Preisträger 2020 für Innovation und Klimaschutz

Unter der Schirmherrschaft des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie wurden am 4. November 2020 innovative Konzepte zur Nutzung der vielseitigen Energieträger Gas und grünem Gas ausgezeichnet. Getragen wurde der 20. Innovationspreis der deutschen Gaswirtschaft von den vier Verbänden ASUE, BDEW, DVGW und Zukunft Gas sowie dem Partner Wintershall.

Aus fast 80 eingereichten Bewerbungen entschied sich die Jury unter der Leitung von Prof. Dr. Frank Behrendt, TU Berlin, für fünf Projekte. Die Preisträgerinnen und Preisträger 2020 zeigten insbesondere die Potenziale und Einsatzmöglichkeiten von Gas für die Transformation des Energiesystems.

Graforce GmbH: Emissionsfreie Heizung mit negativer CO₂-Bilanz

Die Graforce GmbH ist ein Spezialist für nachhaltige und wirtschaftliche Wasserstofftechnologie. Das Unternehmen mit Sitz in Berlin-Adlershof hat neue Plasma-Anwendungen zur Herstellung von grünem Wasserstoff und Industriegasen aus Reststoffen entwickelt. Damit lässt sich das Energiepotenzial von organischen und anorganischen Verbindungen in industriellem Abwasser, Gülle, Kunststoff und Gasen nutzen. Das interdisziplinäre Graforce-Team aus Physiker:innen, Ingenieur:innen und Konstrukteur:innen sieht in der Plasmalyse mit Strom aus erneuerbaren Energien eine Schlüsselkomponente zur Klimagasreduzierung.

Wärmeerzeugung mit negativer CO₂-Bilanz

Das Projekt „MOA-H₂eat“ ermöglicht dem Mercure Hotel MOA Berlin eine Wärmeversorgung mit negativer CO₂-Bilanz. Mit dem energieeffizienten Verfahren der Methan-Plasmalyse wird Biomethan in Wasserstoff (H₂) und Kohlenstoff (C) zerlegt. Aus dem Wasserstoff produziert das Hotel mit modifizierten Brennwertkesseln und BHKW emissionsfrei Energie. Der Kohlenstoff dient als Rohstoff zur Asphaltherstellung und bleibt dauerhaft gebunden. Durch das Biomethan entzieht die Wärmeversorgung des Hotels der Atmosphäre jährlich bis zu 1.700 Tonnen CO₂ und zeigt die Möglichkeiten einer städtischen Energie- und Wärmewende.

Jurybewertung

Eine Wärmeversorgung, die nicht nur kein CO₂ ausstößt, sondern sogar noch welches aus der Atmosphäre bindet – dies ist der Graforce GmbH durch die neuartige Kombination von Methan-Plasmalyse, H₂-Gas-Brennwertkesseln und Photovoltaik unter Verwendung von regenerativem Biomethan im Berliner Mercure Hotel MOA gelungen. Ein Ansatz, der den Wärmemarkt ein Stück weit revolutioniert und zur dezentralen Dekarbonisierung beiträgt.

CM Fluids AG: CO₂-neutraler Busantrieb mit Bio-LNG: Upgrade für Dieselbusse

Die CM Fluids AG gibt Biogasanlagen auch nach Ablaufen der EEG-Förderung eine wirtschaftliche Perspektive. Gegründet von Unternehmern und Experten der Biogasbranche betreibt das Unternehmen Verflüssigungsanlagen und widmet sich der Vermarktung von flüssigem Bio-Kohlendioxid und verflüssigtem Biomethan (Bio-LNG). Ein weiteres Geschäftsfeld ist die Umrüstung von Nutzfahrzeugen auf einen eigenen generatorelektrischen Antrieb. Als ersten Kooperationspartner für den Einbau hat CM Fluids mit der Flughafen München GmbH den achtgrößten Flughafen Europas gewonnen.

Umrüstungs-Kit Diesel-Busse

Das Projekt nimmt die Umrüstung von Bussen mit Dieselmotor auf einen mit verflüssigtem Biomethan (Bio-LNG) betriebenen seriellen Hybridantrieb in den Fokus. In einem Bus des Flughafens München lädt nun ein Gasmotor eine Batterie auf. Sie treibt über Achsnabenmotoren den Bus an. Dieser indirekte Antrieb ermöglicht dem Motor immer das optimale Drehzahlfenster, verlängert seine Haltbarkeit und reduziert die Emissionen. Die Batterie speichert zudem die Bremsenergie des Busses. Der Antrieb lässt sich in allen Nutzfahrzeugen nachrüsten. Der Einsatz von Bio-LNG macht den Betrieb klimaneutral.

Jurybewertung

Verflüssigtes Biomethan (Bio-LNG) statt Diesel als Antriebsenergie für bestehende Busse und Lkw nutzen? Das ist einfacher als gedacht, wie die CM Fluids AG mit ihrem Umrüstungs-Kit CMF Drive bewiesen hat. Der Clou ist ein indirekter Antrieb, der mittels Generator Strom für Elektromotoren an den Achsen erzeugt. Dadurch arbeitet der Gasmotor emissionsarm im effizienten Leistungsbereich und die Umrüstung der Fahrzeuge ist besonders leicht. Bei dem hohen Bestand an Dieselfahrzeugen eine echte Option für eine schnelle Verkehrswende.

Unternehmensgruppe Energieversorgung Mittelrhein: Regionaler Gestalter der Energiewende

Die Unternehmensgruppe Energieversorgung Mittelrhein (evm) ist der größte Energieversorger in Rheinland-Pfalz. Er steht für eine zuverlässige Versorgung der Kunden mit Ökostrom, Erdgas, Wärme, Trinkwasser, Telekommunikation und entsprechenden Serviceleistungen. Die evm handelt transparent, umweltschonend und ressourcenorientiert und setzt sich zudem für das soziale Engagement ein. Seit mehr als 20 Jahren stehen die Effizienzsteigerung der Kraft-Wärme-Kopplung sowie die Steigerung des Anteils grüner Gase im Versorgungsnetz durch konkrete Maßnahmen im Fokus.

Gasnetz 2040: Verzahntes Maßnahmen-Bündel

Das „Gasnetz 2040“ verknüpft Einzelmaßnahmen zu einem ganzheitlichen Konzept, um die Gaswende regional zu gestalten. Dazu arbeiten Energieversorger, Unternehmen, Hochschulen und Bürger:innen zusammen. Das Spektrum reicht vom Betrieb einer Erdgasentspannungsturbine und Biogasanlagen mit angeschlossenen Einspeiseanlagen bis zur Netzautomatisierung und der Gestaltung des Smart Grids. Aktuelle Projekte befassen sich mit der Wasserstofftechnologie von der Erzeugung bis zur Nutzung. Dazu zählen die Errichtung einer Power-to-Gas-Anlage sowie die Prüfung der Systemkopplung von Strom- und Erdgasnetzen.

Jurybewertung

Viele kleine Bausteine ergeben ein nachhaltiges Ganzes: Die Unternehmensgruppe Energieversorgung Mittelrhein (evm-Gruppe) zeigt, wie eine konsequente Ausrichtung des eigenen Gasnetzes auf eine sichere und klimaneutrale Energieversorgung aussehen kann. Die Verknüpfung der Einzelmaßnahmen, Transparenz und die Einbindung von Unternehmen, Hochschulen und Bürger:innen schaffen ein regionales Energiebewusstsein. Die evm-Gruppe ist damit regionaler Gestalter der Gaswende.

Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf, TU Dresden: Optimierung der Wasserstoffproduktion von Elektrolyseuren

Das Institut für Fluiddynamik des Helmholtz-Zentrums Dresden-Rossendorf hat das Ziel, Nachhaltigkeit, Energieeffizienz und Sicherheit industrieller Prozesse durch Grundlagen- und angewandte Forschung zu verbessern. Dem Projektteam um Dr. Gerd Mutschke und Professorin Dr. Kerstin Eckert, die gleichzeitig die Professur für Transportprozesse an Grenzflächen am Institut für Verfahrenstechnik und Umwelttechnik der Technischen Universität Dresden bekleidet, gehören die Wissenschaftler Aleksandr Bashkatov, Syed Sahil Hossain und Dr. Xuegeng Yang an.

Erforschung der Blasenbildung in Elektrolyseuren

Bei der Elektrolyse bildet sich der Wasserstoff in Gasbläschen an den Elektroden des Elektrolyseurs. Sie behindern den Stromfluss, der zur Spaltung des Wassers führt. Das Projekt MADAGAS untersucht, wie sich die Gasblasen früher lösen und aufsteigen können. Möglich ist dies durch ein verbessertes Design der Elektrode, einer Modifikation des pH-Wertes des Elektrolyten oder eine separate Temperierung der Elektrode. Dadurch lassen sich die Wirkungsgrade von Elektrolyseuren steigern und die gespeicherte Menge erneuerbarer Energie erhöhen. Ein Projekt zum Praxistest befindet sich in Vorbereitung.

Jurybewertung

Der Blick ins Detail kann großes bewirken: Lösen sich die Gasblasen im Elektrolyseur schneller, steigt der Wirkungsgrad und es lässt sich mehr Wind und Sonnenenergie speichern. Damit haben die Forscher des Helmholtz-Zentrums Dresden-Rossendorf und der TU Dresden eine wichtige Grundlage geschaffen, um den langfristig großskaligen Zubau an Elektrolysekapazitäten zur Herstellung von grünem Wasserstoff preiswert zu gestalten. Das trägt zur Lösung eines Kernproblems der Energiewende bei: der Speicherung von regenerativen Energien.

Robert Bosch GmbH: Brennstoffflexibles stationäres Brennstoffzellen-System

Die Robert Bosch GmbH hat das selbstgesetzte Ziel, Technik fürs Leben zu schaffen und damit die Lebensgrundlage heutiger und künftiger Generationen zu sichern. Im Bereich der Energie- und Gebäudetechnik bietet sie vielfältige Lösungen zur Heizung, Klimatisierung und Warmwasserbereitung. Die Bandbreite der Heizlösungen erstreckt sich von der Brennwerttechnik über Solarthermieanlagen und Wärmepumpen bis hin zu Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen. Ein besonderes Potenzial sieht Bosch im Bereich der hocheffizienten Brennstoffzellentechnologie.

Stromkraftwerk, das Wärme liefert

Das modular aufgebaute Festoxid-Brennstoffzellen-System (SOFC-Brennstoffzelle), das Bosch an mehreren Unternehmensstandorten testet, setzt neue Maßstäbe an Leistung und Flexibilität. Es erzielt eine elektrische Leistung von 10 kW_el und belegt damit ein leistungstechnisch bislang unerschlossenes Marktsegment. Der elektrische Wirkungsgrad liegt bei mehr als 60 Prozent, der Gesamtwirkungsgrad bei mehr als 85 Prozent. Die SOFC-Brennstoffzellen lassen sich mit Erdgas, Biomethan, Wasserstoff oder einer Mischung der Gase betreiben. Dabei entstehen weder Stickoxide noch Partikel im Abgas.

Jurybewertung

Brennstoffzellentechnologie der nächsten Generation: Die SOFC-Geräte von der Robert Bosch GmbH lassen sich mit Erdgas, Biomethan oder Wasserstoff betreiben und erzielen einen elektrischen Wirkungsgrad von mehr als 60 Prozent. Mit dem stationären Brennstoffzellen-System – das unter anderem einen der Werkstandorte mit Strom versorgt – erhält das Thema Kraft-Wärme-Kopplung neuen Schwung. Ein wichtiger Beitrag für das Energiesystem der Zukunft.

Finalisten und Gewinner des Innovationspreises

Im Jahr 2020 haben die Verbände der deutschen Gaswirtschaft den Innvationspreis bereits zum 21. Mal verliehen. Fünf Projekte wurden ausgezeichnet. Eine Zusammenfassung aller Finalisten- und Gewinnerprojekte finden Sie in unserer Broschüre.