Fabriktransformation

Umsetzung nachhaltiger Nutzungskonzepte von grünem Wasserstoff im Fabriksystem

© Robert Bosch Elektronik GmbH
brennstoffzellen 109 v2 lr

Am Bosch Standort Salzgitter fertigen rund 1.400 Mitarbeitende Motorsteuergeräte.

Motivation und Zielsetzung

Der Einsatz von Wasserstofftechnologien im Fabriksystem ist ein wichtiger Baustein für die Dekarbonisierung der Industrie. Voraussetzung dafür ist ein detailliertes Verständnis der gesamten Wasserstoffwertschöpfungskette – von der Energieerzeugung über die Wasserstofferzeugung bis hin zur direkten Anwendung für Produktionsprozesse. Deshalb wird eine simulationsgestützte Planungssystematik entwickelt, um Fabriksysteme durch die Anwendung von Wasserstofftechnologien CO2-neutral zu gestalten.

Im Projekt wird mit der Implementierung von Bosch Festoxid-Brennstoffzellen in der Energieversorgung ein Beitrag zur CO2-Neutralität geleistet.

© Fraunhofer IST, Grafik: A.Struve

Inhalte und Elemente im Projekt Fabriktransformation

Vorgehensweise

Im Projekt entwickelt das Fraunhofer IST ein digitales Modell der Fabrik, das die Bewertung unterschiedlicher Gestaltungsszenarien erlaubt und somit Investitionen in Wasserstofftechnologien vor der Realisierung ökonomisch wie ökologisch absichert. Dabei wird ebenfalls der Vergleich zu anderen Technologien oder Medien durchgeführt. Die Integration der Wasserstofftechnologien wird am Beispiel der Robert Bosch Elektronik GmbH in Salzgitter in einem realen Fabriksystem erprobt. Darüber hinaus werden die ökonomischen und ökologischen Vorteile für die Fabrik bewertet. Das Vorgehen ist auf unterschiedliche Fabriken und Branchen übertragbar, insbesondere auf produzierende Unternehmen.

Entwicklung eines modularen Fabrikmodells

Ziel ist der Aufbau eines modularen Fabrikmodells zur Bewertung von Gestaltungsszenarien für den Einsatz von Wasserstofftechnologien:

  • Entwicklung von Teilmodellen für Wasserstofftechnologien und -anwendungen im Fabriksystem, bspw. eine Kraft-Wärme-Kopplung mittels Brennstoffzellen
  • Verschaltung der Teilmodelle zu einem Gesamtmodell sowie technische, ökologische und ökonomische Bewertungen unterschiedlicher Gestaltungsszenarien

Ergebnis: Bewertete Szenarien für die Realisierung von Wasserstoffinfrastruktur im Fabriksystem

Integration von Wasserstofftechnologien in der Pilotfabrik

Ziel ist der Aufbau, die Realisierung und der Betrieb einer realen Wasserstoffinfrastruktur in der Pilotfabrik:

  • Validierung der Simulationsmodelle an der realen Wasserstoffinfrastruktur
  • Aufbau von praktischem Know-how bei Aufbau und Betrieb von Wasserstoffinfrastruktur sowie der Umrüstung bestehender Fabrikinfrastruktur
  • Untersuchung von tragfähigen Geschäfts- und Betriebsmodellen

Ergebnis: Betriebsfähige Wasserstoffinfrastruktur in der Pilotfabrik der Robert Bosch Elektronik GmbH

Transfer der Projektergebnisse 

Ziel ist die Synthese von praktischen Erfahrungen beim Aufbau und Betrieb der Infrastruktur sowie der Erkenntnisse aus dem digitalen Fabrikmodell:

  • Konzeptionierung eines allgemeinen Planungsvorgehens sowie konkrete Handlungsempfehlungen für die Dekarbonisierung von Fabriken mittels Wasserstofftechnologien
  • Transfer der Erkenntnisse und Ergebnisse auf andere Fabriksysteme und Branchen

Ergebnis: Planungsmethodik zur schrittweisen Dekarbonisierung von Fabriksystemen mit Wasserstoff