GET – GREEN EFFICIENT TECHNOLOGIES DE 1/23

GREEN EFFICIENT TECHNOLOGIES 

1/2023 

Wasserstoff und Prozesstechnik 

Energieversorgung 

Industrieprozesse Kreislaufwirtschaft Ressourcen 

Dezentralität 

Energie- und Wärmenetzwerke 

Logistik 

RESSOURCEN-ERHALT 

MIT MAGNETGEKUPPELTEN PUMPEN 

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GET – GREEN EFFICIENT TECHNOLOGIES ist eine Publikation der PuK

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Editorial 

Gut gelaunte Goldgräber 

Vor wenigen Wochen fand in Frankfurt die Weltleitmesse ISH für Wasser, Wärme, Luft statt. Epizentrum der allgemein 

guten Laune war ohne Zweifel die Halle 12. Dicht an dicht schob sich eine bunte Mischung von Fachbesuchern aus 

Handwerk, Handel, Industrie und Dienstleistern wie Architekten oder öffentlichen Kommunen durch die allenthalben 

von Wärmepumpen in allen Bauarten und Größenklassen dominierten Messestände. 

Auffällig war die spürbar pulsierende Aufbruchstimmung unter allen Anwesenden – kein Wunder angesichts des staatlich 

verordneten Investitionszwangs in regenerative Gebäudetechnik, auch Reform des Gebäudeenergiegesetzes (GEG) 

genannt. Etwas weniger präsent als das überall propagierte Allheilmittel Wärmepumpe, fanden sich an den fast schon 

verschämt ausgestellten Gasthermen mit „H 2 -ready“ erste Hinweise auf die bis 2045 angepeilte vollständige Dekarbonisierung 

des Gasmarktes. Spätestens dann zischt nur noch Wasserstoff aus der Gasleitung, und praktisch alle gasverbrennenden 

Geräte müssen dann kostspielig erneuert oder – falls von der Industrie überhaupt angeboten – umgerüstet 

werden. Das dürfte irgendwann im Zeitraum bis 2045 für Kleinverbraucher recht disruptiv geschehen, denn auf der 

letzten Meile gibt es kein entweder Erdgas oder H 2 . 

Zwar sah sich die Bundesregierung genötigt, mit einigen Klarstellungen und auch Abschwächungen der angekündigten 

Maßnahmen des Bundeswirtschaftsministers die sich unter Bestandsimmobilienbesitzern verbreitende Panik etwas 

abzuschwächen. Erste Auswirkungen des inzwischen reichlich unübersichtlichen Gesetzentwurfs zeigen sich bereits – 

die Preise von Bestandsimmobilien der Endenergiebedarfsklassen D bis G geraten aktuell massiv unter Druck. 

Hohe Investitionsausgaben 

Ursache dafür: Wärmepumpen sind unbestritten der effizienteste Weg aus grün erzeugtem Strom Wärme (zumindest 

für Gebäude) zu erzeugen. Allerdings unterscheiden sich die erzielbaren Energiegewinne stark je nach Energiegüte 

des Hauses und der gewählten Energiequelle. Besonders effizient sind Grundwasser- und Erdwärmepumpen. Deutlich 

schlechter ist leider die gängigste Variante, die sich aus der Umgebungsluft bedient. Diese enthält gerade im Winter, 

wenn es darauf ankommt, recht wenig Energie. Grundwasser- und tiefreichende Erdwärmepumpen sind leider aus 

geo logischen Gründen nicht überall möglich oder erlaubt, Flachkollektorpumpen benötigen ein vergleichsweise riesiges 

Grundstück – und sind so keine Alternative in Großstädten. 

All die optimistischen Berechnungen mögen sich auch verschlechtern, falls dann noch eine Vielzahl von Wärmepumpen 

um die sich durchaus nicht unendlich schnell regenerierende Tiefen- oder Umgebungswärme konkurrieren. Erschwerend 

kommt hinzu, dass sich der Wirkungsgrad einer Wärmepumpe umso mehr verschlechtert, je höher die Vorlauftemperatur 

der im Haus verbauten Heizkörper sein muss. Unterm Strich bleibt damit eine umfassende Notwendigkeit, 

Bestandsimmobilien energetisch mindestens auf den Status „Effizienzhaus 100“ zu verbessern. Die Umsatz-Party wird 

also weitergehen. 

Goldrandlösung in Sicht? 

Viele Industriebetriebe, Institutionen, Kommunen und Forschungsinstitute haben die Herausforderungen der 

Dekarboni sierung angenommen. Ob sich Wasserstoff als rein lokale Speicherlösung oder weltweit transportierter Energieträger 

etabliert oder doch Strom aus Netz und Akku die gesamten gut 2.400 Terawattstunden bundesdeutscher 

End energie schultern muss, ist derzeit noch nicht abzusehen. Einige Beispiele von besonders energie- und rohstoffsparenden 

Fertigungstechnologien sowie Spannendes rund um den Wasserstoff finden Sie auf den folgenden Seiten. 

Viel Spaß beim Lesen wünscht 

Ottmar Holz 

GREEN EFFICIENT TECHNOLOGIES 2023 

3


Inhaltsverzeichnis 

Titel 

Ressourcen-Erhalt mit 

magnet gekuppelten Pumpen 

Steigende Energiekosten und ein 

zunehmendes Bewusstsein für die 

Begrenzung der CO 2 -Belastung durch 

die Produktion führen in vielen 

Bereichen zu einer zunehmenden 

Besorgnis darüber, wie der Energieverbrauch 

gesenkt werden kann. 

Natürlich sind Pumpen und deren 

Antriebe einer der größten Energieverbraucher, 

die es zu berücksichtigen 

gilt und zwar direkt (Stromverbrauch 

der Antriebe) wie indirekt 

(andere Energieverbräuche und 

Wartungsanforderungen). 

Inhalt 

Editorial 

Gut gelaunte Goldgräber 3 

Leitartikel 

Konzeptionierung integrierter Wasserstoff produktions- und Verteilungsanlagen 6 

Ausblick 

Energieeffizienz als Gesellschaftsziel 12 

Titelgeschichte 

Energie- und CO 2 -Einsparung durch nicht-metallische Spalttöpfe in magnet gekuppelten Pumpen 16 

Energieträger H 2 

Wasserstofftransport – Technologien und Herausforderungen 22 

(Kaum) Wasserstoff aus Wunsiedel 26 

Heiz und Prozesswärme mit klimaneutralem Wasserstoff 30 

Energieeffizienz 

Zweistufige Druckluftaggregate mit Wärmerückgewinnung 34 

Staatliche Fördergelder für energiesparende Trocknungstechnik 60 

Aus der Forschung 

Genau hingehört 38 

Die gewachsene Form – ILU lässt aus Pilzmyzel Verpackungen entstehen 64 

Effiziente Fertigung 

Riesengroß und trotzdem präzise 42 

Dekarbonisierung 

Tschüss Reichweitenangst 44 

Schieben und Sparen 48 

Schwerlast und Güterverkehr sicher, verlässlich und effizient dekarbonisieren 52 

Klimafreundlicher U-Turn mit der Uthörn 56 

Messen und Veranstaltungen 

DIAM & DDM 2023 66 

Unternehmen – Innovationen – Produkte 68 

Markenzeichenregister 72 

Inserentenverzeichnis/Impressum 74 

4 

GREEN EFFICIENT TECHNOLOGIES 2023

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Leitartikel 

Konzeptionierung integrierter Wasserstoffproduktions- 

und Verteilungsanlagen 

Christian Perplies 

Es klingt mit Blick auf die aktuellen 

Strompreise fast wahnsinnig, aber 

es war notwendig: 4 Terrawattstunden 

Strom (!) aus erneuerbaren 

Energien gingen im vergangenen 

Jahr in Deutschland ganz bewusst 

und kontrolliert verloren. 

Im Jahr 2020 sogar deutlich mehr. 

Netzwerkbetreiber mussten diese 

Leistung wegen Spitzenlasterzeugung 

und Netzstabilisierung abregeln. 

Die fluktuierenden Energieerzeugungsprofile 

passten nicht zu 

Ort und Zeit der Energienachfrage. 

Spitzenlasten aus wind- und sonnenreichen 

Stunden übersteigen 

zeitweise den Bedarf und das Stromnetz 

in Deutschland ist nur begrenzt 

in der Lage, große Strom-Mengen 

aus dem Norden zu energieintensiven 

Verbrauchern im Süden der 

Republik zu leiten. Im Jahr 2021 

mussten für entsprechende Stabilisierungsmaßnahmen 

1,4 Mrd. € 

eingesetzt werden. Diese Ausgaben 

sowie die Ausfälle für Windkraftbetreiber 

werden schlussendlich auf 

den Strompreis umgelegt. 

Bewegen wir uns mit dem massiven 

Ausbau erneuerbarer Energien in 

eine Sackgasse? In einen Zustand, in 

dem ein weitreichender Zubau von 

Erzeugungskapazitäten nur für Spitzenlasten 

vorgehalten werden muss? 

Was passiert mit dem Strompreis, 

wenn schlussendlich eine Mischkalkulation 

anhand der Verbrauchsprofile 

und immer größerer verlorener 

Stromerzeugung entsteht? 

Abb. 1: Konzept „grüner Wasserstoff“ 

Die Antworten auf diese Fragen 

liegen in der Erkenntnis, dass der 

Ausbau erneuerbarer Energie nur 

der erste Schritt ist. Die absehbare 

Überschusserzeugung kann und 

muss einer vernünftigen Verwertung 

zugeführt werden. 

Der nächste Schritt nach Installation 

von Windanlagen und Photovoltaik 

ist grüner Wasserstoff. Mit Hilfe 

des Elektrolyseprozesses können wir 

diese Energie umwandeln, speichern, 

verwenden und in einem wachsenden 

Markt verkaufen. 

Für grünen Wasserstoff wird der 

Ausbau eines europaweiten Pipelinenetzwerkes 

geplant. Die Keimzellen 

hierfür liegen in zwei lokalen Wasserstoffversorgungsnetzwerken 

und 

der Ertüchtigung des Erdgasnetzes. 

Jedoch ist der Anschluss für viele Regionen 

erst in einigen Jahrzenten (!) 

zu erwarten. 

Das Wasserstoffnetzwerk erlaubt 

die Einspeisung aus großen zentralen 

Erzeugerstandorten sowie den Import 

von Wasserstoff über küstennahe Terminals. 

Darüber hinaus stellt es einen 

erheblichen Pufferspeicher dar, der für 

die saisonale Speicherung unverzichtbar 

wäre. Mit Blick auf den Zeitplan des 

Ausbaus sowie eine flächendeckende 

regionale Versorgung fragt man sich 

jedoch: Wird der Aufbau einer europaweiten 

Wasserstoffinfra struktur vom 

Ausbautempo der Pipelines bestimmt? 

Wer wird an dieses Netz angeschlossen? 

Wer wird einspeisen? Welche 

kommerziellen Modelle kommen hier 

zum Einsatz? 

Dezentrale Wasserstoffproduktionsund 

Verteilungsanlagen 

Diese Fragen lenken den Blick auf ein 

alternatives Standbein der Wasserstoffinfrastruktur: 

Dezentrale integrierte 

Erzeugungs- und Verteilungsanlagen. 

Hierbei handelt es sich um 

Anlagen mit einer Erzeugungskapazität 

bis zu 5 Tonnen Wasserstoff pro 

Tag, bestehend aus standardisierten 

Modulen, welche sämtliche Aggregate 

zur Erzeugung, Verdichtung, 

Speicherung, Nutzung und weiteren 

Verteilung des Wasserstoffs abdecken. 

Idealerweise werden die 

Anlagen in unmittelbarer Nähe der 

Strom erzeugung aufgestellt und belasten 

somit nicht das Stromnetz. Außerdem 

werden sie in unmittelbarer 

Nähe der Wasserstoffverwendung 

installiert und minimieren damit die 

Kosten des Gastransports. 

Abb. 2: Dezentrale H 2 -Produktion und Verteilung 

Indem sie über eine geeignete Logistik 

miteinander verbunden sind, ergänzen 

sich diese Anlagen untereinander 

und sorgen so für eine robuste zuverlässige 

flächendeckende Versorgung 

und Abnahme aller verbundenen Verbraucher 

und Erzeuger. In Summe erzeugen 

sie so ein erhebliches Angebot 

am Wasserstoffmarkt und stellen 

damit eine Alternative zu den existierenden 

großen Erzeugungsanlagen 

im Raffinerieumfeld dar. Die lokale 

Erzeugung und Verteilung in einem 

kleineren Radius bietet eine andere 

Kostenstruktur und kann damit potentiell 

günstiger Gas bereitstellen als 

6 


Leitartikel 

Abb. 3: Redundanz in dezentraler H 2 -Infrastruktur 

in den heutigen Versorgerverträgen 

der großen Gaslieferanten. 

Der modulartige Aufbau und die 

zunehmende Standardisierung unterstützen 

zudem den notwendigen 

graduellen Aufbau „Schritt für Schritt“ 

und damit eine Transformation der 

Energie und Gasversorgung. 

trationsprojekten zu lernen und das 

Potential weiter auszuloten. Behörden 

sind damit beschäftigt, die Zulassungsthematik 

aufzunehmen und 

europaweit abzustimmen. 

Das Umfeld der wenigen qualifizierten 

Lieferanten ist geprägt von 

Spezialwissen rund um Wasserstoff, 

Hochdruckverdichtung, Speicherung 

Konzeption der Anlagen 

und ist noch vergleichsweise klein. 

Ein erheblicher Aufwand wird aktuell 

Zunehmend werden Projekte dezentraler 

in die Erweiterung von Produktion 

Wasserstofferzeugungs- und und Leistungsfähigkeit investiert. Insbesondere 

verteilungsanlagen thematisiert, entwickelt 

und ausgeschrieben. Viele Kunden 

fragen sich, welchen Beitrag kann 

Wasserstoff für mein Geschäftsmodell, 

für ihre Energiesicherheit leisten. 

Erste Pilotprojekte befinden sich 

in Realisierung. Die frühen Investoren 

und Betreiber der Anlagen verfolgen 

vorrangig das Interesse, in Demonskräften 

die Gewinnung von Fach- 

und der Aufbau zuverlässiger 

Lieferketten spielen hierfür eine zentrale 

Rolle. 

Es ist eine Zeit des Aufbruchs mit 

viel Pioniergeist und Gestaltungspielraum. 

Umso wichtiger ist es, die beteiligten 

Partner in einem Projekt zu 

erweitern und aufeinander abzustimmen. 

Eine frühzeitige gemeinsame 

Besprechung zu den Einflussfaktoren 

für die Konzeption dieser Anlagen 

kann wertvolle Zeit sparen, Fehlschläge 

vermeiden und damit zum Erfolg 

dieser ersten so wichtigen Projekte 

beitragen. 

Aus Erfahrung bisheriger Projektentwicklung 

können 3 Hauptkategorien 

der Einflussfaktoren auf das 

Anlagenkonzept betrachtet werden: 

Energie – Anlage – Wasserstoffverbrauch. 

Wir beginnen mit Energie. 

Abb. 5: Kategorien der Konzeption 

Energie: 

Ca. 55 bis 60 kWh werden benötigt, 

um mittels Elektrolyse 1 kg Wasserstoff 

zu erzeugen. Dieses 1 kg Wasserstoff 

repräsentiert dann max. 40 kWh 

Energie (Brennwert). In diesem Zusammenhang 

wird immer wieder die 

technische Effizienz des Elektrolyseprozesses 

heftig diskutiert. 

Im industrietauglichen Maßstab 

existieren heute im Wesentlichen 

zwei Elektrolyseverfahren: alkalische 

Elektrolyse und PEM Elektrolyse. Großer 

Vorteil der PEM Elektrolyse liegt 

Abb. 4: integrierte H 2 Produktions- und Verteilungsanlage 

Abb. 6: Strombedarf 

Als eine der wenigen qualifizierten Anbieter 

ist die Firma FEST GmbH in Verbindung 

mit der Schwesterfirma MAXIMATOR 

Hydrogen GmbH auf die Konzeption 

und Lieferung mittelgroßer Wasserstoffproduktions- 

und verteilungsanlagen 

spezialisiert. Beide Unternehmen sind 

Teil der Schmidt-Kranz Gruppe, einem 

familiengeführten mittelständischen 

Firmen verbund. Im Hause FEST werden 

unter der Marke greenH2systems containerisierte 

Elektrolyseanlagen gebaut. 

FEST – mit Sitz in Goslar – blickt auf eine 

lange Tradition in Automatisierungstechnik 

und Anlagenbau zurück und bietet die 

Anlagen als Generalunternehmer an. 

Die MAXIMATOR Hydrogen GmbH – mit 

Sitz in Nordhausen und Wien ist Marktführer 

für Wasserstoff-Hochdruckverdichtung 

und -Tankanlagen. Die Mutterfirma 

MAXIMATOR ist bereits seit vielen Jahren 

Marktführer bei Hochdruckkomponenten 

und Spezialanlagen für Gas. 

in hoher Teillastfähigkeit. Das System 

kann damit auf Schwankungen der 

Strombereitstellung weitgehend reagieren. 

Diese Eigenschaft ist für die 

„Abschöpfung“ von günstigen Spitzen 

im Energieprofil entscheidend. 

Genau diese Systemeigenschaft 

hilft dabei, das Schlüsselelement 

einer wettbewerbsfähigen Wasserstoffproduktion 

zu heben: Maximale 

Nutzung günstiger Energie! 

GREEN EFFICIENT TECHNOLOGIES 2023 7

Leitartikel 

Aus diesen Überlegungen ergeben 

sich die entscheidenden Eingangsinformationen 

für ein Anlagenkonzept: 

Abb. 7: H 2 -Erzeugerkosten zu Systemauslastung und Strompreis 

1. Eines oder mehrere Profile verfügbarer 

Energie mit zugehörigen 

Kosten in einem Best-Case und 

einem Worst-Case-Szenario. 

2. Informationen zur elektrischen 

Anbindung (Netzanbindung oder 

Direktkopplung) 

3. Anforderungen an die Teillastfähigkeit 

und Steuerung der 

Elektrolyse 

Bei Gestehungskosten von 5 ct pro kWh 

(*wie vom ISE im März 2018 ausgeführt) 

ist 1 kg Wasserstoff für Energiekosten 

von 3 € zu erzeugen. Bei einer Auslastung 

des Elektrolyseurs von > 50 % ließe 

sich somit für ca. 6 € 1 kg Wasserstoff 

Bis zu einem nächsten echten Technologiesprung 

der Elektrolyse geht es 

weniger um Trimmung technischer 

Effizienz, sondern vielmehr um die 

Frage: Wieviel günstigen Strom kann 

ich mit dem System in Wasserstoff 

umsetzen? 

Hier setzt der weitere Ausbau 

erneuerbarer Energie zweckmäßig 

an. Es macht Sinn, die Erzeu- 

produzieren. Bei 10 ct pro kWh sind 

es schon über 9 €. Diese Überschlagsrechnung 

verdeutlicht, wie sensitiv 

die Wasserstoffproduktionskosten auf 

Stromgestehungskosten und Systemauslastung 

reagieren. 

gungskapazitäten massiv zu erhöhen. 

Die erneuerbare Energie 

sollte soweit wirtschaftlich sinnvoll 

in das Stromnetz eingespeist 

werden. Das verbleibende Profil 

der Überschussenergie steht dann 

für die Wasserstoffproduktion zur 

Verfügung. Es ist nicht verloren, 

lässt sich speichern und weiter vermarkten. 

Wasserstoffverbrauch 

Neben der Energieseite ist eine planbare 

Abnahme des Wasserstoffs zu 

einem bestimmten Preis oftmals der 

Kern der Investitionsentscheidung. 

Es gilt hier, den Fokus auf die Vielzahl 

der neuen und bestehenden Anwendungen 

von Wasserstoff zu lenken 

um einen Grundbedarf und damit die 

Gegenfinanzierung der Anlage abzusichern. 

Ob als Reduktionsmittel, in Syntheseprozessen, 

Raffinerie und Beschichtungsprozessen; 

Wasserstoff 

wird seit vielen Jahrzenten als Grundchemikalie 

eingesetzt. Wasserstoff 

besitzt einen Marktpreis, welcher 

Abb. 8: Energieaufteilung für grünen Wasserstoff 

8 


Leitartikel 

heute v. a. im Rahmen von Versorgerverträgen 

mit den großen Gasfirmen 

deutlich wird. Unternehmen erkennen 

zunehmend, dass sie bei einer 

lokalen Versorgung von einer deutlich 

besseren Kostenstruktur profitieren 

könnten. Sie sind geeignete 

Partner, welche für die Sicherung 

des Wasserstoffverbrauchs, also eine 

planbare Abnahme des produzierten 

Wasserstoffs bei der Konzeption einbezogen 

werden sollten. 

Ein zunehmend wichtiger Verbrauch 

ergibt sich aus Mobilität, 

denn klar ist: Fossile Energieträger 

haben dort keine Zukunft mehr. Ein 

aktueller Brennstoffzellen-Pkw mit 

Elektroantrieb kann mit 1 kg Wasserstoff 

ca. 100 km weit bewegt werden. 

Vorteile liegen in kurzer Betankungsdauer 

und relativ hoher Reichweite. 

Im Vergleich mit batteriebetriebenen 

Fahrzeugen zeigt sich häufig, dass die 

technische Effizienz als Kriterium zu 

kurz greift. Es geht schlicht um die 

Frage: Welcher Antrieb in welcher Anwendung 

transportiert in Summe aller 

Kosten günstiger? Hierbei zeigt 

sich, dass sowohl Batterie als auch 

Wasserstoff in bestimmten Anwendungsfällen 

die Nase vorn haben. 

Für die Fahrzeugbetankung haben 

sich zwei Druckniveaus etabliert. 

Bei 350 bar Druck werden heute v. a. 

Busse und mittlere Lkw betankt. Auch 

für Züge oder Schiffe wird dieses 

Druckniveau verwendet. Bei 700 bar 

Druck werden heute v. a. Pkw betankt. 

Jedoch kommen auch erste 

Nutzfahrzeuge mit dieser Druckstufe 

auf den Markt. Die Anzahl der verfügbaren 

Fahrzeugtypen wächst rasant 

und mehr und mehr große Hersteller 

bekennen sich zu Wasserstoffmobilität. 

Viele Akteure gehen heute davon 

aus, dass zukünftig insbesondere der 

Schwerlastverkehr mit Wasserstoff 

bei 700 bar betrieben wird. Ein klassischer 

40 t Lkw kombiniert in maximaler 

Weise Anforderungen an hohe 

Nutzlast, hohe Reichweite, hohe Auslastung. 

Wasserstoff passt hier voraussichtlich 

besser als Batterie. 

U. a. dank der Initiative ‚H 2 Mobility‘ 

existiert bereits ein Netzwerk von Wasserstofftankstellen 

in Europa. Für eine 

flächendeckende Nutzung wasserstoffbetriebener 

Fahrzeuge muss dieses 

Netzwerk noch erheblich wachsen. 

Und hier liegt die Chance, zusätzlichen 

Verbrauch, zusätzliche Abnehmer für 

den lokal produzierten Wasserstoff zu 

gewinnen. Die meisten heute installierten 

Wasserstofftankstellen werden 

extern beliefert, d. h. sie verwenden 

in den meisten Fällen grauen Wasserstoff 

aus Erdgas, welcher über große 

Distanzen geliefert wird. 

Hingegen kann eine Wasserstofftankstelle 

in direkter Nachbarschaft 

einer lokalen Produktionsanlage den 

neuen Treibstoff ohne zusätzliche 

Kos ten des Transports anbieten. 

Im Ergebnis ist hier mit einer guten 

Nachfrage zu rechnen. Aus diesem 

Grund sollte die Integration einer 

Tankstelle unbedingt bei der Konzeption 

der Anlage erwogen werden. 

Nicht zuletzt aus aktuellem Anlass 

wird eine thermische Verwendung 

von Wasserstoff zunehmend 

interessant. Wasserstoff stellt die einzige 

Alternative zum Ersatz von Erdgas 

in Hochtemperaturbrennern dar. 

Ein Vergleich der Kosten pro kWh für 

Erdgas und Wasserstoff zeigt, dass 

sich der neue Rohstoff lohnen kann. 

Dreh- und Angelpunkt sind auch hier 

die Kosten der Energie für den Elektrolyseprozess. 

Zahlreiche Projekte 

widmen sich den notwendigen Qualifizierungen 

an Brennertechnik und 

den Schmelzprozessen, um diesen 

Weg im größeren Maßstab einzuläuten. 

Eine weitere oft erwogene Anwendung 

für Wasserstoff ist die Rückverstromung, 

d. h. die Nutzung als 

saisonaler Stromspeicher. Es bleibt 

hier noch offen, wie sich alternative 

Stromspeicher entwickeln und ob 

die Mengen und insbesondere der 

Marktpreis des Wasserstoffs für eine 

marktgerechte Rückverstromung verfügbar 

werden. Dies scheint wahrscheinlicher, 

sobald Infrastruktur in 

großem Maßstab aufgebaut ist. Vorher 

stellt sich die Frage: Warum den 

wertvollen Wasserstoff zerstören? 

Die Bandbreite der Anwendungen 

verlangt geradezu danach, im Vorfeld 

der Anlagenkonzeption den Fokus 

auf potentielle lokale Abnehmer stark 

zu erweitern. Je mehr Anwender in 

Nähe der Anlage, je mehr planbarer 

Bedarf an Wasserstoff, umso sicherer 

kann eine Investitionsentscheidung 

getroffen werden. Das Potential über 

einen Kernbedarf hinaus kann für Erweiterungsschritte 

und weitere mittelgroße 

Anlagen in der Nähe gesammelt 

werden. 

Für die Erarbeitung des Anlagenkonzepts 

ergeben sich aus diesen 

Überlegungen: 

1. Anforderungen an Vor-Ort-Verwendung 

des Wasserstoffs 

a. Verbrauchsplan [kg in 24/7] 

b. Schnittstelle zum Verbraucher, insbesondere 

Druckniveau 

c. Anforderungen an Kompensation 

von Spitzenlasten 

2. Anforderungen an eine Wasserstofftankstelle 

a. Füllmengen [kg] und Betankungsplan 

[Tankungen in 24/7] 

b. Druckniveau 350 bar oder 700 bar 

c. Leistungsfähigkeit der Betankung, 

s. g. back-to-back-Betankungen 

und maximale Betankungsdauer 

3. Anbindung an Logistik 

a. Welche Transportspeicher werden 

für die lokale Verteilung des 

Wasserstoffs gewählt? 

b. Nach welchem Zeitplan soll die Anlage 

in die Logistik abfüllen? 

[kg in 24/7] 

c. Welche Anforderungen an Qualitätssicherung 

und Analytik gibt es? 

Im Ergebnis erhält man für die Konzeption 

der Anlage eines oder mehrere 

Verbrauchsprofile, inkl. der 

vorzusehenden Schnittstellen und 

technischen Anforderungen. Für eine 

Betrachtung von Szenarien ist auch 

hier eine Erfassung von Best Case 

und Worst Case hilfreich. 

Anlage 

Nach den beiden externen Einflussfaktoren 

zur Konzeption blicken wir 

nun auf Anforderungen rund um die 

Anlage selbst. 

Zunächst betrifft das die Frage, 

wo die Anlage errichtet werden 

kann. Zu beachten ist hier eine geeignete 

Fläche und Zugänglichkeit 

für Errichtung, Betrieb und Wartung 

der Anlage. Für die Aufstellung werden 

Fundamente benötigt. Zuwegung 

und evtl. Rangier räume müssen 

beachtet werden. Welche weiteren 


Leitartikel 

Bedingungen ergeben sich aus dem 

Umfeld? Gibt es besondere Anforderungen 

an Lärmbelastung, Abwasser, 

Umweltverträglichkeit, Sicherheit? 

Ein weiterer Punkt ist die Betrachtung 

der erforderlichen Redundanz 

und Anlagenverfügbarkeit. Auf 

Basis einer Risikoanalyse sollte eine 

Einschätzung getroffen werden, bis 

zu welchem Grad eine Autarkie angestrebt 

wird. Was würde passieren, 

wenn die Bereitstellung von Wasserstoff 

ge plant oder ungeplant unterbrochen 

wird? Wie lange könnte eine 

Nichtverfügbarkeit oder begrenzte 

Leistung toleriert werden? Welche 

Anforderungen ergeben sich daraus 

an einen Pufferspeicher oder Notversorgung? 

Obwohl klein und modular aufgebaut, 

handelt es sich bei der Anlage 

um eine sicherheitsrelevante 

Gasproduktionseinrichtung mit entsprechenden 

Pflichten zum Betrieb. 

Wartung und Service werden durch 

den qualifizierten Lieferanten der Anlage 

abgedeckt, jedoch müssen die 

Pflichten nach Betriebssicherheitsverordnung 

durch den Betreiber der 

Anlage erfüllt werden. Wie und v. a. 

mit wem ist geplant, diese Betreiberverantwortung 

abzudecken? Wäre es 

ggf. sinnvoller, sich mit einem Partner 

zusammenzuschließen, der geeignete 

Ressourcen und Fähigkeiten 

einbringen kann? 

Ist die Einbindung der Anlage in 

eine übergeordnete Einrichtung am 

Standort vorzusehen? Welche Prozeduren 

oder Steuerungsschnittstellen 

ergeben sich daraus? 

Schließlich lohnt sich der Blick 

auf die Anforderungen und das Verfahren 

des Genehmigungsprozesses. 

Ergeben sich hieraus bestimmte Einschränkungen 

oder Schwellen, welche 

sinnvollerweise eingehalten werden 

sollten, um beispielsweise die 

Einstufung als Störfallanlage zu vermeiden? 

Gibt es bestimmte ortsspezifische 

Limits zu Lärmentwicklung 

oder konkrete Sicherheitsauflagen? 

Bestehen bereits Kontakte und Erfahrungen 

mit der Genehmigungsbehörde? 

Welcher zeitliche Ablauf des 

Verfahrens zu Bau- und Betriebserlaubnis 

ist absehbar? 

Mit dem Verständnis zu diesen 

Fragen zeichnet sich ein Rahmen ab, 

in dem das Anlagenkonzept als Teil 

des gesamten Projektes sinnvoll geplant 

werden kann. 

Zum Anlagenkonzept 

Die Kernfunktion der Anlage besteht 

darin, einerseits „günstige“ Energie 

maximal auszunutzen und andererseits 

den geforderten Bedarf an 

Wasserstoff zu decken. Es müssen 

also die im Vorfeld ermittelten Profile 

‚Energie‘ und ‚Verbrauch‘ optimal 

miteinander verbunden werden. Die 

Anlage muss das mit passenden Produktions-, 

Speicher- und ggf. Kompressionsprofilen 

erreichen. 

In der nun folgenden Entwicklung 

eines Anlagenkonzeptes müssen 

hierfür die geeigneten Module 

gewählt und miteinander verbunden 

werden. Hierfür kombiniert der qualifizierte 

Anlagenlieferant Standardkomponenten 

der elektrischen Einspeisung, 

Elektrolyseure, Speicher 

verschiedener Druckniveaus, Kompressoren 

und Anlagentechnik für 

die Abgabe des Wasserstoffs. Unter 

Berücksichtigung zukünftiger Erweiterungsoptionen 

entsteht so ein 

Block-Fließbild der Anlage, welches 

die Massenströme zwischen den Modulen 

erfasst. Mit dieser Übersicht 

der Hauptkomponenten ist dann bereits 

eine erste Einschätzung zum Flächenbedarf 

und die Ableitung eines 

generischen Aufstellplans möglich. 

Hiermit kann wiederum geprüft werden, 

ob die zur Verfügung stehende 

Fläche und die Zugänglichkeit ausreichen 

oder anzupassen sind. Sofern 

alles passt, erhält man ein valides 

technisches Konzept der Anlage. 

Mit diesem Konzept kann dann 

eine erste Aufteilung der Liefer- und 

Leistungsgrenzen zwischen Lieferant 

und Kunden getroffen werden. Darüber 

hinaus können etwaige Anforderungen 

aus dem Betrieb der Anlage, 

Anforderungen an Wartung und 

Service abgestimmt werden, welche 

den Lieferanten schlussendlich in die 

Lage versetzen ein Budgetangebot 

für das Projekt abzugeben. 

Die Leistungsfähigkeit der Anlage 

in Verbindung mit dem Budget 

und etwaigen Eigenleistungen 

erlaubt sodann eine wirtschaftliche 

Abb. 9: Anforderungsprofile in der Konzeption 

10 


Leitartikel 

Abb. 10: Anlagenkonzept auf Basis der Hauptausrüstung 

Bewertung des Vorhabens. Es können 

in dieser Phase mit Blick auf die 

vorher ermittelten Worst-/Best-Case- 

Betrachtungen sowie potentielle Erweiterungen 

der Anlage verschiedene 

Szenarien verglichen werden. 

Der Weg zur Realisierung 

Am Ende dieser Bewertung steht eine 

Entscheidung: Der Entschluss, mit 

einer konkreten Projektskizze, einem 

abgestimmten Anlagenkonzept den 

weiteren Weg der Realisierung einzuschlagen. 

Auf diesem Weg bietet es sich an, 

das Thema Förderung in Betracht zu 

ziehen. Das Zukunftsthema Wasserstoff 

wird auf verschiedenen staatlichen 

Ebenen mit Fördercalls unterstützt. 

Der Staat unterstützt den Mut, 

trotz Risiken und ersten Kinderkrankheiten 

der neuen Technologie, in neue 

Geschäftsmodelle zu investieren. Eine 

Bewerbung um Fördermittel setzt 

ein überzeugendes Anlagenkonzept 

voraus. Umso wichtiger ist es, diesen 

Antrag erst nach Betrachtung aller 

Einflussfaktoren und bewussten Entscheidung 

zu einer Projektskizze zu 

stellen. Ein qualifizierter Antrag, u. a. 

auf Basis vorliegender Budgetangebot 

von Lieferanten hat hohe Aussichten 

auf einen Förderbescheid. 

Nach Beantragung der Förderung 

kann eine weitere Detaillierung 

der Anforderungen im Austausch 

mit dem Lieferanten vorangetrieben 

werden. Sobald dann eine vorläufige 

Förderzusage erteilt ist, kann ohne 

weiteren Zeitverzug eine Beauftragung 

an den Lieferanten erfolgen. 

An dieser Stelle sollte neben der Beschaffung 

der Anlage auch die Beschaffung 

der Wartungs- und Serviceleistungen 

beachtet werden. 

Der Lieferant unterstützt dann 

bei der Ausfertigung der technischen 

Dokumentation, welche für den 

Genehmigungsantrag eingereicht 

werden müssen. Dieser Genehmigungsantrag 

auf Bau und Betriebserlaubnis 

der Anlage muss vom späteren 

Betreiber an die zuständige Behörde 

gestellt werden. Der Lieferant 

steht für technische Rückfragen und 

Abstimmungen mit der zuständigen 

Behörde zur Verfügung und muss in 

dieser Phase etwaige Auflagen aus 

dem Verfahren einarbeiten. Eine 

Vor abstimmung mit der Behörde 

kann hier böse Überraschungen vermeiden. 

Mit Erteilung der Baugenehmigung 

und vorläufigen behördlichen 

Abstimmung zu Betrieb der Anlage 

ist sodann der Weg frei für eine 

vollständige Auslösung der Beschaffung. 

Es folgt die Projektrealisierung. 

Qualifizierte Lieferanten werden 

hier mit professionellem Projektmanagement, 

anhand der Verträge und 

Abstimmungen entlang des Zeitplans 

das weitere Engineering vorantreiben, 

die Anlagenmodule beschaffen 

und vormontieren, dann aufstellen, 

montieren, verrohren, verkabeln und 

schließlich in Betrieb setzen. 

Autor: 

Christian Perplies 

Business Development Manager 

Hydrogen Technology 

greenH2systems (FEST GmbH) 

Seit Juni 2022 entwickelt Christian 

Perplies bei greenH2systems integrierte 

grüne Wasserstoffprojekte. Als 

studierter Wirtschaftsingenieur für 

Maschinenbau bekleidete er in der 

Vergangenheit verschiedene Positionen 

im Projektmanagement und 

Vertrieb in der Erneuerbare-Energien- 

Branche, bei Linde Engineering und 

VON ARDENNE in Dresden. 


Ausblick 

Energieeffizienz als Gesellschaftsziel 

Prof. Dr.-Ing. Eberhard Schlücker 

Die Auswirkungen der Wärmeproduktion 

auf das weltweite Klima 

führten bei uns für lange Zeit gedanklich 

ein Stiefkinddasein. Egal 

ob Öl, Erdgas, Kohle oder Brennholz 

– alle Brennstoffe waren praktisch 

immer in ausreichender Menge vorhanden 

und preisgünstig verfügbar. 

Die Folgen der ungehemmten 

CO 2 -Freisetzung in die Atmosphäre 

hatten wir bisher kaum auf der 

Rechnung. Die Quittung dafür wird, 

global gesehen, heftig ausfallen. 

Es ist bedenklich, was gerade passiert. 

Bei vergleichsweise wenig erscheinenden 

zwei Grad Celsius Erderwärmung 

(derzeit sind wir global 

noch unter 1,5°C) dürfte der grönländische 

Eisschild abgeschmolzen 

sein. Allein für das Schmelzen dieser 

Gletscher ist eine Wärmemenge 

nötig, die der ganzen wärmebedürftigen 

Menschheit etwa 10.000 Jahre 

behagliches Heizen ermöglichen 

würde. Dieser Prozess ist natürlich 

nicht auf Grönland beschränkt 

– weltweit tauen Nord- und Südpol 

und sämtliche Gebirgsgletscher. Das 

verschlimmert die Situation weiter. 

Den Hauptteil daran haben CO 2 -produzierende 

Verbrennungsprozesse 

aus fossilen Stoffen, sie sind das 

Klimaproblem Nummer Eins. Trotzdem 

steht die Wärmeerzeugung auf 

der weltpolitischen Agenda nicht an 

erster Stelle. 

Eine durchschnittliche deutsche 

Familie mit vier Köpfen verbraucht 

ca. 15.000 KWh pro Jahr an Wärmeenergie 

(ca. 77 %), hat aber nur einen 

Strombedarf von ca. 4.500 KWh/Jahr 

(ca. 23 %). Und auch mit der Hälfte 

dieser Energiemenge erzeugt sie 

direkt Wärme, beispielsweise um zu 

duschen oder Nahrungsmittel zuzubereiten. 

Das heißt nur ca. 11,5 Prozent des 

Stromverbrauches entfällt auf Haushaltsgeräte 

wie Staubsauger, Spülmaschine 

oder elektronische Kommunikationsgeräte 

und Beleuchtung. 

Bei der Industrie ist dieses Verhältnis 

branchenabhängig etwas anders, 

aber die Wärmeenergie wird wohl 

ohne Ausnahme der Hauptteil sein, 

und meist über 60 % liegen. Trotzdem 

reden wir nur über die „Edelenergie“ 

Strom. Erst als die Wärme 

teuer wurde, fiel uns auf, wie kostbar 

sie ist. Doch warum ist das so? Nun, 

Wärme kann man praktisch nicht verlustfrei 

speichern oder transportieren, 

denn sie diffundiert durch alle 

Wände. Je nach Isolationsgrad mehr 

oder weniger schnell. 

Sie ist schlecht handhabbar, und 

man kann mit dem Transport kein 

großes Geld verdienen. Aus Effizienzgesichtspunkten 

sollte man Wärme 

daher möglichst dort erzeugen, wo 

sie auch gebraucht wird. Fernwärmenetze 

machen daher nur dann Sinn, 

wenn die Wärmeenergie dafür z. B. in 

industriellen Prozessen als Abfallprodukt 

entsteht und sonst nicht genutzt 

werden würde. Nahwärmeversorgung 

im Sinne eines Wärmezentrums 

für mehrere Häuser ist dagegen 

durchaus sinnvoll, weil größere Strukturen 

meist effizienter als individuelle 

Heizthermen sind. Besser als die effizienteste 

Erzeugung und Verteilung 

ist jedoch die Isolation der Wohn- 

Die Wärmeerzeugung verursacht den Löwenanteil des Primärenergieverbrauchs der Haushalte 

12 


Ausblick 

und Gewerbeeinheiten. Wenn man 

es der Wärme schwer macht zu diffundieren, 

muss man auch weniger 

Wärme erzeugen. 

Strom, die einzige Energieform 

der Zukunft? 

Da die Dekarbonisierung nun politisch 

beschlossene Sache ist, sind alle 

fossilen Brennstoffe zukünftig nur 

noch in Ausnahmefällen zulässig. Erlaubt 

und gewünscht ist die Sekundärenergie 

Strom. Mit ihr müssen wir 

in absehbarer Zukunft alles betreiben, 

sogar die (Heiz)-Wärme erzeugenden 

Geräte. Das ist jetzt vordergründig 

nichts Neues – Haartrockner, 

Heizlüfter und Infrarotstrahler finden 

sich in fast jedem Haushalt. Doch die 

direkte Rückverwandlung der „Edelenergie“ 

Strom in Wärme ist zwar vor 

Ort emissionsfrei und sauber, insgesamt 

aber alles andere als effizient. 

Effiziente Umwandlung in 

Bewegungsenergie 

Zukünftig wollen wir zusätzlich auch 

die bisher ausschließlich fossil erzeugte 

Bewegungsenergie des Verkehrssektors 

in Höhe von 600 Terawattstunden 

mit Strom substituieren. 

Dafür gibt es einen guten Grund: 

Elektromotoren sind die effizienteste 

Antriebsform. Doch das bedeutet in 

letzter Konsequenz, dass wir zukünftig 

fünf- bis achtmal mehr Strom als 

heute produzieren müssen, wenn wir 

auch noch ca. 50 Millionen E-Fahrzeuge 

laden wollen. 

Derzeit produzieren wir aber nur 

etwa die Hälfte unseres Stroms regenerativ. 

Also brauchen wir in Zukunft 

10- bis 16-mal mehr regenative 

Quellen. Dies ist in unserem Land 

schon allein aus Platzgründen nicht 

möglich. Glücklicherweise verfügen 

andere Länder durch ihre geographische 

Lage über große Potentiale 

von Wind- und oder Sonnenenergie 

und könnten uns mit Energie beliefern. 

Die Belieferung mit Strom über 

große Distanzen ist aber schwieriger 

als beispielsweise der Transport von 

Wasserstoff in Form von Ammoniak. 

Dies legt nahe, dass wir Wasserstoff 

für unsere Wärmeerzeugung verbrennen. 

Doch dafür ist Wasserstoff 

eigentlich zu schade, denn bei seiner 

Erzeugung durch Elektrolyse ging 

bereits viel von der eingesetzten Primärenergie 

verloren. Wasserstoff ist 

ein wertvoller Grundstoff für die chemische 

Industrie und für die Stromspeicherung. 

Daher sollte man ihn 

nur in Ausnahmenfällen in Heizungen 

direkt verfeuern. 

Strom effizienter nutzen 

Die Elektrolyse hat einen relativ 

schlechten Wirkungsgrad. Daher ist 

es aus energetischer Sicht immer 

besser, direkt den Strom anstatt 

Wasserstoff zu nutzen. Zusätzlich 

sollten wir diesen Strom veredeln, 

wenn er für die Wärmeerzeugung 

dienen muss. Dies heißt 

Methoden nutzen, mit denen mehr 

Wärmeenergie entsteht als Strom 

investiert wurde. Entsprechende 

Techniken nutzen Wärmepumpen 

oder in der Industrie beispielsweise 

auch Brüdenverdichter. Sie 

verdichten Dampf und nutzen die 

Kompressionserwärmung, um industriell 

nutzbare Prozesswärme 

weit über dem Siedepunkt des Wassers 

bereitzustellen. Die Wärmepumpen 

(WP) sind aber die effizientere 

Variante, und sie werden auch 

schon im industriellen Maßstab hergestellt 

(1 MW Wärmeleistung kosten 

ca. 300.000 €). Grundsätzlich unterscheidet 

man die verschiedenen 

Typen anhand ihres Coefficient of 

Performance (COP-Wert, Steigerungsfaktor 

der Energieausbeute). 

Dieser Wert reicht von 3 (Luft-WP) bis 

zu 7 (Wasser-WP). Letztere sind deswegen 

so effizient, weil die Wärmeübertragungsfläche 

ständig umspült 

wird und daher dort immer fast die 

gleiche Temperatur herrscht. Besonders 

deutlich wird dieser Effekt bei 

großen Fluss- oder Gewässerwärmepumpen. 

Derzeit wurden/werden 

einige, mit zum Teil mehreren Megawatt 

Wärmeleistung, installiert. 

Technik der Wärmepumpen 

Im Prinzip sind WP ähnlich Kühlschränken. 

Das kalte Kältemittel (gasförmig) 

wird komprimiert und dabei warm 

und verflüssigt, diese Wärme wird im 

Kondensator genutzt, die abgekühlte 

Flüssigkeit durchströmt danach ein 

Expansionsventil und verdampft dabei. 

Da vorher Wärme abgezogen wurde, 

ist der Dampf kälter als die Umgebung. 

Er nimmt daher im Verdampfer 

Wärme aus der Umgebung auf und 

wird danach wieder komprimiert. Entscheidend 

für den Temperaturhub ist 

das Kältemittel und die Technik. Mit 

klassischen WP erreicht man 40 - 50 °C 

über der Außentemperatur. Daher wird 

in Zusammenhang mit WP immer eine 

Flächen-, meist eine Fußbodenheizung 

empfohlen. Will man höhere Vorlauftemperaturen 

erzielen (z. B. 80 °C) dann 

empfehlen sich zwei stufige Typen. 

Wärmepumpe ist nicht gleich 

Wärmepumpe 

Ein möglichst hoher COP-Wert ist 

das Ziel. Das gelingt leichter mit Wasser/Wasser 

oder Sole/Wasser-WP. 

Natürlich gibt es damit auch einige 

Probleme: Zumindest die Erd-WP 

könnte den Wärmeentnahmepunkt 

unterirdisch vereisen. Ein geologisches 

Gutachten im Vorfeld ist hier 

Pflicht. Die gängigste Bauart, die Luft- 

WP, besitzt dagegen ein grundlegendes 

Problem. Genau dann, wenn 

sie am meisten leisten muss, ist ihr 

Energiereservoir Außenluft am kältesten. 

Zudem kühlen sie ihre Umgebung 

ab, respektive aus der kühleren 

Abluft des Nachbarn möchte 

man erneut Wärme gewinnen. Ein 

Ausweg aus diesem Dilemma könnte 

mehrfach wiederholte Wärmegewinnung 

mit anschließender Veredelung 

aus den Innenräumen sein. 

Erst dämmen – dann heizen 

Zweifellos geht das Unterstützungsangebot 

des Wirtschaftsministeriums 

für Wärmepumpen in die richtige 

Richtung. Leider aber eignen sich Wärmepumpen 

nur für relativ gut isolierte 

Häuser, sonst ist der Stromverbrauch, 

trotz Energieveredlung der Wärmepumpe, 

sehr hoch. Daher sollte das 

Angebot für die Förderung bilateral 

sein. Die Besitzer eines gut isolierten 

Hauses rüsten auf Wärmepumpe um. 

Wer kein solches Haus besitzt, isoliert 

dieses im ersten Schritt. Beides würde 

dem Klima nützen und eine gerechte 

Lösung für alle darstellen. Innenstadt- 


Ausblick 

lagen und Altbauten, die eventuell zusätzlich 

noch unter Denkmalschutz 

stehen, brauchen maßgeschneiderte 

Konzepte. Davon mehr in der nächsten 

Ausgabe der GET. 

Grenzen der Fernwärme 

Die eingangs erwähnten großen 

Flusswärmepumpen sind in der Regel 

in Fernwärmesysteme eingebettet. 

Soweit die studierbaren Informationen 

es zeigen, ist die Länge der angeschlossenen 

Fernwärmeleitung nicht 

sehr groß. Für den Autor stellen diese 

Systeme einen Kompromiss zwischen 

der möglichen Anlagengröße, der 

Effizienz der Wasser-WP, den Schwierigkeiten, 

Alternativen für die zu versorgenden 

Wohngebiete zu finden 

und der Entfernung dar und scheint 

sinnvoll zu sein. 

Fernwärme muss immer strömen, 

denn wenn jemand morgens 

um 3 Uhr duschen möchte, dann 

muss dies möglich sein. Also baut 

man Ringleitungen, in denen das 

Warmwasser ständig zirkuliert. Das 

heißt, wir verlieren über die gesamte 

Rohrfläche, auch bei guter Isolierung, 

immer Wärmeenergie, die an 

einem Punkt (Heizzentrum) ständig 

ergänzt werden muss. Dies gilt 

auch, wenn niemand duscht. Bestenfalls 

erniedrigt man die Strömungsgeschwindigkeit, 

dann reduziert sich 

auch der Verlust. Daher ist es immer 

besser, wenn die Wärme dort erzeugt 

wird, wo sie auch verbraucht wird. 

Wärmepumpen für die Industrie 

Mehrere Firmen entwickeln derzeit 

Wärmepumpen für die Industrie. 

Manche sind schon im Verkauf. 

Es handelt sich um vergleichbare 

Typen wie für den Privatbereich. Das 

Preis-Leistungsverhältnis ist aber 

deutlich besser. Eine Amortisationsrechnung 

mit 26,5 Cent/KWh für den 

Strom zeigt eine Amortisationszeit 

im Bereich von einem Jahr. Leichter 

kann man keine Energiekosten sparen. 

Ist eine Firma in der Nähe eines 

Fließgewässers, so sollte man versuchen, 

dieses für die Wärmeentnahme 

nutzen zu dürfen. Der COP-Wert 

von 7 wäre sicher. Dies wäre auch im 

Sinne der Notwendigkeit des Wassersparens, 

denn kaltes Wasser verdampft 

weniger schnell. 

Wasserstoff für die Wärmeerzeugung 

Wie schon weiter oben beschrieben, 

ist mit Strom zu heizen, effizienter 

als Wasserstoff zu verbrennen. Wenn 

man aber einen Wasserstoffgasanschluss 

und eine Brennstoffzelle z. B. 

des Typs SOFC hat, dann kann man 

aus Wasserstoff Strom und Abwärme 

gewinnen. Letztere ist dazu geeignet, 

Heißwasser zu erzeugen. Möchte 

man zusätzlich auch noch heizen, 

dann müsste die Brennstoffzelle (FC) 

sehr groß dimensioniert sein. Dann 

produziert sie jedoch mehr Strom 

als nötig. Daher sollte man hier mit 

dem Nachbarn zusammen planen. 

Ein Haus wird per Brennstoffzelle beheizt 

und im anderen nutzt eine Wärmepumpe 

den Strom. 

Energieautarke Gebäude mit H 2 

Auf der Basis von Wasserstoff kann 

ein Haus oder auch eine Firma komplett 

energieautark werden. Für einen 

Privathaushalt erfordert dies einen 

Photovoltaikanlage (PV) mit etwa 10 

bis 12 KWp sowie ein Gerät, das Wasserstoff 

wahlweise erzeugen oder 

verstromen kann. Das könnte beispielsweise 

eine Festoxid-Brennstoffzelle 

(SOFC) sein, denn sie kann reversibel 

auch als Festoxid-Elektrolyseur 

(SOEC) arbeiten. Im Sommer würde 

man mit Hilfe des Überschussstroms 

von der PV Wasserstoff erzeugen und 

diesen in LOHC einspeichern (absolut 

feuerfest und sicher). Die entstehende 

Abwärme reicht gut für Warmwasser 

oder auch noch für die Beladung 

eines Sandwärmespeichers. Dessen 

Wärmeinhalt überbrückt wolkenverhangene 

Tage. Im Winter würde die 

SOFC dann den Wasserstoff aus dem 

LOHC herauslösen und verstromen. 

Dabei entsteht immer Abwärme, die 

für das Warmwasser eines Haushalts 

reicht. Die Heizung benötigt zusätzlich 

noch eine Wärmepumpe (WP), die 

ihren Strom von der Brennstoffzelle 

bezieht. Hochhäuser mit zu wenig 

PV-Nutzfläche könnten im Sommer 

autark sein und im Winter beladenes 

LOHC kaufen. Entsprechende Anlagen 

sind bereits im Markt erhältlich, 

auch hier gibt es weitergehende Informationen 

in den nächsten Ausgaben 

der GET. 

Sauerstoff zur Wärmeerzeugung 

für die Industrie 

In der kommenden Wasserstoffgesellschaft 

werden überall lokale 

Elektro lyseure arbeiten. Sie erzeugen 

quasi als Abfallprodukt sehr viel 

reinen Sauerstoff. Nutzt man diesen 

für Verbrennungsprozesse, so 

sind die Verbrennungstemperaturen 

deutlich höher als wir es mit der 

Verbrennung mit Luft kennen. Durchschnittlich 

sind ca. 600 °C mehr zu erwarten. 

Verbrennungsprozesse mit 

Reststoffen wie beispielsweise Altholz 

könnten besonders die für die 

Hochtemperatur-Industrie erforderlichen 

Temperaturen erzeugen. Dieser 

Sauer stoff dürfte recht preisgünstig 

zu bekommen sein. 

Strom aus Wärme 

In vielen Industriebetrieben fällt Abwärme 

an, deren Temperatur durchaus 

über 100 °C liegt. Sobald Dampf 

da ist, kann damit Strom erzeugt werden. 

Den Dampf einfach durch eine 

Turbine mit Generator laufen lassen. 

Der damit maximal erreichbare Wirkungsgrad 

ist der Carnot-Wirkungsgrad, 

der sich nach Gleichung eins 

berechnen lässt. 

η C = 

T 2 - T 1 

( –––––– ) 

T 2 

(T2 obere Temperatur, T1 untere Temperatur, 

η C 

Carnot-Wirkungsgrad, bitte alles in 

°Kelvin rechnen). 

Diese Technik kann sogar so weit gehen, 

dass man mit Überschussstrom 

Wasser verdampft und bei Strombedarf 

wieder verstromt. Das Ganze 

nennt man Carnot-Batterie. Der Wirkungsgrad 

ist nicht besonders gut, 

aber wenn man es mit Heizen koppelt, 

dann kann man, sofern immer 

Wärme nachströmt, auch die niedrigeren 

Temperaturen ausnutzen. 

14 


Ausblick 

Hier gilt auch wieder, je größer ΔT, 

desto effizienter. 

Kälte aus Wärme 

Im Sommer haben wir vielfach Wärme, 

die wir nicht nutzen können. Diese 

können wir, vereinfacht gesagt, 

nach dem umgekehrten Kühlschrankprinzip, 

allerdings mit 2 Lösungsmitteln, 

in Kälte wandeln. Solche 

Absorptionskältemaschinen nutzen 

z. B. Ammoniak (Kältemittel) und Wasser 

(Lösungsmittel). Wichtig dabei: 

Ammoniak wird von Wasser absorbiert 

und beide verdampfen bei unterschiedlichen 

Temperaturen. Folgende 

Stufen werden durchlaufen: 

• Erhitzung der Lösung (Abwärme). 

Die beiden Stoffe trennen sich. 

• Ammoniak wird abgeschieden und 

Wärme entzogen und verflüssigt 

(Verflüssiger, ggf. Gebläsekühlung) 

ten, denn damit steigt der Wirkungsgrad. 

Diesen möglichst hoch zu treiben 

und dann zu halten, sollte ein 

gesellschaftliches Ziel sein. Die Wärmeerzeugung, 

-nutzung und -versorgung 

sollte daher ganz nach oben auf 

die politische Agenda. 

Prof. Dr.-Ing. Eberhard Schlücker, Prof. i. R., Berater in Wasserstoff- und Energiefragen 

Prof. Dr.-Ing. Eberhard Schlücker, 

Jahrgang 1956, studierte Maschinenbau 

an der Fachhochschule Heilbronn 

und Chemieingenieur wesen 

an der Universität Erlangen- 

Nürnberg und promovierte dort 

im Jahre 1993. Seine industrielle 

Tätigkeit umfasst eine Lehre als 

Maschinen schlosser, drei Jahre als 

Konstrukteur, vier Jahre Leitung 

einer Abteilung für F+E und fünf 

Jahre als Prokurist für den Bereich 

Technik. Von 2000 bis 2022 war er 

Professor und Lehrstuhl inhaber des 

Lehrstuhls „Prozessmaschinen und 

Anlagen technik“ an der Universität 

Erlangen-Nürnberg. Sein Lehrgebiet 

umfasste die Auslegung und den Betrieb 

von Apparaten, Maschinen und 

Anlagen für die Chemie, die Wasser-, 

Lebensmittel- und Biotechnik sowie 

die Managementpraxis. Seine For- 

• Niedriger Druck im Verdampfer 

lässt Ammoniak trotz niedriger 

Temperatur mit Hilfe der Umgebungswärme 

verdampfen 

(Kühleffekt) 

Das so erwärmte Kältemittel wird 

wieder von Wasser aufgenommen 

und der Zyklus beginnt von vorne. 

Dieser Kreislauf kann effizient 

betrieben werden, sofern Abwärme 

dauerhaft vorhanden ist. So könnte 

zum Beispiel die Wärme eines Sommertages 

für die Kühlung eines 

Lagers in einem Supermarkt sorgen. 

Zusammenfassung 

Dieser Aufsatz beschreibt verschiedene 

Wärmenutzungskonzepte, die 

nach Ansicht des Autors in der einen 

oder andern Weise dem Klima zuliebe, 

realisiert werden sollten. Die 

räumliche Nähe ist aber immer geboschungsschwerpunkte 

lagen in 

der Pulsationsproblematik und 

Systemdynamik in Anlagen, der 

Optimierung und Simulation von 

Pumpen, Kompressoren und Systemen, 

der Hochdruckbauteil- und 

prozesstechnik, der Anwendung 

ionischer Flüssigkeiten, der energetischen 

Optimierung von Systemen 

und der Erforschung von Verschleißvorgängen. 

2008 war er Prodekan, 

ist Herausgeber von Zeitschriften, 

Mitglied in mehreren Gremien und 

Forschungsverbünden, gibt Wasserstoffseminare 

deutschlandweit und 

ist technischer Berater für Unternehmen 

und Dozent in internationalen 

Ausbildungsprogrammen. 


15


Energie- und CO 2 

-Einsparung durch 

nicht-metallische Spalttöpfe in magnetgekuppelten 

Pumpen 

Ralf Schienhammer 

Abb. 1: Energiesparen ist sowohl bei der Nutzung als auch bei der Herstellung von Pumpen ein wachsendes Anliegen 

Steigende Energiekosten und ein zunehmendes 

Bewusstsein für die Begrenzung 

der CO 2 -Belastung durch 

die Produktion führen in vielen Bereichen 

zu einer zunehmenden Besorgnis 

darüber, wie der Energieverbrauch 

gesenkt werden kann. 

Natürlich sind Pumpen und deren 

Antriebe einer der größten Energieverbraucher, 

die es zu berücksichtigen 

gilt und zwar direkt (Stromverbrauch 

der Antriebe) wie indirekt 

(andere Energieverbräuche und 

Wartungsanforderungen). 

Die derzeitige Situation 

Der erste Schritt hin zu einer energieeffizienteren 

Flüssigkeitsförderung 

war und ist heute noch das 

Bestreben nach einer erhöhten Energieeffizienz 

der Pumpenantriebe. 

Für Elektromotoren sind immer 

höhere Wirkungsgrade gefordert, um 

aktuelle und zukünftige Vorschriften 

zu erfüllen (ohne Berücksichtigung 

des Ressourcenbedarfs, da zur Erreichung 

derer immer mehr Kupfer benötigt 

wird). 

Für das Beispiel eines typischen 

45-kW-2-Pol-Motors gelten folgende 

Mindestwirkungsgrade: 

• IE2: 92,9 % 

• IE3: 94,0 % 

• IE4: 95,0 % 

Gemäß diesen Anforderungen und 

unter der Voraussetzung, dass die 

Pumpe so ausgelegt werden kann, 

dass der Motor unter oder nahe der 

Volllasst läuft sowie die Pumpe das 

ganze Jahr über 24 Stunden am Tag 

in Betrieb ist, würde die Differenz 

zwischen einem IE2- und einem IE3- 

Motor etwa 4.965 kWh betragen, 

während die Differenz zwischen 

einem IE3- und einem IE4-Motor etwa 

4.414 kWh betragen würde. 

Die EAA-Website gibt folgende aktuelle 

CO 2 -Äquivalente für das Jahr 

2021 an: ein durchschnittliches Äquivalent 

für alle 27 europäischen Mitgliedstaaten 

von 275 g CO 2 e/kWh, 

wobei einige stark industrialisierte Länder 

deutlich höhere Werte aufweisen 

(Deutschland 402 g CO 2 e/kWh, Niederlande 

418 g CO 2 e/kWh) und andere natürlich 

deutlich niedriger liegen (Frankreich 

67 g CO 2 e/kWh oder Schweden 

mit nur 9 g CO 2 e/kWh). 

Der durchschnittliche Strompreis 

für Nicht-Haushaltskunden in der 

EU wurde für die zweite Jahreshälfte 

2022 auf 0,21 €/kWh festgelegt, wobei 

auch hier je nach Land eine große 

Bandbreite besteht. Wenn wir diese 

Zahlen verwenden, erhalten wir folgende 

Ergebnisse für einen 45-kW- 

Motor, der das ganze Jahr über mit 

Spitzenlast betrieben wird: 

16 



Wirkungsgradklasse IE2 IE3 IE4 

Minimaler Wirkungsgrad 92,9 % 94,0 % 95,0 % 

Betriebsstunden 8.760 h 8.760 h 8.760 h 

Stromaufnahme 424.327 kWh 419.362 kWh 414.947 kWh 

CO 2 e produziert 116,7 Tonnen CO 2 e 115,3 Tonnen CO 2 e 114,1 Tonnen CO 2 e 

Stromkosten 89.108,67 € 88.066,02 € 87.138,87 € 

Der Einbau eines IE4-Motors anstelle eines IE3-Motors spart also im günstigsten Fall 927,15 € und etwa 1,2 Tonnen CO 2 -Äquivalente pro Jahr. 

Der einfachste Schritt – direktes 

Handeln 

Unternehmen haben viel Zeit und 

Geld in die Modernisierung der installierten 

Elektromotoren investiert und 

dabei eine oftmals viel einfachere 

und wirkungsvollere Möglichkeit, die 

Energieeffizienz ihrer dichtungslosen 

Pumpen zu verbessern, außer Acht 

gelassen: Die Spalttopf-Technologie. 

Durch den Einsatz nicht-metallischer 

Spalttöpfe aus Hochleistungs-Industriekeramik 

kann der Wirkungsgrad 

von dichtungslosen Pumpen bei kleinen 

Hydrauliken um 5 bis 10 % sowie 

bei größeren Hydrauliken um 10 bis 

20 % gesteigert werden. Die Technologie 

hat sich seit mehr als 25 Jahren 

in der Praxis bewährt und wird für 

anspruchsvollste Anwendungen eingesetzt. 

Nicht-metallische Spalttöpfe sind 

nicht elektrisch leitend. So übertragen 

sie den Strom ohne Wirbelstromverluste 

und arbeiten verlustfrei, was 

sich direkt auf den Stromverbrauch 

auswirkt. Dadurch können kleinere 

und effizientere Motoren eingesetzt 

werden, was sich wiederum direkt 

auf die bestehenden Pumpenanlagen 

auswirkt, ohne dass neues Equipment 

installiert werden muss. 

Im Hinblick auf das zuvor 

genannte Beispiel ergeben derart 

große Einsparpotentiale, dass es 

keine Rolle spielt, auf welcher IE-Motorklasse 

die Zahlen basieren: 17,7 

Tonnen CO 2 oder 13.554,90 Euro 

Stromkosten pro Jahr. 

Ein Schritt weiter 

Es wäre jedoch ein Irrtum, die Anwendbarkeit 

der nicht-metallischen 

Spalttopf-Technologie nur auf Anlagen 

zu beschränken, die bereits 

heute dichtungslos sind. Dichtungslose 

Pumpen machen immer noch 

eine große Minderheit der installierten 

Pumpen aus, obwohl sie im 

Vergleich zu mechanisch abgedichteten 

Pumpen signifikante Vorteile bieten, 

wenn man den gesamten Pumpenbestand 

in jeder Art von Anlage 

bzw. Installation betrachtet: 

• Gleitringdichtungen haben eine 

begrenzte Lebensdauer – sind die 

Dichtungen verschlissen, müssen 

die Pumpen entsprechend zur 

Wartung abgeschaltet werden. 

• Dichtungen weisen stets eine 

gewisse Leckage auf, sei es in 

die Atmosphäre (bei einfachwirkenden 

Dichtungen) oder in das 

Produkt (bei doppeltwirkenden 

Dichtungen). Das bedeutet wiederum 

einen Verlust an Produkt 

oder Produktqualität und eine 

Verunreinigung der Umwelt durch 

das Produkt oder die Sperr- bzw. 

Quenchflüssigkeit. 

• Doppeltwirkende und/oder gequenchte 

Dichtungen erfordern 

zusätzliche Betriebsmittel wie 

Sperrflüssigkeiten, Dampf, Stickstoff 

oder Sauerstoff, deren Vorbereitung 

und Bereitstellung Energie 

und zusätzliche Ausrüstung erfordern. 

Eine naheliegende Lösung 

wäre die Verwendung von dichtungslosen 

Pumpen (magnetgekuppelt 

oder mit Spaltrohrmotor). 

Jedoch werden diese aufgrund 

einiger weit verbreiteter Mythen 

und Vorurteile noch immer nicht 

als mögliche Lösung in Betracht 

gezogen. Mit den technischen Entwicklungen 

der letzten Jahrzehnte 

gibt es jedoch für so ziemlich jeden 

Punkt, für den dichtungslose Pumpen 

heute noch kritisiert werden, 

praxiserprobte Lösungen. 

Mythos 1: Dichtungslose Pumpen 

sind weniger effizient als mechanisch 

abgedichtete Pumpen 

Dies ist ein typischer Kritikpunkt und 

zugleich einer der komplexesten, da 

der Wirkungsgrad einer Pumpe von 

verschiedenen Faktoren abhängt: 

• Hydraulischer Wirkungsgrad der 

Pumpe 

• Wirkungsgrad des Antriebs 

• Einfluss der Leistungsübertragung 

Mythos 1a – Die dichtungslose 

Pumpenhydraulik hat einen 

schlechteren Wirkungsgrad als die 

abgedichtete Hydraulik 

Der erste Teil, die Effizienz der Pumpenhydraulik, 

lässt sich am leichtesten 

aus der Welt schaffen. Denn 

bei den meisten Herstellern ist die 

verwendete Hydraulik bei abgedichteten 

und dichtungslosen Ausführungen 

die gleiche – ohne nennenswerte 

Energieauswirkungen. 

Abb. 2: Standard-Hydraulikeinheit – identisch mit 

der einer mechanisch abgedichteten Pumpe 



Mythos 1b – Dichtungslose Pumpen antriebe sind 

weniger effizient als mechanisch abgedichtete Pumpenantriebe 

Der Wahrheitsgehalt dieses Mythos hängt von der Art der 

dichtungslosen Pumpe ab. Bei einer Magnetkupplungspumpe 

werden die gleichen Normmotoren verwendet wie 

bei einer mechanisch abgedichteten Pumpe. Es gibt somit 

keinen Unterschied. Der elektrische Wirkungsgrad von 

Spaltrohrmotorpumpen hängt hingegen von der Qualität 

des Elektro motors und damit vom Hersteller ab, da sie 

keine Normmotoren verwenden können. 

Zunächst zum letzten Punkt: Mit einem sorgfältig kontrollierten 

Flüssigkeitsspalt im Spalttopfinnenraum kann 

der Flüssigkeitswiderstand für Kreiselpumpen praktisch 

eliminiert werden. Selbst bei hohen Viskositäten, bei denen 

üblicherweise Verdrängerpumpen zum Einsatz kommen, 

können die Reibverluste durch die Flüssigkeit durch 

eine gewissenhafte Betrachtung und ggf. Anpassung des 

Flüssigkeitsspaltes und der Pumpendrehzahl minimiert 

werden. 

Ersteres trifft seit 25 Jahren nicht mehr zu, insbesondere 

nicht für magnetgekuppelte Pumpen. Nichtmetallische 

Spalttöpfe, idealerweise aus Hochleistungs- 

Industriekeramik, ermöglichen eine verlustfreie Leistungsübertragung. 

Mit modernen Magnetantriebstechnologien 

können je nach Anwendung und anderen Faktoren 

Leistungen von bis zu 1 MW übertragen werden, so 

dass dem Einsatz von Magnetkupplungen in Bezug auf 

Größe, Pumpenart oder Anwendung praktisch keine Grenzen 

mehr gesetzt sind. 

Mythos 2: Dichtungslose Pumpen haben mehr Verschleißteile 

als mechanisch abgedichtete Pumpen 

Abb. 3: Gegebenenfalls Anpassung des Flüssigkeitsspaltes zur Verringerung 

des Flüssigkeitswiderstandes 

Mythos 1c – Alles was man an Hilfs- bzw. Betriebsmitteln 

einsparen kann, wird durch Übertragungsverluste 

wieder aufgefressen 

Üblicherweise bezieht sich diese Behauptung auf die 

Übertragungsverluste, die mit dem metallischen Spalttopf 

einhergehen, oder, es wird sogar noch auf die Flüssigkeitsreibung 

bei Dichtungslosenpumpen im Bereich des Spalttopfes 

bzw. Spaltrohrs hingewiesen. 

Auch hier hängt es von der Konstruktion der Pumpe und 

den Kundenspezifikationen ab. Eine magnetgekuppelte 

Blockpumpe, die bei sehr niedrigen bis sehr hohen Temperaturen 

(-200 bis +400 °C) zuverlässig eingesetzt werden 

kann, hat nicht mehr, sondern weniger Verschleißteile als 

eine mechanisch abgedichtete Pumpe. Bei der Blockausführung 

wird der Magnettreiber direkt auf die Welle des 

Standard-Elektromotors gesetzt. Somit gibt es weniger 

Verschleißteile, da sie ohne dynamisches Dichtelement, 

ohne Kupplung und ohne zusätzlichen Lagerträger auskommt. 

Der Wartungsaufwand sowie die Kosten werden 

im Vergleich zu mechanisch abgedichteten Pumpen signifikant 

reduziert. 

Die Gleitlager sind ohnehin wartungsfrei, sofern die 

Pumpe ordnungsgemäß und in sauberen Flüssigkeiten 

betrieben wird (oder die Lager entsprechend ausgewählt 

wurden – dazu später mehr). 

Abb. 4: Hochbelastbare Spalttöpfe aus Industriekeramik für bis zu 63 bar 

Abb. 5: Wartungsfreundliche magnetge kuppelte Kreiselpumpe in Blockbauweise 

zur Reduzierung der Installations- und Wartungskosten 

18 



Mythos 3: Gleitlager von dichtungslosen 

Pumpen sind für niedrige 

Viskositäten nicht geeignet 

Das war lange Zeit der Fall. Aber mit 

heute verfügbaren zuverlässigen 

High-Tech-Materialien ist es möglich, 

selbst Flüssiggase mit Viskositäten 

unter 0,1 cP selbst mit den größten 

Hydrauliken problemlos zu fördern. 

Lösungen für hochviskose Flüssigkeiten 

gibt es schon seit Jahrzehnten 

und der Betrieb mit niedriger Viskosität 

ist selbst ohne Hilfsmittel 

zur Kühlung und/oder Spülung 

unproble matisch. 

Abb. 6: Pumpe zur Förderung von Flüssig stickstoff bei einem Test für neue Lager 

Mythos 4: Gleitlager von dichtungslosen 

Pumpen können Feststoffe 

nicht vertragen 

Entscheidend ist eine offene und 

ehrliche Kommunikation mit dem 

Pumpenlieferanten. Moderne Werkstoffe 

ermöglichen extrem hohe Belastungen 

ohne Beschädigung der 

Gleitlager. Die heute verfügbaren 

hochverschleißfesten Spalttöpfe aus 

Industriekeramik verbessern die 

Festigkeit weiter und ermöglichen 

Anwendungen, bei denen traditionelle 

dynamische Wellendichtungen 

an ihre Belastungsgrenzen kommen. 

Darüber hinaus ermöglichen Magnetfilter 

bei Bedarf sogar die Förderung 

von Flüssigkeiten, die eisenhaltige 

Feststoffe wie Eisenoxide enthalten. 

Abb. 7: Völlig verschlissenes Pumpenlaufrad nach schwerer Sandbelastung mit unbeschädigtem 

Keramikspalttopf 

Mythos 5: Dichtungslose Pumpen sind gegenüber einer 

falschen Bedienung empfindlicher als mechanisch 

abgedichtete Pumpen 

Neben der Art der Pumpe ist auch hier eine 

offene und ehrliche Kommunikation zwischen 

Kunde und Hersteller entscheidend. Die heutige 

Technologie nicht-metallischer Spalttöpfe 

ermöglicht Gleitlager, die weit über den normalen 

Betriebsbereich hinaus agieren können und 

einen Trocken lauf über eine überraschend lange 

Zeit überstehen (Klaus Union hat die Trockenlauffähigkeit 

für mehr als eine Stunde ohne nachteilige 

Auswirkungen auf die Lagerleistung nachgewiesen). 

Entgegen unserer offiziellen Vorgabe haben Kunden 

– versehentlich – die Richtigkeit unserer Tests im 

laufenden Betrieb bestätigt. 

Abb. 8: Trockenlauffähige, 

magnet gekuppelte Pumpen haben 

sich seit langem bewährt 



Mythos 6: Dichtungslose Pumpen benötigen mehr 

und sehr teure Instrumente für den Einsatz in 

explosionsgefährdeten Bereichen 

Auch hier gilt: Mit dem Einsatz nicht-metallischer Spalttöpfe 

ist das nicht mehr der Fall. Bei Verwendung eines 

solchen Spalttopfes kann eine magnetgekuppelte 

Pumpe ohne zusätzliche Instrumentierung in einem 

explosions gefährdeten Bereich betrieben werden, sofern 

der Kunde den Betrieb innerhalb der vorgegebenen 

Grenzen sicherstellt. 

Abb. 9: Standard-Kreiselpumpe ohne zusätzlichen Instrumentierungsaufwand 

Abschluss 

Natürlich ist keine Technologie die ideale Lösung für 

jede Art von Anwendung. Das gilt auch für dichtungslose 

Pumpen mit Magnetkupplung – sie sind nicht das Wundermittel 

zur Lösung aller Probleme. Doch es gibt viele Anwendungen, 

bei denen ihre Fähigkeiten zur Verbesserung 

der Effizienz und zur Verringerung des Wartungsaufwands 

auch heute noch verkannt werden. Das mag daran liegen, 

dass sich Ingenieure und das Wartungspersonal an die 

Situation gewöhnt haben, wie sie sich in den vergangenen 

Jahrzehnten entwickelt hat oder dass sie in der Vergangenheit 

durch falsch ausgewählte Pumpen gebrandmarkt 

wurden. 

Abb. 10: Magnetgekuppelte Schraubenpumpe zur Förderung von Bitumen ohne Dichtungsversorgungssystem oder Dampf-Quench 

20 GREEN EFFICIENT TECHNOLOGIES 2023


Dichtungslose Pumpen sowohl Kreisel- als auch Verdrängerpumpen, 

die mit nicht-metallischen Spalttöpfen aus 

Hochleistungs-Industriekeramik ausgestattet sind, bieten 

enorme monetäre wie energetische Einsparpotentiale. 

Direkt, indem eliminierte Wirbelstromverluste den Bedarf 

an Instrumentierungen obsolet machen und indirekt, da 

sie zum einen den Wartungsaufwand und die Anzahl der 

Verschleißteile reduzieren und zum anderen die Zuverlässigkeit 

im Vergleich zu herkömmlichen Pumpendichtungen 

erhöhen. 

Abb. 11: Schraubenspindelpumpe 

zur Förderung 

hochviskoser Polymere 

ohne zusätzliche Hilfsmittel 

Abb. 12: Hochbelastbare 

vertikale Inline-Pumpe für 

den Einsatz mit hohen 

Feststoffanteilen und dem 

Risiko eines Trockenlaufes 

Sie können für verflüssigte natürliche 

Gase, kryogenes CO 2 , hochgefährliche 

chemische und petrochemische 

Produkte und darüber hinaus für 

schwer abzudichtende Produkte wie 

Vakuum rückstände, Teer, Bitumen 

und Asphaltene sowie Polymere eingesetzt 

werden. Dabei kann der Betreiber 

mit Ausnahme der Stromversorgung 

weitgehend auf Hilfsmittel 

verzichten. Das vereinfacht die Anlagen 

und senkt sowohl die Investitions- 

als auch die Betriebs- und Wartungskosten. 

Der Schlüssel ist hier 

die gezielte Anwendung bewährter, 

zuverlässiger und robuster Technologien. 

Autor: 

Ralf Schienhammer 

Sales Director Pumps & Projects 

Klaus Union GmbH & Co. KG 


21


Transport 

Wasserstofftransport – 

Technologien und Herausforderungen 

Birka Friedrich 

2 

• Der Import und Export von 

grünem Wasserstoff in großem 

Maßstab ist für die Energiewende 

und die weltweite Dekarbonisierung 

der Industrie erforderlich. 

• Es gibt verschiedene mögliche 

Transporttechnologien für 

Wasser stoff – mit jeweils unterschiedlichen 

Vor- und Nachteilen. 

• Um die globale Wasserstoffwirtschaft 

zeitnah aufzubauen und 

die energiepolitischen Ziele zu erreichen, 

werden alle Wasserstoff- 

Transporttechnologien gleichermaßen 

benötigt. 

Erneuerbare Energiequellen wie 

Solar-, Wind- und Wasserkraft werden 

aufgrund ihrer Verfügbarkeit, 

Kosten effizienz und Umweltfreundlichkeit 

weltweit zunehmend genutzt. 

Zu den Herausforderungen bei diesen 

Energiequellen gehören jedoch 

ihre Schwankungen, d. h. sie bieten 

keine konstante Stromerzeugung. 

Um dieses Problem zu lösen, haben 

Wissenschaftler und Ingenieure nach 

Möglichkeiten gesucht, erneuerbare 

Energie zu speichern und zu transportieren, 

um sie später zu nutzen. 

Eine der vielversprechendsten Lösungen 

hierfür sind grüne Moleküle 

wie Wasserstoff. 

Wasserstoff ist ein vielseitiger, 

sauber einsetzbarer Energieträger, 

der aus erneuerbaren Quellen wie 

Solar- und Windenergie gewonnen 

werden kann. Bei der Verbrennung 

von grünem Wasserstoff entstehen 

nur Wasserdampf und Wärme. Das 

macht ihn zu einem emissionsfreien 

Brennstoff, der zur Verringerung der 

Treibhausgasemissionen und zur Bekämpfung 

des Klimawandels beitragen 

kann. 

Was Wasserstoff jedoch besonders 

wertvoll für die erneuerbare 

Energiewirtschaft macht, ist sein Potential 

zur Speicherung und zum 

Transport von Energie über große 

Entfernungen und Zeitspannen. Da- 

1 

1. Wasserstoffspeicherung in LOHC (Benzyltoluol): Hydrierung. Die Wasserstoffmoleküle 

werden in einem kontinuierlichen Prozess über eine katalytische Reaktion chemisch an das 

LOHC gebunden. Die Hydrierung ist ein exothermer Prozess, der ca. 10 kWhth/kgH 2 Wärme 

bei ca. 250°C freisetzt. 

2. Wasserstofffreisetzung aus LOHC: Dehydrierung. Die Wasserstoffmoleküle werden in 

einem kontinuierlichen Prozess über eine katalytische Reaktion chemisch aus dem LOHC freigesetzt. 

Die Dehydrierung ist ein endothermer Prozess, der ca. 11 kWhth/kgH 2 Wärme bei ca. 

300°C benötigt. Der Wasserstoff kann bei Bedarf freigesetzt werden. Die Wasserstoffreinheit 

gemäß ISO-14687 ist sichergestellt. 

3. Wasserstofftransport mit LOHC. Einfache und kosteneffiziente Logistik unter Nutzung der 

bestehenden Infrastruktur für fossile Brennstoffe per Schiff, Binnenschiff, Bahn oder Lkw. 

Gleiches gilt für LOHC-Lagerstätten. 

rüber hinaus kann Wasserstoff als 

Ausgangsstoff für industrielle Prozesse 

wie die Stahlerzeugung, Raffinerien 

oder die chemische Industrie 

genutzt werden. Aus diesen Gründen 

suchen aktuell viele Unternehmen 

nach Möglichkeiten, ihre Prozesse auf 

Wasserstoff umzustellen. 

Derzeit nutzt die Schwerindustrie 

hauptsächlich Wasserstoff aus 

Erdgas und Rohöl. Mit künftig grünem 

Wasserstoff aus erneuerbaren 

Energien, können diese Industriezweige 

ihren CO 2 -Fußabdruck verringern 

und zu einer nachhaltigeren 

Entwicklung beitragen. Um den Bedarf 

insgesamt nach bezahlbaren 

Grünwasserstoff in Industrieländern 

wie Deutschland zu decken, werden 

großvolumige Importe aus sehr sonnen- 

und windreichen Regionen Teil 

der Versorgung werden. 

3 

Es gibt verschiedene Möglichkeiten, 

Wasserstoff zu transportieren, die 

je nach Anwendungsfall ihre spezifischen 

Vor- und Nachteile haben. Im 

Folgenden werden einige der gängigsten, 

nicht-leitungsgebundenen 

Wasserstofftransporttechnologien 

vorgestellt: 

Komprimierter Wasserstoff 

Komprimierter Wasserstoff ist die 

einfachste und am weitesten verbreitete 

Form des Wasserstofftransports. 

Bei dieser Methode wird das Wasserstoffgas 

auf einen hohen Druck komprimiert 

(normalerweise zwischen 

350 und 700 bar) und in Hochdrucktanks 

gespeichert. Der Vorteil dieser 

Methode liegt in ihrer Einfachheit 

und ihrer Anwendbarkeit in kleinem 

Maßstab, z. B. in Brennstoffzellen- 


Elektrokessel in der Industrie – 

mit Grünstrom CO 2 -neutralen Dampf erzeugen 

▶ Hocheffizient bis zu 7,5 t/h Dampf bei bis zu 24 bar 

▶ Hohe Dampfqualität, exzellente Dynamik, volle Flexibilität 

▶ Reduzierter Aufwand: Kein Abgas, keine Brennstoffversorgung 

▶ Intelligente Kesselsteuerung und nahtlose Systemintegration 

▶ Smart gesteuert: Gezielte Nutzung von Stromüberschüssen (optional) 

▶ Systemausstattung und Service aus einer Hand 

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Transport 

fahrzeugen und Notstromsystemen. 

Allerdings hat komprimierter Wasserstoff 

eine geringe Energiedichte, so 

dass große Tanks erforderlich sind 

und er sich nicht für den Transport 

über lange Strecken oder die Speicherung 

in großem Maßstab eignet. 

Verflüssigter Wasserstoff 

Verflüssigter Wasserstoff ist eine 

weitere gängige Methode des Wasserstofftransports. 

Bei dieser Technik 

wird das Wasserstoffgas auf eine 

sehr niedrige Temperatur (-253 °C) 

abgekühlt und in einen flüssigen Aggregatzustand 

kondensiert, der dann 

in kryogenen Tanks gespeichert wird. 

Der Vorteil dieser Methode besteht 

darin, dass sie keine weiteren Umwandlungsprozesse 

erfordert – der 

Wasserstoff kann direkt am Ziel genutzt 

werden. Außerdem ermöglicht 

sie im Vergleich zu komprimiertem 

Wasserstoff eine höhere Energiedichte, 

was sie für die Speicherung 

großer Mengen Energie interessant 

macht. Allerdings erfordert verflüssigter 

Wasserstoff eine komplexe und 

teure Infrastruktur für die Handhabung 

und Speicherung. Das Herabkühlen 

ist sehr energieintensiv, und 

die großmaßstäbliche Anwendung 

dieser Technologie muss noch erforscht 

werden. So gibt es derzeit nur 

ein einziges Tankschiff, das für den 

Langstrecken transport von verflüssigtem 

Wasserstoff geeignet ist, die 

Suiso Frontier. Ein weiterer Nachteil 

bei der großtechnischen Anwendung 

sind die Wasserstoffverluste in Form 

von Boil-off-Effekten (Verdampfung 

des Wasserstoffs). 

In Ammoniak umgewandelter 

Wasserstoff 

Wasserstoff kann auch in Ammoniak 

umgewandelt werden, welches 

ein weithin gehandelter Rohstoff für 

die Düngemittel-Produktion mit einer 

etablierten Infrastruktur zur Lagerung 

und zum Transport ist. Ammoniak 

hat eine höhere Energiedichte als 

zum Beispiel komprimierter Wasserstoff 

und wird daher nicht nur als 

Feedstock, sondern auch als Transport-Medium 

für Wasserstoff diskutiert. 

Der Vorteil des Ammoniaks liegt 

in seiner breiten Verfügbarkeit. Der 

Prozess der Umwandlung von Wasserstoff 

in Ammoniak ist jedoch energieintensiv, 

und die Rückgewinnung 

des Wasserstoffs im industriellen 

Maßstab muss erst noch erforscht 

werden. Außerdem stellt sich die 

Frage nach der Sicherheit – Ammoniak 

ist sehr giftig und korrosiv, was 

die Handhabung unter anderem in 

städtischen Gebieten und Häfen sehr 

schwierig macht. 

An flüssige organische Wasserstoffträger 

(LOHC) gebundener Wasserstoff 

Wasserstoff kann in flüssigen organischen 

Wasserstoffträgern (Liquid 

Organic Hydrogen Carriers, LOHC) 

gebunden werden. Dabei handelt es 

sich um organische Verbindungen, 

die Wasserstoff in einem chemischen, 

katalytischen Prozess namens Hydrierung 

aufnehmen und in einem 

chemischen Prozess namens Dehydrierung 

wieder abgeben können. 

Anstatt also den Wasserstoff in molekularer 

Form zu transportieren, wird 

er an das LOHC gebunden, welches 

dann per Tankwagen, Zug, Tankschiff 

oder Binnenschiff zum Abnehmer 

transportiert wird. Dort wird der Wasserstoff 

wieder aus dem LOHC freigesetzt 

und kann genutzt werden. 

Es gibt mehrere mögliche LOHCs, 

wie Carbazol, Toluol/Methylcyclohexan, 

Dibenzyltoluol oder Benzyltoluol. 

Letzteres hat besonders positive Eigenschaften 

als Wasserstoffträger, da es 

ein nicht explosives, schwer entflammbares 

Thermalöl mit einem geringeren 

Gefahrenpotential als Diesel ist. 

Im Gegensatz zu anderen Wasserstofftransportmethoden 

können 

LOHCs auf der Basis von Benzyl toluol 

(LOHC-BT) unter Umgebungstemperatur 

gelagert und über weite Strecken 

in der bestehenden Infrastruktur 

für flüssige Brennstoffe transportiert 

werden. Dabei gibt es auch über lange 

Zeiträume hinweg keine Wasserstoffverluste 

(z. B. „Boil-off“). Nach 

der Freisetzung des Wasserstoffs aus 

dem LOHC wird das Trägermaterial 

nicht verbraucht, sondern zurück 

zum Ort der Wasserstofferzeugung 

transportiert und mehrere hunderte 

Male für den Wasser stofftransport 

wiederverwendet. Durch die Nutzung 

der bestehenden Infrastruktur 

ist LOHC-BT besonders schnell und 

kostengünstig zu realisieren, und die 

Flexibilität der Technologie begünstigt 

die Diversifizierung der Importrouten. 

Während die Hydrierung ein exothermer, 

katalytischer Prozess ist und 

überschüssige Wärmeenergie erzeugt, 

ist die Dehydrierung ein endothermer, 

katalytischer Prozess – sie 

erfordert zusätzliche Energie in Form 

von Wärme. Dies eröffnet Synergien 

auf der Seite der Wasserstoffproduktion, 

wo die überschüssige Wärme 

aus der Hydrierung zum Beispiel in 

lokale Wärmenetze eingespeist oder 

zur Meerwasserentsalzung genutzt 

werden kann. Auf der Abnehmerseite 

könnte die Schwerindustrie mit viel 

Prozesswärme (z. B. Stahlwerke) ihre 

überschüssige Wärme für die Dehydrierung 

des Wasserstoffs aus dem 

LOHC-BT nutzen. 

Gasförmiger Wasserstoff, der via 

Leitungen/Pipelines transportiert 

wird 

Der Transport von Wasserstoff mittels 

Pipelines ist eine weitere Option, 

insbesondere für Länder mit einer 

bestehenden Erdgaspipeline-Infrastruktur. 

Gasförmiger Wasserstoff 

kann unter hohem Druck transportiert 

werden, was einen effizienten 

Transport über große Entfernungen 

ermöglicht. In einigen Fällen kann 

Wasserstoff sogar mit Erdgas gemischt 

und in denselben Pipelines 

transportiert werden, obwohl dies 

eine sorgfältige Überwachung erfordert, 

um einen sicheren Betrieb zu 

gewährleisten. 

Ein Vorteil des Pipelinetransports 

ist, dass es sich bereits um 

eine ausgereifte Technologie handelt, 

da viele Länder über ausgedehnte 

Pipelinenetze für den 

Erdgastransport verfügen. Die Umrüstung 

bestehender Pipelines für 

den Wasser stofftransport kann jedoch 

erhebliche Investitionen erfordern, 

insbesondere im Hinblick auf 

Sicherheitsmaßnahmen. Die Verfügbarkeit 

der für den Wasserstofftransport 

in großem Maßstab geeigneten 

Kompressoren wird zudem noch er- 



Transport 

Die im Demonstrationsprojekt H2Sektor an der Wasserstofftankstelle Erlangen arbeitende 

kleine Dehydrier- bzw. Freisetzungsanlage (ReleaseBox 10) setzt stündlich rund 

ein Kilogramm Wasserstoff aus rund 20 Litern LOHC-Material frei. Seit 2022 verfolgt 

Hydrogenious die Entwicklung von deutlich größeren Freisetzungsanlagen in einem 

Leistungsbereich von mind. 1,5 Tonnen Wasserstoff/Tag. 

 

© 

Hydrogenious LOHC Technologies 

Die bisher vorherrschenden, ausschließlich 

mit Druckwasserstoff versorgten 

Wasserstofftankstellen haben begrenzte 

Bevorratungskapazitäten und 

einen hohen Platzbedarf. Dieser fällt 

bei Flüssigwasserstoff-Tankstellen kleiner 

aus, allerdings treten bei längerer 

Lagerung Wasserstoffverluste (Boil-Off) 

auf. Eine zukunftsfähige Lösung auf 

kleiner Fläche sowie mit besonders sicherer, 

einfacher Handhabung des Wasserstoffs 

zeigt Bauherrin und Betreiberin 

H2 MOBILITY Deutschland mit der 

weltweit ersten Wasserstofftankstelle, 

die zusätzlich die LOHC-Technologie 

von Hydrogenious LOHC Technologies 

zur Bevorratung mit Wasserstoff nutzt 

und im Juli 2022 in Erlangen eingeweiht 

forscht, und der Anschluss neuer Verbraucher 

ist nicht immer möglich. 

Eine weitere Herausforderung besteht 

darin, dass Wasserstoff einige 

Rohrleitungsmaterialien verspröden 

kann, insbesondere solche aus bestimmten 

Stahlsorten. Das bedeutet, 

dass Pipelines für den Wasserstofftransport 

unter Umständen aus anderen 

Materialien bestehen oder mit 

zusätzlichen Beschichtungen versehen 

werden müssen, um Korrosion 

zu verhindern. 

wurde. Die dort in urbanem Gebiet installierte 

Pilotanlage des LOHC-Marktführers 

sorgt für die Freisetzung der im 

LOHC chemisch gebundenen Gasmoleküle. 

Einer der überzeugenden Vorteile 

des dabei verwendeten Wasserstoffträgermaterials 

Benzyltoluol: Lagerung und 

Bevorratung erfordern lediglich konventionelle 

Erdtanks für Flüssigbrennstoffe, 

platzsparend unterirdisch direkt unter 

der Freisetzungsanlage verbaut. Diese 

Anwendung ist jedoch nur die Vorstufe 

für die derzeit entstehenden LOHC- 

Anlagen in industriellem Maßstab, wie 

etwa im Chempark Dormagen für eine 

1.800 Tonnen H 2 -Einspeicheranlage, die 

weltweit größte ihrer Art (Baubeginn geplant 

noch im Jahr 2023). 

Schlussfolgerung 

Wasserstoff wird zu einem immer 

wichtigeren Medium für die Speicherung, 

den Transport und den Handel 

mit erneuerbarer Energie. Da die globale 

Energiewende und die Dekarbonisierung 

von Industrie und Mobilität 

den Export und Import von 

preiswertem, 

umweltfreundlichem 

Wasserstoff erfordern, ist eine zuverlässige 

und sichere Transportinfrastruktur 

für industrielle Wasserstoffmengen 

ein wesentlicher 

Erfolgs faktor. 

Es gibt zwar mehrere Wasserstofftransporttechnologien, 

die jeweils 

ihre eigenen Vor- und Nachteile 

haben, aber keine davon ist eine Patentlösung 

für alle Anwendungsbereiche. 

Vielmehr wird eine Kombination 

von Technologien nötig sein, um 

die wachsende globale Nachfrage 

nach Wasserstoff als Energiequelle 

und als Rohstoff für die Industrie zu 

decken. Da der Bedarf vieler Länder 

nicht durch die heimische Produktion 

gedeckt werden kann, wird ein 

Import aus Ländern mit großen Kapazitäten 

an erneuerbaren Energien 

unumgänglich. 

Komprimierter Wasserstoff ist 

eine ausgereifte Technologie, die für 

kurze bis mittlere Entfernungen eingesetzt 

werden kann. Verflüssigter 

Wasserstoff ermöglicht den Transport 

über größere Entfernungen, erfordert 

jedoch einen erheblichen Energieaufwand 

für den Verflüssigungsprozess. 

Die Umwandlung von Wasserstoff in 

Ammoniak ist ein sehr ausgereifter 

Prozess und das Molekül ist bereits ein 

wichtiger Rohstoff, z. B. für die Düngemittel-Industrie. 

Als Wasserstofftransportmedium 

bringt Ammoniak jedoch 

einige Herausforderungen mit 

sich, wie z. B. die Frage der Sicherheit 

und den komplexen Crack-Prozess für 

große Wasserstoffmengen. 

Die LOHC-Technologie ist sehr 

vielversprechend, vor allem in Bezug 

auf Sicherheit, Kosten und schnelle 

Umsetzbarkeit, da sie die bestehende 

Infrastruktur für flüssige Brennstoffe 

nutzen kann, während der Transport 

per Pipeline eine attraktive Option für 

Länder mit einer bereits bestehenden 

Pipeline-Infrastruktur ist. Letztendlich 

wird die Wahl der Wasserstofftransporttechnologie 

von einer 

Vielzahl von Faktoren abhängen, darunter 

die zu überbrückende Entfernung, 

die verfügbare Infrastruktur 

und die spezifischen Bedürfnisse des 

Endverbrauchers. 

Autorin: 

Birka Friedrich 

Head of Corporate Communications 

and Marketing, Hydrogenious LOHC 

Technologies 


25


Produktion 

(Kaum) Wasserstoff aus Wunsiedel 

Abb 1: So war es gedacht: Die Sonne schickt Licht und Wind in den Energiepark Wunsiedel. Dort erzeugt man daraus Wasserstoff, Sauerstoff und Wärme. 

In Nordbayern entsteht ein neuer 

Hotspot für die Energiewende: Bis 

zu 1.350 Tonnen grünen Wasserstoff 

will die WUN H 2 GmbH pro Jahr per 

Elektrolyse aus erneuerbaren Energien 

herstellen. Doch auch die anfallende 

Prozesswärme und der 

Sauerstoff werden im umgebenden 

Energiepark genutzt. 

Bis 2050 möchte Deutschland klimaneutral 

werden. Aus erneuerbaren 

Energien hergestellter „grüner“ Wasserstoff 

wird auf dem Weg dorthin 

eine wichtige Rolle spielen. Das Gas 

kann und wird in Wunsiedel klimaneutral 

aus regenerativen Quellen 

wie Photovoltaik (PV) und Windkraft 

hergestellt werden. Generell bietet 

es die Möglichkeit, große Energiemengen 

langfristig zu speichern und 

zu transportieren. Das ist besonders 

dann sinnvoll, wenn – etwa an sonnigen 

und windreichen Tagen – zeitweise 

mehr Strom aus Erneuerbaren 

zur Verfügung steht, als gerade benötigt 

wird. 

Die Anwendungsmöglichkeiten 

von klimaneutral erzeugtem „grünen“ 

Wasserstoff als Energieträger 

sind dabei ebenso breit gefächert 

wie bei konventionell produziertem 

– nur eben mit einer sehr viel besseren 

Klimabilanz. Ob Raffinerien, Metallurgie, 

Stahlproduktion, Chemieindustrie 

oder Chipherstellung – in 

der Industrie ist das Gas in vielen Prozessen 

unentbehrlich. Im Verkehrssektor 

kann Wasserstoff darüber 

hin aus als emissionsfreier Treibstoff 

dienen – und das nicht nur bei Autos 

mit Brennstoffzelle. Inzwischen sind 

auch Busse und sogar Züge im Nahverkehr 

mit Wasserstoff unterwegs. 

Und auch für den Schwerlast-, Schiffsund 

Flugverkehr ist der Einsatz von 

klimaneutral produziertem Wasserstoff 

oder auf Basis von Wasserstoff 

erzeugter synthetischer Treibstoffe 

in Zukunft eine denkbare Alternative. 

Besonders klimafreundlich ist eine 

dezentrale Wasserstofferzeugung vor 

Ort, denn damit reduzieren sich einhergehend 

die Transportwege zu den 

Verbrauchsstellen. 

PEM-Elektrolyseverfahren 

Vor diesem Hintergrund ist im oberfränkischen 

Wunsiedel im Fichtelgebirge 

eine wegweisende Anlage zur 

klimaneutralen Erzeugung von Wasserstoff 

entstanden. Ein Silyzer 300 

von Siemens Energy mit einer elektrischen 

Anschlussleistung von 8,75 MW 

kann bis zu 1.350 t Wasserstoff 

pro Jahr erzeugen und damit rund 

13.500 t CO 2 Emissionen einsparen. 

Dieses Modell zeichnet sich durch 

einen hohen Wirkungsgrad bei hohen 

Leistungsdichten sowie durch 

einen wartungsarmen, zuverlässigen 

und chemikalienfreien Betrieb aus. 

Die für diesen Prozess erforderliche 

Energie liefert der aus Photovoltaik- 

und Windkraftanlagen bereitgestellte 

Strom. 

Im Vergleich zur Alkali-Elektrolyse 

ist die PEM-Technologie ideal 

geeignet, um fluktuierenden Wind- 

und Solarstrom aufzunehmen, da 

eine hoch dynamische Betriebsweise 

möglich ist. Die Produktion 

ist damit der schwankenden Verfügbarkeit 

von erneuerbaren Energien 

optimal angepasst und kann 

schnell rauf- und runter reguliert 

werden. Denn wenn die Sonne 

plötzlich scheint, sollte der Produktion 

nichts mehr im Wege stehen. 

In Wunsiedel werden mit dem half 

array Silyzer 300 bis zu 165 kg H 2 

pro Stunde hergestellt, wobei etwa 



Produktion 

Hintergrundinfo Elektrolyseur 

Der Silyzer 300 ist die neueste und 

leistungsstärkste Produktlinie des 

Siemens Energy PEM-Elektrolyse-Portfolios 

im zweistelligen Megawatt-Bereich. 

Das modulare Design des Silyzer 

300 nutzt Skalierungseffekte, um 

niedrige Investitionskosten für großindustrielle 

Elektrolyseanlagen zu erreichen. 

Ein kompletter Elektrolyseur 

dieser Bauart – firmenintern „Full Array“ – 

besteht aus 24 Stacks, hat eine Kapazität 

von 17,5 Megawatt und kann 335 kg Wasserstoff 

pro Stunde produzieren. Das optimierte 

Design führt zu geringen Wasserstoffproduktionspreisen 

aufgrund hoher 

Anlageneffizienz und Verfügbarkeit. Die 

PEM-Elektrolyse eignet sich aufgrund 

der deutlich geringeren Hochlaufzeit und 

dynamischen Regelbarkeit besonders 

gut für den Einsatz mit volatilen erneuerbaren 

Energien. Die PEM-Elektro lyse 

10 Liter aufbereitetes Frischwasser 

pro Kilogramm H 2 benötigt werden. 

Mit der möglichen Erweiterung der 

Anlage auf ein Vollmodul wäre eine 

Produktionskapazität von bis 330 kg 

H 2 pro Stunde möglich. 

Kurze Transportwege 

Damit ist in der Region Nordbayern 

eine neue „Wasserstoff-Quelle“ entstanden. 

Bisher musste das Gas für 

Endkunden über relativ lange Transportwege 

angeliefert werden. Jetzt 

soll der Wasserstoff in Wunsiedel für 

die lokale Verteilung in Druckgasbehälter 

abgefüllt und über LKW-Trailer 

an lokale und regionale Endkunden 

geliefert werden. 

ist im Vergleich mit Alkaline-Elektrolyseuren 

sehr platzsparend und leicht bei 

gleicher Leistung. In Wunsiedel wurde 

ein halber Silyzer300 installiert. Aktuell 

arbeitet Siemens Energy an größeren 

Projekten, etwa einer 20-MW-Anlage 

für Air Liquide in Oberhausen (Projekt 

Trailblazer) und ein 50-MW-Elektro lyse- 

System für ein e-Methanol-Projekt in 

Dänemark/Kassö. 

Technische Daten 

Wasserstoffproduktion: 

100 kg – 2.000 kg pro Stunde 

Anlageneffizienz: > 75,5 % 

Anlaufzeit: < 1 Minute 

Dynamik: 0 – 100% in 10 %/s 

Minimallast: 40 % 

Wasserbedarf (VE): 

10 l pro kg Wasserstoff 

Wasserstoffqualität: 

Industriestandard 5.0 

Darüber hinaus hilft die Anlage dabei, 

Netzengpässe zu entschärfen 

sowie Flexibilität für das Stromnetz 

bereitzustellen. Mit dem für 2023 geplanten 

Bau einer H 2 -Tankstelle am 

Energiepark Wunsiedel kann zusätzlich 

die regionale Nutzfahrzeugflotte 

dekarbonisiert werden. Rechnet man 

mit einer regionalen Fahrleistung 

von 150 km pro Tag, so könnten beispielsweise 

400 wasserstoffbetriebene 

40 t-LKWs mit der Menge von 

1.350 Tonnen H 2 ein ganzes Jahr 

CO 2 -frei fahren. 

Laut Andreas Schmuderer, Leiter 

der Abteilung „Energy Performance 

Services“, bei Siemens Smart 

Infrastructure Deutschland (Siemens 

AG, kurz SI), unterstützt die in München 

ansässige Siemens Financial 

Services (Siemens AG, kurz SFS) das 

Projekt mit einem intelligenten Finanzierungskonzept. 

SFS ist mit einem 

Anteil von 45 Prozent an der Betreibergesellschaft 

WUN H 2 beteiligt. 

Weiterer Anteilseigner ist die Firma 

Rießner-Gase aus Lichtenfels (Oberfranken) 

mit ebenfalls 45 Prozent, sowie 

die Stadtwerke Wunsiedel (SWW) 

mit zehn Prozent. 

Die Anlage befindet sich im Energiepark 

Wunsiedel in unmittelbarer 

Nähe zu einem bereits aktiven Batteriespeicher 

von Siemens. Dieser 

ergänzt das zukunftsweisende Energiekonzept, 

das dort umgesetzt wird: 

Im Rahmen einer so genannten „Grid 

Edge“-Lösung sollen perspektivisch 

Konsumenten, Prosumenten und das 

intelligente Stromnetz in einem neuartigen 

Energiesystem miteinander 

interagieren. Die am Energiepark bereits 

vorhandenen Assets sowie die 

Wasserstoffanlage werden über das 

cloudbasierte, offene IoT-Betriebssystem 

von Siemens aggregiert. 

Realisierte CO 2 -Einsparungen 

Die Anlage in Wunsiedel ist für die 

CO 2 -freie Erzeugung von grünem 

Wasserstoff ein Zukunftsmodell für 

die sektorübergreifende Nutzung 

erneuerbarer Energien: Das größte 

Einsparpotential bietet dabei die 

Umstellung des Wasserstoffherstellungsprozesses. 

Der in der Region 

benötigte Wasserstoff wird derzeit 

durch Erdgasdampfreformierung in 

bis zu 280 km entfernten Raffinerien 

erzeugt. Sie setzen dabei pro 1 kg H 2 

rund 10 kg CO 2 frei. Zusätzlich fällt 

durch den Transport in den nordbayrischen 

Raum weiteres CO 2 an. Die 

Umstellung auf grünen Wasserstoff 

aus Wunsiedel bedeutet somit eine 

Einsparung von rund 98 Prozent CO 2 

pro Jahr. Der lokal erzeugte Wasserstoff 

soll per LKW-Trailer an direkt 

benachbarte und regionale Endkunden 

ausgeliefert werden. Doch auch 

Betriebe in der Oberpfalz, Thüringen, 

Sachsen sowie Westböhmen (Tschechische 

Republik) hat man im Visier. 

Die Anlage entschärft laut den Betreibern 

darüber hinausgehend Netzengpässe 

und bringt mehr Flexibilität 

für das Stromnetz. 


27


Produktion 

Als Besonderheit sollen in Wunsiedel 

auch der bei der Wasserstoff-Erzeugung 

anfallende Sauerstoff sowie 

die Niedertemperaturabwärme erstmalig 

in nahegelegenen Industriebetrieben 

weiter genutzt werden. Da 

somit alle Medienströme einer Verwendung 

zugeführt werden, zeigt 

die Anlage laut Andreas Schmuderer 

eine einzigartige Gesamt-Energie 

effizienz. 

Rohstoff Sauerstoff 

Dazu trägt maßgeblich die Integration 

der Wasserstofferzeugung in 

den so genannten Wunsiedler Weg 

bei. Die Stadtwerke Wunsiedel (SWW 

Wunsiedel GmbH) mit Geschäftsführer 

Marco Krasser setzen schon 

seit einigen Jahren verstärkt auf den 

konsequenten Einsatz und Ausbau 

regenerativer Energien und nachhaltiger 

Technologien. 

Durch die Nutzung von regionaler 

Solar- und Windenergie, Holz 

und Reststoffen als nachwachsende 

Rohstoffe und Energieträger, Erdgas 

als Kraftstoff und moderne Anlagen 

zur Kraft-Wärme-Kopplung entstehen 

nicht nur neue Arbeits plätze – 

der sektorenübergreifende Ansatz 

sichert auch kommenden Generationen 

eine lebenswerte Zukunft. 

Herzstück des Konzepts ist der 

Energiepark Wunsiedel, an dem sich 

neben der Wasserstoffelektrolyse ein 

Pelletwerk, ein schwarzstartfähiger 

Stromspeicher, ein Sägewerk und, in 

unmittelbarer Nähe, die Kläran lage 

der Gemeinde befinden. Einzigartig 

macht dieses Projekt laut Marco 

Krasser, Leiter der SWW, dass der 

Sauerstoff genutzt wird, der bei der 

Elektrolyse von Wasser entsteht. Dieser 

soll die Kläranlage beim Energiepark 

bei der Reinigung unterstützen. 

So will die Gemeinde die Investition 

in eine sonst notwendige vierte Reinigungsstufe 

sparen. 

Zudem soll die Abwärme nicht 

mehr nur dem Pelletwerk, sondern 

mit der Klärschlammtrocknung ebenfalls 

einem industriellen Prozess zugeführt 

werden. Dadurch werden alle 

Erzeugnisse der Elektrolyse verwendet 

– und so ein Wirkungsgrad von 

90 Prozent möglich werden. Diese 

Kombination von Nutzen, die „Sektorkopplung“ 

ist aktuell nur an wenigen 

Standorten in Deutschland möglich. 

Mehrstufige Energieverwertung 

Abb 2: Dicht nebeneinander sitzen die energetisch verzahnten Produktionsbereiche. Einen 

Steinwurf weit entfernt liegt die städtische Kläranlage (rechts, nicht im Bild) 

Die Produkte der Pelletfabrik werden 

nicht nur im freien Handel vertrieben. 

Ein Teil wird direkt im nahegelegenen 

Stadtteil Schönbrunn in der 

Heizzentrale eines Nahwärmenetzes 

verwertet. Über 100 Haushalte er- 



Produktion 

halten so nachhaltig produzierte 

Wärmeenergie. Der Energiepark 

erhält voraussichtlich im Laufe 

des Jahres 2023 noch eine Wasserstofftankstelle, 

die direkt vom 

Elektrolyseur mit Treibstoff versorgt 

wird. Als möglichen Abnehmer 

bringt Marco Krasser 

die Stadtwerke selbst ins Spiel: 

Die SWW und ihre Tochterunternehmen 

werden Fahrzeuge 

mit H 2 Antrieb beschaffen, sofern 

es diese für die jeweiligen 

Anwendungen gibt und der batterieelektrische 

Antrieb nicht 

effizienter ist. Damit nicht 

genug, auch weitere Abnehmer 

für den Wasserstoff sieht 

Krasser in unmittelbarer Nähe. 

Potentielle Abnehmer für H 2 am 

Ener giepark sind beispielsweise 

die WUN-Pellet. Diese betreibt 

bereits seit 2016 H 2 -taugliche 

Blockheizkraftwerke am Standort. 

Diese können sukzessive auf 

H 2 umgestellt werden. Weiter 

wird durch die Gasversorgung 

Wunsiedel (GVW) einer 50-prozentigen 

Tochter der SWW, ein 

Erdgas/H 2 -Heizkessel mit 5 MW 

betrieben. Dieser kann sowohl 

mit Methan als auch mit H 2 befeuert 

werden – und das mit jedem 

Mischungsverhältnis. Für 

die Versorgung der obengenannten 

Betriebe wurde bereits 

eine eigene H 2 –Infrastruktur mit 

Wasserstoffleitungen auf öffentlichem 

Grund errichtet. 

Fallstrick Strompreisbremse 

Zum Zeitpunkt der Recherche 

stand der Elektrolyseur leider 

weitgehend still – ein kleines Detail 

im Firmenkonstrukt hat weitreichende 

Folgen. Die Stadtwerke 

Wunsiedel sind zwar an 

unterschiedlichen regenerativen 

Energieproduzenten beteiligt. 

Doch die WUN H 2 GmbH selbst 

besitzt weder eigene Windräder 

noch Solarparks oder sonstige 

erneuerbare Stromquellen. 

Das konkretisiert Dr. Philipp 

Matthes, Geschäftsführer der 

WUN H 2 GmbH folgendermaßen: 

Geplant ist ein Strombezug 

aus mehreren Quellen, um eine 

möglichst gute Saisonalität und 

Glättung der Schwankungen im 

sonnenstarken Sommer und im 

windstarken Winterhalbjahr zu 

erreichen. Dazu soll der Elektrolyseur 

netzdienlich gefahren werden. 

Das heißt, dass bei hohem 

Stromangebot und dementsprechend 

vergleichsweise niedrigen 

Preisen produziert die Anlage 

Wasserstoff, bei Netzengpässen 

und hohen Preisen kann sie 

heruntergefahren werden. Darüber 

hinaus kann die WUN H 2 

GmbH zusätzliche Strommengen 

über die Börse kurzfristig einkaufen, 

falls die Wasserstoffnachfrage 

mit den dahinterliegenden Preisen 

es wirtschaftlich ermöglicht. 

Doch derzeit liegt laut Auskunft 

der WUN H 2 die H 2 -Produktion 

in Wunsiedel weitgehend auf 

Eis. Gleiches gilt für die bereits 

angestoßenen Verhandlungen zu 

der Erweiterung der Anlage von 

8,75 auf 17,5 Megawatt elektrischer 

Leistung. 

Überraschender Grund: Im 

Dezember 2022 hat die Bundesregierung 

beschlossen, den 

außer gewöhnlich hohen Strompreisen 

mit einer so genannten 

Strompreisbremse zu begegnen. 

Diese soll finanziert werden 

durch die Abschöpfung von 

Überschusserlösen, die Stromerzeuger 

in überdurchschnittlichem 

Maße und unabhängig 

von ihren tatsächlichen Stromgestehungskosten 

erzielen können. 

Das Gesetz zur Strompreisbremse 

greift maßgeblich in 

den bisher bestehenden PPA- 

Markt (Power Purchase Agreement) 

ein, sodass sich die 

Strom erzeuger aus dem PPA- 

Markt zurückgezogen haben, 

und die WUN H 2 GmbH nicht 

mehr in der Lage ist, ein bereits 

verhandeltes PPA mit einer bestehenden 

Windkraftanlage abzuschließen. 

PPAs sind direkte und langfristige 

Stromlieferverträge zwischen 

Erzeugungsanlagen und 

Abnehmern, die die Grundvoraussetzung 

für Preissicherheit, 

Planbarkeit und Finanzierbarkeit 

von Anlagen zur 

grünen Energieerzeugung sind. 

Darüber hinaus benötigt die 

WUN H 2 GmbH PPAs, um die an 

grünen Wasserstoff gestellten 

Anforderungen des letzten Entwurfs 

des Delegierten Rechtsakts 

zur Renewable Energy 

Directive II („RED II“) zu erfüllen. 

Dieser sieht PPAs explizit als Instrument 

vor, damit der produzierte 

Wasserstoff als „grün“ 

und damit für die Treibhausgasminderungsquote 

werden kann. 

anerkannt 

Die Strompreisbremse steht 

somit dem ursprünglichen Geschäftsmodell 

der WUN H 2 GmbH 

im Weg: Der produzierte Wasserstoff 

kann weder als „THG-konform“ 

klassifiziert werden, noch 

können verlässliche und preislich 

stabile Produktionsmengen geplant 

werden. 

Es bleibt allerdings Hoffnung – 

bis zum Redaktionsschluss gab 

es zwar noch keine Lösung, 

aber das zuständige Ministerium 

hat in Gesprächen signalisiert, 

an einer solchen zu arbeiten. 

Auch könnte es sein, dass 

die Strompreisbremse aufgrund 

der deutlich gesunkenen Marktpreise 

nicht über den Sommer 

hinaus verlängert wird – und so 

den ursprünglichen Plänen der 

WUN H 2 hoffentlich nichts mehr 

im Wege steht. 

Quellen 

Fallstudie: Grüne Wasserstoffproduktion 

in Wunsiedel, Autor: 

Andreas Schmuderer, Leiter der 

Abteilung „Energy Performance 

Services“, bei Siemens Smart 

Infrastructure, Deutschland 

(Siemens AG) 

Datasheet Silyzer 300: 

Siemens Energy 

Stadtwerke Wunsiedel 

(SWW Wunsiedel GmbH): 

Marco Krasser, Geschäftsführer 

WUN H2 GmbH: 

Dr. Philipp Matthes 

Geschäftsführer 

COG SETZT ZEICHEN: 

Heute schon die Zukunft 

im Sortiment. 

Geprüfte Werkstoffe für den zuverlässigen 

Einsatz in der Wasserstoff-Technologie. 

www.COG.de/h2


Verwertung 

Heiz- und Prozesswärme mit 

klimaneutralem Wasserstoff 

Dipl.-Ing. (FH) Daniel Gosse MBA 

Bis 2050 soll Europa klimaneutral 

werden. Viele produzierende Unternehmen 

stellen bei der Analyse 

ihrer CO 2 -Bilanzen fest, dass ein 

nicht unerheblicher Teil ihrer direkten 

CO 2 -Emissionen aus der 

Heiz- und Prozesswärme resultiert. 

Vor der gleichen Herausforderung 

stehen Energieversorger bei der 

Beheizung großer Liegenschaften 

oder bei Nah-/Fernwärmenetzen im 

Megawatt-Bereich. Wie lässt sich 

die Dekarbonisierung in Heiz- und 

Prozesswärmeanwendungen erreichen? 

Verschiedene Technologien 

für grüne Energieträger sind am 

Markt verfügbar, unter anderem 

für den Einsatz von grünem Wasserstoff. 

Neben einem hohen Kesselwirkungsgrad 

von bis zu 98 Prozent 

ist seine Verbrennung vollständig 

CO 2 -neutral. Der folgende Fachbericht 

fokussiert auf Lösungen mit 

Wasserstoffkesseln und auf technische 

Maßnahmen für das sichere 

und saubere Verbrennen von 

Wasserstoff. 

Dezentrale Insellösungen 

mit Wasserstoff 

Seit einiger Zeit diskutieren Experten 

und Gasnetzbetreiber über 

die anteilige Beimischung von grünem 

Wasserstoff in das Erdgasnetz. 

10 –15 Prozent Wasserstoff lässt 

sich laut aktuellem Stand sicher und 

ohne größeren Aufwand in bestehende 

Netze beimischen. Zu beachten 

ist, dass Wasserstoff auf das Volumen 

bezogen nur etwa ein Drittel 

des Heizwertes von Erdgas aufweist 

(15 Prozent Wasserstoff im Netz = ca. 

5 Prozent Energieanteil). Ein schneller 

Hochlauf auf 50 bzw. 65 Prozent erneuerbare 

Energie im Erdgasnetz ist 

daher perspektivisch eher unwahrscheinlich. 

Kurz- und mittelfristig bieten dezentrale 

Insellösungen mit 100 Prozent 

grünem Wasserstoff eine attraktivere 

Alternative für die schnelle 

CO 2 -Neutralität. Insbesondere in Industrieparks 

oder in Regionen mit 

hoher Energiedichte laufen einige Pilotprojekte 

weltweit. In Wunsiedel im 

Fichtelgebirge wurde beispielsweise 

ein Elektrolyseur mit einer elektrischen 

Anschlussleistung von sechs 

MW in der ersten Ausbaustufe errichtet. 

Wasserstoff-Überschüsse lassen 

sich künftig unter anderem in einem 

5 MW Bosch-Heizkessel für die Wärmeversorgung 

und zur Trocknung 

von Holzprodukten in einem Sägewerk 

einsetzen. Genauso sind auch 

andere Kombinationen von Fernwärme 

mit Elektromobilität und dezentraler 

grüner Energieversorgung, 

z. B. einer Kommune, denkbare Anwendungen. 

Aber warum sollte man den komplexen 

Weg über die eigene Wasserstofferzeugung 

(Abb. 1) wählen und 

dabei rund 30 Prozent Wirkungsgradverluste 

in Kauf nehmen? Der grüne 

Strom könnte schließlich unmittelbar 

mit hohem Wirkungsgrad in einem 

Elektrokessel eingesetzt werden. Bei 

der reinen Elektrifizierung von thermischen 

Anlagen besteht die Herausforderung, 

dass die fossile Netz- 


Hochleistungs-Kunststoffe 

für klimaneutrale 

H 2 -Technologien. 

Abb. 1: Vereinfachte Darstellung einer grünen Wasserstofferzeugung mit Integration von Prozesswärme. 

 

(Alle Bilder: Bosch Industriekessel) 

anschlussleistung etwa die zehnfache 

Leistung eines elektrischen Anschlusses 

ausmacht. Je nach gegebener Infrastruktur 

und Entfernung zum nächstgelegenen 

großen Öko-Kraftwerk, kann die 

Nutzung von Grünstrom für den Wärmebedarf 

limitiert sein. Ein weiterer Punkt 

ist die fluktuierende Verfügbarkeit abhängig 

von Witterung, Tages- und Jahreszeit. 

Bei Sonnenschein und Wind ist der 

Strom für Hochtemperaturanwendungen 

direkt und mit über 99 Prozent Wirkungsgrad 

in Anlagen und Produktion nutzbar. 

In den Wintermonaten hingegen bzw. an 

energiearmen Tagen bedarf es in vielen 

Fällen einen zusätzlichen CO 2 -neutralen 

Energieträger zur Kompensation. Hier 

spielt Wasserstoff seine Stärken aus: Er 

kann vergleichsweise einfach, effizient 

und günstig gespeichert werden und ist 

mit einem hohen Wirkungsgrad nutzbar. 

Voraussichtlich gewinnen aus diesem 

Grund hybride Prozesswärmekonzepte 

zunehmend an Attraktivität – z. B. Kessel 

mit Mehrstofffeuerung und elektrischem 

Heizelement (Abb. 2). Diese Kombination 

aus direkter Grünstromnutzung 

und Wasserstoff als zweiten Energieträger 

stellt eine hocheffiziente Lösung dar. 

Eine weitere Möglichkeit ist der Einsatz 

von einem reinen Elektrokessel (Abb. 3) 

und einem Wasserstoffkessel, um eine 

Wasserstoff: der klimaneutrale Energieträger 

der Zukunft. Erzeugt mit regenerativen 

Quellen durch Elektrolyse. Als 

Entwicklungspartner für Hochleistungs 

Kunststoffe unterstützen wir Sie von der 

H 2 Herstellung bis zur H 2 Anwendung. Mit 

maß geschneiderten Dichtungslösungen 

für die H 2 Produktion bis hin zu Bauteilen 

im mobilen Einsatz. In Dimensionen bis 

3 m für die Large Scale Elektrolyse und 

mehr. 

www.ekkt.de/elektrolyse 

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Fon +49 7142 5830 

Abb. 2: Hybridkessel im Bosch-Werk kurz vor der Auslieferung nach Spanien. Das elektrische Heizelement 

nutzt über 5 MW grünen Strom aus der kundeneigenen Photovoltaik-Anlage. Zusätzlichen 

Bedarf deckt der Brenner zuverlässig ab. Durch eine geplante Elektrolyse vor Ort ist die Kesselanlage 

bereits auf den Betrieb für bis zu 100 Prozent Wasserstoff ausgelegt. 



Verwertung 

Abb. 3: Reine Elektrokessel sind ein weiterer wichtiger Baustein in der Energiewende. 

zuverlässige CO 2 -neutrale Versorgung 

strahlung ist unterschiedlich. Während 

unabhängig von fossilen Brennstrahlung 

stoffen sicherzustellen. 

die Erdgas-Flamme im hohen 

Maße Strahlung im Infrarot-Bereich 

erzeugt, emittiert die Wasserstoff- 

Unterschiede beim Verbrennen von 

Wasserstoff 

Flamme im geringen, aber messbaren 

Maße, ultraviolette Strahlung. 

Das dient in bestimmten Verbrennungssystemen 

Bei der Verwendung von Wasserstoff 

sind gewisse Faktoren und Unterschiede 

als Messgröße in der 

Verbrennungsregelung. 

im Vergleich zu Erdgas zu 

berücksichtigen: Die Flamme ist mit 

rund 2000 °C heißer, was die thermische 

Technologische Anforderungen 

an wasserstoffbetriebene Heiz- und 

NOx-Bildung begünstigt. Dampfkessel 

Zudem brennt und zündet dieser 

Brennstoff rasanter, nicht umsonst 

nennt sich die Mischung aus Wasserstoff 

und Sauerstoff auch Knallgas. 

Als kleinstes Atom im Universum 

neigt Wasserstoff zur Diffusion durch 

viele Materialien und sogar durch 

Metalle. Eine versehentliche Knallgasbildung 

ist unbedingt zu vermeiden. 

Wie eingangs erwähnt, beträgt 

der Heizwert pro Volumeneinheit von 

Wasserstoff etwa ein Drittel dessen 

vom Erdgas. Das heißt, man benötigt 

das dreifache Gasvolumen für die 

gleiche Energiemenge. 

Ein weiterer wesentlicher Unterschied 

ist die farblose Flamme der 

reinen Wasserstoff-Flamme, die aber 

schon durch kleine Anteile an Erdgas 

zu blau wechselt. Auch die Wärmeab- 

Die Nutzung von Wasserstoff in Kesselanlagen 

ist eine geläufige Technologie 

in Branchen, in denen Wasserstoff 

als Abfallprodukt in chemischen 

Prozessen entsteht. Daher sind technologische 

Anforderungen für das 

sichere und effiziente Handling bekannt. 

Bosch Industriekessel hat in 

den vergangenen Jahren einige Anlagen 

für Kunden im Bereich Pharmaindustrie 

(Abb. 4), Kunststoffherstellung 

und für grüne Wärmeversorgung 

gefertigt und in Betrieb genommen. 

Um das klimafreundliche Gas 

nutzen zu können, finden unter anderem 

die nachfolgenden Lösungen 

Anwendung: Voraussetzungen sind 

technische Maßnahmen und Komponenten, 

um das dreifache Brennstoffvolumen 

bereitzustellen sowie die 

höheren Verbrennungstemperaturen 

bei gleichzeitig schnellerem Abbrandverhalten 

zu beherrschen. Dies betrifft 

insbesondere Leitungen, Düsen, 

hochtemperaturfeste feuerberührte 

Bauteile, Brennergebläse und den 

Feuerraum. Der Wasserstoffbrenner 

ist in der Regel als komplexe Mehrstofffeuerung 

mit entsprechend anspruchsvoller 

Steuerung ausgeführt, 

um volle Flexibilität und Versorgungssicherheit 

zu ermöglichen. 

Für die erhöhte thermische NOx- 

Bildung beim Verbrennen von Wasserstoff 

gibt es bewährte abgasseitige 

Maßnahmen: Mithilfe einer 

Abgasrezirkulation lassen sich die 

geltenden Abgasvorschriften hinsichtlich 

NOx zuverlässig erfüllen. Bei 

diesem Verfahren wird sauerstoffarmes 

Abgas des Kessels genutzt und 

mit der Verbrennungsluft vermischt. 

Der Partialdruck des Sauerstoffgehalts 

reduziert sich und sorgt für eine 

verzögerte Reaktion von Wasserstoff 

und Sauerstoff und verringert dadurch 

die mittlere Flammentemperatur. 

Daraus resultiert eine effektive 

Reduzierung thermischer NOx-Bildung. 

Im Fall einer Umrüstung einer 

Bestandsanlage bieten auch hier die 

Abgasrezirkulation und eine entsprechende 

Auslegung die Möglichkeit, 

die ursprüngliche Nennleistung zu erreichen 

und gleichzeitig die strengen 

NOx-Limits einzuhalten. 

Um eine Rückzündung der Wasserstofffeuerung 

in die Brennstoffzuleitung 

zu verhindern, ist die 

Feuerungsanlage mit einer Flammenrückschlagsicherung 

versehen. Diese 

kann sowohl statisch, z. B. als Deflagrations- 

oder Detonationssicherung, 

als auch dynamisch ausgeführt sein. 

Die dynamische Variante bewirkt eine 

wesentlich höhere Gasaustrittsgeschwindigkeit 

aus Gasring oder Gaslanzen 

als die Flammengeschwindigkeit. 

Vorschriften hierzu gibt es nicht, 

denn bisher existiert kein bindendes 

Regelwerk, das eine Wasserstofffeuerung 

im Bereich Industriekesselanlagen 

beschreibt. Wenngleich die Normung 

hinsichtlich Wasserstoffes im 

letzten Jahr an Fahrt aufgenommen 

hat, muss gegenwärtig jede Anlage 

einer Einzelbetrachtung unterzogen 

werden. Darunter sind auch Themen 



Verwertung 

wie bestimmte Explosionsschutz-Vorgaben 

(Atex-Level), die Werkstoffauswahl, 

die Eignung der verwendeten 

Ausrüstung und Betriebsaspekte zu 

berücksichtigen. 

Im Bereich der Abgastechnik lassen 

sich etablierte Auslegungsregeln 

und Technologien analog zu Erdgasfeuerungen 

nutzen. Der im Methan 

des Erdgases gespeicherte Wasserstoff 

wird letztendlich auch zu Wasserdampf 

verbrannt. 

Daraus resultieren im Übrigen die 

deutlich geringeren CO 2 -Emissionen 

von Erdgas im Vergleich zur Kohle, 

die im Wesentlichen aus Kohlenstoff 

besteht. Durch die hohe spezifische 

Wärmekapazität bzw. Enthalpie vom 

Wasserdampf im Abgas, kann folglich 

bei der Verbrennung von Wasserstoff 

die sogenannte Brennwerttechnik 

gleichermaßen zum Einsatz 

kommen. Beim Phasenwechsel vom 

Wasserdampf des Abgases zu flüssigem 

Wasser wird erheblich mehr 

Energie frei als durch die reine Temperaturreduktion 

bei der Abwärmenutzung. 

Eine Reduzierung der Abgastemperatur 

von 130 °C auf 60 °C 

ist durch einen Brennwertwärmetauscher 

realisierbar, daraus resultiert 

eine Brennstoffeinsparung von bis 

zu sieben Prozent. Voraussetzung ist 

jedoch eine Wärmesenke, beispielsweise 

zur Vorwärmung von Brauchwasser 

oder für das Beheizen von 

Produktionshallen und Büros. Der 

Gesamtwirkungsgrad solcher Systeme 

beträgt in der Praxis bis zu 103 

Prozent bezogen auf den Heizwert 

bzw. 98 Prozent in der primärenergetischen 

Betrachtung. Bei dem Einsatz 

von Brennwerttechnik in Verbindung 

mit Wasserstofffeuerungen und 

Abgasrezirkulation gibt es zusätzliche 

Aspekte zu beachten, insbesondere 

bei Warm-/Heißwasserkesseln mit 

geringer Rücklauftemperatur. 

Energieversorgung zukunftssicher 

aufstellen und Förderungen nutzen 

Was ist nun die Handlungsempfehlung 

an die Betriebe hinsichtlich 

ihrer zukunftssicheren Versorgung 

mit Heiz- und Prozesswärme? Alternativen 

wie etwa die Integration von 

Wärmepumpen sind in produzierenden 

Unternehmen überwiegend 

für Niedertemperaturanwendungen 

rentabel, z. B. für Heizzwecke als Luftwärmepumpe. 

Viele Produktionsprozesse 

hingegen benötigen Dampf und 

Heißwasser mit Temperaturen weit 

über 100 °C. Bei diesem hohen Temperaturniveau 

sinkt der Wirkungsgrad 

(genauer COP) von Wärmepumpen, 

somit ist eine wirtschaftliche 

Betriebsweise derer nicht möglich. 

Zur Speisung von Hochtemperaturwärmepumpen 

ist zudem häufig keine 

adäquate Abwärmequelle vorhanden, 

deren Leistung ein Vielfaches 

der benötigenden Kesselleistung aufweisen 

muss. 

Klimafreundlicher Wasserstoff 

hingegen hat das Potential, Wärmeprozesse 

mit hohen Temperaturen 

im Megawattbereich abzudecken. Er 

gilt als ein wesentliches Instrument 

in der zukünftigen Energielandschaft. 

Während alternative Energieträger 

mit einjähriger CO 2 -Bindung (Biogas, 

Bioöl) nur in begrenztem Umfang zur 

Verfügung stehen, besteht bei einem 

grünen Energiemix mit Wasserstoff 

und Strom die Chance auf flächendeckende 

Substitution der CO 2 -Emissonen. 

Die Engpässe sind derzeit 

noch die Brennstoff- Verfügbarkeit 

und die wirtschaftliche Darstellbarkeit 

– die Technologie hingegen ist 

bereits jetzt für die Verwendung von 

sowohl Wasserstoff als auch Strom 

ausgereift und sofort anwendbar. 

Bei vielen Neuanlagen empfiehlt es 

sich, schon heute Schnittstellen für 

die spätere Umrüstung vorzusehen 

und die Kessel als „hydrogen-ready“ 

und/oder als Hybrid mit elektrischem 

Heiz element auszulegen. Oft ist es 

möglich, auch vorhandene Kesselanlagen 

für den Einsatz alternativer 

Brennstoffe mit vertretbarem Aufwand 

zu modernisieren. 

In jedem Fall ist es sinnvoll, vorhandene 

Anlagen jetzt auf ihre Zukunftssicherheit 

zu prüfen. Häufig 

lassen sich dabei viele Potentiale 

zur CO 2 -Einsparung identifizieren 

und beispielsweise durch Einrichtungen 

zur Abwärmerückgewinnung 

nutzen. Das senkt nicht nur die 

Brennstoff kosten, sondern auch die 

seit 1.1.2021 eingeführte CO 2 -Emissionsabgabe. 

Zudem bestehen in 

Deutschland aktuell attraktive Möglichkeiten, 

bis zu 40 Prozent staatliche 

Förderung auf CO 2 -reduzierende 

Maßnahmen an Prozesswärmesystemen 

zu erhalten. Sowohl für Modernisierungen 

als auch für Neuanlagen. 

Investitionszuschüsse für umweltschonende 

Kesseltechnik sind 

in dieser Form und Höhe eine historische 

Chance und belegen den politischen 

Willen zur Wärmewende. 

Abb. 4: Beispiel eines umgesetzten Brennstoff-Konzepts mit Wasserstoff, Erdgas und leichtem 

Heizöl an einer Bosch-Kesselanlage bei einem Pharmaunternehmen. 

Autor: 

Dipl.-Ing. (FH) Daniel Gosse MBA 

Bosch Industriekessel GmbH 

Leiter Marketing und Akademie 

Tel.: +49 9831 56-248 

E-Mail: daniel.gosse@de.bosch.com 

www.bosch-industrial.com 


33


Wärmerückgewinnung 

Von der Maschinen- zur Systemlösung 

Zweistufige Druckluftaggregate mit 


Lothar Stoll 

Die ölfreien zweistufigen AERZEN- 

Schraubenverdichter der Baureihe 2C 

bieten dank offener Systemintegration, 

modularer Grund komponenten 

sowie variabler mechanischer und 

elektronischer Schnittstellen höchste 

funktionale Anpassungsfähigkeit für 

unterschiedliche Antriebs- und Steuerungskonzepte. 

In Kombination 

mit maßgeschneiderten Systemen 

zur Wärmerückgewinnung werden 

die kundenindividuell ausgelegten 

Druckluftaggregate zu wahren Energiesparmeistern 

und Bestandteil 

einer Systemlösung. 

Bei der Erzeugung von Druckluft fällt 

eine große Menge an Wärmeenergie 

an. Wird diese Prozesswärme mittels 

Wärmerückgewinnung für weitere 

Betriebsabläufe wie Wassererwärmung, 

Trocknungsprozesse oder 

Vorerwärmung von Brennerluft nutzbar 

gemacht, lassen sich erhebliche 

Energieeinsparungen, Emissionssenkungen 

und Kostenreduzierungen 

erzielen. Mit hochleistungsfähiger 

Kompressortechnologie und maßgeschneiderten 

Systemen zur Wärmerückgewinnung 

bietet AERZEN genau 

die richtige Antwort. Das Ergebnis: 

maximale Ressourceneffizienz und 

Wirtschaftlichkeit. Ein Beispiel sind 

die zweistufigen Schraubenverdichter 

der Baureihe 2C mit Wärmerückgewinnung 

aus dem Hause der RKR 

Gebläse und Verdichter GmbH, einer 

100%igen Tochtergesellschaft von 

AERZEN und der Spezialist für zweistufige 

Verdichterlösungen in der 

Unternehmensgruppe. Diese zweistufigen 

Verdichterlösungen werden 

durch die Aerzener Kundenberatung 

und Engineering-Kompetenz von RKR 

zu einer innovativen Systemlösung 

der Kundenanwendung. 




Abb. 1: Die althergebrachte Maschinenperspektive richtet sich „nur“ auf die Eintritts- und Austrittsbedingungen 

(alle Bilder: AERZEN) 

Ein Einsatzfall in der Praxis 

Zunächst dreht sich alles um den Einsatz- 

und Anwendungsfall, in diesem 

Beispiel die Nutzung von trockener 

Druckluft im Vergütungsprozess 

der Stahlherstellung. Ein klares Verständnis 

über die Applikation und 

die Einsatzbedingungen, insbesondere 

die im Betriebs-/Jahreszyklus 

unterschiedlichen Umgebungsbedingungen 

und Betriebspunkte, sind 

maßgeblich. Hier zeigt sich, dass neben 

der maschinenspezifischen Betriebssituation, 

wie Voll- und Teillast, 

auch das außerhalb der Verdichtertechnik 

bestehende System, zum Beispiel 

einer jahreszeitabhängigen Zuschaltung 

von Kältetrocknern oder 

Absorptionstrocknern, übergeordnet 

zu betrachten ist. 

Von der Verdichter- zur 

Systemlösung 

Während die althergebrachte Maschinenperspektive 

sich „nur“ auf 

Eintritts- und Austrittsbedingungen 

richtet, ist das Verständnis der Anwendung 

ein Muss für die Systemlösung. 

Für die Maschine als Blackbox 

gelten nur wenige Eckdaten, wie das 

Schaubild in Abbildung 1 zeigt. Im 

System dagegen kommen andere 

Perspektiven und Anforderungen 

hinzu – und zwar der Gesamtprozess 

des Kunden und dabei das Ziel, 

die in dem verdichteten Gas enthaltene 

Wärmeenergie als Quelle für die 

Erwärmung von Prozesswasser zu 

nutzen. Also geht es nicht mehr ausschließlich 

um ein Gas am Übergabepunkt 

der Maschine (siehe Schaubild 

Maschinenperspektive), sondern vielmehr 

um die Frage, wie einem Gesamtsystem, 

also einem Prozess, eine 

größtmögliche Wärmeenergie zugeführt 

werden kann. 

Ein Kunstgriff für Innovation 

Ein Großteil der elektrischen Antriebsenergie 

bei luft- oder wassergekühlten 

ölfreien Kompressoren wird im Gasstrom 

als Wärme gebunden. Nun 

kommt der Trick: Die aus der mehrstufigen 

Verdichtung des Gases resultierende 

Temperaturerhöhung von 

bis zu 200 K wird dafür genutzt, einen 

Wasserkühlkreislauf auf ein möglichst 

hohes Temperaturniveau zu bringen, 

dabei ist gleichzeitig sicherzustellen, 

das Gas für den Kundenprozess auf 

einer maximalen Austrittstemperatur 

von 40 °C zu halten. Damit ist ein weiterer 

Mehrwert gegeben, da das Gas 

auch für den nachgeschalteten Trockner 

mit einer für die Trocknung optimalen 

Eintrittstemperatur zur Verfügung 

gestellt wird. 

Dies kann auf unterschiedliche 

Weise innerhalb und außerhalb der 

Maschinentechnik erfolgen. Es gilt 

aber, ein Optimum aus funktionaler 

Integration, Wirtschaftlichkeit und 

Effizienz zu schaffen. Hier kommen 

die Engineering-Kompetenz und die 

innovative Kreativität der Systemlösung 

von RKR zum Tragen: Eine funktionale 

Verschaltung und Steuerung 

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Mit JUMO sind Sie auf der sicheren Seite 

JUMO bietet Sensor- und Automatisierungslösungen z. B. für Elektrolyseure, Brennstoffzellen, Speicher und Syntheseanlagen. So unterstützen wir die 

Gewinnung von grünem Wasserstoff und seine Verwendung in den unterschiedlichen Anwendungsgebieten. Damit wollen wir die Energiewende weiter 

vorantreiben und Lösungen für die Zukunft entwickeln.



Abb. 2: Eine funktionale Verschaltung und Steuerung von mehreren Wasserkühlern 

integriert in der Systemtechnik schafft ungeahnte Potentiale für die Nutzung der im 

Gas gebundenen Wärme 

von mehreren Wasserkühlern integriert 

in der Systemtechnik schafft 

dabei ungeahnte Potentiale für die 

Nutzung der im Gas gebundenen 

Wärme. 

Wärmeenergie sinnvoll nutzen 

Als Ergebnis der innovativ verschalteten 

Systemtechnik konnte in dem 

konkreten Anwendungsfall schon 

bei Teillastbetrieb von zwei Maschinen 

nach einer Stunde eine Wärmeleistung 

von 1.200 kW (1,2 Megawatt!) 

in den Kundenprozess eingespeist 

werden. Somit konnte ein Großteil 

der elektrischen Antriebsenergie, die 

bei der Drucklufterzeugung in Wärme 

umgewandelt wurde, für die Temperierung 

im Produktionsprozess 

genutzt werden, ohne dabei auf bislang 

zusätzliche Energiequellen zugreifen 

zu müssen. Dies ermöglicht 

erhebliche Energieeinsparungen, 

eine verbesserte Wirtschaftlichkeit, 

die Steigerung der Energieeffizienz 

des Gesamtsystems und somit einen 

wichtigen Beitrag für das Klima und 

den CO 2 -Fußabdruck. 

Maximale Anlagenperformance 

dank kundenindividuell konzipierter 

Druckluftlösungen 

Die luft- oder wassergekühlten Kompressoren 

liefern ölfreie und absorp- 

Abb. 3: Master-Slave- 

Konfiguration am Beispiel 

einer Druckluftanlage 

mit angebundenen 

Trocknern 




Abb. 4: Maschinensteuerung und HMI erweitern die Systemperspektive 

tionsmittelfreie Druckluft im Druckbereich 

von 4 bis 11,5 bar (g) und sind 

für Volumenströme von 166 m³/h bis 

9.300 m³/h ausgelegt. Das modulare 

Konzept garantiert eine hohe funktionale 

Anpassungsfähigkeit für unterschiedliche 

Antriebs- und Steuerungskonzepte 

und gewährleistet 

größte Flexibilität bei der Anpassung 

an die applikationsspezifischen Anforderungen 

und kundenindividuellen 

Prozessbedingungen, wie vorab 

beschriebener Einsatzfall gezeigt hat. 

Neben funktional zugeschnittenen 

Lösungen kommen auch individuelle 

Ausführungen für besonders schallreduzierte 

Anwendungen, Außenaufstellungen 

oder Heavy-Duty-Container-Konfigurationen 

zum Einsatz. 

Skalierung bis zur 

Automatisierungsebene 

Auch hier gilt: Die Einzellösung ist 

perfekt auf die Anwendung zugeschnitten 

– ob als Stand-alone- 

Lösung oder in einem Maschinenund 

Systemverbund, siehe Anwendungsbeispiel 

einer Druckluftanlage 

mit angebundenen Trocknern in 

einer so genannten Master-Slave- 

Konfiguration. 

Diese zugeschnittene Master- 

Slave-Steuerung im Systemverbund 

ermöglicht es, mehrere Verdichter 

und Trockner in einem System koordiniert 

zu betreiben. Hierbei gibt 

es einen Master-Verdichter, der die 

Kontrolle über die Steuerungseinheit 

hat und die Leistung der Slave- 

Verdichter entsprechend den Anforderungen 

des Systems anpasst. Die 

Steuerungseinheit überwacht dabei 

die Betriebsparameter der Verdichter, 

wie beispielsweise Druck und 

Durchfluss, und steuert sie so, dass 

sie effizient und zuverlässig arbeiten. 

Eine zusätzlich redundant ausgeführte 

Steuerung bietet eine zusätzliche 

Schutzebene gegen Ausfälle im 

Steuerungssystem. Durch die Kombination 

einer Master-Slave-Steuerung 

mit einer redundanten Steuerung 

wird die Zuverlässigkeit der Systemlösung 

weiter erhöht, da ein Ausfall 

einer Steuerungseinheit nicht zum 

Ausfall des gesamten Systems führt. 

Die Kommunikation erfolgt in diesem 

konkreten Einsatzfall zwischen 

den Verdichtern, den jeweiligen über 

Mittelspannungs-Frequenzumrichtern 

drehzahlveränderbaren Antrieben, 

den Trocknern und der DCS 

(Distributed Control System) über 

PROFINET. PROFINET als bewährtes 

industrielles Kommunikationsprotokoll 

ermöglicht dabei eine schnelle 

und zuverlässige Kommunikation 

zwischen den verschiedenen Komponenten 

des Gesamtsystems. 

Mit zunehmender Automatisierung 

und einer spezifischeren Erfassung 

von Betriebsdaten/-zuständen 

ergeben sich weitere Perspektiven 

für die Systembeobachtung und Optimierung: 

Skalierbare Systembausteine 

mit Schnittstellen für eine Remote- 

und/oder lokale Betriebs-und 

Anlagenanalyse sowie Service-Logs 

stehen zur Verfügung und können 

mit ergänzenden Serviceleistungen 

nach Bedarf kombiniert werden. 

Passgenaue Systemlösungen 

mit Mehrwert in der Kundenanwendung 

Mit der Kombination aus Maschinen- 

und Systemperspektive, kreativem, 

kompetentem Engineering 

und einem bewährten modular skalierbaren 

Baukasten bietet RKR als 

Spezialist für zweistufige Verdichterlösungen 

in der Unternehmensgruppe 

AERZEN zugeschnittene Systemlösungen 

mit Mehrwert in der 

Kundenanwendung. Das kompetente 

Team unterstützt Anwender dabei, 

ihre bislang ungenutzten Potentiale 

auszuschöpfen. 

Autor: 

Lothar Stoll, Geschäftsführer 

RKR Gebläse und Verdichter GmbH 

www.rkr.de, www.aerzen.com 


37


Wärmepumpen 

Genau hingehört 

Wärmepumpen im Hörversuch 

Hans-Jörg Risse 

Bei Luft-Wasser-Wärmepumpen ist 

die Geräuschentwicklung von entscheidender 

Bedeutung für Einsatzmöglichkeiten 

und Kunden- 

Akzeptanz. Wichtig ist deshalb nicht 

nur der Schallleistungspegel, sondern 

auch das subjektive Geräuschempfinden. 

Wärmepumpen liegen im Trend und 

etwa bei drei von vier der verkauften 

Geräte handelt es sich um Luft-Wasser-Wärmepumpen. 

Mit dem Klimapaket 

übernimmt die Bundesregierung 

seit Anfang des Jahres 2020 

beim Einbau dieser Wärmeerzeuger 

im Neubau oder in der Modernisierung 

zudem einen hohen Anteil der 

Investitionskosten. 

Für Kunden ist bei einer Luft- 

Wasser-Wärmepumpe im Vergleich 

zu einer Sole-Wasser-Wärmepumpe 

außer dem finanziellen Aspekt 

das Thema Schall von zentraler Bedeutung. 

Denn gerade in Neubaugebieten, 

wo diese Wärmeerzeuger 

besonders gefragt sind, werden 

die Grundstücke immer kleiner und 

die Abstände zu den Nachbarhäusern 

damit geringer. Daher gewinnt 

das Thema Lärmbelästigung an Bedeutung. 

Laut einer Umfrage des 

Umweltbundesamts fühlen sich 60 

Prozent der Befragten durch die Geräusche 

der Nachbarschaft belästigt. 

Lediglich der Straßenverkehr wird 

als noch störender empfunden. Damit 

die umweltfreundliche Heizlösung 

keinen Nachbarschaftsstreit 

und auch sonst keine Beschwerden 

auslöst, hört Buderus bei der Schallentwicklung 

seiner Produkte genau 

hin und lässt auch testen, was nicht 

zu hören ist. 

Schall als Hörereignis 

die Luft in Schwingung bringt und somit 

den Luftdruck in einem bestimmten 

Abstand verändert. Je größer die 

Veränderung des Luftdrucks, umso 

größer der Schalldruckpegel. Der Wert 

null Dezibel entspricht dabei ungefähr 

der menschlichen Hörschwelle. 

Ausschlaggebend für die Kunden 

ist aber nicht nur der messbare 

Schalldruckpegel, sondern viel mehr, 

wie die Geräusche der Wärmepumpe 

empfunden werden. Denn davon 

abhängig ist ihre Akzeptanz. 

Das entscheidende Stichwort lautet 

hierbei Psychoakustik. Die wissenschaftliche 

Disziplin bezeichnet 

Schall als Hörereignis und untersucht 

den Zusammenhang zwischen dem 

physikalischen Schallreiz und der 

dadurch hervorgerufenen Hörwahrnehmung 

beim Menschen. Grund 

für die Untersuchungen ist, dass typische 

physikalische Messgrößen die 

Hörwahrnehmung nicht immer treffend 

abbilden – die Lautstärke entspricht 

also nicht immer der empfundenen 

Lautheit. Diese ist abhängig 

vom Schalldruckpegel, aber auch von 

Zusammenhang zwischen Lautheit (sone) 

und Lautstärkepegel (phon) 

L s 

(phon) 

Quelle: Dickreiter. Handbuch der Tontechnik, Band 1, S. 113 

Angegeben wird der messtechnisch erfassbare 

Schalldruckpegel in Dezibel. 

Er entsteht, wenn eine Geräuschquelle 

Abb. 1: Die Psychoakustik untersucht den Zusammenhang zwischen physikalischer Messung 

des Schalls und dessen subjektiver Beurteilung. Die Lautheit gibt die empfundene 

Laustärke an. 

alle Bilder: Buderus 



Wärmepumpen 

Abb. 2: Das Fraunhofer-Institut für Bauphysik IBP untersucht die Wahrnehmung eines Wärmepumpengeräusches. 

Frequenz, Bandbreite und Dauer der 

Signale und wird in Sone angegeben. 

1 sone entspricht 40 phon, also 40 dB 

bei 1 kHz. Ab 40 phon verdoppelt sich 

die Lautheit pro 10 dB Zunahme. Unter 

40 phon führen schon kleinere 

Veränderungen im Lautstärkepegel 

zu einer Verdopplung der empfundenen 

Lautstärke. 

Die Auswirkungen der Lautheit 

auf das Wohlbefinden der Menschen 

sind enorm. Wird ein Geräusch als 

störend empfunden, schüttet das Gehirn 

Stresshormone aus und der Körper 

geht in Alarmbereitschaft – selbst 

im Schlaf. Dauert diese lärmbedingte 

Alarmbereitschaft an, schadet das 

der Gesundheit. 

In Hörversuchen ermitteln Forscher 

des Fraunhofer-Instituts für Bauphysik 

IBP (Fraunhofer IBP) in Stuttgart 

Vaihingen, wie sich physikalische 

und psychoakustische Parameter auf 

die Akzeptanz und das Lästigkeitsempfinden 

der durch Wärmepumpen 

hervorgerufenen Geräusche auswirken. 

Gegenstand einer Untersuchung 

waren zwei Wärmepumpen, unter 

anderem die Split-Wärmepumpe 

Logatherm WPLS.2 von Buderus. 

Rund 60 Probanden im Alter von 18 

bis 60 Jahren beurteilten dabei verschiedene 

Geräusche der Wärmepumpen. 

Ziel des Versuches war es, 

Vorhersagen darüber treffen zu können, 

wie störend oder gar lästig Menschen 

die Schallemissionen der Geräte 

empfinden, ohne dass weitere 

Versuchsreihen mit zukünftigen Wärmepumpen 

erforderlich sind. 

Damit alle Probanden die Geräusche 

unter genau denselben Bedingungen 

beurteilen konnten, hat 

das Team die Geräusche der Wärmepumpen 

im Vorfeld aufgezeichnet. 

Die Logatherm WPLS13.2 hat 

eine modulierende Leistungsstärke 

von 6,41 kW und einen COP von 4,87 

(bei A7/W35). Das Vergleichsgerät hat 

eine modulierende Heizleistung von 

5,63 kW und einen COP von 4,87 (bei 

A7/W35). Die Geräte liefen zum einen 

in unterschiedlichen Modi, etwa Fan 

only, Night Mode oder Max Speed. 

Zum anderen wurden sie im Feld mit 

realistischen Umgebungsgeräuschen 

und in einem im Fraunhofer IBP angelegten 

Halbfreifeldraum (Boden 

schallhart, Wände und Decke absorbierend 

ausgekleidet) getestet. 

Grund für die Messung in verschiedenen 

Räumen sind zum einen die 

in der Realität herrschenden Hintergrundgeräusche 

wie der Verkehr und 

zum anderen, dass sich die Schallleistung 

mit zunehmendem Abstand auf 

eine größer werdende Fläche verteilt 

und in Folge der Schalldruckpegel 

sinkt. Einfluss auf die Schallausbreitung 

haben außerdem massive Hindernisse 

wie Gebäude oder Mauern, 

Reflexionen an schallharten Oberflächen 

wie Putz- und Glasfassaden von 

Gebäuden oder Böden mit Asphaltund 

Steinoberfläche, oder schallabsorbierende 

Oberflächen wie frisch 

gefallener Schnee oder Rindenmulch. 

Um den Ton unter Realbedingungen 

aufzeichnen zu können, 

Hörversuch zur Wahrnehmung 

eines Produktgeräuschs 

Abb. 3: Um den Ton unter Realbedingungen aufzuzeichnen, verwendet das Team Kunstköpfe. 

Hier wird im Halbfreifeldraum des Fraunhofer IBP gemessen. 


39


Wärmepumpen 

Abb. 4: Die Kunstköpfe werden in einem Meter Abstand zur Wärmepumpe aufgestellt. Toningenieur 

Benjamin Müller und Psychologin Lisa-Marie Wadle messen den Abstand. 

nutzte das Team Kunstköpfe mit Ohrmuscheln 

und Torso. Diese reflektieren 

den Schall der Wärmepumpen 

wie beim Menschen und erlauben 

später im Hörversuch eine gehörrichtige 

Darstellung der Geräuschaufzeichnungen. 

Der Abstand von Kunstkopf 

und Wärmepumpe betrug einen 

Meter. Auf diese Weise konnte das 

Team viele verschiedene Geräusche 

aufnehmen. 

Die Probanden beurteilten die 

aufgenommenen Geräusche dann 

im High Performance Indoor Environment 

Lab (HiPIE-Labor) des 

Fraunhofer IBP. Dort herrschen zu 

jeder Zeit genau dieselben Bedingungen 

in Akustik, Beleuchtung, 

Raumklima und Luftqualität. Nacheinander 

hörten die Probanden 44 

Geräusche und ordneten sie im ersten 

Schritt entsprechend den Fragen 

„Wie lästig ist das Geräusch?“, „Wie 

laut ist das Geräusch?“ und „Wie ausblendbar 

ist das Geräusch?“ auf einer 

Skala von eins bis zehn ein. In einem 

zweiten Schritt hörten die Probanden 

zwei verschiedene Geräusche und 

setzten diese ins Verhältnis. Ton A >B 

(A ist lästiger als B), A=B oder A


Wärmepumpen 

Abb. 6: Die Ergebnisse der Hörversuche helfen bei der Entwicklung von Wärmepumpen mit geringer Lautstärke, 

wie die Logatherm WLW196i mit Silent Plus Technologie. 

kreis reduzieren die Geräuschemissionen 

des Kompressors. Auch 

die Vibrationen im Kältekreis hat 

Buderus bei den überarbeiteten Modellen 

reduziert. Ebenfalls berücksichtigt 

wurde der optische Schall: Ein 

erster Versuch zur Psychoakustik hat 

gezeigt, dass auch die Optik der Wärmepumpe 

die empfundene Lautheit 

beeinflusst. Zum Beispiel beurteilt 

der Mensch den Ton einer Wärmepumpe 

lauter, wenn er den Ventilator 

sieht, und leiser, wenn er hinter einer 

Abdeckung liegt. Aus diesem Grund 

hat Buderus die Außeneinheit der 

WLW196i..AR S+ überarbeitet und 

mit einem Diffusor versehen. Die 

neue Geometrie des Ventilators trägt 

außer dem dazu bei, dass sich der 

Schall nicht direkt nach vorne, sondern 

gedämpft entlang des Diffusor- 

Auslasses ausbreitet. 

Fazit 

Außer der Optimierung der technischen 

Parameter für mehr Effizienz 

ist die Geräuschentwicklung 

bei Wärme pumpen als umweltschonende 

Alternative zu konventionellen 

Methoden der Wärmegewinnung ein 

zentrales Thema. Durch den steigenden 

Einsatz von Wärmepumpen, 

vor allem auf engem Raum, 

und durch die wachsende Geräuschund 

Lärmbelästigung durch mehrere 

Lärmquellen, werden psychoakustische 

Untersuchungen zunehmend 

relevant. Es besteht sonst die Gefahr, 

für positive Umwelteffekte wie Energieeinsparung 

mit Lärmbelastung zu 

bezahlen. Buderus entwickelt seine 

Produkte nicht nur hinsichtlich der 

tatsächlichen Lautstärke kontinuierlich 

weiter, sondern berücksichtigt 

dabei auch die Ergebnisse aus den 

psychoakustischen Untersuchungen. 

Aus diesem Grund hat Buderus im 

Hörversuch mit dem Fraunhofer IBP 

eine Vorhersageformel für die empfundene 

Lästigkeit der Wärmepumpengeräusche 

ermittelt. Auf diese 

Weise reduziert Buderus die zu erwartende 

Lästigkeit, um die Akzeptanz 

und den Einsatz von Wärmepumpen 

als nachhaltige Form der 

Wärmegewinnung weiter zu stärken. 

Autor: 

Hans-Jörg Risse 

Produktmanager Sales Technical 

Support Wärme- und Kälteerzeuger 

Buderus Deutschland 


41


Sondermaschinenbau 

Riesengroß und trotzdem präzise 

Ing. Martin Gold 

Innerhalb des Miba-Konzerns 

nimmt Miba Automation Systems 

eine besondere Rolle ein: Das Unternehmen 

widmet sich dem Sondermaschinenbau. 

Mit innovativen 

Lösungen punkten die Oberösterreicher 

weltweit auch und vor allem im 

Bereich nachhaltiger Windenergie. 

Bei der Schweißnahtvorbereitung 

für die Fundamente von Offshore- 

Windtürmen setzt Miba Automation 

Systems auf die Technologie von 

Boehlerit: Die Fräswerkzeuge garantieren 

trotz höchster Performance 

maximale Präzision und Standzeit. 

Miba Automation Systems begann 

in den 1950er Jahren sich mit dem 

Maschinenbau zu beschäftigen. Anfänglich 

wurden Maschinen für die 

Miba-eigene Produktion erzeugt, vor 

allem für die Herstellung von Gleitlagern. 

Heute erzeugen etwa 70 Mitarbeiter 

am Standort Aurachkirchen 

CNC-Sondermaschinen für verschiedenste 

Anwendungen in der Industrie. 

Eines der Highlights sind Maschinen 

für die Elektromobilität: Auf 

diesen produzieren Unternehmen in 

aller Welt Statoren für Elektroautos. 

Mobile und stationäre Bearbeitungsmaschinen 

von Miba Automation Systems 

kommen heute vornehmlich in 

der Windenergiebranche zum Einsatz, 

konkret bei der Produktion von Fundamenten 

für Offshore-Windtürme. 

Diese Fundamente liegen ausschließlich 

unter Wasser und bestehen aus 

Stahlrohrsäulen mit Durchmessern 

von bis zu 14 Metern. Um den enormen 

Belastungen zu widerstehen, 

müssen diese teilweise bis über 50 

Meter in den Meeresboden gerammt 

werden. Auf Grund der riesigen Ausmaße 

bestehen die Säulen aus mehreren 

einzelnen Stahlringen. Wesentliche 

Teile der Bearbeitung erfolgen 

daher vor Ort z. B. die Vorbereitung 

der Schweißnähte sowie der Schweißprozess. 

„Wir müssen die Maschine 

zum Bauteil bringen“, bringt es der 

Managing Director Miba Automation 

Systems auf den Punkt. 

Perfekte Schweißnahtvorbereitung 

Die Lösung für die Fräsbearbeitung 

der riesigen Windturm-Fundamente 

liegt also in mobilen Maschinen für 

die Rundnahtbearbeitung und stationären 

Maschinen für die Längsnahtbearbeitung. 

Doch wer glaubt, dass 

es bei solchen Größen nicht so sehr 

auf Präzision ankommt, liegt falsch. 

Die einzelnen Stahlrohrsegmente 

müssen sowohl längs als auch quer 

verschweißt werden – eine Herausforderung 

nicht zuletzt auf Grund 

der hohen Wandstärke von bis zu 

150 mm. In dieser Nische ist Miba 

Automation Systems mit seinen Spezialmaschinen 

zum Längs- und Rundnahtfräsen 

in den letzten Jahren zum 

Marktführer aufgestiegen. Die mobilen 

Maschinen sind so konstruiert, 



Sondermaschinenbau 

dass sie entlang der Werkstücke zum 

Beispiel per Stapler oder auf Schienen 

weiterbewegt werden können. 

Wo die Rohrsemente aneinanderstoßen, 

wird in die zukünftige Schweißnaht 

eine „tulpenförmige“ Struktur 

eingefräst, die den später höchst 

belasteten Schweißnähten optimale 

Stabilität verleiht, gleichzeitig den 

Materialverbrauch beim Schweißen 

minimiert und den Prozess beschleunigt. 

„Der Schweißmaterialverbrauch 

ist einer der Kostentreiber, doch 

wir können für unsere Kunden eine 

höchst wirtschaftliche Lösung anbieten“, 

so der Managing Director. 

der Anwendung – und diese endet 

nicht bei Schnitttiefen oder Schnittgeschwindigkeiten. 

Ein Punkt, von dem 

auch Miba Automation Systems profitiert, 

ganz aktuell bei verschiedenen 

Fräsversuchen mit Duplex-Stählen. 

Noch einen Aspekt will der Managing 

Director Miba Automation Systems 

nicht unerwähnt lassen: „Seit wir 

unsere Maschinen mit Boehlerit- 

Fräsern ausrüsten, gab es keine einzige 

Beanstandung.“ Kein Wunder, 

bringt Boehlerit doch die entsprechende 

Expertise mit. Gerade wenn 

man Werkzeuge für präzise Großanwendungen 

wie diese auslegt, ist 

die enge Zusammenarbeit mit dem 

Maschinenhersteller wichtig, denn 

das Werkzeug muss perfekt auf die 

Maschine abgestimmt werden – und 

umgekehrt. 

www.miba.com 

www.boehlerit.com 

Autor: 

Ing. Martin Gold 

techn. Fachredakteur und Fotograf 

Hohe Performance und lange 

Standzeit 

Ein ganz essentieller Teil dieser 

Lösung ist das richtige Fräswerkzeug. 

Hier setzt Miba Automation 

Systems auf die Frästechnologie der 

Schneid- und Werkstoffexperten von 

Boehlerit in Kapfenberg. Die Frästechnologie 

ist eine der Stärken von 

Boehlerit: „Wir sind stolz, dass wir die 

auf Grund der enormen Werkstückdimensionen 

an unsere Produkte 

gestellten Herausforderungen erfüllen 

können.“ Und diese liegen unter 

anderem in der Standzeit der Fräswerkzeuge, 

die im konkreten Anwendungsfall 

Durchmesser zwischen 950 

und 1.100 mm erreichen. Zur Erinnerung: 

Die Rohrdurchmesser liegen bei 

bis zu 14 m und die Material stärke bei 

bis zu 150 mm. Zur optimalen Vorbereitung 

der Schweißnaht ist diese in 

mehreren Durchgängen bis zu einer 

Tiefe von zwei Dritteln der Materialstärke 

zu fräsen. Die zu bearbeitenden 

Längen sind daher sehr groß, 

ein ständiger Werkzeugwechsel würde 

aber zu Lasten der Produktivität 

und letztendlich der Wirtschaftlichkeit 

gehen. Boehlerit bietet entscheidende 

Vorteile. Die speziell für die geforderten 

Geometrien ausgelegten 

Wendeschneidplatten überzeugen 

mit maximaler Performance und langer 

Standzeit, selbst bei schwer zu 

bearbeitenden Werkstoffen. 

Das perfekte System 

Zudem bietet Boehlerit seinen Kunden 

praxisnahe Unterstützung bei 

Abb. 1: Schweißnähte hochpräzise und mit maximaler Performance herstellen: 

Fräswerkzeuge von Boehlerit übernehmen auf mobilen und stationären Maschinen von 

Miba Automation Systems die Schweißnahtvorbereitung. 


43


Elektromobilität 

Tschüss Reichweitenangst 

Abb. 1: Auf der elektrifizierten Fahrspur können 

Pkw und auch LKW per Induktion ihren 

aktuellen Fahrstrombedarf decken und so 

Ladung ihrer Antriebsbatterie schonen. 

Induktionsspulen im Asphalt der 

Fahrbahn könnten Elektroautos 

beim Fahren permanent mit Strom 

versorgen. Gehören lästige Nachladepausen 

damit bald der Vergangenheit 

an? 

Der Lehrstuhl für Fertigungsautomatisierung 

und Produktionssystematik 

(FAPS) an der Friedrich-Alexander- 

Universität Erlangen-Nürnberg ist 

Konsortialführer eines wegweisenden 

Pilotprojekts im Bereich 

E-Mobilität. Das Kernziel des Projektes 

E|MPOWER ist die Integration 

der kabellosen Electric Road System 

(ERS)-Technologie auf einem 

einen Kilo meter langen Abschnitt einer 

Auto bahn in Nordbayern. ERS ist 

eine induktive Ladetechnologie der 

israe lischen Firma Electreon. Sie ist 

direkt in die Fahrbahn integriert und 

soll eine kontaktlose Energieübertragung 

auf parkende und fahrende 

Fahrzeuge ermöglichen. Dadurch 

soll die Notwendigkeit wegfallen, 

in E-Fahrzeuge riesige und daher 

enorm schwere Akkus einzubauen, 

um die vom Endverbraucher gewünschten 

Reichweiten zu realisieren. 

Das betrifft sowohl Pkws wie im 

Besonderen auch Lkws, bei denen 

das Akkugewicht die wertvolle Nutzlast 

reduziert. Das Bundesministerium 

für Wirtschaft und Klimaschutz 

fördert das Projekt unter dem Förderkennzeichen 

01MV22020A im Rahmen 

des Programms “Elektro-Mobil”, 

auch die Deutsche Autobahn GmbH 

unterstützt es. Besonderes Augenmerk 

legt der Lehrstuhl FAPS auf die 

Suche nach Skaleneffekten bei der Serienfertigung 

der Erdspulen und der 

elektrischen Anschluss elemente für 

E|MPOWER am Standort Nürnberg. 

Herr Dr. Weigelt, mit E|MPOWER 

und E|ROAD betreibt der Lehrstuhl 

FAPS gleich zwei Forschungsprojekte 

im Bereich Ladeinfrastruktur für 

E-Mobilität. Welche Firmen und Institutionen 

sind Teil der jeweiligen 

Projekte? Haben Sie die Automobilindustrie 

mit an Bord? 

Michael Weigelt: Im Projekt E|ROAD 

besteht das Konsortium aus der 

FA WheelE, Stelcon, OAT sowie der 

TU Dresden und uns. Die Kompetenzen 

der Betonfertigteiletechnik 

(Auslegung, Montage, Bettung) sowie 

der induktiven Energieübertragungstechnik 

sind vollständig im Konsortium 

vertreten. Im Projekt E|MPOWER 

sind die Firmen Electreon, Via IMC 

und risomat vertreten. Eng assoziiert 

ist die Autobahn GmbH. Neben 

uns ist noch das Institut ELSYS der TH 

Nürnberg im Konsortium. Da wir uns 

in beiden Projekten schwerpunktmäßig 

mit der Primärseite befassen sind 

wir auch ohne OEMs handlungsfähig. 

Wo sehen sie mögliche Überschneidungen 

der beiden Projekte, und 

welche Synergien, auch im Hinblick 

auf die beteiligten Partner, 

hoffen Sie dadurch zu heben? Mit 

electreon haben Sie einen Partner 

bei E|MPOWER, der bereits (in 

Zusammenarbeit mit der BASt) 

einige Teststrecken mit seiner 

Spulentechnologie verwirklicht hat. 

Was unterscheidet E|MPOWER von 

diesen Vorläufern, und welchen 

zusätzlichen Erkenntnisgewinn soll 

E|MPOWER bringen? 

Michael Weigelt: Aus unserer Sicht 

hat gerade die Verlege- und Kontaktierungstechnik 

trotz abweichender 

Spulengeometrien und Halbzeugen 

hohe Überschneidungen. An die 




mechanische Stabilität und die thermischen 

Eigenschaften unserer Isolationssysteme 

gelten aber deutlich 

abweichende Anforderungen. In 

E|MPOWER wäre ein wünschenswertes 

Outcome eine kontinuierliche 

Montage der Spulen als eine 

Art „Teppich“. Wir versprechen uns 

von der Installation auf einer öffentlichen 

Bundesautobahn insbesondere 

wesentliche Verbesserungen 

bei der Verlegetechnik. Die E|ROAD- 

Technik mit Betonfertigteilen wird 

weiterhin vereinzelt, also chargenweise 

verbleiben. 

Induktives Laden ist mittlerweile in 

mehreren Bereichen des täglichen 

Lebens angekommen, beispielsweise 

in Smartphones und Elektrozahnbürsten. 

Welche Vorteile 

bringt induktives Laden für die 

E-Mobilität? 

Ein spürbarer Nachteil des induktiven 

Ladens ist der mit zunehmendem 

Abstand der Spulen sinkende 

Wirkungsgrad. Bringen größere 

Spulendurchmesser hier eine signifikante 

Verbesserung? Mit welchem 

Wirkungsgrad rechnen Sie? 

Michael Weigelt: Die Auslegung 

eines Spulenpaares erfolgt üblicherweise 

für einen fixen Luftspalt. 

Faustregel ist, je größer der mittlere 

Radius der Spulen, desto größer 

kann der Luftspalt bei weiterhin 

guter magnetischer Kopplung 

sein. In unseren Prüfständen erreichen 

wir für kontrollierte Laborbedingungen 

über 90 Prozent Übertragungswirkungsgrad. 

Wir peilen 

in E|MPOWER Luftspalte von über 

30 cm an. 

Das Laden von E-Autos ist auch per 

Kabel mit einem deutlichen Verlust 

an Energie verbunden. Kommen die 

Induktionsladeverluste hier noch 

on top dazu? 

Michael Weigelt: Teilweise ist das so. 

Allerdings benötigen wir fahrzeugseitig 

zum Beispiel ohnehin einen 

HF-Gleichrichter – dieser könnte dann 

direkt an das Hochvolt-Bordnetz liefern, 

also würden keine zusätzlichen 

Ladeverluste durch den Onboardcharger 

anfallen. 

Für welche Art von E-Fahrzeugen 

eignet sich das Verfahren, nur für 

Nutzfahrzeuge und Transporter 

oder auch für normale Pkws? 

Michael Weigelt: Da die Energie „von 

unten“ zugeführt wird, eignet sich die 

Schnittstelle grundsätzlich sowohl für 

Michael Weigelt: Wir sehen im Wesentlichen 

folgende Vorteile: 

• Statisches Laden: 

- Usability 

- „Autonomes Laden“ 

- Potential für vollständige 

Infrastrukturintegration: 

- Optisch „ansprechend“ 

- Vandalismussicher 

- Verschleißfrei 

- Wettersicher 

• Dynamisches Laden: 

- Potenziell unbegrenzte 

Reichweite 

- Ökonomische / ökologische 

Vorteile, da Fähigkeit zur Langstreckenmobilität 

trotz kleinerer 

Fahrzeugakkumulatoren 

Welche maximale Übertragungsleistung 

hoffen Sie zu erreichen? 

Michael Weigelt: Mit dem Electreon 

System erreichen wir zum aktuellen 

Stand etwas über 20 kW je Reciever- 

Spule. Für Nutzfahrzeuge lassen sich 

mehrere Reciever je Fahrzeug installieren. 

Abb. 2: Dr.-Ing Michael Weigelt leitet am Lehrstuhl FAPS der FAU Erlangen-Nürnberg bereits 

das E|MPOWER vorangegangene Projekt E|Road. In ihm werden grundlegende 

Teilprozesse der Flachspulenherstellung erforscht. Das hierbei erworbene Knowhow stellt 

Dr. Weigelt über das von ihm mitgegründete Spin-Off Seamless Energy Technologies dem 

freien Markt zur Verfügung. 


45



NFZ als auch für PKW. Auch die modularen 

Receiver ermöglichen die 

Kompatibilität von PKW sowie NFZ. 

Wie hat man sich so eine Ladefahrspur 

im Betrieb vorzustellen? 

Wie könnte eine Einbettung des 

Systems in die durch die StVO 

vorgegebenen Benutzungsvorschriften 

der einzelnen Spuren 

einer Autobahn aussehen? 

Michael Weigelt: Alle Fahrzeuge 

können die Ladespur nutzen. Kompatible 

Fahrzeuge mit Receiver 

werden durch das Backend lokalisiert, 

das jeweils nur die in Überdeckung 

befindlichen Primärspulen 

zuschaltet. 

Muss ein aktuell ladendes Fahrzeug 

bestimmte Geschwindigkeiten und 

Seitenabstände gleichbleibend 

einhalten? 

Michael Weigelt: Ja. Je ungünstiger das 

Fahrzeug zur Primärspule positioniert 

ist, desto geringer ist wiederum 

die magnetische Kopplung und damit 

der Übertragungswirkungsgrad. 

Die Spurzentrierung aktueller Spurhaltesysteme 

sollte für die Toleranzanforderungen 

des IPT-Systems ausreichend 

sein. 

Ist eine Koppelung mit bereits existierenden 

FAS wie beispielsweise 

Tempomaten oder Spurhalteassistenten 

angedacht? 

Michael Weigelt: Gegebenenfalls 

könnte die Information über die Spulenkopplung 

als zusätzliches Sensorsignal 

dem Spurhalteassistenten zur 

Verfügung stehen. 

Eventuell aus politischen Gründen 

kommende Geschwindigkeitsbeschränkungen 

einmal außen vor gelassen 

– welchen Geschwindigkeitsrahmen 

halten Sie aus technischen 

Gründen für ideal? 

Michael Weigelt: Etwa 2/3 des Fahrenergiebedarfs 

ist auf den Luftwiderstand 

zurückzuführen – aus technischen 

Gründen ist also langsames 

Fahren energieeffizient, da ein quadratischer 

Zusammenhang zwischen 

Abb 3: In der ehemaligen AEG-Werkhalle am Standort Fürther Straße produzieren die Studierenden des Lehrstuhls FAPS wichtige Bauelemente 

der elektrischen Straße in realitätsnahen Kleinserien mit professionellen Industriemaschinen. 




Der Einbau von Ladespulen im Zuge der regelmäßigen Fahrbahndeckenerneuerung könnte nach dem Willen der am Projekt E|MPOWER Beteiligten bundesweit 

bald zum Alltag auf deutschen Autobahnbaustellen gehören. 

Fahrgeschwindigkeit und Windwiderstand 

vorliegt. Die IPT-Technologie 

arbeitet bei 85 kHz, bei allen 

gängigen Fahrgeschwindigkeiten 

sieht die Fahrzeugspule ausreichend 

Umpolungen des magnetischen 

Feldes, um dem Antriebsstrang ausreichend 

induzierten Strom zur Verfügung 

zu stellen. 

Sollen die Ladespulen nur in bestimmten 

Streckenabschnitten der 

BAB verlegt werden, oder planen 

Sie eine Abdeckung aller 13.000 km? 

Michael Weigelt: Wir streben mit dem 

Electreon System an, in etwa den 

Fahrenergiebedarf in das Fahrzeug 

zu übertragen. Für theoretische unendliche 

Reichweite ist also die vollständige 

Ausstattung der Langstreckeninfrastruktur 

erforderlich. Es gibt 

spannende Untersuchungen, dass 

bereits mit der Ausstattung besonders 

frequentierter Fahrbahnkilometer 

wesentliche ökonomische und 

ökologische Potentiale gehoben werden 

können z. B.: [Perdu, Channiot, 

Raynal, Combes 2022: The electric 

road system: technical, economical 

and environmental study carried out 

in France] 

Mit welchen Investitionskosten pro 

Kilometer rechnen Sie? Wollen Sie 

nur eine oder alle Spuren mit der 

Übertragungstechnik ausstatten? 

Michael Weigelt: Schätzungen beginnen 

aktuell bei etwa 1 Mio. Euro. 

Der Einbau ist besonders wirtschaftlich, 

wenn dieser innerhalb der ohnehin 

erforderlichen Sanierungszyklen 

der Fahrbahnoberflächen erfolgt. 

Electreon setzt sich mit 600 Tsd. Euro 

je Fahrbahnkilometer noch ambitioniertere 

Zielpreise. 

Wie könnte ein Abrechnungsmodell 

aussehen? 

Michael Weigelt: Hierzu arbeiten wir 

aktuell nicht. Absehbar ist, dass die 

Energiezählung auf der Fahrzeugseite 

erfolgen muss. Das ist nach aktuellem 

Stand mit unserem Eichrecht 

nicht kompatibel – hier ist Regulierungsarbeit 

dringend erforderlich. 

Weiterführende Links 

www.faps.fau.de/curforsch/ 

neues-forschungsprojekt-zur-entwicklung-der-fertigungsprozesseprimaerseitiger-spulenmodule-fuerelektrifizierte-strassen-eroad/ 

www.faps.fau.de/neuigkeit/ 

17-11-2022-neues-gemeinschaftsprojekt-empower-demonstriert-dynamisches-laden-von-elektrofahrzeugenauf-deutschen-autobahnen/ 


47


Lieferverkehr 

Schieben und Sparen 

Elektrifiziertes Trailer-System „evTrailer“ 

Nach den Vorschriften der Europäischen 

Kommission und des Europäischen 

Parlaments müssen die 

Fahrzeughersteller die Treibhausgas- 

Emissionen (THG) von neuen Lkw bis 

2025 im Durchschnitt um 15 % und bis 

2030 um 30 % gegenüber dem Stand 

von 2019 senken. Die dazu erforderliche 

Defossilisierung des Straßengüterverkehrs, 

d.h. die Unabhängigkeit 

von fossilen Energieträgern macht 

gleichermaßen wirtschaftliche wie 

nachhaltige Lösungsansätze für den 

Antriebsstrang schwerer Nutzfahrzeuge 

notwendig. Neben der Elektrifizierung 

der Zugmaschine stellt die kooperative 

Antriebsunterstützung der 

konventionellen Sattelzugmaschinen 

durch den Auflieger eine vielversprechende 

Lösung zur erheblichen 

Reduktion von THG-Emissionen dar. 

Die Unterstützung der Zugmaschine 

durch den Zusatzantrieb des Trailers 

mit integrierter Bremsenergienutzung 

(Rekuperation) birgt enorme Potentiale 

vor allem in der Verbrauchsund 

CO 2 -Minderung. Das erlaubt eine 

besonders wirtschaftliche Umsetzung 

der Nachhaltigkeitsziele für den 

Straßengüterverkehr. Damit zeigt der (siehe Fußnote Konsortium) an der 

Ansatz die notwendigen Perspektiven Umsetzung und Zulassung eines 

für nachhaltige Anwendungen und 3-Achsen-Sattelaufliegers mit Elektrotraktion 

Akzeptanz in Transport und Logistik 

bis hin zur Zulassungsfähigkeit und 

Marktdurchdringung der neuen Fahrzeugklasse 

traktionsfähiger Anhänger 

zur kooperativen Antriebs- 

unterstützung von konventionellen 

Sattelzugmaschinen. Die drei wesentlichen 

Ziele der ersten Projektphase 

und Sattelauflieger. 

„evTrailer“ (2016 – 2018) waren 

die Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs 

Elektrifiziertes Trailer-System am 

Beispiel „evTrailer“ 

der Zugmaschine um min- 

destens 20 %, der autarke Betrieb 

des „evTrailers“ an jeder handelsüblichen 

In dem vom Bundesministerium für 

Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) Sattelzugmaschine und das 

autarke Rangieren. Die erste Projektphase 

geförderten Verbundforschungsvorhaben 

zeigte als Ergebnis, dass zur Er- 

„evTrailer“ arbeiten Partner 

aus Industrie und Forschung 

reichung der Emissionsziele eine Akkukapazität 

von mehr als 50 kWh, eine 

Abb. 1: In der ersten Projektphase umgesetztes Konzept des „evTrailer“ 



Lieferverkehr 

Abb. 2: Erprobung des autarken Rangierbetriebes mit passiven Lenkrädern mit Nachlauf an den vorhandenen Stützen 

elektrische Antriebsleistung von mindestens 

150 kW und die Möglichkeit 

des externen elektrischen Nachladens 

des Batteriesystem (Plug-In-Variante) 

benö tigt wird (siehe Abbildung 1). 

Zur Regelung der Traktionsunterstützung 

wird die Zugkraftunterstützung 

durch einen sensorischen 

Königszapfen erfasst. Dieser Regelungsansatz 

verhindert ebenfalls 

ein instabiles Fahrverhalten des Gesamtfahrzeugs, 

das beispielsweise 

durch Schieben der Zugmaschine 

durch den Trailer entsteht. Der Königszapfen 

wurde ursprünglich in 

einem hochintegrativen Ansatz mit 

sensorischen Oberflächen ausgestattet. 

Die daraus entstehende Veränderung 

des Bauteils Königszapfen 

bedingt allerdings eine gesonderte 

Bauteilzulassung. Daher sollten die 

Messung der Kräfte am Königszapfen 

über nicht verändernde Maßnahmen 

realisiert werden, wie beispielsweise 

durch sensorische Unterlegscheiben. 

Die Unterstützung der Zugmaschine 

durch den Trailer-eigenen Antrieb 

mit integrierter Bremsenergienutzung 

(Rekuperation) birgt enorme 

Potentiale zur Reduktion des Treibstoffverbrauchs 

und damit zur Minderung 

der THG-Emissionen. Darüber 

hinaus ergeben sich mit dem 

„evTrailer“ interessante weitere Möglichkeiten 

wie z. B. dynamische Fahrzeugstabilisierung 

und Traktionsunterstützung. 

Die Besonderheit ist der 

völlig autarke elektrische Antrieb des 

Trailers, der damit die Verwendung 

mit beliebigen Zugmaschinen ermöglicht. 

Für autarkes Rangieren wird zusätzlich 

ein radselektiver Antrieb für 

eigenständige Kurvenfahrten benötigt 

(siehe Abbildung 2). 

In dem seit 2022 laufenden Verbundforschungsvorhaben 

„evTrailer2“ 

steht eine deutliche Steigerung des 

Effizienzniveaus im Vordergrund. Damit 

sollen die vorgeschriebenen THG- 

Minderungsziele für 2030 bereits bei 

Projektende mit dem verbesserten 

Trailer-System erreicht werden. Hierfür 

soll das elektrische Antriebskooperationssystem 

im Hinblick auf 

Ener gieeffizienz und Fahrzeugsicherheit 

verbessert sowie das Fahrzeugenergiesystems 

um Komponenten 

und Technologien zur Integration von 

Photo voltaik (PV) und Schnellladefähigkeit 

erweitert werden. Die mit den 

Technologien des „evTrailer2“ realisierbare 

THG-Minderung erlaubt eine 

besonders wirtschaftliche Umsetzung 

der Nachhaltigkeitsziele für den Straßengüterverkehr. 

Das „evTrailer“- 

Konzept schafft die notwendigen 

Abb. 3: Dolly für autarkes Rangieren 

Perspektiven für nachhaltige Anwendungen 

und Akzeptanz in Transport 

und Logistik bis hin zur Zulassungsfähigkeit 

und Marktdurchdringung 

der neuen Fahrzeugklasse traktionsfähiger 

Anhänger und Sattelauflieger. 

Technologische Highlights des 

neuen „evTrailer2“ 

Rangierfähigkeit 

Mit Lenkrädern an den vorhandenen 

Stützen wurde bereits in der 

ersten Projektphase ein grundsätzliches 

Rangieren ohne Sattelzugmaschine 

und ohne Beladung auf dem 

Betriebshof erprobt. Für das autarke 

Rangieren des Trailers unter 

voller Beladung entwickelt die Fa. 

Hüffermann in der laufenden zweiten 

Projektphase ein leichtes, lenkbares 

Bugrad (Dolly) mit einer Last 

von min. 15 t und einer Zulassung 

bis 80 Km/h (siehe Abbildung 3). 

Zur Lenksteuerung ist das Dolly mit 


49


Lieferverkehr 

Abb. 4: Schaltgetriebe mit Klauenkupplung für radselektiven Antrieb 

einem automatischen Kupplungssystem 

mit der Trailer-Control-Unit 

verbunden. Die Steuerung des Dollys 

soll per Fernbedienung oder über 

den Königszapfen erfolgen. Die Zugdeichsel 

des Dollys wird ausziehbar 

sein, damit sie zum Transport und 

Bereitstellung zum Sattelauflieger 

genutzt werden kann. Ist die Zugdeichsel 

eingezogen, befindet sich 

das Dolly in der Fahrzeugkontur vom 

Sattelauflieger. Ein Schnellkuppelsystem 

zum Sattelauflieger ist vorgesehen. 

Antriebsstrang 

Im „evTrailer2“ liegt der Fokus verstärkt 

auf der Effizienz des Antriebsstranges. 

Dazu wird der Antriebsstrang 

überarbeitet und mit einem 

permanent magnetisierten Synchronmotor, 

einem mehrgängigen 

Schaltgetriebe sowie einem hybriden 

Batteriespeicher ausgestattet. 

Der Synchronmotor der Firma 

Oswald benötigt keinen Magnetisierungsstrom, 

der Rotor bleibt daher 

nahezu verlustfrei und hat gleichzeitig 

eine höhere Leistungsdichte bei 

gleicher Effizienz. Damit ist der Synchronmotor 

ressourcenschonender, 

da weniger Material benötigt wird. 

Um die Vorteile des Synchronmotors 

bestmöglich auszunutzen, wird er mit 

einem Schaltgetriebe mit Kupplung 

kombiniert. 

Am Institut für Mechatronische Systeme 

(IMS) der Technischen Universität 

Darmstadt wird das mehrgängige 

Schaltgetriebe mit Klauenkupplung 

(siehe Abbildung 4), und einem neuartigen 

Getriebesteuergerät entwickelt. 

Dies löst den Auslegungskonflikt 

zwischen Anfahrmoment und 

Höchstgeschwindigkeit. Der erste 

Gang kann durch eine hohe Übersetzung 

und niedrige Geschwindigkeiten 

ein hohes Radmoment und 

damit verbunden ein hohes Giermoment 

erzeugen. Dadurch wird 

das Rangierverhalten deutlich verbessert. 

Der zweite Gang hingegen 

ist lang übersetzt und wird für höhere 

Geschwindigkeiten, insbesondere 

auf der Autobahn, verwendet. 

Der Gang wird unter dem Aspekt optimiert, 

eine möglichst hohe Gesamteffizienz 

im Betrieb zu erreichen. Zusätzlich 

besteht die Möglichkeit der 

Neutralstellung, um Leerlaufverluste 

zu verringern. Eine Simulation mit 

dem repräsentativen „VECTO delivery 

cycle“ zeigt, dass das evTrailer2 Hybrid-Konzept 

bis zu zehn Prozent 

Kraftstoff gegenüber dem konventionellen 

Betrieb einsparen kann. 

Um große Strommengen aus 

Schnellladestationen und Oberleitungen 

sowie die variierenden Strommengen 

aus der Rekuperation und 

den Photovoltaikzellen ohne Nachteile 

für Sicherheit und Lebensdauer 

der Batteriezellen zu speichern, wird 

am Fraunhofer Institut für Betriebsfestigkeit 

und Systemzuverlässigkeit 

LBF eine Traktionsbatterie mit hybrider 

Systemarchitektur entwickelt. Sie 

besteht aus Hochenergie- und Hochleistungszellen. 

Dieser Energiespeicher 

kann so betrieben werden, dass 

die Hochenergiezellen immer innerhalb 

ihrer Betriebsspezifikation eingesetzt 

und bedarfsweise – speziell 

beim Laden des Energiespeichers 

mit hohen Strömen – durch die Hochleistungszellen 

gepuffert werden. Die 

hohen Ladeströme kommen erst zeitverzögert 

bei den in dieser Hinsicht 

limitierten Energiezellen an. 

Fahrzeugintegrierte Photovoltaik 

Zur Gewinnung von elektrischer 

Ener gie aus Sonnenenergie entwickelt 

die Fa. Sono Motors fahrzeugintegrierte 

Photovoltaik-Module, die 

auf dem Dach und den Seitenwänden 

des Trailers appliziert werden, 

und eine leistungsfähige Steuereinheit 

(Maximum Power Point Tracker 

Central Unit – MCU) für die PV-Stromerzeugung. 

Die Energieerzeugung 

soll am Standort München rund 

40 kWh/Tag (an sonnigen Tagen bis 

zu 80 kWh) mit einer installierten 

Leistung von ca. 15 kWp betragen. 

Dies soll eine Reduzierung der Batteriegröße 

um rund 10 % in den angrenzenden 

Teilbereichen und eine 



Lieferverkehr 

Erhöhung der Reichweite ermöglichen, 

die vom Gesamtsystem und 

Verbrauch des jeweiligen Fahrzeugs 

abhängt. 

Cloudbasiertes Energiemanagement 

Für eine effektive und effiziente kooperative 

Traktionsunterstützung mit 

hoher Treibstoffeinsparung entwickelt 

das Institut für Verbrennungskraftmaschinen 

und Fahrzeugantriebe 

(VKM) der Technischen 

Universität Darmstadt ein prädiktives 

Energiemanagement, um die zu den 

Verfügungen stehende elektrische 

Energie bestmöglich einzusetzen. Zur 

Ermittlung der benötigten Energie 

wird in Abhängigkeit der Fahrstrecke 

mit einem vereinfachten Längsdynamikmodell 

des Sattelzugs basierend 

auf dem Höhenprofil und der Geschwindigkeitsbegrenzung 

die notwendige 

Antriebsleistung berechnet. 

Gleichzeitig erfolgt die Berücksichtigung 

von Ladepunkten und rekuperierbarer 

Energie. Um im Vergleich 

zur Nutzung eines konventionellen 

Trailers die Fahrtdauer nicht zu verlängern, 

orientieren sich die Ladezeiten 

und die Wahl der anzufahrenden 

Ladepunkte an den gesetzlich 

vorgeschriebenen Lenkpausen für 

Kraftfahrer. Über Cloud-Integration 

erfolgt kontinuierliches Update und 

Anpassen der Routenplanung. 

Trailer Control Unit TCU 

Die elektronische Verschaltung der 

Elektrifizierungskomponenten erfolgt 

in einem zentralen Steuergerät, 

der Trailer Control Unit, unter Berücksichtigung 

der Anforderungen 

der Norm ISO 26262 für funktionale 

Sicherheit. Im Hinblick auf elektrische 

Antriebsstränge und den Anforderungen 

des hochautomatisierten 

Fahrens, wird die Erfüllung der Anforderungen 

der funktionalen Sicherheit 

immer mehr in den Fokus rücken und 

mittelfristig auch verbindlich werden. 

Die entsprechende Entwicklung der 

Software bei gleichzeitigem Erhalt 

der Update-Fähigkeit verwirklicht die 

Firma CuroCon. 

Vergleich bestehender 

Trailer-Systeme 

Das Konzept eines elektrifizierten Trailers 

zur kooperativen Antriebsunterstützung 

ist auch Gegenstand anderer 

Entwicklungsprojekte und wurde 

bereits mit unterschiedlichen Schwerpunkten 

in funktionsfähigen Systemen 

umgesetzt (siehe Abbildung 5). 

Legt man den wichtigen Fokus auf 

eine relevante Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs 

einer konventionellen 

Zugmaschine, so ist dies nur durch eine 

nachladbare (Plug-In), genügend große 

Batterie und ausreichende Antriebsleistung 

möglich. Dies erfüllen nur das 

Projekt „evTrailer“, der Krone „eTrailer“ 

und der „e.home coco“ der Firma 

Dethleffs. Beim „e.home“-Projekt handelt 

es sich jedoch um einen Caravan- 

Anhänger für Pkw. 

Link zur Projekt-Homepage: 

www.evTrailer.de 

Firmen und Institute im 

Konsortium „evTrailer“: 

- CuroCon GmbH 

-Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit 

und Systemzuverlässigkeit 

LBF 

-Hüffermann 

Transportsysteme GmbH 

-Institut für Mechatronische Systeme 

im Maschinenbau (IMS) der 

Technischen Universität Darmstadt 

-Institut für Verbrennungskraftmaschinen 

und Fahrzeugantriebe 

(VKM) der Technischen Universität 

Darmstadt 

- OSWALD Elektromotoren GmbH 

- Wilhelm Schwarzmüller GmbH 

- SONO MOTORS GmbH 

Abb. 5: Vergleich bestehender Trailer-Systeme mit Traktionsunterstützung 


51


Antriebsenergien 

Schwerlast- und Güterverkehr sicher, 

verlässlich und effizient dekarbonisieren 

Akilah Doyle 

Sicherheit, Zuverlässigkeit und Wirkungsgrad von Brennstoffzellensystemen, die in Bussen und Lkw eingesetzt werden, hängen von 

Komponenten ab, die den Wasserstoff als Kraftstoff effektiv beherrschen. 

(alle Photos: Emerson) 

Menschen und Unternehmen in 

ganz Europa sind für den Transport 

von Waren und Personen auf schwere 

Nutzfahrzeuge und Busse angewiesen. 

Diese wichtigen Verkehrsmittel 

sind jedoch auch für 27 % 

der CO-Emissionen des Straßenverkehrs 

in der EU verantwortlich, und 

das in einer Zeit, in der sich die EU 

verpflichtet hat, verkehrsbedingte 

Emissionen bis 2050 um mindestens 

60 % gegenüber 1990 zu senken. 1 

Es wurden daher strenge Rechtsvorschriften 

verabschiedet, um die Emissionen 

der Fahrzeuge mit dem höchsten 

Schadstoffausstoß zu senken. 

Die EU-Normen für den CO 2 -Ausstoß 

sehen beispielsweise vor, dass die 

jährlichen Durchschnittsemissionen 

für neu zugelassene Lkw ab 2025 um 

15 % und ab 2030 um 30 % gesenkt 

werden, wobei eine weitere Überprüfung 

durch die Europäische Kommission 

eine Ausweitung auf alle schweren 

Nutzfahrzeuge mit sich bringen 

könnte. Die Kommission hat zudem 

neue Euro-7-Normen zur Senkung 

der Emissionen aller Kraftfahrzeuge 

vorgeschlagen, die für Lkw und Busse 

voraussichtlich 2027 in Kraft treten 

werden. Einige Städte, wie Amsterdam, 

verbieten Verbrennungsmotoren 

ganz. 

Angesichts dieser bestehenden 

und geplanten Rechtsvorschriften 

sind emissionsarme und emissionsfreie 

schwere Nutzfahrzeuge und 

Busse attraktiver und wertvoller denn 

je, wobei sich mit Wasserstoff-Brennstoffzellen 

betriebene Fahrzeuge als 

die effektivsten erweisen, insbesondere 

im Fernverkehr. Im Vergleich 

zu batteriebetriebenen Fahrzeugen 

können Fahrzeuge mit Wasserstoff- 

Brennstoffzellenantrieb (FCEV) 

schneller betankt werden, bieten längere 

Fahrzeiten und verfügen über 

eine leichtere und kompaktere Technik, 

die mehr Platz für Ladung lässt. 

Diese Faktoren sind für Unternehmen 

entscheidend, um Betriebszeit, 

Produktivität und Gesamtbetriebskosten 

zu optimieren. 

In Anbetracht der wachsenden 

Nachfrage nach Lkw und Bussen mit 

Wasserstoffantrieb sind Hersteller 

von Brennstoffzellentechnik klar 

auf Erfolgskurs. Da die Branche jedoch 

noch jung ist, ist die Steigerung 

des Produktionsumfangs sowie die 

Entwicklung von Ausrüstung zur sicheren 

Beherrschung von Wasserstoff 

als Kraftstoff oft eine Herausforderung. 

Um der Nachfrage gerecht zu 

werden, müssen die Hersteller Tech- 




nologien für Wasserstoff-Brennstoffzellen 

einsetzen, die die Sicherheit, 

Verlässlichkeit und den Wirkungsgrad 

der Systeme verbessern. 

Wasserstoff als Kraftstoff sicher 

und effizient beherrschen 

Aufgrund seiner geringen Dichte bei 

Umgebungstemperaturen hat Wasserstoffgas 

eine niedrige Energie 

pro Volumeneinheit, so dass es bei 

der Verwendung als Kraftstoff unter 

hohem Druck stehen muss. 2 In 

den Fahrzeugtanks ist der Kraftstoff 

normalerweise mit einem Druck von 

350 bar bzw. 700 bar beaufschlagt. 

Die hohen Drücke und die geringe 

Größe des Wasserstoffmoleküls machen 

das Gas sehr anfällig für Lecks. 

Es ist daher unerlässlich, dass die 

Brennstoffzellentechnik den Wasserstoffdurchfluss 

in den Fahrzeugen 

sicher, verlässlich und effizient steuert. 

Bei der Entwicklung von Reglern 

und Proportionalventilen für Wasserstoff-Brennstoffzellensysteme 

steht Sicherheit an erster Stelle, um 

eine stabile Druckregelung und eine 

zuverlässige Durchflussregelung zu 

gewährleisten. Modernste Komponenten 

regeln den Druck und den 

Durchfluss stabil und zuverlässig, 

um Kraftstofflecks zu verhindern und 

Menschen zu schützen. 

Bei der Entwicklung der Systeme 

sollte neben der Sicherheit jedoch 

auch auf optimale Leistung 

und einfache Herstellbarkeit geachtet 

werden. Die Komponenten müssen 

kompakt und leicht sein, so dass 

Hersteller unterschiedliche Brennstoffzellensysteme 

für den Einsatz in 

verschiedenen Nutzfahrzeugen entwickeln 

können. Lösungen mit einer 

stabilen Druckregelung für die Brennstoffzellenstacks 

können dabei die 

Lebensdauer der Brennstoffzellensysteme 

verlängern. 

Hohe Druckschwankungen, insbesondere 

beim Anfahren und Anhalten 

der Fahrzeuge, verringern 

die Leistung der Brennstoffzellensysteme. 

Druckregler, wie der 

TESCOM TM Onboard-Wasserstoffdruckregler 

der Serie HV-3500 oder 

der Wasserstoff-Druckminderer der 

Serie 20-1200 von Emerson, können 

dazu beitragen, den Wirkungsgrad 

der Brennstoffzellen zu maximieren. 

Sie sorgen unter einer Vielzahl von 

Betriebsbedingungen für konstanten 

Druck und präzise Durchflussregulierung 

des Wasserstoffs zu den 

Brennstoffzellen. Die zweistufige 

Dichtungskonstruktion des HV-3500 

stabilisiert den Auslassdruck und verhindert 

ein Abfallen der Einlasskennlinie 

und Leckagen, was den Betrieb 

der Brennstoffzelle optimiert und die 

Gesamtenergieeffizienz maximiert. 

Bessere Energieeffizienz bedeutet, 

dass weniger Wasserstoff vergeudet 

wird und mehr Fahrzeit zur Verfügung 

steht. 

Der Wasserstoffdruckregler der 

Serie HV-3500 verkürzt darüber hinaus 

die Herstellungszeit und senkt 

die Kosten für OEMs. Sein rechteckiges 

Design und die Aufnahmebohrungen 

vereinfachen den Einbau, 

Abb. 1: Der TESCOM Onboard-Wasserstoffdruckregler der Serie 

HV-3500 von Emerson regelt zuverlässig Druckschwankungen und 

maximiert den Wirkungsgrad von Brennstoffzellen in wasserstoffbetriebenen 

Lkw und Bussen. 

 

Abb. 2: Der leichte TESCOM Wasserstoff-Druckminderer 

der Serie 20-1200 von Emerson, der sich in Tausenden von 

Nutzfahrzeugen bewährt hat, bietet eine lange Lebensdauer 

und ist für Drücke bis 700 bar ausgelegt 


53



so dass OEMs sie schnell an den Platten 

und Rahmen des Brennstoffzellensystems 

befestigen können. 

Wichtig ist auch eine lange 

Lebensdauer der Regler, wie beim 

Wasserstoff-Druckminderer der Serie 

20-1200 von Emerson in Kolbenausführung. 

Die Serie 20-1200 wurde 

speziell für die Druckregelung 

in Fahrzeugen mit Wasserstoff- 

Brennstoffzellen entwickelt und bereits 

erfolgreich in Tausenden von 

Nutzfahrzeugen eingesetzt, darunter 

auch in Systemen mit EC-79-Zertifizierung. 

Der leichte Regler eignet sich 

für Eingangsdrücke bis 700 bar. Er 

verfügt außerdem über einen integrierten 

10-Mikron-Filter, der eine Verunreinigung 

der Anlage verhindert. 

Neben den Reglern sind Proportionalventile 

der Schlüssel bei der 

Konstruktion von Wasserstoff-Brennstoffzellensystemen. 

Es ist vorteilhaft, 

Proportionalventile zu wählen, 

die den Wasserstoffdurchfluss präzise 

steuern und gleichzeitig einfach zu 

installieren sind, wie die ASCO TM Posiflow-Magnetventile 

der Serie 202 von 

Emerson. 

Es ist wichtig, all diese Komponenten 

von Lieferanten zu beziehen, 

die über ein umfassendes, spezialisiertes 

Portfolio an gefahrlosen, konformen 

Produkten verfügen, die sich 

bereits in der Praxis bewährt haben. 

Die TESCOM-Regler von Emerson 

steuern zuverlässig den Wasserstoffantrieb 

von mehr als 20.000 Gabelstaplern, 

von denen einige bereits 

seit 10 Jahren in Betrieb sind. 

Einige Hersteller, darunter 

Emerson, bieten zudem flexible Services 

zur Lieferung kundenspezifischer 

Verteilerlösungen für das Eingangsmodul 

der Brennstoffzelle an, 

wie z. B. ein Absperrventil mit Proportionalventil 

als Ergänzung zum Druckregler 

oder Ausgangsmodule, wie z. B. 

ein Ablassventil mit Wasserabscheider 

und Sperrventil. Dank dieser Partnerschaften 

können Erstausrüster hochzuverlässige 

Durchflussregelungen, 

Druckregler, Sicherheitsverteiler und 

druckfeste Kabelverschraubungen 

sowie Schulungen und Support aus 

einer Hand beziehen, was die Lieferkette 

vereinfacht und ambitionierte 

Fertigungsziele erreichbar macht. 

Erfahrene Zulieferer verfügen 

auch über das notwendige Wissen, 

um alle Anforderungen und Zertifizierungen 

zu erfüllen, denn es ist wichtig, 

die Vorschriften dort einzuhalten, 

wo die Fahrzeuge eingesetzt werden. 

Produktionssteigerung zur Deckung 

der wachsenden Nachfrage 

Prognosen zufolge werden bis 2035 

etwa 850.000 Lkw mit Wasserstoff- 

Brennstoffzellen auf den Straßen der 

EU unterwegs sein sowie zwischen 1,4 

und 3,6 Millionen leichte Nutzfahrzeuge, 

Busse und Pkw. 3 Das rasante 

Wachstum macht den Markt für diese 

Fahrzeuge zwar lukrativ, kann aber 

auch eine Herausforderung bezüglich 

der Kapazitäten bedeuten. 

Um ausreichend Wasserstoff- 

Brennstoffzellensysteme für Lkwund 

Busflotten zu produzieren, müssen 

die Hersteller ihre Ressourcen, 

den Ausbau der Werke und die Effizienz 

der Beschaffung rasch steigern. 

Eine Möglichkeit für OEMs hierzu ist 

die enge Zusammenarbeit mit Zulieferern, 

die nachweislich erfolgreich 

daran arbeiten, ihre Produkte an die 

Abb. 3: Das kompakte ASCO Magnetventil 

der Serie 238 für allgemeine Anwendungen 

von Emerson spart Platz und zeichnet sich 

durch einen kurzen Hub aus, was die 

Lebensdauer erhöht 




wachsenden Kundenbedürfnisse anzupassen. 

Diese sind in der Lage, 

OEMs in jeder Wachstums phase zu 

unterstützen, indem sie sicherstellen, 

dass die optimalen Produkte verfügbar 

sind. Die Anbieter von Wasserstoff-Brennstoffzellen 

und FCEVs 

können sich dann voll und ganz auf 

ihre Prozesse konzentrieren. 

Erstausrüster aller Größen und 

Leistungsklassen drängen auf den 

Wasserstoffmarkt. Einige von ihnen 

verstehen sämtliche Aspekte der 

Konstruktionsprozesse, andere wiederum 

benötigen Hilfe bei der Optimierung 

ihrer Lösungen. Diejenigen, 

die Unterstützung suchen, können 

ihr Know-how erweitern, indem sie 

die Erfahrung fachkundiger Lieferanten 

nutzen. Schulungsressourcen 

können OEMs dabei helfen, neue 

Wasserstofftechnologien und bewährte 

Konstruktionsverfahren zu integrieren, 

um kostensparende Strategien 

zu entwickeln und ihre neuen 

Technologien zu optimieren. Einige 

Zulieferer bieten gemeinsame Entwicklungsworkshops 

an, die OEMs 

helfen, ihren Konstruktionsprozess 

besser zu verstehen und effizienter 

zu gestalten. 

Bei diesen Workshops arbeiten 

OEMs mit Ingenieuren und Produktexperten 

zusammen, um Leistungskennzahlen 

festzulegen, Strategien 

zur Umsetzung der Ergebnisse 

zu entwickeln und sich über anwendungsspezifische 

Technologieoptionen, 

Pilotprojekte und Weiteres zu 

informieren. Das umfassende Fachwissen 

dient den OEMs nicht nur als 

Ergänzung, sondern hilft ihnen auch, 

ihr eigenes Know-how aufzubauen. 

Erfolgreich in eine emissionsfreie 

Zukunft 

Emissionsfreie Lkw und Busse mit 

Wasserstoffantrieb sind der Schlüssel 

zur Dekarbonisierung der Straßen 

in der EU – und des Verkehrs 

auf der ganzen Welt. Da die Nachfrage 

nach wasserstoffbetriebenen 

Lkw und Bussen weltweit steigt, ist 

die Weiterentwicklung der Brennstoffzellentechnologie 

von zentraler 

Bedeutung. Die Zusammenarbeit 

mit fachkundigen Partnern und die 

Einführung bewährter Verfahren sichern 

den Erfolg und die Flexibilität 

bei der Umsetzung. Der erfolgreiche 

Einsatz zukünftiger Flotten hängt von 

klugen Entscheidungen heute ab: Ziel 

ist die Beschaffung leistungsstarker, 

robuster Komponenten, welche die 

Lebensdauer und den Betrieb von 

Brennstoffzellen sicher, zuverlässig 

und effizient verbessern. 

Referenzen 

1 Schwere Nutzfahrzeuge 

Europäische Umweltagentur 

www.eea.europa.eu/themes/ 

transport/heavy- duty-vehicles 

2 Wasserstoffspeicherung 

US-Energieministerium 

www.energy.gov/eere/fuelcells/ 

hydrogen-storage 

3 “Unlocking hydrogen’s power for 

long-haul freight transport.” 

McKinsey & Company. 

www.mckinsey.com/capabilities/ 

operations/our-insights/global- 

infrastructure-initiative/voices/ 

unlocking- hydrogens-power-forlong-haul-freight-transport 

Autorin: 

Akilah Doyle 

Product Marketing Manager Emerson 

www.Emerson.com 


55


Treibstoff 

Klimafreundlicher U-Turn mit der Uthörn 

Sara Hritz-Hagenah, Dr. Sophie Jürgens 

Abb 1: Das neue Forschungsschiff Uthörn des Alfred-Wegener-Instituts nutzt grünes Methanol als Treibstoff. 

Bild: AWI/ Folke Mehrtens 

Deutschland soll bis zum Jahr 2045 

treibhausgasneutral werden. Das 

bedeutet auch für den Verkehrssektor 

große Anstrengungen. Um 

die Klimaziele im Verkehr zu erreichen, 

stehen verschiedene Antriebs- 

und Kraftstofftechnologien 

zur Verfügung. Sie passen zu den 

unterschiedlichen Nutzungsanforderungen 

im Personen- und Güterverkehr. 

Das Bundesministerium 

für Digitales und Verkehr (BMDV) 

fördert darum, unter anderem, erneuerbare 

Kraftstoffe im technologieoffenen 

und verkehrsträgerübergreifenden 

Gesamtkonzept 

Erneuerbare Kraftstoffe mit bis zu 

1,6 Milliarden Euro bis zum Jahr 

2026. Teil des Gesamtkonzepts ist 

die „Förderrichtlinie Entwicklung regenerativer 

Kraftstoffe“. Sie fördert 

anwendungsorientierte Projekte 

zur Demonstration, Innovation 

und Marktvorbereitung von strombasierten 

Kraftstoffen (E-Fuels) und 

fortschrittlichen Biokraftstoffen 

(aus Abfall- und Reststoffen). Anlässlich 

der BMDV-Fachkonferenz 

Erneuerbare Kraftstoffe übergab 

der Parlamentarische Staatssekretär 

Oliver Luksic am 14. März 2023 

Förderbescheide an sieben Verbundvorhaben 

in Höhe von rund 

70 Mio. Euro. Darunter das Projekt 

MariSynFuel: Unter Leitung 

des Technologie-Transfer-Zentrums 

Bremerhaven (ttz) entsteht hier 

eine Demonstrationsanlage für 

„grünes“ Methanol. Kooperationspartner 

sind das Alfred-Wegener- 

Institut (Helmholtz-Zentrum für Polar- 

und Meeresforschung), das Institut 

für Seeverkehrswirtschaft und 

Logistik, sowie die UTG Unabhängige 

Tanklogistik GmbH. MariSynFuel unterstützt 

damit die Transition zu einer 

klimafreundlicheren Schifffahrt. 

Das Akronym „MariSynFuel“ steht 

für „Synthetisches Methanol als maritimer 

Kraftstoff für die Schifffahrt 

aus Bremerhaven“. Ziel des Projekts: 

flüssige, strombasierte Kraftstoffe 

für die Schifffahrt etablieren 

und so CO 2 -Emissionen fossiler Energieträger 

vermeiden. Das Methanol 

wird im Demonstrationsmaßstab 

produziert und findet direkt 

im Neubau des Forschungsschiffs 

„Uthörn“ des Alfred-Wegener-Instituts 

Anwendung. 

Die Uthörn: CO 2 -neutrales 

Forschungsschiff 

Die neue Uthörn setzt Maßstäbe für 

den Umweltschutz auf dem Meer. Als 

erstes Seeschiff ist der wendige Forschungskutter 

für den Betrieb mit 

grünem Methanol gebaut und damit 

nahezu CO 2 -neutral auf der Nordsee 

unterwegs. Die Uthörn ist mit zwei 

modifizierten Verbrennungsmotoren 

ausgestattet, die mit Methanol statt 

Schiffsdiesel betrieben werden. Zwei 

E-Generatoren wandeln deren Leistung 

in Strom um. Dieser treibt zwei 

elektrische Fahrmotoren mit Verstellpropelleranlagen 

und die Querstrahl- 



Treibstoff 

steueranlage im Bug an. Die Firma 

ScandiNAOS stellte die Scania-Dieselmotoren 

auf den dieselmotorischen 

Betrieb mit MD95-Methanolkraftstoff 

um. Die Umrüstung beinhaltete 

die notwendigen Maßnahmen zum 

klassekonformen Betrieb der Motoren 

entsprechend des Gas- Safe- 

Konzepts. Anders als bei der Verbrennung 

von Benzin, Diesel oder 

Schweröl gelangen bei der Verbrennung 

von Methanol 

praktisch keine 

Rußpartikel in 

die Luft. Eine Herausforderung 

ist 

die im Vergleich 

zum Diesel nur 

etwa halb so hohe 

Energiedichte des 

umweltfreundlichen 

Kraftstoffs. 

Die neue Uthörn 

hat deshalb deutlich 

größere Tanks 

als ihre Vorgängerin, 

damit sie genügend 

Methanol 

für eine weiterhin 

hohe 

Reichweite 

bunkern kann. 

Derzeit 

findet 

eine rasante 

Entwicklung 

von 

Verbrennungsmotoren 

im Allgemeinen 

statt, hin 

zu mehr Effizienz 

und 

weniger 

gleichzeitig 

Emissionen. 

Davon profitiert 

auch die 

Entwicklung 

von 

Methanol-Motoren. 

Die hohe 

Oktanzahl 

und 

Verdampfungswärme 

sowie die 

hohe 

Verbren- 

nungsgeschwin- 

digkeit von Methanol 

erhöhen 

den Widerstand gegen Selbstzündung. 

Dies eröffnet die Möglichkeit 

zur Steigerung der Motoreffizienz im 

Vergleich zu Benzin. Die hohe Flammengeschwindigkeit 

von Methanol 

kann auch den Wirkungsgrad durch 

kürzere Verbrennungsdauer und damit 

bessere Verbrennungsphasen erhöhen. 

Schließlich senkt eine hohe 

Verdampfungswärme die Temperaturen 

in der Brennkammer und verringert 

die Wärmeverluste. 

Kompakter Umbau 

Besser klar als rosa 

Methanol schont die Umwelt nicht nur 

durch die mögliche CO 2 -Neutralität 

durch die Erzeugung aus „grünem“ Wasserstoff 

und CO 2 . Wie alle Alkohole ist 

zwar auch Methanol in hoher Konzentration 

ein gefährliches Zellgift. Doch 

Prof. Dr. Antje Boetius, die Direktorin 

des Alfred-Wegener-Instituts (AWI), das 

den Forschungskutter betreibt, nennt 

einen großen Vorteil dieses Treibstoffs 

gegenüber Marinediesel: „Methanol 

löst sich sehr gut in Wasser, Bakterien 

Die baulichen Veränderungen an 

der Uthörn bei der Umrüstung auf 

einen Methanolantrieb sind prinzipiell 

überschaubar. Da es für einen 

solchen Antrieb jedoch noch keinen 

anwendbaren Standard gibt, hat die 

Klassifizierungsgesellschaft viele Vorgaben 

aus den Richtlinien zum LNG- 

Antrieb abgeleitet. So wird der Methanoltank 

von einem Kofferdamm 

vertilgen es sofort, so dass es im Falle 

eines Unfalls keine große Umweltgefahr 

darstellt.“ Beim Stapellauf der 

neuen Uthörn veranschaulichten zwei 

unscheinbare Flaschen die perfekte 

Mischbarkeit von Methanol und die 

klare Phasentrennung von per Gesetz 

rosa eingefärbtem Marinedieselöl und 

Wasser. Im Fall einer Havarie gibt es daher 

keine Gefahr einer Ölpest, die Seevögel 

und Küstenlebewesen bedroht. 

Bild: 

Alfred-Wegener-Institut/Kerstin Rolfes 

umgeben, in dem Sensoren Methanollecks 

melden. Auch der 15 Meter 

hohe „Ventmast“ auf dem Deck 

der Uthörn ist eine Besonderheit des 

Methanolantriebs. Dieser Mast dient 

zur Belüftung von Kofferdamm und 

Motoren. Sollte sich bei einem technischen 

Defekt entzündliches Luft- 

Methanol-Gemisch sammeln, kann 

es schnell abgelassen werden. 

Auch beim Heizen und Kühlen 

spart die Uthörn 

Energie, denn es 

kommt eine Was- 

ser-Wasser-Wär- 

mepumpe 

an 

Bord des Schiffes 

zum Einsatz. Diese 

benötigt nur 

noch ein Fünftel 

der Energie, 

die für einen herkömmlichen 

Heizkessel 

aufgewendet 

werden muss. 

Grüner Wasserstoff 

und 

recyceltes CO 2 

als Grundlage für 

Methanol 

Die 

konventionelle 

Herstellung 

von Methanol basiert 

auf fossilem 

Erdgas. Als Her- 

stellungsverfah- 

ren haben sich die 

partielle 

Oxidation 

von Methan als 

im 

und der jeweils 

nachgeschalteten 

CO-Hydrierung 

durchgesetzt. 

Um 

„grünes“ 

wirklich 

auch die Synthesegasherstellung 

Dampfreformierungsprozess 

Methanol 

auf Basis von 

Wasserstoff zu erzeugen, sind zwei 

Dinge die Grundvoraussetzung: grüner 

Wasserstoff, der im Elektrolyseverfahren 

mit Hilfe von elektrischem 

Strom aus erneuerbaren Energiequellen 

hergestellt wird, sowie recyceltes 

CO 2 . Die konventionelle Metha- 


57


Treibstoff 

Abb. 2: Bundesforschungsministerin Bettina Stark-Watzinger (Taufpatin der Uthörn) und 

Harald Fassmer (Geschäftsführer Fassmer Werft) informieren sich im Maschinenraum der Uthörn 

über den innovativen Antrieb des Schiffes von Kapitän Silvio Neugebauer. (vo li. n. re.) 

 

Bild: Alfred-Wegener-Institut 

nolsynthese kann insofern adap tiert 

werden, dass ein Synthese gas aus 

Wasserstoff und Kohlenstoffdioxid 

hergestellt wird und im nächsten 

Schritt die CO-Hydrierung zu Methanol 

erfolgt – beschrieben in der 

reverse Wassergas-Shift Reaktion 

(rWGS). Ein weiteres innovatives Reaktionsverfahren 

stellt die direkte 

CO 2 -Hydrierung zu Methanol unter 

Abspaltung von Wasser dar. Dieses 

Verfahren benötigt nicht die vorgeschaltete 

rWGS, erfordert jedoch eine 

verbesserte Produktrückführung und 

Produktaufbereitung. 

In MariSynFuel wird das ttz 

Bremerhaven zunächst eine 

Technikums anlage aufbauen, die die 

Untersuchung der Synthese von Methanol 

aus Wasserstoff und Kohlenstoffdioxid 

unter verschiedenen Reaktionsbedingungen 

ermöglicht. Um 

den notwendigen technologischen 

Reifegrad für einen Markteintritt und 

Markthochlauf erzielen zu können, 

wird die Technologie in zwei Größenstufen 

aufgebaut. Zur Methanolsynthese 

sind effiziente Katalysatoren 

zur Reduzierung der Aktivierungsenergie 

notwendig, diese wird das 

ttz Bremerhaven im Rahmen der 

Forschungs- und Entwicklungsarbeiten 

entwickeln. Da es sich hier 

um eine exotherme Reaktion handelt, 

wirken sich niedrige Temperaturen 

fördernd auf das thermodynamische 

Gleichgewicht aus. Daher ist 

die Nutzung von Katalysatoren, die 

bereits eine hohe Aktivität im niedrigen 

Temperaturbereich aufweisen 

besonders interessant. Exotherme 

katalytische Gasreaktionen stellen 

hohe Anforderungen an die Reaktorauslegung 

und Reaktorführung. 

Die einfachste Form der Reaktorführung 

ist die adiabate Betriebsweise 

bei der sich die Temperaturbegrenzung 

lediglich indirekt über das Aktivitätsprofil 

oder kinetisch über die 

Verweilzeit limitieren lässt. Wandgekühlte 

Reaktorsysteme (quasi 

isotherm) zeichnen sich durch eine 

aktive Temperierung aus und ermöglichen 

gezielt die Wärmeabfuhr über 

geeignete Wärmeträger medien. 

Die gesamte Technologie wird 

über eine Prozesssimulation zunächst 

abgebildet und der Einfluss 

unterschiedlicher Prozessparameter 

auf das System untersucht. Dies ist 

zwingend erforderlich, um die Anlagenkomponenten 

passend auslegen 

zu können. Eine experimentelle 

Validation unter dem Einsatz unterschiedlicher 

Katalysatorsysteme bildet 

die Grundlage für den Scale-Up. 

Die zweite Grundvoraussetzung 

für die Synthese von Methanol ist 

Kohlenstoffdioxid– es entsteht auch 

bei der Verbrennung von Methanol. 

Um den CO 2 -Kreislauf zu schließen, 

ist eine Erfassung des freigesetzten 

Kohlenstoffdioxids erforderlich. Das 

ttz Bremerhaven nutzt die so genannte 

Carbon Capture and Utilization 

(CCU) Technologie und hat ein spezielles 

Verfahren zur Erfassung entwickelt. 

In diesem Verfahren wird CO 2 

chemisch in Form von Carbonaten 

gebunden. Diese stabile Carbonatform 

ermöglicht den Transport und 

die Lagerung, als auch die gezielte 

Freisetzung von CO 2 . Das Sorbtionsmittel 

wird im Desorptionsverfahren 

regeneriert und kann erneut eingesetzt 

werden. 

Zur Erfassung und Freisetzung 

wird die Adsorption beziehungsweise 

die Desorption genutzt. Die CO 2 - 

Bindung findet in einem besonderen 

Wirbelschichtreaktor statt und 

wird als semi-kontinuierlicher Prozess 

gefahren. CO 2 -haltiges Abgas 

durchströmt den mit Sorptionsmittel 

gefüllten Wirbelschichtreaktor. Er 

adsorbiert das CO 2 unter geeigneten 

Prozessbedingungen und bindet es 

anschließend als Karbonat. Im technischen 

Maßstab wird ein paralleles 

Sorptionssystem angestrebt, das die 

kontinuierliche Adsorption und erneute 

Rückbildung des Sorptionsmittels 

ermöglicht. 

Welche klimafreundlichen 

Alternativen hat die Schifffahrt? 

Die alte Uthörn verbrauchte im 

Schnitt pro Jahr 76 Tonnen Dieselöl. 

Das entspricht einem CO 2 -Ausstoß 

von rund 243 Tonnen CO 2 -Äquivalenz. 

Da das Methanol für die neue 

Uthörn aus grünem Strom und Biomasse 

hergestellt werden kann, stößt 

sie nur so viel CO 2 aus, wie vorher zum 

Beispiel der Atmosphäre entnommen 

wurde. Sie fährt daher praktisch kli- 



Treibstoff 

maneutral. Wäre es dann nicht effektiver, 

direkt grünen Strom zu nutzen? 

Auf den ersten Blick vielleicht schon. 

Für die Strecke von 48 Seemeilen von 

Bremerhaven zur AWI-Station auf 

Helgoland braucht die neue Uthörn 

knapp eine Tonne Methanol (oder 

1,2 m³). Um dieses herzustellen, werden 

etwa 10 MWh grüner Strom benötigt. 

Eine Uthörn mit ausschließlich 

elektrischem Antrieb bräuchte für die 

Strecke nur 2,3 MWh grünen Strom. 

Allerdings wären die Batterien etwa 

60 t schwer (oder 45 m³ groß) und 

für mehrtägige Fahrten bräuchte es 

ein Vielfaches davon. Das Schiff wäre 

demnach mehr als doppelt so groß 

und würde entsprechend mehr Energie 

verbrauchen. Die Uthörn brächte 

weiterhin einen so großen CO 2 -Fußabdruck 

aus ihrer Herstellung mit, 

dass sie ihn in ihrer Lebenszeit kaum 

amortisieren könnte. 

Auch eine Brennstoffzellennutzung 

könnte in Betracht gezogen 

werden, denn Methanol kann prinzipiell 

über eine Direktmethanol- 

Brennstoffzelle (DMFC) oder aber 

auch durch eine Festoxidbrennstoffzelle 

(SOFC) direkte Anwendung finden. 

Die DMFC arbeitet bei Temperaturen 

zwischen 50 und 120 °C und 

könnte prinzipiell eine Leistung von 

bis zu 5 kW erreichen. Allerdings hat 

die Brennstoffzelle nur einen relativ 

niedrigen Wirkungsgrad von circa 

20 Prozent und ist für die Schifffahrt 

derzeit also noch nicht effizient 

genug. Die SOFC arbeitet bei Temperaturen 

zwischen 500 und 1000 °C 

und eignet sich ebenfalls zur direkten 

Nutzung von synthetischem Methanol. 

Darüber hinaus können auch 

Wasserstoff, LNG und Kohlenwasserstoffe 

wie Diesel in einer solchen 

Brennstoffzelle zum Einsatz kommen. 

Diese Brennstoffzellen werden 

aufgrund der hohen Temperaturen in 

der Regel nur stationär verbaut und 

sind für den Einsatz auf Schiffen in 

dieser Ausführung nicht geeignet. 

Die Leistung, Effizienz und Lebensdauer 

von Brennstoffzellen hängen 

maßgeblich vom verwendeten 

Brennstoff und der Art der eingesetzten 

Brennstoffzelle ab. Mit steigender 

Temperatur erhöhen sich auch die 

Anforderung an die Systemtechnik 

und das verwendete Material und zudem 

auch die Startzeit der Anlage. 

Um die Energie prinzipiell zu wandeln 

sind Brennstoffzellen eine effiziente 

und umweltfreundliche Alternative, 

da sie keinen Feinstaub oder Stickoxide 

freisetzen. Im Vergleich zu 

einem Verbrennungsmotor sind sie 

aber auch deutlich teurer. Zudem 

muss ein sicherer und zuverlässiger 

Betrieb sichergestellt werden. Eine 

Antriebstechnologie mit derart vielen 

Unwägbarkeiten könnte den täglichen 

Einsatz des Schiffes gefährden. 

Methanol: nachhaltiger Kraftstoff 

mit Potential 

Methanol als Kraftstoff wurde in der 

Schifffahrt bislang nur experimentell 

genutzt, gilt aber in seiner grünen 

Form als aussichtsreich für einen 

klimaneutralen Schiffsverkehr. Dazu 

müssen sich jedoch nicht nur die 

Schiffe wandeln, sondern auch die 

Häfen. Um die Uthörn CO 2 -neutral 

zu betreiben, wird voraussichtlich ab 

2025 grünes Methanol, direkt ab der 

Kaje in Bremerhaven zur Verfügung 

stehen. Damit wäre die Seestadt Vorreiterin 

und würde durch den Aufbau 

einer Wertschöpfungskette zur 

synthetischen Methanol-Produktion 

einen langfristigen Beitrag zur 

Stärkung des Wirtschaftsstandorts 

Deutschland leisten. 

Insgesamt sind ca. 1,5 Mio. Euro 

Mehrkosten durch die Anforderung 

zum Betrieb der Uthörn mit Methanol 

im Vergleich zu einem konventionellen 

Dieselbetrieb angefallen. In 

diesem Budget sind die gesamten 

baulichen Maßnahmen, Abnahmen 

durch die Klasse und ein Risikoaufschlag 

mitinbegriffen. Die laufenden 

Kosten für das synthetische Methanol, 

das immer noch teurer und 

schwieriger zu beschaffen ist als Diesel 

oder Schweröl und daher preislich 

kaum vergleichbar, sind in dieser Kalkulation 

nicht berücksichtigt. 

Auch wenn sich noch keine Varianten 

von nachhaltigen Kraftstoffen 

oder innovativen Antrieben durchgesetzt 

haben und es auf einen Technologie-Mix 

hinauslaufen wird, ist 

die Entscheidung die Uthörn mit 

einem Methanolantrieb auszustatten 

ein erster Schritt in Richtung klimaneutrale 

Seeschifffahrt. Das von 

der Bundesregierung geförderte Projekt 

ist ein Vorreiter für eine vielversprechende 

Zukunftstechnologie und 

bietet die Möglichkeit eine regionale 

Wertschöpfungskette zu etablieren. 

Autorinnen: 

Sara Hritz-Hagenah 

Dr. Sophie Jürgens 


59


Produktion 

Staatliche Fördergelder für energiesparende 

Trocknungstechnik 

von 20 – 90 °C, je nach Produkt und 

Prozess, statt. Das Verfahren ist flexibel 

einsetzbar – für Batchbetrieb 

oder kontinuierliche Anwendungen. 

Die Anwendungen sind vielfältig, so 

wie auch die Systeme, die Harter konzipiert. 

Produkte aus Metall, Kunststoff 

und Glas lassen sich mit dieser 

Art der Trocknung hervorragend 

entfeuchten. Das gilt auch für pharmazeutische 

und medizintechnische 

Güter. Die Schweizer Uhrenindustrie 

gehört zum Kundenstamm ebenso 

wie Hersteller von Medizinal-Cannabis. 

Ein weiteres Standbein des Allgäuer 

Unternehmens sind Trockner 

für Lebens- und Futtermittel. Das 

Kundenspektrum bei Harter ist sehr 

breit gefächert und wächst stetig. Neben 

klassischen Chargentrocknern 

setzt Harter auch die Trocknung von 

Schüttgut direkt im Behältnis sowie 

jegliche Formen von kontinuierlichen 

Trocknern um. Und auch die Trocknung 

von industriellen Schlämmen 

aus der Abwasserreinigung gehört zu 

seinem Portfolio. Ein paar Beispiele 

aus der Praxis erläutern das näher. 

Luftentfeuchtung und Luftführung 

In vielen Herstellungs- und Verarbeitungsprozessen 

in der Industrie 

sind Produkte feucht und bedürfen 

einer Trocknung. Betreiber müssen 

oft die Erfahrung machen, dass der 

Prozessschritt der Trocknung ihren 

ganzen Ablauf blockiert, wenn 

er nicht richtig funktioniert. Ein 

Allgäuer Unternehmen hat sich auf 

ein Wärmepumpen-basiertes Verfahren 

spezialisiert. Der Staat fördert 

den Einsatz dieser Technologie 

finanziell. 

Die Rede ist von der Kondensationstrocknung 

auf Wärmepumpenbasis. 

Sie wurde vom Trocknungsanlagenbauer 

Harter vor über 30 Jahren entwickelt. 

Diese Art der Trocknung hat 

einen physikalisch alternativen Ansatz 

und hebt sich dadurch von herkömmlichen 

Verfahren ab. Durch die 

Entfeuchtung mit extrem trockener 

Luft im energetisch geschlossenen 

System werden Produkte schnell, sicher 

und auch noch energiesparend 

getrocknet. Die Trocknung findet in 

einem variablen Temperaturbereich 

Grundlage für den Erfolg der von 

Harter entwickelten Kondensationstrocknung 

auf Wärmepumpenbasis 

sind zwei Komponenten. Zum 

einen eine effiziente Luftentfeuchtung 

mittels Wärmepumpe und zum 

anderen die richtige Luftführung. Nur 

im optimalen Zusammenspiel dieser 

beiden kann eine gute und sichere 

Trocknung gelingen. 

Abb 1: Funktionsweise einer Wärmepumpe 



Produktion 

Grundsätzlich besteht ein Trocknersystem 

aus einer Trocknungs kammer 

und einem Entfeuchtungsmodul. 

Für sein Verfahren nutzt Harter 

einen physikalisch alternativen Ansatz: 

Stark entfeuchtete Luft im geschlossenen 

Kreislauf. 

Die erforderliche Prozessluft wird 

im Entfeuchtungsmodul sehr stark 

entfeuchtet. Sie ist damit extrem 

trocken und somit ungesättigt. Diese 

Luft wird nun in die Trocknungskammer 

und über oder durch die zu 

trocknenden Produkte geleitet. Physikalisch 

bedingt nimmt sie die vorhandene 

Feuchte schnell und gut auf. 

Zurück im Entfeuchtungsmodul wird 

die Luft in zwei Stufen gekühlt. Das 

Wasser kondensiert aus und wird aus 

der Anlage abgeführt. Die Prozessluft 

wird nun, wieder in zwei Stufen, 

erneut erwärmt und in den Trockenraum 

zurückgeführt. Die Trocknung 

kann in einem variablen Temperaturbereich 

zwischen 20 – 90 °C, je nach 

Anwendung, stattfinden. 

Wichtig ist nun die Luftentfeuchtung 

mit einer gezielten Luftführung 

zu kombinieren. Denn die trockenste 

Luft ist nichts wert, wenn sie nicht 

dorthin gelangt, wo sie die Feuchte 

aufnehmen soll. Naturgemäß sucht 

sich die Luft den Weg des geringsten 

Widerstands. Die Luftführung in der 

Trocknungskammer entsprechend 

zu konzipieren gehört zum großen 

Erfahrungsreichtum bei Harter. 

Sie ist sehr individuell und wird aus 

Gründen des Know-how nicht näher 

erläutert. 

Das System von Harter ist lufttechnisch 

geschlossen. Das bedeutet zum 

einen eine weitere Effizienzsteigerung 

des Energie- und CO 2 -sparenden 

Wärmetauscher systems. Zum anderen 

macht ein geschlossener Kreislauf 

unabhängig von klimatischen 

Bedingungen und jahreszeitlichen 

Schwankungen. Überdies arbeiten 

die Harter-Systeme ohne Abluft 

und sind somit ökologisch wertvoll. 

Bis zu 85 % Energie- und 79 % CO 2 - 

Einsparung können im Vergleich zu 

herkömmlichen Systemen erreicht 

werden. 

Entsteht überschüssige Wärmeenergie, 

so wird diese über einen 

Plattenwärmetauscher abgeführt. 

Die abgegebene Energie kann beispielsweise 

für die Erwärmung von 

Wasser in anderen Produktionsprozessen 

verwendet werden. 

Seit 2017 erhalten Anwender der 

Harter-Systeme in der D-A-CH Region 

staatliche Fördermittel. 

Vom Apfeltrester zum 

Up-Cycle Produkt 

Eines der ersten bemerkenswerten 

Projekte im Food-Bereich war die 

Entwicklung eines hochwertigen Produkts 

aus einem Abfallprodukt, das 

mitunter durch den Einsatz der Kondensationstrocknung 

realisiert werden 

konnte. Der in einer Obstpresse 

in Österreich angefallene Apfeltrester 

wurde jahrelang an Wildtiere verfüttert 

oder kompostiert. Die Idee 

des Betreibers war jedoch, dass die 

wertvollen Inhaltsstoffe dem Menschen 

zu Gute kommen sollten. 

Heute werden die Pressrückstände 

in einem Trommeltrockner getrocknet, 

anschließend zu Pulver gemahlen 

und verpackt. Das so entstehende 

Apfeltresterpulver eignet sich sowohl 

als Backzutat, zum Kochen oder 

zum roh Genießen. Für dieses Projekt 

entwickelte Harter eine spezielle 

Trommel, die mehrmals wöchentlich 

mit ca. 200 – 300 kg Apfeltrester befüllt 

und zur Trocknung in eine Kammer 

geschoben wird. Diese Kammer 

ist mit einem exakt auf die Trommel 

und das Produkt abgestimmten Umluftsystem 

ausgestattet. Das angeschlossene 

Entfeuchtungsmodul regelt 

das Klima im Trockenschrank. In 

einem Zeitraum von ca. 8 – 12 Stunden 

werden die Pressrückstände bei 

einer Temperatur zwischen 40 – 50 °C 

schonend getrocknet. Die Temperatur 

variiert, denn die Trommel wird 

auch zur Trocknung von Hanftrester, 

Hanfsamen, Chiasamen und anderen 

Produkten verwendet. Die Trommel 

wird während der Trocknung nur 

minimal bewegt. Die Anschlussleistung 

dieser Kleinanlage beträgt lediglich 

5,5 kW. Der getrocknete 

Apfeltrester kommt als nährstoffhaltiges 

und aromatisches Up-Cycle-Produkt 

wieder auf den Markt. 

Aromatische Apfelringe im 

Hordentrockner 

Ein Hersteller von Bio- und Reformprodukten 

beispielsweise hat heute 

Abb 2: Hordentrockner (links) z. B. für die Trocknung von Apfelringen, Trommeltrockner (rechts) z. B. für Apfeltrester 


61


Produktion 

3 Hordentrockner für die Trocknung 

von Apfelringen im Einsatz. Die Hordentrockner 

sind mit insgesamt 4 

Hordenwagen ausgestattet, die der 

Kunde rotierend zur Bestückung, 

Trocknung oder Entnahme im Einsatz 

hat. Jeder Wagen verfügt über 

50 Lagen und kann pro Lage 2 PEHD- 

Bleche mit 600 x 800 mm aufnehmen. 

Die Bleche werden einlagig mit 

den Apfelringen bestückt und verbleiben 

10 – 12 Stunden im Trockner. 

Die Trocknungszeit ist abhängig 

von der eingestellten Temperatur, 

die zwischen 40 – 45 °C liegt. Sobald 

die definierte Restfeuchte erreicht 

ist, wird die Trocknung in der jeweiligen 

Kammer beendet. Die Trocknungskammern 

können unabhängig 

voneinander betrieben werden. Auf 

Kundenwunsch hin wurde der Hordentrockner 

mit einer zusätzlichen 

Kühlfunktion ausgestattet, um die 

Apfelringe anschließend auf Zimmertemperatur 

zu kühlen und sofort verpacken 

zu können. Nach Aussage des 

Betreibers sind aufgrund der Trocknung 

im lufttechnisch geschlossenen 

System die Apfelringe heute deutlich 

aromatischer und optisch ansprechender 

als bisher. Der Hordentrockner 

ist ein Kleinseriengerät, das mit 

wenigen Handgriffen für die Trocknung 

von Schüttgütern umgerüstet 

werden kann. Somit kann der Betreiber 

zukünftig auch andere Produkte 

darin trocknen. 

Kunststoffe schonend trocknen 

Eine gänzlich andere Anwendung 

hatte ein Unternehmen, das sich 

auf Kunststoffgalvanisieren im Automobilsektor 

spezialisiert hat. Bisher 

hatte man dort einen veralteten 

Trockner im Einsatz, der heiße Luft 

ziellos über die empfindlichen Bauteile 

blies. Dabei wurden diese nicht 

vollständig trocken und hatten zudem 

Flecken. Da in der Automobilindustrie 

der Durchsatz eine extrem 

große Rolle spielt, ist die Einhaltung 

von Taktzeiten oder gar deren Verkürzung 

ein großes Kriterium für die 

Betreiber. Durch den neuen Harter- 

Trockner sieht die Situation heute 

folgendermaßen aus: Nach einer 

Reinigungsspüle fährt der Rahmen 

mit der Gestellware über den ersten 

Trockner. Das automatische Deckelsystem 

öffnet sich. Gleichzeitig wird 

die von Harter zusätzlich installierte 

Abblasvorrichtung automatisch aktiviert. 

Das Gestell bzw. die Bauteile 

werden beim Einfahren in den Trockner 

abgeblasen. Die Abblastechnik 

von Harter funktioniert ohne Druckluft 

und entfernt die erste grobe Wasserfracht. 

Sie wird für besonders anspruchsvolle 

Geometrien als Vorstufe 

zu eigentlich Trocknung optional eingesetzt. 

Die Luftgeschwindigkeit der 

Abblasvorrichtung wird artikelbezogen 

über einen Frequenzumformer 

reguliert. Somit wird verhindert, 

dass kleinere beziehungsweise leichtere 

Waren von den Gestellen fallen 

können. Auf die gleiche Weise wird 

artikelbezogen die Umluftgeschwindigkeit 

in den Trocknern selbst gesteuert. 

Nach dem Abblasen werden 

die Kunststoffteile nach Verbleib in 

den 2 Trockenstationen vollständig 

und schonend bei 60 °C getrocknet. 

Durch die effiziente Wärmepumpentechnik 

konnte die Trocknungszeit 

von 15 auf 11 Minuten reduziert werden. 

Auch von der Energieseite ist 

die Kondensationstrocknung interessant. 

Die Nennleistung der gesam- 

Abb 3: Trockner für Oberflächentechnik: Gestelltrocknung (links), Trommeltrocknung (rechts) 



Produktion 

Abb 4: Schlammtrocknungsanlage mit staubfreier Abfüllung in Bigbags 

ten Trocknung im Produktionsbetrieb 

beläuft sich auf 22,6 kW. Dem gegenüber 

steht eine Heizleistung von 

189 kW der alten Trocknungsanlage. 

Schüttgüter direkt in der Trommel 

trocknen 

Ein großer Meilenstein bei Harter war 

die Trocknung von Schüttgut direkt 

in der Trommel, ganz statisch oder 

mit minimaler Intervallbewegung. 

Harter entwickelte dazu bereits 1996 

eine besondere Halbschalentechnik. 

Zwischenzeitlich sind hunderte von 

Trommeltrocknern realisiert worden, 

obwohl sich mancherorts hartnäckig 

die Meinung hält, dass die Trocknung 

in der Trommel nicht möglich sei. Ein 

Beispiel zeigt Gegenteiliges. Bei einer 

Lohngalvanik wurde in einer neuen 

Trommelverzinkungsanlage auf das 

schädliche und zeitaufwendige Zentrifugieren 

verzichtet. Der in die Anlage 

integrierte Trommeltrockner 

trocknet heute die Schüttgüter innerhalb 

der Taktzeit von 8 Minuten, 

teilweise auch schneller. Die Ware 

ist vollständig trocken. Die Trocknungstemperatur 

liegt bei 75 °C. 

Sie schont Bauteile und Trommeln 

gleichermaßen. Der platzsparende 

Trommeltrockner hat eine Nennleistung 

von 15,9 kW. Durch das Trocknen 

im geschlossenen System ist die 

Anlage auch gänzlich unabhängig von 

Witterungsverhältnissen und Jahreszeiten. 

Absolute Prozesssicherheit 

ist gewährleistet. Dass die Trocknung 

von Schüttgut direkt im Behältnis 

heute Stand der Technik ist, gilt auch 

für Produkte in Körben und Schalen. 

Dabei spielt es keine Rolle, ob es sich 

um anorganische oder organische Erzeugnisse 

handelt. 

Kosten sparen durch Schlammtrocknung 

Die Kondensationstrocknung mit 

Wärmepumpe wird ebenso für mechanisch 

vorentwässerte Schlämme 

eingesetzt, um Deponie- und Transportkosten 

zu minimieren. Gewicht 

und Volumen des Schlammes können, 

je nach Beschaffenheit und Eigenschaften, 

um bis zu 60 % reduziert 

werden. Da bedeutet auch eine 

Einsparung um bis zu 60 %. In der 

Schlammtrocknung steckt viel finanzielles 

Potential! Mitunter werden 

die Schlämme durch die Trocknung 

in günstigere Klassifizierungen eingestuft, 

wie diverse realisierte Projekte 

zeigen. Zusätzliche Einnahmequellen 

haben sich für Betreiber aufgetan, die 

ihren Schlamm nach der Trocknung 

dem Recycling zuführen können. Je 

nach Inhaltsstoffen ist eine Trocknung 

hierzu Voraussetzung. 

In den nächsten Wochen wird 

eine große Vision des Allgäuer Trocknungsspezialisten 

wahr: Nach langer 

Entwicklungszeit und viel Geduld mit 

kommunalen Angelegenheiten realisiert 

Harter im Österreichischen 

Epfendorf eine Klärschlammtrocknung 

samt Fördertechnik. 

Staatliche Fördergelder 

Wer sich zu einer Investition in einen 

energiesparenden Kondensationstrockner 

des Trocknerherstellers 

Harter entschließt, kann in den 

Genuss staatlicher Zuschüsse kommen. 

Die in den Trocknern integrierte 

Wärmepumpentechnik arbeitet so 

energie- und CO 2 -sparend, dass sie 

bereits 2017 von staatlicher Seite als 

zukunftsorientierte Technologie und 

damit für die entsprechenden Förderprogramme 

eingestuft wurde. 

Dies gilt für Kunden in Deutschland, 

Österreich und der Schweiz. 

Harter GmbH 

Tel.: +49 (0)8383–9223-0 

info@harter-gmbh.de 

www.harter-gmbh.de 


63


Verpackungsmaterialien 

Die gewachsene Form – ILU lässt aus 

Pilzmyzel Verpackungen entstehen 

Dipl.-Ing. Tanja Stahn, Dipl.-Ing. Julian Delbrügge 

Verpackung aus nachwachsenden 

Rohstoffen, die sich rückstandslos 

zersetzt? Dieses Ziel ist so wichtig 

wie nie und viele verfolgen es. Das 

ILU aus Bad Belzig setzt dabei auf 

die Kraft der Pilze. 

Der tägliche Müll auf dieser Welt 

besteht zu großen Teilen aus Verpackungen. 

Auch wenn zumindest 

hierzulande einiges davon mehr 

oder weniger geregelt entsorgt 

oder recycelt wird, besteht doch 

Einigkeit darüber, Folien und Plastikschalen 

zu reduzieren. Dabei ist 

weniger das Weglassen von Verpackung 

realistisch als vielmehr neue 

Materialien einzusetzen. Das oft bemühte 

Wort von der Nachhaltigkeit 

ist hier an genau richtiger Stelle. Es 

kann nur ein Ziel geben: Stoffe nutzen, 

die aus nachhaltig bewirtschafteten 

Naturressourcen stammen, 

so dass sich daraus gefertigte Verpackungen, 

wieder möglichst rückstandslos 

zersetzen oder einem 

Kreislauf zugeführt werden können. 

Das Institut für Lebensmittelund 

Umweltforschung (ILU) forscht 

genau daran. 

Tanja Stahn sitzt im ILU-Labor und 

hält ein weißes, pelziges Objekt in 

ihren Händen. Die etwa untertassengroße 

Form erinnert an eine dickwandige 

Schale. Das allerdings ist der Tatsache 

geschuldet, dass es sich hierbei 

um einen ersten Prototyp handelt. 

„Seit zirka einem Jahr gelingen uns 

Formen in dieser Art“, berichtet die 

34-Jährige. „Jetzt geht es darum, die 

Art, wie wir das Material in Form bringen, 

zu verfeinern. Hier haben wir 

noch Forschungsarbeit vor uns.“ Das 

Material, von dem die Diplomingenieurin 

spricht, ist Pilzmyzel. 

Das Mycel, also der eigentliche 

Vegetationskörper der Pilze, durchzieht 

als ein schwammartiges, dichtes 

Netz den Boden (im Gegensatz zum 

Fruchtkörper der Pilze, der in der Regel 

oberirdisch wächst). Die Idee, die 

dichten Myzel-Strukturen für konkrete 

Gegenstände zu nutzen, entstand 

am Fraunhofer-Institut für Angewandte 

Polymerforschung (IAP) in 

Potsdam. Dort lernte Ulrich Benedix, 

Geschäftsführer des landwirtschaftlichen 

Betriebes Agro Saarmund die 

Idee kennen und trat damit an das 

ILU heran. 

Dreijahresprojekt PilzPack 

Der Betrieb Agro Saarmund suchte 

nach einer umweltfreundlichen Verpackung 

für seine Fleischprodukte. 

Abb. 1: Tanja Stahn arbeitet beim Institut 

für Lebensmittel- und Umweltforschung 

(ILU) am Projekt PilzPack. Noch stünde viel 

Forschungsarbeit vor ihr, sagt sie. 

Gemeinsam entwickelte man die 

grundsätzliche Idee: Pilzmyzel benötigt 

eine Grundlage, um zu wachsen. 

Das Substrat dafür sollte der landwirtschaftliche 

Betrieb gleich mit liefern, 

denn so ließe sich ein perfekter Kreislauf 

schließen. Die Ausgangslage: Die 

Agro Saarmund GmbH betreibt eine 

umfangreiche Bullenmast. Das Futter 

für die Tiere stammt von den eigenen 

Flächen, das Fleisch wird selbst 

vermarktet. Die beim Anbau der Futterpflanzen 

und bei der Pflege der 



Verpackungsmaterialien 

Flächen anfallenden Mengen an Reststoffen 

sollen im Idealfall als Nahrungsgrundlage 

für das Mycel dienen, 

das dann als Einwegverpackung 

wieder im Betrieb eingesetzt wird. 

Somit wäre der Kreislauf geschlossen. 

Aus diesem Konzept entstand 

das Projekt „PilzPack“, das für drei 

Jahre angesetzt ist und vom Ministerium 

für Landwirtschaft, Umwelt und 

Klimaschutz Brandenburg (MLUK) gefördert 

wird. 

Einer der ersten Aufgaben von 

Tanja Stahn bestand darin, das passende 

Substrat zu finden. Zur Auswahl 

standen Roggen, Hanf, Sonnenblumenkerne, 

Heu, Stroh, 

Holzhackschnitzel und Paludi – also 

Schilf von vernässten Standorten – 

sowie Lavendel. Letzterer wächst 

nicht auf den Feldern des beteiligten 

Agrarbetriebes, sondern stammt aus 

einem anderen Projekt. Die Forscherin 

und ihre Kollegen wollten aber 

auch damit experimentieren. Nach 

ersten Untersuchungen empfahl sich 

der Roggen als beste Grundlage für 

die Pilzkultur. Für die Stabilität der 

Schale werden zusätzlich faserhaltige 

Materialien benötigt, daher kommen 

auch Paludi und Hanf in die engere 

Auswahl. Die Schäben aus dem Hanfstroh 

sowie die Paludikultur müssen 

aber fein zerkleinert werden, um vom 

Pilz besiedelt zu werden. 

Das Substrat wird zunächst in 

einer Labormühle zerkleinert, anschließend 

im Autoklav, einem gasdicht 

verschließbaren Druckbehälter, 

für 20 Minuten auf über 120 Grad 

Celsius erhitzt. So werden sämtliche 

Organismen abgetötet, damit diese 

nicht weiterwachsen. Schließlich soll 

ja nur das spezielle Pilzmyzel Lebensraum 

bekommen. Die Forscherin 

entschied sich mit ihren Kollegen 

für Ganoderma lucidum, oder auch 

Glänzender Lackporling, eine Pilz-Kultur, 

die sich unkompliziert vermehren 

lässt. Den Pilz, vorkultiviert auf 

Roggenkörnern, gibt Tanja Stahn anschließend 

auf das Substrat. Ein paar 

geimpfte Getreidekörner reichen, 

um das neue Heim zu besiedeln. Anschließend 

schiebt die Wissenschaftlerin 

die neue Pilz-Heimstätte in einen 

Klima schrank, wo sich Ganoderma lucidum 

bei angenehmen 25 Grad Celsius 

14 Tage lang entwickeln kann. 

Abb. 2: Es standen einige Substrate zur Auswahl, auf denen das Mycel wachsen sollte. 

Durchgesetzt haben sich unter anderem Hanf, Paludi und Roggen (von links nach rechts). 

Der Clou: Steckt man Substrat und 

Pilz in eine definierte Form, wächst 

das Myzel nicht in eine beliebige Richtung, 

sondern füllt die Form komplett 

aus. Nach 14 Tagen erhält man somit 

das Objekt seiner Wahl, erwachsen 

aus Myzel. Dabei ist das Pilzgeflecht 

äußerst leicht und, im getrockneten 

Zustand, stabil. Dass das Objekt getrocknet 

werden muss, ist zwingend, 

um den Pilz zu inaktivieren. Ansonsten 

würde er weiterwachsen. 

Form aus dem 3D-Drucker 

Da die ersten Prototypen noch recht 

klobig daherkamen, ließ das ILU eine 

Form aus Kunststoff entwerfen. Hierbei 

half das eigene Netzwerk – die 

Technische Hochschule Brandenburg 

konnte einspringen und fertigte die 

Negativform mit einem 3D-Drucker 

an. Diese ähnelt einer Gussform und 

besteht aus einer Außenwand und 

einem herausnehmbaren Innenteil – 

quasi eine Myzel-Wuchsform. 

Erste Ergebnisse sind vielversprechend. 

Doch jetzt beginne die 

eigentliche Feinarbeit, so Stahn. Das 

Verfahren müsse nun perfektioniert 

werden. Dazu gehöre auch, den gesamten 

Prozess energetisch zu optimieren. 

Beispielsweise sei die Sterilisation 

des Substrats „noch ziemlich 

energieintensiv“, erklärt Stahn. 

Wenn am Ende des Projektes eine 

erste gute Schale steht, „muss noch 

eine Beschichtung gefunden werden, 

um sie lebensmittelecht zu bekommen“, 

erklärt Stahn. Diese Aufgabe 

übernimmt übrigens das erwähnte 

IAP in Potsdam. 

Das Projektziel ist außerdem: Der 

Agro Saarmund soll ein Konzept präsentiert 

werden, wie sich die neuartige 

Verpackung herstellen lässt, so 

dass der Landwirtschaftsbetrieb den 

Prozess in den eigenen Hallen umsetzen 

kann. 

Abb. 3: Diese Form aus dem 3D-Drucker besteht 

aus zwei Teilen. Eine Außen- und eine 

Innenform sorgen für eine besonders dünne 

Wand der Schale, die aus Myzel erwachsen 

soll. 

Autoren: 

Dipl.-Ing. Tanja Stahn (ILU) 

Dipl.-Ing. Julian Delbrügge (ILU) 

www.ilu-ev.de 


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Messen und Veranstaltungen 

DIAM & DDM 

DIAM & DDM 2023 

Doppelpack zum 10-jährigen Bestehen 

Es steht ein besonderes Jahr für alle 

DIAM & DDM Interessenten bevor. 

Neben dem Doppelpack in diesem 

Jahr feiert die Fachmesse für 

Industriearmaturen & Dichtungstechnik 

10-jähriges Bestehen. Den 

Startschuss in das Jubiläumsjahr 

setzt die DIAM & DDM am 14./15. 

Juni 2023 in Leipzig/Schkeuditz. 

Bereits zum 3. Mal schlägt der 

nationale Branchentreff im Mitteldeutschen 

Chemiedreieck auf. Auf 

dem Gelände des Globana Trade 

Centers sind alle Voraussetzungen, 

wie z. B. die optimale Anbindung 

durch Flug hafen und Autobahn, das 

Hotel direkt neben der Messehalle 

und einer komfortablen Parkplatzsituation 

für einen unkomplizierten 

Messeauftritt gegeben. 

Im Herbst dieses Jahres, um genau zu 

sein am 08./09. November steht die 

Bochumer Auflage der DIAM & DDM 

auf dem Plan. Seit dem Auftakt im 

Jahr 2013 wird sie zum 6. Mal in der 

Jahrhunderthalle Bochum vonstatten 

gehen. Im Oktober 2021 startete 

die DIAM & DDM während der weiter 

andauernden Pandemie voll durch. 

Es kamen über 1.600 Fachbesucher 

nach Bochum. Die Konsequenz dieser 

durchweg sehr erfolgreichen Veranstaltung 

war eine hohe Wiederbuchungsrate 

der Aussteller. Seit 

Bestehen der Messe war dies die prozentual 

höchste Wiederbuchungsquote, 

die im Anschluss an eine DIAM 

& DDM erreicht wurde. 

Vor genau 10 Jahren fand die Premiere 

in der Bochumer Jahrhunderthalle 

mit 90 Ausstellern statt. Damals 

lief die Veranstaltung noch unter alleiniger 

DIAM-Flagge und entwickelte 

sich von Mal zu Mal stetig weiter, ehe 

im Jahr 2017 erstmalig die DDM – Die 

Fachmesse für Dichtungstechnik – 

hinzukam. 

So entstand die Fachmesse für 

Industriearmaturen & Dichtungstechnik. 

Mit dieser Fusion nahm die 

DIAM & DDM weiter an Fahrt auf. 

Die Veranstaltung steht seit Beginn 

an für eine enge Zusammenarbeit 

mit ihren Ausstellern. Bei vielen Ausstellern 

fällt der Begriff “Familientreffen“. 

Hierzu bezieht der Initiator 

der DIAM & DDM – Malte Theuerkauf 

– Stellung: „Und genau dieser Begriff 

“Familientreffen“ macht es aus! Das 

gesamte Team ist voller Vorfreude 

auf unsere beiden Fachmessen in 

diesem für uns alle besonderen Jahr. 

Ich persönlich bin begeistert, welchen 

Zuspruch die 2013 gestartete 

DIAM genießt. Es wurden immer 

mehr und mehr Aussteller, 2017 kam 

die DDM hinzu und das Messekonzept 

hat sich etabliert. Es erfüllt mich 

mit Stolz, wie die DIAM & DDM zu 

dem familiären und nationalen Branchentreff 

für Industriearmaturen & 

Dichtungstechnik gereift ist. Hierfür 

möchte ich mich bei allen Ausstellern, 

Partnern, Besuchern und Mitarbeitern 

bedanken. Mit zwei eigenen 

Events und unserem 10-jährigen 

Jubiläum, für welches wir uns verschiedenste 

Überraschungen überlegt 

haben, gibt es allen Grund voller 

Vorfreude in die DIAM & DDM Jubiläumsveranstaltungen 

zu gehen.“ 

Mit folgendem Gutscheincode können 

sich Interessierte kostenfrei 

unter www.tickets.diam-ddm.de 

registrieren. Der Gutscheincode gilt 

für beide Standorte. 

Gutscheincode: PUK-23 

Die Termine 

GLOBANA 

Trade Center Leipzig/Schkeuditz 

14./15. Juni 2023 

Jahrhunderthalle Bochum 

08./09. November 2023 

Öffnungszeiten: 

1. Messetag von 09 – 17 Uhr 

2. Messetag von 09 – 16 Uhr 

Das DIAM & DDM-Team freut sich 

auf Ihren Besuch! 


Unternehmen – Innovationen – Produkte 

Universeller Druckmesser für 

Wasserstoffgas 

Große Gebäude effizient und 

leise heizen 

Der Messtechnikspezialist AFRISO hat seine Produktpalette 

erweitert. 

Der neue Druckmessumformer DMU 30 ist eigens auf zukünftige Wasserstoffapplikationen 

ausgelegt. Damit reagiert das Unternehmen auf 

die zukünftigen Herausforderungen der infolge der Energiewende 

kommenden neuen Technologien. Die Basis der Druckaufnahme beim 

DMU 30 bildet eine verschweißte Edelstahl-Messzelle, die den physikalischen 

Druck in ein druckproportionales elektrisches Signal umwandelt. 

Die hohen Anforderungen an die Materialstabilität, die speziell 

Wasserstoff (H 2 ) als Brennstoff 

oder Reduktionsmittel 

stellt, werden nach Firmenangaben 

durch die 

robuste Ausführung des 

Druckmessumformers 

vollauf gewährleistet. Das 

Gerät eignet sich somit 

zur elektronischen Druckmessung 

in unterschiedlichsten 

Maschinen und 

Anlagen mit Wasserstoff 

oder technischen Gasen. 

Der Druckmessumformer 

ist für Druckbereiche bis 

1.000 bar geeignet, weist 

eine hohe Überlastfähigkeit 

auf und ist laut Anbieter 

unempfindlich gegen 

Druckspitzen. 

Hohe Messgenauigkeit 

Der DMU 30 soll beim Anwender 

mit einer hohen 

Messgenauigkeit punkten. 

Nach Firmenangaben hält 

der Sensor eine Kennlinienabweichung 

nach 

Der neue Druckmessumformer DMU 30 

ist eigens für kommende Wasserstoffappli 

kationen ausgelegt. (Bild: AFRISO) 

IEC 60770 ein, entsprechend 

einer Grenzpunkteinstellung < ±0,5 % FSO. Das Gerät verfügt 

über drei Prozessanschlüsse: G1/4B (EN 837-1/7.3), G1/2B 

(EN 837-1/7.3) sowie 1/4"-18 NPT. Optional ist auch eine ATEX-Ausführung 

erhältlich. Druckmessumformer finden in der Industrie vielfältige 

Einsatzmöglichkeiten in der erforderlichen Überwachung von Relativdruck 

oder auch absolutem oder Differenzdruck, sowohl im Bereich 

von wenigen Millibar Druckunterschied als auch bei extremem Druck. 

Die neue Luft-Wasser-Wärmepumpe Logatherm WLW276 des 

System experten Buderus eignet sich fürs Heizen und Kühlen von 

Industriegebäuden, Gewerberäumen und öffentlichen Einrichtungen 

im Neubau sowie im Bestand. 

Die Geräte haben einen Leistungsbereich von 16 bis 89 kW (A-7/W35). 

Bis zu 16 Wärmepumpen lassen sich in Kaskade schalten, eine Kombination 

mit weiteren Wärmeerzeugern als Hybridanlage ist möglich. 

Mit ihren hohen Vorlauftemperaturen von bis zu 60 °C erfüllt sie die 

Anforderungen auch in einem Bestandsgebäude – und das bei einer 

Außentemperatur von bis zu -20 °C. Anlagenbetreiber profitieren darüber 

hinaus durch die Voll-Inverter-Technologie von der hohen Effizienz 

beim Heizen mit einem SCOP von bis zu 4,4 sowie auch beim Kühlen 

der Räume. 

Der Anwender kann die Schalleistung in vier Stufen vom Standardmodus 

bis hin zur Nachtabsenkung entsprechend den Anforderungen anpassen. 

Buderus setzt mit R32 ein Kältemittel mit deutlich geringerem 

Global Warming Potential (GWP) gegenüber dem gebräuchlichen 

R410 A ein. 

Für gewerbliche bivalente Systeme, etwa die Kombination aus Wärmepumpe 

mit einem Gaskessel zur Abdeckung der Spitzenlasten, bietet 

sich eine komplette Systemregelung über die Logamatic 5000 oder die 

Logamatic 5311 an. Bei letzterer können Handwerkspartner über das 

Control Center Commercial auch aus der Ferne Anlagenparameter einstellen. 

BACnet Gateway zur Gebäudeautomation 

Darüber hinaus besitzt die Logatherm WLW276 ein BACnet Gateway – 

im gewerblichen Bereich wesentlich als Anschlussmöglichkeit an übergeordnete 

Gebäudeleitsysteme. 

Bosch Thermotechnik GmbH 

Sophienstraße 30-32 

35576 Wetzlar 

Tel +49 (0)6441 418-0 

info@buderus.de 

www.buderus.de 

AFRISO-EURO-INDEX GmbH 

Vertriebsgruppe Industrietechnik 

Lindenstraße 20D 

74363 Güglingen 

Tel +49 (0)7135-102-0 

Fax +49 (0)7135-102-147 

info@afriso.de 

www.afriso.de 

Buderus bietet verschiedene Chassis mit einer maximalen Leistung von 89 kW 

an. Darüber hinaus können bis zu 16 Logatherm WLW276 in Kaskade geschaltet 

werden. 

(Bild: Buderus) 

68 



Kompaktes Rezirkulationsgebläse 

für Brennstoffzellen 

Die Vakuumexperten von Busch präsentieren mit dem ersten 

TÜV-zertifizierten Wasserstoff-Rezirkulationsgebläse MINK MH eine 

optimale Lösung für den Einsatz in Brennstoffzellen. 

Spezialöl lebensdauergeschmiert. Ein Ölwechsel oder andere Wartungsarbeiten 

sind nicht erforderlich. 

Nicht nur der TÜV hat das Wasserstoff-Rezirkulationsgebläse MINK 

MH 0018 A von Busch ausgiebig getestet und zertifiziert. In über 2.000 

Linien bussen in Shanghai wurden die Brennstoffzellenmodule bereits 

mit diesem Gebläse ausgerüstet. 

Das Rezirkulationsgebläse MINK MH 0018 A garantiert laut Hersteller 

die vollständige Rezirkulation des Wasserstoffs innerhalb von 

Brennstoffzellen von bis zu 45 Kilowatt Leistung. Bei einer geringeren 

R ezirkulationsrate kann ein Anwender dieses Gebläse auch bei 

Brennstoffzellen bis 60 Kilowatt einsetzen. Bei größeren Brennstoffzellen 

besteht außerdem die Möglichkeit, mehrere Gebläse parallel 

zu betreiben. Auf Grund der geringen Abmessungen kann der Konstrukteur 

das MINK Wasserstoff-Rezirkulationsgebläse direkt in das 

Brennstoffzellen modul integrieren. 

Busch hat das neue Gebläse mit einem intelligenten variablen Drehzahlantrieb 

ausgestattet. Dadurch lässt sich der Volumenstrom dem 

tatsächlichen Bedarf der Brennstoffzelle automatisch anpassen und 

somit die Effizienz optimieren. Das MINK Wasserstoff-Rezirkulationsgebläse 

kann bei Wasserstoff-Temperaturen von -30 bis +85 Grad 

Celsius und Umgebungstemperaturen von -30 bis +95 Grad Celsius 

problemlos betrieben werden. Es eignet sich somit für den mobilen 

Einsatz in Fahrzeugen, wie auch für stationäre Brennstoffmodule. 

Busch Vacuum Solutions 

Schauinslandstraße 1 

79689 Maulburg 

Tel +49 (0)7622 681-0 

Fax +49 (0)7622 5484 

info@busch.de 

www.buschvacuum.com 

Elektrolyseure sicher abdichten 

Im Rahmen der Hannover Messe 2023 präsentierte die ElringKlinger 

Kunststofftechnik GmbH (EKT) Flachdichtungen in den Bauarten 

Druckring oder Endplatte für die „large-scale“ Elektrolyse. 

Die Wasserelektrolyse für Power-to-X Anwendungen spielt eine zentrale 

Rolle bei der Energiewende. Mit dem Prozess der Elektrolyse 

werden diverse chemische Verbindungen unter Einsatz von Strom in 

ihre Einzelbestandteile zerlegt. Die zielgerichtete Weiterentwicklung 

der Elektrolyseure und der Peripherie ist die damit Grundlage für den 

wirtschaftlichen Einsatz der Elektrolyse Verfahren und Wasserstoff in 

der Zukunft. Zur Erreichung eines hohen elektrischen Wirkungsgrades 

bei Elektrolyseuren sind hochwertige Dichtungen und Komponenten 

aus leistungsfähigen Kunststoffen erforderlich. Dichtungen und Stack 

Komponenten inner- oder außerhalb der Elektrolysezellen sind dabei 

oft dem Flüssigelektrolyt (z. B. Kalilauge-Wasser-Gemisch) ausgesetzt. 

Eine hohe Temperatur- und Chemikalienbeständigkeit ist erforderlich 

und macht PTFE und andere Hochleistungskunststoffe unverzichtbar. 

Das MINK MH 0018 A ist das erste vom TÜV für die Förderung von Wasserstoff 

zertifizierte Gebläse. 

Das Wasserstoff-Rezirkulationsgebläse arbeitet nach dem bewährten 

Klauen-Prinzip. Die Verdichtung erfolgt vollkommen ölfrei und berührungslos. 

Dabei drehen sich zwei klauenförmige Rotoren gegenläufig 

in einem Gehäuse. Durch die Form dieser Klauenrotoren wird der bereits 

vorverdichtete Wasserstoff angesaugt und um maximal 0,4 bar 

weiter verdichtet und vor der Anode wieder der Wasserstoffzufuhr 

zugeführt. Geringe Spaltmaße zwischen den Klauenrotoren und zum 

Gehäuse hin sorgen für eine bestmögliche innere Abdichtung. Eine 

spezielle Beschichtung aller mit Wasserstoff beaufschlagten Teile verhindert 

Korrosion durch den ebenfalls mitgeförderten Anteil von deionisiertem 

Wasserdampf. Ein Synchronisationsgetriebe sorgt für den 

exakten Gleichlauf der Klauenrotoren. Es ist durch das darin befindliche 

Der Werkstoff PTFE sorgt bei Flachdichtungen für die erforderliche hohe Temperatur- 

und Chemikalienbeständigkeit. 



Breites Spektrum von Hochleistungskunststoffen 

Als führendes Unternehmen im Bereich der Fluorpolymer-Verarbeitung 

bietet ElringKlinger Kunststofftechnik Dichtungen und Komponenten 

aus geeigneten Materialien, Abmessungen und in den geforderten 

Stückzahlen z. B. für die „large-scale“ Elektrolyse von bis zu 

3 Metern oder für Elektrolyseblöcke mit mehreren hundert Elektrolysezellen. 

Das Portfolio umfasst z.B. Gasabdichtungen von Bipolarplatten 

oder Zellmembranen in Elektrolysezellen, die Dichtungen für 

Endplatten der Elektroyseure, oder Schläuche und Rohre aus Fluorpolymeren. 

ElringKlinger Kunststofftechnik bietet darüber hinaus ihren Kunden 

ein breites Spektrum an Hochleistungskunststoffen und validierten 

Fertigungsverfahren. Dadurch können sowohl geringe Stückzahlen 

bzw. Prototypen als auch große Stückzahlen wirtschaftlich hergestellt 

werden. Serienprozesse in der zerspanenden Formgebung und Kunststoffspritzguss 

machen EKT zum idealen Partner für die Skalierung von 

Elektrolyseuren. 

Damit unterstützt EKT mit der gesammelten Entwicklungskompetenz 

und dem Werkstoff-Know-how ihre Kunden dabei, bereits etablierte 

Verfahren für die Produktion von Wasserstoff wie z. B. die alkalische 

Elektrolyse (AEL) oder die PEM Elektrolyse auf das nächste Level zu 

heben. 

ElringKlinger Kunststofftechnik GmbH 

Postfach 1265, 74302 Bietigheim-Bissingen 

Etzelstraße 10, 74321 Bietigheim-Bissingen 

Tel +49 (0)7142 583-0 

Fax +49 (0)7142-200 

ekt.wasserstoff@elringklinger.com 

Feinstaubarm und regenerativ heizen 

Zu der bereits am Markt etablierten Brennwertbaureihe Pellematic Condens werden 

ab Jahresmitte auch die Pellematic Compact (10-18 kW) sowie die Pellematic 

Smart XS (10-18 kW) mit ZeroFlame® -Technik zur Verfügung stehen. 

mit Warmwasserbereitung und Heizkreisgruppe ist laut ÖkoFEN 

einzigartig. 

Beide Neuvorstellungen verfügen über die hauseigene 

ZeroFlame ® -Technologie. Deren speziell ausgeklügelte Luftstromführung 

bzw. -anreicherung in Kombination mit der besonderen Brennkammerkonstruktion 

lassen die Flamme fast vollständig verschwinden. 

Damit erreicht ÖkoFEN nach eigenen Angaben Staubemissionen 

nahe dem Nullwert, ohne erhöhten Platzbedarf oder hohe Zusatzkosten. 

ÖkoFEN Heiztechnik GmbH 

Schelmenlohe 2 

86866 Mickhausen 

Tel +49 (0)8204 29 80-0 

info@oekofen.de 

www.oekofen.com 

ÖkoFEN erweitert sein Portfolio von staubarmen Pelletheizkesseln 

mit zwei neuen Produkten. 

Zusätzlich zum bereits bekannten Pellematic Condens ist ab Juli 

2023 der neue Pellematic Compact (10-18 kW) lieferbar. Auf nur 

0,5 Quadratmeter Stellfläche findet er im kleinsten Heiz- oder Technikraum 

Platz. Als einer der kompaktesten Pelletkessel am Markt überzeugt 

er durch die Möglichkeit der Wand- und Eckpositionierung. Der 

Pellematic Compact überzeugt laut Anbieter mit dem höchsten Komfort 

einer Pelletheizung. Reinigung, Entaschung und Zündung funktionieren 

nach herstellerangaben vollautomatisch, zuverlässig und 

äußerst leise. Die zusätzliche Online-Vernetzung und die Verarbeitung 

von Online-Live-Wetterdaten steigern die Effizienz und erleichtern die 

Bedienung der Pelletheizung aus der Ferne. 

Pellematic Smart XS – 4in1 Pellet- Brennwertheizung 

Ebenfalls neu ist die Smart XS (10-18 kW). Sie ist nach Firmenangaben 

extrem kompakt und vereint alles, was man in einem Heizraum benötigt 

auf nur einem Quadratmeter. Die All-in-one-Lösung ist durch die 

Brennwerttechnologie noch effizienter als herkömmliche Pelletkessel. 

Die Kombination eines Pellet-Brennwertkessels inkl. Puffer speicher 

Notstromaggregat ohne Lärm 

und Gestank 

Der H2Genset ist ein flexibler und mobiler Stromerzeuger mit Wasserstoff-Brennstoffzellen 

für Areale ohne Zugang zum konventionellen 

Stromnetz wie z.B. auf Baustellen, bei Outdoor-Events, für tempo räre 

Stromversorgung von Telekommunikationsmasten oder als mobile 

Notstromversorgung bei Großschadenslagen. Er ist optional auch als 

mobile Netzersatzanlage konfigurierbar – ganz ohne Fundamentierung 

oder Baugenehmigung. Im Gegensatz zu marktüblichen verbrennungsmotorgetriebenen 

Notstromaggregaten arbeitet der H2Genset 

leise – einem Einsatz in Naturschutzgebieten oder nachts in urbanen 

Wohnbereichen steht also lärmtechnisch nichts entgegen. 

Emissionsfreie Wasserstoffbrennstoffzellen 

Die im H2 Genset integrierten EFOY Hydrogen Brennstoffzellen Module 

beruhen auf der bewährten PEM (Polymer-Elektrolyt-Membran)- 

70 



Technologie. Die Brennstoffzellen produzieren den Strom aus dem 

Betriebsstoff Wasserstoff, ergänzt um Sauerstoff aus der Luft. Der 

Hersteller setzt für die Spannungsregelung einen modularen Industriewechselrichter 

ein, wie er unter anderem auch bei Backup Systemen 

für kritische Infrastruktur wie Telekommunikations-Anwendungen, 

oder bei BOS-Digitalfunk zum Einsatz kommt. Dieses Wechselrichtersystem 

erzeugt eine reine Sinuswelle und arbeitet mit hoher Effizienz. 

Es ist nach Herstellerangaben galvanisch getrennt und USV-fähig. 

Modularer Aufbau mit integriertem Tanksystem 

Das H2Genset wird in drei Leistungsstärken und zwei Kraftstoffvorratsvarianten 

angeboten. Vier oder sieben Wasserstofftanks halten 

8,4 oder 14,6 Kilogramm Wasserstoff bei 700 bar Druck bereit. Damit 

können die Aggregate je nach abgerufener Dauerleistung zwischen 

14 und 48 Stunden Strom liefern. Zwei oder vier EFOY Hydrogen 

Brennstoffzellenmodule erzeugen bei einem spezifischen Verbrauch 

von 60 Gramm H 2 pro kWh mit einem Wirkungsgrad von 50 Prozent 

eine Dauerleistung von 5 bzw. 10 kW. Die Halbstunden-Spitzenleistung 

liegt bei allen Modellen doppelt so hoch. Eine Variante mit mehr 

als 50 kW Leis tung soll 2023 Marktreife erlangen. Die Ausgangsspannungen 

liegen bei 230 oder 400 V mit 50 Hz. Für konstanten Strom 

ohne Spannungsschwankungen sorgt auch die eingebaute Pufferbatterie. 

Falls der Brennstoffvorrat verbraucht ist, kann der Anwender den 

H2Genset an Wasserstofftankstellen auffüllen oder ein zusätzliches 

externes Standard-12er-Gasflaschenbündel anschließen. 

Multigas-Deckenstrahler 

Auf der diesjährigen ISH in Frankfurt zeigte der Klimaexperte 

Schwank als Weltpremiere die zweite Generation des Deckenstrahlers 

geniumSchwank. 

In Erweiterung zum Vorgängermodell, das als reiner Wasserstoffstrahler 

konzipiert war, verfolgt es einen hybriden Multigas-Ansatz. Das 

neue Modell kann laut Firmenangaben im Gegensatz zu ähnlichen Lösungen 

des Marktumfeldes, Wasserstoff, Erd- und Flüssiggas jeweils zu 

100 Prozent verarbeiten. Das schafft Planungssicherheit für die Käufer 

beim Kauf des Multi-Gas-Dunkelstrahlers geniumSchwank, da er die 

Anlage mit geringem Aufwand von Erdgas auf Wasserstoff umstellen 

kann. Vergleichbare Hallenheizungen anderer Hersteller benötigen 

nach Firmenangaben von Schwank für die Verbrennung von H 2 derzeit 

immer zwingend einen hohen Anteil an Erd- oder Flüssiggas als Grundstoff, 

um bis zu 25 % Wasserstoff als Beimischung überhaupt verbrennen 

zu können. 

Der H2Genset erzeugt lokal emissionsfrei grünen Wechselstrom mit einer Spitzenleistung 

von bis zu 20 kW. 

Fernüberwachung via Cloud-Plattform 

Der H2Genset verfügt über eine integrierte Cloud-Anbindung. Damit 

kann der Anwender bequem und einfach einzelne Generatoren oder 

ganze Flotten mit der passenden IoT-Lösung überwachen. Auf einem 

Dashboard findet der Benutzer Gerätedaten wie z. B. den Füllstand 

oder den jeweiligen Standort abgebildet auf einer Karte. 

SFC Energy AG 

Eugen-Sänger-Ring 7 

85649 Brunnthal-Nord 

Tel +49 (0)89 673 592 0 

info@sfc.com 

www.sfc.com 

Der Multi-Gas-Dunkelstrahler geniumSchwank ist der erste Dunkelstrahler der sowohl 

Erd-, Flüssig- als auch Wasserstoffgas jeweils zu 100% nutzen kann. 

Die neue Geräteserie wird in den Leistungsklassen 21 bis 61 kW 

und Längen zwischen 3,5 und 12,5 Metern verfügbar sein. Der 

geniumSchwank wird ab sofort über den technischen Außendienst von 

Schwank und seinen internationalen Niederlassungen und Vertriebspartnern 

vertrieben. 

Schwank GmbH 

Bremerhavener Straße 43 

50735 Köln 

Tel +49 (0)221-7176 0 

info@schwank.de 


Markenzeichenregister 

Bosch Industriekessel GmbH 

Nürnberger Straße 73 

91710 Gunzenhausen 

Tel.: +49 (0)9831 560 

Fax: +49 (0)9831 5692957 

E-Mail: info@bosch-industrial.com 

Internet: www.bosch-industrial.com 

Seit über 150 Jahren entwickelt und fertigt die 

Bosch Industriekessel GmbH, ein Unternehmen der 

Bosch Home Comfort Group, projektspezifische 

Heiz- und Prozesswärmeanlagen. Mit „Technik 

fürs Leben“ gestaltet Bosch Industriekessel 

zukunftsfähige Energiesysteme. Die Dampf- und 

Heißwasserkessel verbessern die Energieeffizienz 

in Produktion, Gebäuden und Fernwärmenetzen – 

mithilfe nachhaltiger Energienutzung und 

nahtloser Industrie-4.0-Integration. CO 2-neutrale 

Heiz- und Prozesswärmelösungen mit Wasserstoff 

und Elektrifizierung unterstützen den Weg zur 

Klimaneutralität. Bosch Industriekessel bietet seinen 

Kunden weltweit ein durchgängiges Produktportfolio 

sowie Planungsunterstützung, Projektmanagement 

und After-Sales-Services wie Wartung und 

24/7-Support – alles aus einer Hand. 

Messebeteiligungen finden Sie 

auf unserer Homepage 

www.bosch-industrial.com 

C. Otto Gehrckens GmbH & Co. KG 

Gehrstücken 9 

25421 Pinneberg 

Tel.: +49 (0)4101 5002-0 

Fax: +49 (0)4101 5002-83 

E-Mail: info@cog.de 

Internet: www.cog.de 

Elastomerdichtungen vom Spezialisten. COG liefert 

aus dem weltweit größtem O-Ring-Lager (über 45.000 

Varianten abrufbereit) verschiedenste Werkstoffe, 

inkl. FFKM und bietet seit über 150 Jahren deutsche 

Premium-Qualität, Erfahrung und Innovationskraft. 

Produktprogramm: 

- Präzisions-O-Ringe und Elastomerdichtungen 

- Werkzeuge für ca 23.000 verschiedene 

O-Ring-Abmessungen vorhanden 

- Eigene Entwicklung, Mischerei & Fertigung 

- Alle gängigen Werkstoffe inkl. FFKM 

- Div. Zulassungen (FDA, USP, DVGW, u. v. m.) 

- Produktion auch in Kleinstserien 

Weitere Informationen unter 

www.cog.de 

ElringKlinger Kunststofftechnik GmbH 

Etzelstr. 10 

74321 Bietigheim-Bissingen 

Tel.: +49(0)7321-9641-750 

E-Mail: ekt.wasserstoff@elringklinger.com 

Internet: 

www.elringklinger-kunststoff.de 

www.ek-kt.de/elektrolyse 

Unser Portfolio umfasst ein breites Spektrum 

an Materialien und Komponenten für PtX- 

Anwendungen – Von der Elektrolyse bis zum mobilen 

Einsatz. Innovative H 2-Engineering-Lösungen aus 

Hochleistungs-Kunststoffen wie z.B. Dichtungen 

bis 3 m Ø, Faltenbälge, Schläuche, Rohrleitungen, 

Auskleidungen, Führungsringe, Nutringe, ElroSeal- 

Wellendichtringe, u.v.m. 

Messebeteiligungen finden Sie 

auf unserer Homepage 

www.elringklinger-kunststoff.de 

Hammelmann GmbH 

Carl-Zeiss-Str. 6-8 

59302 Oelde 

Tel.: +49 (0)2522 76-0 

Fax: +49 (0)2522 76-140 

E-Mail: mail@hammelmann.de 

Internet: www.hammelmann.de 

Hochdruck-Plungerpumpen 

Prozesspumpen 

Kanalspülpumpen 

Bergbaupumpen 

Heißwassergeräte 

Betriebsdrücke: bis 4000 bar 

Fördermengen: bis 3000 l/min 

Anwendungssysteme zum Reinigen, Abtragen, 

Schneiden, Entschichten, Entkernen, Entgraten mit 

Hochdruckwasser 

Weltweite Messebeteiligungen, 

aktuelle Termine unter: 

www.hammelmann.de 

Wir freuen uns auf Ihren Besuch! 

JUMO GmbH & Co. KG 

Moritz-Juchheim-Straße 1 

36039 Fulda 

Tel.: +49 (0)661 6003-0 

Fax: +49 (0)661 6003-881-2346 

E-Mail: info@jumo.net 

Internet: www.jumo.net 

Lieferprogramm 

• Temperatursensoren und Wärmemengenzähler 

• Messumformer und Regler 

• Automatisierungssystem und Digitale Anzeiger 

• Hygro- und Hygrothermogeber 

• Messgeräte und Strömungssensoren 

• Pegelsonden und Schwimmerschalter 

• Niveaufühler und Grenzstandmelder 

• Halbleiterrelais und Leistungssteller 

Besuchen Sie uns: 

• BIOGAZ 7. – 8.6. / Straßburg 

• Hydrogen 7. – 28.9. / Bremen 

• POLLUTEC 10. – 13.10. / Lyon 

• AQUATECH 6. – 9.11. / Amsterdam 

Weitere Messetermine unter: 

messen.jumo.info 

KLAUS UNION GmbH & Co. KG 

Blumenfeldstr. 18 

44795 Bochum 

Tel.: +49 (0)234 4595-0 

Fax: +49 (0)234 4595-7000 

E-Mail: info@klaus-union.com 

Internet: www.klaus-union.com 

PUMPEN: Magnetgekuppelte und wellengedichtete 

Pumpen insbesondere für die Chemie und 

Petrochemie, die Öl- und Gasindustrie sowie 

den Bereich erneuerbarer Energien. Ein-/mehrstufige 

Kreiselpumpen, Seitenkanalpumpen, 

Tauchpumpen, Propellerpumpen, ein-/doppelflutige 

Schraubenspindelpumpen. Technische 

Ausführungen nach DIN EN ISO, ANSI, API 

und Pumpen außerhalb der Norm. 

ARMATUREN: Absperrschieber und –ventile, 

Rückflussverhinderer, Regelventile und Klappen. 

Die aktuellen Messebeteiligungen 

finden Sie auf unserer Website 

www.klaus-union.com 

72 


Markenzeichenregister 

Lutz Pumpen GmbH 

Erlenstr. 5-7 

97877 Wertheim 

Tel.: +49 (0)9342 879-0 

E-Mail: info@lutz-pumpen.de 

Internet: www.lutz-pumpen.de 

Lutz Pumpen GmbH ist ein führender Hersteller 

für Industriepumpen mit dem Fokus auf 

Arbeitssicherheit und höchsten Ansprüchen. 

Das Sortiment umfasst Fasspumpen, 

Containerpumpen, Druckluft-Membranpumpen, 

Durchflussmesser, Kreiselpumpen sowie 

Systemlösungen. 

Aktuelle Messetermine finden Sie auf 

unserer Webseite: 

www.lutz-pumpen.de 

URACA GmbH & Co. KG 

Sirchinger Str. 15 

72574 Bad Urach 

Tel.: +49 (0)7125 133-0 

Fax: +49 (0)7125 133-202 

E-Mail: info@uraca.de 

Internet: www.uraca.de 

URACA konstruiert und fertigt Hochdruck- 

Plungerpumpen und -Pumpenaggregate sowie 

komplexe Reinigungsanlagen für zufriedene Kunden 

in aller Welt. 

• Hochdruck-Plungerpumpen bis 3.500 kW/3.000 bar 

• Kanalspülpumpen 

• Hochdruck-Pumpenaggregate für Industrie und 

Reinigung, für heiße und kalten Medien 

• Werkzeuge und Zubehör 

• Hochdruck-Wasserstrahl-Anlagen 

• Druckprüfpumpen 

Aktuelle Messehinweise finden Sie 

auf unserer Website: 

www.uraca.de 



Inserentenverzeichnis 

Verzeichnis der Inserenten 

BMZ Germany GmbH Seite 67 

Bosch Industriekessel GmbH Seite 23 

C. Otto Gehrckens GmbH & Co. KG Seite 29 

ElringKlinger Kunststofftechnik GmbH Seite 31 

Hammelmann GmbH Seite 5 

JUMO GmbH & Co. KG Seite 35 

KLAUS UNION GmbH & Co. KG 

Titelseite 

Lutz Pumpen GmbH Seite 73 

Landesmesse Stuttgart GmbH 

MT - Messe & Event GmbH 

2. Umschlagseite 

3. Umschlagseite 

URACA GmbH & Co. KG Seite 73 

Ihr Mediakontakt 

D-A-CH 

Thomas Mlynarik 

Tel.: +49 (0) 911 2018 165 

Mobil: +49 (0) 151 5481 8181 

mlynarik@harnisch.com 

INTERNATIONAL 


Benno Keller 

Tel.: +49 (0) 911 2018 200 

keller@harnisch.com 

Impressum 

Herausgeber 

Dr. Harnisch Verlags GmbH in Zusammenarbeit 

mit Prof. Dr.-Ing. Eberhard Schlücker, 

Prof. i.R., Berater in Wasserstoff- und Energiefragen 

als wissenschaftlicher Berater 

© 

2023, Dr. Harnisch Verlags GmbH 

Inhaltliche Koordination 

Prof. Dr.-Ing. Eberhard Schlücker 

Ottmar Holz 

Silke Watkins 

Verlag und Leserservice 

Dr. Harnisch Verlags GmbH 

Eschenstraße 25 

90441 Nürnberg 

Tel 0911 2018-0 

Fax 0911 2018-100 

E-Mail get@harnisch.com 

www.harnisch.com 

Irrtum vorbehalten 

Nachdruck und fotomechanische 

Vervielfältigung, auch auszugsweise, 

nur mit schriftlicher Genehmigung 

des Herausgebers 

Redaktion 

Ottmar Holz 

Silke Watkins 

Anzeigen/Markenzeichenregister 

Silke Watkins/Matti Schneider 

Technische Leitung 

Armin König 

Druck 

Schleunungdruck GmbH 

Eltertstraße 27 

D-97821 Marktheidenfeld 

ISSN 2752-2040 


14. – 15. Juni 2023 

/ Globana Trade Center Leipzig/ Schkeuditz 

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Dr. Harnisch Verlags GmbH 

Eschenstraße 25 

90441 Nürnberg 

Telefon +49 (0) 911 2018-0 

Fax +49 (0) 911 2018-100 

E-Mail get@harnisch.com 

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