Neuartiges Elektroerhitzersystem für Salzschmelzen zur Elektrifizierung von Hochtemperatur-Industrieprozessen

NEILOS

Im Forschungsprojekt NEILOS entwickeln Forschende Lösungen für die Dekarbonisierung der Industrie durch die Elektrifizierung von Hochtemperatur-Prozesswärme. Da günstiger Überschussstrom aus erneuerbaren Quellen zeitlich begrenzt verfügbar ist, nutzt das Projekt Flüssigsalz als effizientes Speichermedium, um die Lücke zu einer konstanten Wärmeversorgung zu schließen.

Der Fokus liegt dabei auf der Rückgewinnung von Wasserstoff aus Ammoniak (NH3-Cracking). Durch den Einsatz von Flüssigsalz als Wärmeträger bei Temperaturen von 600 bis 650 °C können herkömmliche, brennerbeheizte Systeme ersetzt werden. Dies steigert nicht nur die Effizienz und Lebensdauer der Anlagen, sondern senkt auch signifikant die Kosten für die Wasserstoffbereitstellung. Dies ist ein entscheidender Schritt für die industrielle Nutzung grüner Energieträger in Deutschland.

Flüssigsalz als Schlüssel für Hochtemperaturprozesse über 600 °C

Während der Stand der Technik für Flüssigsalzkomponenten bisher bei ca. 560 °C liegt, verschiebt NEILOS die Grenzen auf über 600 °C. Diese Temperatursteigerung ermöglicht es, neue Prozesswärme-Anwendungen zu erschließen und die Speicherkapazität bei gleicher Salzmasse deutlich zu erhöhen. Im Projekt werden hierfür kritische Schlüsselkomponenten wie Salzpumpen, Ventile und innovative Salzelektroerhitzer entwickelt und im Technikum unter Realbedingungen getestet. Ein besonderes Augenmerk liegt auf der Materialforschung, um Korrosion und Salzzersetzung bei diesen extremen Bedingungen zu beherrschen. Durch den Nachweis eines gepumpten Kreislaufs mit über 2.000 angestrebten Betriebsstunden wird die technologische Basis für großskalige industrielle Anwendungen gelegt.

Innovativer Ammoniak-Cracker für die Wasserstoffwirtschaft

Ammoniak gilt als einer der vielversprechendsten chemischen Träger für den Import von Wasserstoff über weite Distanzen. Um den Wasserstoff am Zielort (z. B. einem deutschen Seehafen) wieder freizusetzen, ist ein endothermer Spaltprozess (Cracking) notwendig. NEILOS entwickelt hierfür ein Konzept für einen neuartigen Platten-Reaktor, der direkt mit Flüssigsalz beheizt wird. Im Gegensatz zu Brennern sorgt das Salz für eine gleichmäßige Temperaturverteilung, was den Einsatz kostengünstiger Katalysatormischungen ermöglicht und Materialverschleiß durch Temperaturspitzen verhindert. Das Ziel im Projekt NEILOS ist zunächst eine Wasserstoff-Ausbeute von über 90 % bei einem Durchsatz von 5 kg/h im Technikum-Maßstab.

Sektorkopplung senkt Kosten und spart Ressourcen

Die Integration von thermischen Energiespeichern (TES) in die Wasserstoff-Lieferkette erlaubt eine optimale Sektorkopplung. Durch die Zwischenspeicherung von Energie in Form von Wärme kann die installierte Leistung für Elektrolyse und Ammoniaksynthese um etwa 20 % verkleinert werden. Dies führt zu erheblichen Einsparungen bei den Investitionskosten (CAPEX). Die Ergebnisse aus NEILOS sollen direkt in die Planung für reale Industriestandorte einfließen, wie beispielsweise das Aurubis-Werk in Hamburg, um die wirtschaftliche Machbarkeit der Wasserstofferzeugung aus Ammoniak zu demonstrieren.

Ziel des Projektes

Die Entwicklung robuster, industriell skalierbarer Komponenten für die Energiewende, um Deutschland als Technologieführer für grüne Wasserstoffinfrastrukturen zu etablieren.

NEILOS auf einen Blick

Projekt

Neuartiges Elektroerhitzersystem für Saltzschmelzen zur Elektrifizierung von Hochtemperatur-Industrieprozessen

Laufzeit

1.2.2026 - 31.7.2029

 
  • DLR Institut für Technische Thermodynamik
  • KSB SE & Co. KGaA (KSB)
  • Siemens Energy Global GmbH & Co. KG (SE)
  • Universität Rostock (UR)
  • GESMEX Exchangers GmbH (GESMEX)
  • Outokumpu Nirosta GmbH (OTK)
  • GRAP-Green Ammonia Power GmbH
  • Aurubis AG

Förderung

BMWE

Grundfinanzierung des DLR

Kontakt

Prof. Dr.-Ing. Annelies Vandersickel

Abteilungsleiterin Thermische Prozesstechnik
Institut für Technische Thermodynamik
Thermische Prozesstechnik
Pfaffenwaldring 38-40, 70569 Stuttgart