Mit der zweiten Phase des Projekts »H2D – Eine Wasserstoffwirtschaft für Deutschland« werden die Fraunhofer-Kompetenzen auf dem Gebiet der Wasserstoffwirtschaft gebündelt und demonstriert.
Der Einsatz von grünem Wasserstoff als umweltfreundlichen Energieträger stellt für die Anwender eine Herausforderung dar. Die Erzeugung hängt von größtenteils volatilen Energiequellen ab, die Anlieferung erfolgt je nach Transportverfahren mit deutlicher Zeitverzögerung, viele Anwendungsszenarien sind in der Praxis kaum erprobt. Nicht zuletzt erfordern die chemischen und physikalischen Eigenschaften des Wasserstoffs ein hohes Sicherheitsniveau. Um einen effizienten, ausfallfreien Betrieb zu gewährleisten müssen Erzeuger, Transportinfrastruktur und Anwender optimal aufeinander abgestimmt sein.
Die Simulationsplattform H2Digital soll bei genau dieser optimierten Abstimmung unterstützen, indem sie die Modellierung und Simulation komplexer Wasserstoffinfrastrukturen von der Erzeugung über Transport und Speicherung bis hin zur Anwendung ermöglicht. Die beteiligten Fraunhofer-Institute verfügen bereits jeweils über hochdetaillierte Einzelmodelle von Solar- und Windkraftanlagen, Elektrolyse- und Brennstoffzellenstacks aber auch von stofflichen Verwertungsverfahren wie zum Beispiel der Ammoniaksynthese. Mit H2Digital wird nun eine Simulationsplattform entwickelt, welche die Kopplung dieser Einzelmodelle und somit die Simulation zusammenhängender Systeme ermöglicht.
Das Fraunhofer ICT koordiniert dabei die Entwicklung des Simulationsmasters, also der Softwarekomponente, die zur Laufzeit die Schnittstelle zwischen den Einzelmodellen darstellt.
Zukünftig wird das Fraunhofer ICT Einzelmodelle und Analyseverfahren für Sicherheitsbetrachtungen in die Simulationsplattform inte grieren. Mittels CFD-Simulation können dann Austrittsszenarien analysiert und Risiken durch explosionsfähige Atmosphären beurteilt werden. Ein Monte-Carlo Verfahren zur automatisierten Detektion systematischer Fehler wird es weiterhin ermöglichen, die funktionale Sicherheit der simulierten Infrastrukturen zu überprüfen.
Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie ICT