Im Projekt FCTRAC wurde eine Demonstrationsanlage zur nachhaltigen, saisonflexiblen und dezentralen Wasserstoffproduktion aus Holzhackschnitzeln realisiert

Rendering des Aufbaus des BioH2Moduls in Griffen. Das Gebäudemodell ist von schräg oben zu sehen und in weiß gehalten, einzelne Bereiche des BioH2Moduls sind farbig hervorgehoben.

© TU Wien

Sowohl die Wasserstofferzeugungsanlage, das sogenannte BioH2Modul, als auch ein brennstoffzellenelektrischer Traktor, der sogenannte FCTRAC, wurden im Projekt entwickelt, gebaut und betrieben. Der hochreine Wasserstoff wird dabei aus einem Produktgas, welches durch die Gaserzeugung aus Holzhackschnitzeln produziert wird, hergestellt und soll in weiterer Folge in der PEM-Brennstoffzelle des Traktors zu Strom umgewandelt werden. Das BioH2Modul wurde dafür in einen bereits bestehenden Standort zur dezentralen Strom- und Wärmeproduktion auf Basis von Holzhackschnitzel-BHKWs in Kärnten eingebunden. Dafür wurde eines der BHKWs umgebaut, wodurch der Betriebswechsel zwischen Strom- und Wärmeproduktion (BHKW Betrieb mit Gasmotor) und Wasserstoffproduktion (BioH2Modul Betrieb) ermöglicht wird. Es kann dadurch Produktionsflexibilität über die Kopplung der Sektoren Strom, Wärme und Wasserstoff geschaffen werden. Beispielsweise kann in energieintensiven Monaten Strom und Wärme und in weniger energieintensiven Monaten Wasserstoff produziert werden. Gleichzeitig deckt sich der Einsatzzeitraum des Traktors in der landwirtschaftlichen Umgebung mit der Wasserstoffproduktion in weniger energieintensiven Monaten. Das Ziel des Projektes war die Abbildung einer gesamten Wertschöpfungskette vom Holzhackschnitzel bis zum hochreinen Wasserstoff und dessen Einsatz im brennstoffzellenelektrischen Traktor in landwirtschaftlicher Umgebung.

Die Grafik beschreibt die Circular Economie des BioH2Moduls: Aus landwirtschaftlichen Reststoffen, wie Holzhackschnitzeln u.a. kann Gas erzeugt werden. Aus diesem Gas extrahiert das BioH2Modul hochreinen Wasserstoff. Dieser nachhaltige Wasserstoff kann wiederum als Treibstoff für landwirtschaftliche Maschinen genutzt werden. Aus Feldabfällen wird nachhaltiger Treibstoff für den Traktor.

© TU Wien

Unsere Projekt-Highlights

Die Forschungsgruppe hat wesentlich zur Entwicklung des BioH2Moduls beigetragen und hat weiters die Inbetriebnahme des BioH2Moduls wissenschaftlich begleitet. Parallel zu der Entwicklung und dem Bau des BioH2Moduls, wurde im Technikum der TU Wien die Prozesskette im Pilotmaßstab für experimentelle Voruntersuchungen aufgebaut. Dabei wurden geeignete Betriebsfenster für das BioH2Modul identifiziert und damit die Inbetriebnahme des BioH2Moduls unterstützt. Gleichzeitig konnte die technische Machbarkeit der Erzeugung von Wasserstoff mit einer Reinheit von 99,977 vol.-% aus Holzhackschnitzeln untermauert werden. 

5 Bilder, die nebeneinander den Ablauf der biogenen Wasserstofferzeugung im Technikum der TU Wien zeigen, zu sehen sind: Festbettgaserzeuger, Water-Gas-Shift-Einheit, Heißgasfilter und RME-Wäscher, Aktivkohle- und Zinkionenadsorber, Silikagel-Adsorber und Druckwechseladsorber

© TU Wien

Technikumsaufbau Wasserstoff

Durch unsere Infrastruktur mit Gaserzeuger-flexibler Pilotanlage für die Gasaufbereitung und Wasserstoffabtrennung mit umfassender Messtechnik haben wir sowohl Expertise zugewinnen können als auch eine einzigartige Umgebung für die Durchführung von verschiedensten Experimenten zur Wasserstoffherstellung geschaffen. Offene Fragestellungen von geeigneten Einsatzstoffen bis hin zur Prozessoptimierung können durch Experimente, Modellierung und Analytik behandelt und beantwortet werden. 

Das Projekt FCTRAC wurde auch für zwei angesehene Preise nominiert: Sowohl für den Houskapreis 2025 (Introvideo Houskapreis FCTRAC), in der Kategorie „Hochschulforschung“ als auch für den Staatspreis Technologie 2024 in der Kategorie “Mobilitätstechnologien”.

Nach Aktivierung werden u. U. Daten an Dritte übermittelt. Datenschutzerklärung.

Staatspreis Technologie 2024: FCTRAC

BioH2Modul und FCTRAC Facts

Ein Brennstoffzellentraktor, der die spezifischen Anforderungen an Traktor Antriebssysteme erfüllt, soll im Rahmen des Projekts entwickelt werden. Zudem existieren bislang für einen Traktorbetrieb mit Wasserstoff keine Infrastruktur bzw. Betankungsmöglichkeiten. Ein weiteres Ziel im Projekt ist daher eine lokale Wasserstofferzeugung aus Biomasse über Wasserstoff-Abtrennung aus Synthesegas, welches beispielsweise aus dezentralen Holzgas-Blockheizkraftwerken (BHKW), Biogas- oder Kläranlagen stammt. Die zu entwickelnde Anlage (BioH2Modul) soll dabei flexibel an die angeführten Quellen ankoppelbar sein und neben der Abtrenn- und Aufreinigung des Wasserstoffs ein nachgeschaltetes Abgabesystem (Tankstelle) inklusive Zwischenspeicher für eine „Insellösung“ beinhalten. Da BHKW und Biogasanlagen im ländlichen Bereich sehr verbreitet sind bzw. Kläranlagen im kommunalen Bereich, kann der Kraftstoff Wasserstoff dort erzeugt werden, wo auch der Einsatzbereich von Traktoren ist.

01.05.2020 bis 31.07.2024

Logo des Fördergebers Klima- und Energiefonds

© Klima- und Energiefonds

FCTRAC ist Teil des Förderprogramms: Leuchttürme eMobilität, Zero Emission Mobility (2. Ausschreibung)

Projektnummer: 878113

This work was carried out within the frame of the “FCTRAC” project, which is supported with funds from the Climate and Energy Fund and implemented in line with the "Zero Emission Mobility" program. 

FCTRAC auf der Seite des Klima- und Energiefonds.

Wissenschaftliche Artikel

Magazine