Fraunhofer-Einrichtung für Energieinfrastrukturen und Geotechnologien IEGDer Übergang von traditionellen, fossilen Brennstoffen zu zukunftsfesten, nachhaltigen Energiequellen erfordert innovative Ansätze in der Energieversorgung. Dr. Clemens Schneider, Leiter der Abteilung »Prozessintegration von Energieanlagen« am Fraunhofer IEG in Zittau treibt mit seinem Team diese Transformation voran. Dafür nutzt er unter anderem die Nebenprodukte der Wasserstoffproduktion und steigert so deren Effektivität. Dabei hilft ihm seine langjährige Expertise in thermodynamischen Prozessen. Das Ziel des gebürtigen Oberlausitzers: Die Zukunft der Energieversorgung aktiv voranzubringen und die Region um Zittau als Innovationsstandort zu stärken.
»Die Entwicklung integrierter Energieversorgungssysteme ist entscheidend, um die Anforderungen der Energiewende zu erfüllen«, betont Clemens Schneider. Mit dieser Überzeugung hat er am Fraunhofer IEG die Großversuchsanlage »La-SeVe« im H2giga-Projekt IntegrH2ate aufgebaut. Genauso wie der begeisterte Schlagzeuger mit seinen Bandkollegen verschiedene Instrumente zusammenbringt, um modernisierte Rockklassiker zu spielen, genauso koppelt er im Projekt IntegrH2ate bewährte Technologien wie PEM-Elektrolyse, Wärmepumpe und Wärmenetz zu einem harmonischen Ganzen. So sollen Nebenprodukte wie Wärme und Sauerstoff aus der Elektrolyse nutzbar werden, was Ressourcen schont und gleichzeitig wirtschaftliche Vorteile bietet.
Clemens Schneiders Weg in die Forschung war nicht geradlinig: Nach dem Schulabschluss begeisterte er sich für Motoren und Maschinen und machte daher zunächst eine Ausbildung zum Kfz-Mechaniker. Anschließend holte er den Fachoberschulabschluss nach. Dabei entstand sein Interesse an Kerntechnik, das ihn schließlich zum Studium der Energie- und Umwelttechnik an die Hochschule Zittau/Görlitz führte. Im Jahr 2015 promovierte er mit der Arbeit „Experimentelle Untersuchung von Siedevorgängen in Druckwasserreaktoren“. Diese Forschung vertiefte sein Wissen zu Reaktorsicherheit, Kraftwerkstechnik und Thermodynamik. »Dieser tiefe Einblick in den damals aktuellen Stand der Energietechnik und des Systems, für die sie entwickelt wurde, ist für mich eine wichtige Basis für alles Folgende«, blickt Clemens Schneider auf seine prägenden Jahre zurück.
Nach über einem Jahrzehnt am Institut für Prozesstechnik, Prozessautomatisierung und Messtechnik der Hochschule Zittau/Görlitz, wo er umfangreiche Erfahrungen mit Großversuchsanlagen sammelte, wurde Fukushima und damit der Ausstieg Deutschlands aus der Kernenergie für ihn zum persönlichen Wendepunkt. Die Ereignisse führten zur Neuausrichtung seines Instituts hin zu konventionellen Kraftwerken und erneuerbaren Energien, was ihn mit Themen wie thermische Energiespeicher und Kraftwerksflexibilisierung in Kontakt brachte. Er selbst wechselte im Jahr 2020 zum Fraunhofer IEG, wo er den Standort Zittau aufbaute. Mittlerweile ist Clemens Schneider auch ein engagierter Familienvater und verbringt gerne Zeit mit seinen zwei kleinen Söhnen, für die er die Region zukunftsfest machen möchte.
»Beim Wechsel ans Fraunhofer IEG hat mich der Wunsch getrieben, konkrete Energiewende-Projekte voranzutreiben und damit die Region Zittau aktiv zu unterstützen.« Er sei stark in seiner Heimat verwurzelt und wolle etwas in diese Region zurückgeben. »Das kann einerseits moderne Energietechnik sein, die ich in der Region entwickle, aber genauso liegt es mir am Herzen, traditionelle Oberlausitzer Baukultur zu erhalten«, erläutert der Wissenschaftler. So hat er an den Wochenenden lange Zeit ein Wohnhaus saniert und damit ein Stück Heimat in Form des regionstypischen Umgebindehauses gerettet.
Beruflich hat Schneider neben IntegrH2ate auch das Projekt AQVA-Heat gemeinsam mit der Hochschule Zittau/Görlitz und dem ILK-Dresden vorangetrieben, das Wärme aus stehenden und fließenden Gewässern mithilfe von Vakuumflüssigeiserzeugern nutzbar macht. Diese Technologie ermöglicht einen Betrieb rund ums Jahr (da Vakuumflüssigkeitseiserzeuger anders als konventionelle Wärmepumpen auch bei Temperaturen um den Gefrierpunkt arbeiten können) und verbraucht weniger Wasser und Energie. Das entstehende Wasser-Eisgemisch ist zusätzlich zu Kühlzwecken oder auch touristisch, etwa als Schnee, nutzbar.
Aktuell untersucht der Wissenschaftler das Zusammenspiel von Elektrolyseuren mit Kläranlagen: »Große Kläranlagen benötigen künftig eine vierte Reinigungsstufe. Ozonierungsanlagen können Arzneimittelrückstände oder Hormone aus dem Wasser filtern«, so Clemens Schneider. Dafür will er den Sauerstoff aus der Elektrolyse nutzen. Aus dem Abflusswasser der Kläranlage soll gleichzeitig unter dem Einsatz von Direktverdampfern Wärme ausgekoppelt werden, die gemeinsam mit der Abwärme aus dem Elektrolyseur ins Fernwärmenetz geleitet wird. Das anfallende Kondensat wiederum kann den Elektrolyseur mit Wasser versorgen und so den Trinkwasserbedarf in der Elektrolyse reduzieren.
Von seinen Lösungen profitieren etwa Kommunen, die lokale Energiequellen optimal nutzen wollen. Clemens Schneider sieht aber auch Einsatzmöglichkeiten für die Nutzung von Elektrolyse-Sauerstoff in Fischerreibetrieben und Krankenhäusern. In Raffinerien und der Chemieindustrie könnte Abwärme aus den H2-Produktionsprozessen – durch Wärmepumpen auf ein höheres Temperaturniveau gebracht – wieder in Hochtemperaturprozesse zurückfließen. Die anwendungsnahe Versuchsanlage »La-SeVe« können wiederum Elektrolyseurentwickler oder Hersteller von Komponenten nutzen. Und gemeinsam mit anderen Abteilungen im Fraunhofer IEG arbeitet er auch an innovativen Ansätzen für Quartiersentwickler.
Was der begeisterte Oldtimer-Fan und Besitzer eines 34 Jahre alten 7er BMWs an Zeit erübrigen kann, nutzt er, um mit der Familie an Oldtimertreffen teilzunehmen. Für seinen 7er BMW hat er gerade eine Hebebühne auf seinem Grundstück installiert. So geht auch sein Know-how aus der Ausbildung zum Kfz-Mechaniker nicht verloren.