Grüner Wasserstoff, das Erdöl der Zukunft?

Grüner Wasserstoff kann als Speichertechnologie nachhaltiger Energie zur Dekarbonisierung von Verkehr und Industrie beitragen.

Im Pariser Klimaabkommen beschloss die Welt, dass die Wirtschaft zwischen 2050 und 2100 treibhausneutral werden soll. Um die ehrgeizigen Ziele zu erreichen, ist eine grundlegende Transformation des Energiesystems notwendig. Hierbei spielt grüner Wasserstoff nicht nur im Verkehrssektor eine wichtige Rolle. Die Bundesregierung möchte Deutschland mit der Nationalen Wasserstoffstrategie zum technologischen Vorreiter machen. Forschung und Unternehmen gehören zur Weltspitze bei Wasserstofftechnologien und komplexe Industrieanlagen gehören zur Kernkompetenz des deutschen Anlagenbaus. HEROSE beschäftigt sich intensiv mit dem Thema Wasserstoff und kann im tiefkalten Bereich und auch bei hohen Drücken hochwertige und verlässliche Lösungen anbieten. Das Unternehmen hat bereits Wasserstoffprojekte ausgerüstet.

Der Ausgangspunkt im Bereich grüner Wasserstoff

Der grüne Strom von Windrädern oder Solaranlagen steht immer dann zur Verfügung, wenn die Natur es will. Sind die Stromnetze voll, müssen leider oft die Windräder stillstehen. Hier verpufft Energie ungenutzt, weil es für große Strommengen noch keine effiziente Speichermöglichkeit gibt. Auf der einen Seite müssen sich die Energieerzeuger bei der Produktion nach der Natur richten. Auf der anderen Seite soll die Energie auch dann zur Verfügung stehen, wenn es weder weht noch die Sonne scheint. An dieser Stelle kommt die Wasserstofftechnologie ins Spiel: Da wir bald mehr Energie speichern müssen, als jemals zuvor, kommt man an Wasserstoff als Energieträger kaum vorbei.

Grüner Wasserstoff als Energieträger

Molekularer Wasserstoff ist ein geruchloses flüchtiges Gas, das auf unserer Erde in reiner Form nicht vorkommt. Wasserstoff ist das erste Element im Periodensystem und das erste, das nach dem Urknall entstanden ist. Es kommt überwiegend gebunden vor und es hat eine hohe Energiedichte. Mit einem Kilogramm Wasserstoff kann ein Auto 100 Kilometer weit fahren. Reiner Wasserstoff wird durch Elektrolyse gewonnen: In einem Elektrolyseur wird Wasser (H2O) unter Strom gesetzt, damit sich Wasserstoff (H2) und Sauerstoff voneinander trennen. Geschieht diese Elektrolyse mit Strom aus Windkraft oder Photovoltaik, spricht man von grünem Wasserstoff.

Die Bausteine der Energiewende

Die Energiewende erfordert eine Revolution unserer Energiespeicher. Grüne Technologien wie Windkraft und Solarenergie können immer mehr Energie erzeugen, aber nicht unbedingt in dem Moment, in der sie von Industrie, Verkehr und Wärmesektor gebraucht wird. Die Speichermöglichkeiten in den erforderlichen Größenordnungen existieren noch nicht. Mit grüner Energie hergestellter Wasserstoff kann einen wichtigen Beitrag zum Klimaschutz leisten, denn bei seiner Umwandlung in elektrische Energie entsteht lediglich reines Wasser. Wasserstoff kann ein Baustein sein, die Speicherung dieser Energie zu ermöglichen und sie in verschiedenen Nutzungsformen bereitzustellen: Je nach Bedarf lässt sich der Wasserstoff weiter zu synthetischem Erdgas, Diesel, Benzin oder Kerosin verarbeiten.

Grüner Wasserstoff – zwei Beispiele

e-Farm, Deutschland
In Reußenköge bei Husum baut das Unternehmen GP Joule Deutschlands größte komplette Versorgungskette für grünen Wasserstoff auf. Im Rahmen des Projekts „e-Farm“, das vom Bundesverkehrsministerium mit acht Millionen Euro gefördert wird, errichtet GP Joule direkt neben Windparks gelegen fünf Elektrolyseanlagen. Der dort erzeugte Wasserstoff soll an zwei Tankstellen in Husum und Niebüll verkauft werden. Zu dem Projekt zählen auch zwei Busse und fünf Pkw für die öffentliche Nutzung. Die Abwärme, die bei der Elektrolyse von Wasserstoff entsteht, soll in kommunale Wärmenetze eingespeist werden.

Hydrosol-Plant, Spanien
In Spanien hat das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) im November 2018 die bisher größte Anlage zur solarthermischen Wasserspaltung vorgestellt. Sie steht nahe der andalusischen Stadt Almeria und heißt „Hydrosol-Plant“. Spiegel mit einer Gesamtfläche von 3.500 Quadratmetern lenken das Sonnenlicht auf einen Reaktor und heizen ihn bis auf 1.400 Grad Celsius auf. Keramische Schäume im Reaktor verlieren dabei Sauerstoff. In einem zweiten Schritt lässt man Wasserdampf in die Maschine eindringen, der wiederum Sauerstoff an die Schäume abgibt, übrig bleibt Wasserstoff.

Wie ist die internationale Situation bei grünem Wasserstoff?

Grüner Wasserstoff kann der wichtige Baustein für die sogenannte Sektorenkopplung – die Vernetzung der Energiewirtschaft mit der Industrie – sein. Viele Länder zeigen starkes Engagement: Schweden, Norwegen und die Niederlande setzen auf Wasserstoff, auch Japan und Australien fördern den alternativen Kraftstoff. Regierungen von Washington bis Riad investieren sehr viel Geld in Forschung und Pilotprojekte, um Wasserstoff konkurrenzfähiger zu machen. Die vier nördlichen Bundesländer Schleswig-Holstein, Mecklenburg-Vorpommern, Niedersachsen und Hamburg haben 2019 die „Norddeutsche Wasserstoffstrategie“ aus der Taufe gehoben und die Bundesregierung präsentierte die nationale Förderung in Zusammenarbeit mit vier Bundesministerien. Die Wasserstoff-Zukunft hat gerade erst begonnen und sie ist spannend.

Wasserstoff – ein Topthema bei HEROSE

Als erfahrener Armaturenhersteller beschäftigt sich HEROSE intensiv mit dem Thema Wasserstoff und seinen vielfältigen Möglichkeiten.

Die Herausforderungen beim Handling von Wasserstoff liegen einerseits in den hohen Drücken von bis zu 1000 bar, andererseits bei den Lagertemperaturen von -255 °Celsius.

Mario Esche, Leiter Marketing und Produktmanagement

Um absolute Dichtheit zu garantieren kommen Faltenbälge zum Einsatz und Armaturen, die aus Vollmaterial gefräst sind – aus V4A zum Beispiel. Geschäftsführer Dirk Zschalich bestätigt: „Wir beherrschen die Technologie und haben bereits erste Projekte im Wasserstoffbereich ausgerüstet.“

HEROSE Ventile für die Verwendung von Wasserstoff

FullX Ventil – Typ 11C01
Top Entry Durchgangsventil Typ 01470
Hochdrucksicherheitsventile Typ 06810 und 06820

Fotos: Miha Creative, malp – Adobe Stock