur Stromproduktion zu nutzen", sagte Dr. Rolf A. Hanssen, Vorsitzender der Geschäftsführung der MTU Friedrichshafen.

Der Betrieb der Brennstoffzelle wird in den kommenden drei Jahren von einem Verbundforschungsprojekt begleitet, das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) mit insgesamt 1,3 Mio. Euro finanziert wird. Neben dem Lehrstuhl für Systemverfahrenstechnik von Prof. Dr. Kai Sundmacher als Koordinator des Verbundvorhabens sind das Max-Planck-Institut für Dynamik komplexer technischer Systeme Magdeburg, der Lehrstuhl für Ingenieurmathematik der Universität Bayreuth, die Firma IPF Heizkraftwerksbetriebsgesellschaft mbH Magdeburg als Betreiber der Brennstoffzelle und die Firma MTU Friedrichshafen GmbH in Ottobrunn an dem Verbundprojekt beteiligt.

Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung neuer Regelungsstrategien für Brennstoffzellensysteme. Im praktischen Einsatz müssen Brennstoffzellen ständig wechselnden Lastanforderungen gerecht werden. Um die Systeme dementsprechend steuern und regeln zu können, benötigt man geeignete Methoden der Prozessführung. Diese werden im Rahmen des BMBF-Projektes von den beteiligten Forschungseinrichtungen entwickelt. Dazu ist es zunächst notwendig, die Vorgänge in der Brennstoffzelle mittels komplexer mathematischer Modelle zu beschreiben. Anschließend werden die Modelle anhand experimenteller Untersuchungen am realen System abgeglichen. Daraus lassen sich dann optimierte Regelungsverfahren ableiten, die eine sichere Beherrschung des Betriebs von Brennstoffzellen ermöglichen.
Matthias Gundermann