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Was ist grüner Wasserstoff und wie kann er verwendet werden?

Derzeit wird Wasserstoff hauptsächlich als Rohstoff in der Industrie verwendet, wird jedoch zunehmend als Medium zur Speicherung von Energie und als Kraftstoff im Verkehrssektor eingesetzt. Matt Doyle, kaufmännischer Direktor von Wescott Industrial Services in Jarrow, einem Spezialisten für Offshore-Windparkbeschichtungen, erklärt genau, was Green Hydrogen ist und wie wir in Zukunft wahrscheinlich noch viel mehr darüber hören werden.

Von Matt Doyle, kaufmännischer Direktor von Wescott Industrial Services

Wasserstoff wird in der petrochemischen Industrie, insbesondere bei der Herstellung von Ammoniak für Düngemittel und Methanol für die Kunststoff- und Pharmaindustrie, ausgiebig verwendet, ohne dass zu viel in den Chemieunterricht einbezogen wird.

Es wird auch verwendet, um Schwefel aus Kraftstoffen zu entfernen, als Schweißgas und als Raketentreibstoff, um nur einige Verwendungen zu nennen. Die aufregende neue Technologie verwendet Wasserstoff als sauberen Kraftstoff für den Transport und stößt nur Wasser als Nebenprodukt aus. Wenn sich diese Technologie so entwickelt, wie es viele zu glauben scheinen, wird die Nachfrage stark zunehmen, insbesondere nach Wasserstoff, der mit umweltfreundlicher Technologie erzeugt wird.

Im Wesentlichen gibt es drei Möglichkeiten, um Wasserstoff zu produzieren. Der größte Teil des kommerziellen Wasserstoffs ist derzeit "Blauer" Wasserstoff, der durch Mischen von Dampf (Wasserdampf) mit Erdgas erzeugt wird, das mit dem Methan reagiert und das Gas in Kohlenmonoxid und Wasserstoff zerlegt.

Ein alternatives Mittel ist "brauner" Wasserstoff, der durch Vergasung von Kohle erzeugt wird. Kohle wird unter hohem Druck und hohen Temperaturen mit Sauerstoff gemischt, um wieder Kohlenmonoxid und Wasserstoff zu erzeugen.

Das dritte Mittel ist „grüner“ Wasserstoff, bei dem Wasserstoff durch einen mit erneuerbarer Energie betriebenen Elektrolyseur erzeugt wird, indem elektrischer Strom durch Wasser geleitet wird. Während die Technologie schon lange existiert, hängt die Durchführbarkeit des Prozesses von der Nachfrage nach Wasserstoff als Brennstoff und dem Preis für Strom für die Produktion ab.

Grüner Wasserstoff: Elektrischer Doppeldecker-Copyright-Transport für London

Betrachten Sie insbesondere das Wachstum von Offshore-Windparks und den daraus resultierenden Preisverfall für den von ihnen erzeugten Strom. Berücksichtigt man auch den zunehmenden Bedarf an Energiespeichertechnologie, um den in Zeiten geringer Nachfrage erzeugten Strom zu nutzen, wird die Produktion von „grünem Wasserstoff“ rentabel und immer beliebter, da die Umweltbelastungen für kohlenstoffarme und energieeffiziente Energieversorgungsunternehmen zunehmen.

Es ist zwar noch früh, dass nur sehr wenige PEM-Elektrolyseure (Proton Exchange Membrane) in großem Maßstab in der Produktion sind, aber die Anzeichen für die neue Technologie sind alle positiv, ob der entstehende Wasserstoff im chemischen Sektor oder als Brennstoff verwendet wird.

Japan plant beispielsweise, einen 5.3m-Haushalt mit wasserstoffbasierten Brennstoffzellen-Mikro-KWK-Systemen (Kraft-Wärme-Kopplung) von 2030 einzurichten.

Australien, das mit seinen riesigen Vorkommen an Braunkohle, insbesondere im Latrobe Valley östlich von Melbourne in Victoria, weltweit führend in der Produktion von „Brown Hydrogen“ geworden ist, investiert mit dem ersten Export ebenfalls in die Produktion von grünem Wasserstoff im März dieses Jahres an den japanischen Energieriesen JXTG, um zu beweisen, dass die Technologie möglich ist.

Die Queensland University of Technology (QUT) wandelte Toluol mithilfe von Sonnenenergie in eine Substanz namens Methylcyclohexan (MCH) um. Dabei wird das von QUTs Solar-Arrays betriebene JXTG-Verfahren angewendet. Toluol ist ein flüssiger Wasserstoff-Energieträger mit dem Vorteil eines hohen Wasserstoffgehalts Kapazität bei Umgebungstemperatur. MCH sieht aus wie Öl und fühlt sich so an, dass es mit herkömmlichen Straßentankern, Pipelines und Supertankern verschifft werden kann.

Nach dem Versand nach Japan wurde das MCH wieder in Toluol umgewandelt und der Wasserstoff zur Verwendung in einer geeigneten Brennstoffzelle oder einem geeigneten Fahrzeug extrahiert. Das Toluol steht dann zur Wiederverwendung im Transportzyklus zur Verfügung.

In 2017 hat die EU das H2FUTURE-Konsortium mit dem Bau einer der weltweit größten PEM-Elektrolyseanlagen in Linz (Österreich) beauftragt, die mit Wasserkraft-Ökostrom betrieben werden. Der Bau ist nun abgeschlossen und die Anlage befindet sich im Test. Sie produziert Wasserstoff hauptsächlich für die Stahlindustrie.

CGI von Green Hydrogen sland (Medien) - Foto mit freundlicher Genehmigung von TenneT

Im Mai dieses Jahres stellten die spanischen Balearen das Projekt Power to Green Hydrogen Mallorca vor, das von der Regionalregierung und vier privaten Unternehmen gefördert wurde. Das Projekt umfasst eines von acht Regenerierungsprojekten in der Region Lloseta auf der Insel Mallorca, die als größte erneuerbare Wasserstoffanlage Europas für Kraftstoffe bezeichnet wurde.

Die mit Solarenergie betriebene Anlage zur Erzeugung von grünem Wasserstoff in 2021 wird umweltfreundliche Energie im Wert von 10 MW für nachhaltige Mobilitätsfahrzeuge, Hotels in den Buchten von Alcúdia und Pollença sowie für das Industriegebiet von Inca liefern. Die neue Anlage wird nachhaltigen Kraftstoff für den öffentlichen und privaten Verkehr in Form von Bussen für den öffentlichen Verkehr und in Privatbesitz befindlichen Fuhrparks wie Miet- und Ersatzfahrzeugen bereitstellen.

Näher an der Heimat hat das „Building Innovative Green Hydrogen Systems in a Isolated Territory“ (BIG HIT) die erste Betankung von fünf wasserstoffbetriebenen Renault Kangoo-Transportern auf den Orkney-Inseln mit Wasserstoff durchgeführt, der über einen 1MW PEM-Elektrolyseur mit Strom aus erzeugt wird die Windkraftanlagen auf den nahe gelegenen Inseln Shapinsay und Erday. Vor allem Schottland betrachtet die neue Technologie im Rahmen seiner Vision für das Strom- und Gasnetz von 2039 sehr genau.

In London soll 20 der weltweit ersten wasserstoffbetriebenen Doppeldeckerbusse Anfang nächsten Jahres im Rahmen eines £ 12m-Projekts auf den Straßen sein, von dem £ 5m - ironischerweise angesichts des derzeitigen Chaos des Brexit - aus europäischen Mitteln finanziert wird .

Europäische Energieversorger wie der deutsche Stromriese TenneT forschen derzeit intensiv an der Realisierbarkeit und praktischen Technik, die erforderlich sind, um vor der Nordseeküste künstliche Inseln für die Unterbringung von PEMs mit Strom aus Offshore-Windparks zu schaffen.

Dies umgeht nicht nur die Leistungsverluste oder -abfälle des Kabels, die insbesondere bei gepanzerten Kabeln aufgrund der zusätzlichen Wärme, die aus dem Reststrom stammt, und der Kosten für die Übertragung großer Energiemengen an die Küste erforderlich sind, besonders hoch sind, sondern verbraucht auch Strom aus Zeiten geringer Nachfrage. Der Wasserstoff und das synthetische Methan können über das bestehende Festland-Pipelinesystem transportiert werden.

Eine der neuesten Entwicklungen auf diesem Gebiet ist das norwegische Projekt „Deep Purple“, bei dem das Strom-zu-Gas-Konzept weiterentwickelt wird, indem die Realisierbarkeit von Lösungen untersucht wird, mit denen die Energie aus OWFs in Wasserstoff umgewandelt, aber auf dem Meeresboden gespeichert werden kann .

Dies würde eine stabile Versorgung von Offshore-Öl- und Gasplattformen mit erneuerbarem Strom (die derzeit ihren eigenen Strom durch kohlenstoffemittierende Gasturbinen erzeugen) und Wasserstoff für andere Zwecke ermöglichen. PEMs und Wasserstoffspeichertanks würden in einem Szenario tatsächlich in die Turbineninstallationen integriert.

Wohin die neue Technologie gehen wird, ist unklar und hängt von einer Mischung aus Wirtschaft und Politik ab - was wird Green Hydrogen und die daraus resultierenden Nutzungskosten und wie werden sich lokale und nationale Regierungen für eine grüne Wirtschaft einsetzen, aber es gibt kaum Zweifel, dass wir es sind Wir werden in naher Zukunft noch viel mehr über Green Hydrogen hören.

Prozessindustrie Informer

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