DLR in Jülich und der Bau des zweiten solarthermischen Kraftwerks

DLR in Jülich : Ein Turm, der Wasserstoff produzieren soll

Solarforscher des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt bauen in Jülich für mehrere Millionen Euro ein zweites solarthermisches Kraftwerk, das mehrere Vorteile bringen soll.

Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) schließt eine Lücke. Deswegen thront über dem Jülicher Gewerbegebiet Königskamp gerade ein großer Baukran. Dort ist die Heimat der Großforschungsanlagen des DLR-Instituts für Solarforschung: Solarturm Nummer eins und die größte künstliche Sonne der Welt. Im Sommer 2020 wird die Skyline des Königskamp anders aussehen. Dann soll der zweite Solarturm des DLR fertig sein.

Gerade laufen die Arbeiten am Fundament und der ersten Etage des rund sechs Millionen Euro teuren Projekts. „Wir setzen jetzt das um, was wir vor neun Jahren beschlossen haben“, sagt Bernhard Hoffschmidt, Direktor des Solarforschungs-Instituts. Lückenlos soll die Versuchsreihe sein, die die DLR-Forscher dann vornehmen können – vom kleinen Versuchsaufbau im Labormaßstab bis zum fertigen Turm, der so groß ist, dass er für die freie Wirtschaft interessant sein kann.

Die DLR-Forscher haben ihren Fokus verschoben. Das ursprüngliche Ziel, Solarkraftwerke zu entwickeln, die in Afrika aus Sonnenlicht Strom für Europa produzieren, gilt als gescheitert. Für den Papierkorb ist die Arbeit von Hoffschmidts Team deswegen trotzdem nicht. Wasserstoffproduktion heißt die neue Devise.

Auf dem Weg zu einer Wasserstoffproduktionsanlage im Industriemaßstab hatte das DLR aber noch eine Lücke – die soll jetzt der neue Solarturm schließen. Erste Versuche, welche Materialien am besten geeignet sind, um die mit Reflektoren gebündelte Hitze der Sonne in Wasserstoff umzusetzen, finden im Labor in der Nähe des Köln-Bonner Flughafens statt, da, wo das DLR seinen Hauptsitz hat.

Dann werden weitere Materialtests an der künstlichen Sonne in Jülich durchgeführt. Erst danach erfolgen Versuchsreihen an den Solartürmen – unter Realbedingungen: wenn die Sonne scheint und das die Solartürme umgebende Heliostatfeld das Sonnenlicht auf einen Punkt bündelt. Der neue Turm bietet dabei eine Leistung von einem Megawatt.

Mehrere Experimente gleichzeitig

Neben dem Lückenschluss bietet der zweite Turm dem Institut laut Hoffschmidt einen weiteren Vorteil: Mit ihm sind mehr Experimente möglich, sogar gleichzeitig. Die offizielle Bezeichnung ist Multifunktionsturm. Der Neubau wird mit drei Forschungsplattformen ausgestattet. Turm Nummer eins hat lediglich eine, die allerdings wesentlich leistungsfähiger ist.

„Es gibt auch andere Forschungseinrichtungen, die eine solche Plattform haben. Wir haben jetzt vier und damit die größte Kapazität weltweit“, sagt Hoffschmidt. Potenzprotzerei ist nicht das Ansinnen des DLR. Die vier Plattformen sollen die Material- und Verfahrensforschung beschleunigen. Außerdem können sich Unternehmen Zeit für Experimente auf den Forschungsplattformen kaufen. „Die Nachfrage ist groß“, sagt Hoffschmidt.

Eines der großen Ziele: Einen sogenannten Partikelreceiver bauen, der im großen Stil in der Lage ist, Wasserdampf den Sauerstoff zu entziehen. „Das geschieht in zwei Stufen“, erklärt Hoffschmidt. Zunächst gibt der Wasserdampf bei rund 800 Grad den Sauerstoff an den Receiver ab.

Übrig bleibt Wasserstoff. Bei 1200 Grad wird das Material nun um den Sauerstoff reduziert, damit es im nächsten Zyklus wieder Sauerstoff aufnehmen kann. „Wenn allerdings einmal auf diese Weise Wasserstoff im großen Stil hergestellt wird, dann sicher nicht hier, sondern in Afrika, auf Anlagen, die noch mal um den Faktor 100 größer sind als unsere“, sagt Hoffschmidt. Das ist das Fernziel. Derzeit gibt es noch keine kommerzielle Anlage, die ansatzweise so groß ist.

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