Die hocheffiziente hybride Energiepipeline

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25. August 2022

Die hocheffiziente hybride Energiepipeline

Schematischer Aufbau einer kombinierten Pipeline, © KIT ITEP

Schematischer Aufbau einer kombinierten Pipeline, © KIT ITEP

Allgemein bekannt ist die sich stetig verstĂ€rkende Notwendigkeit des Energietransportes von Nord nach SĂŒd innerhalb Deutschlands. Die rasch auszubauenden ErzeugungskapazitĂ€ten fĂŒr erneuerbare Energie aus Wind in der Nordsee und die Anlandung von FlĂŒssig-Erdgas (LNG) bzw. Wasserstoff an den deutschen SeehĂ€fen – ob nun als internationaler Import oder offshore erzeugt – erhöhen diese Notwendigkeit weiter.

Der interkontinentale, großmaßstĂ€bliche Transport von Wasserstoff wird –Àhnlich wie bei LNG – mit FlĂŒssigwasserstoff (LH2) erfolgen. Erste Schiffsrouten dafĂŒr sind bereits zwischen Japan und Australien etabliert. Mangels einer eigenen Tankerklasse ist die Suiso Frontier als „LNG-Tanker“ registriert.

Der VerflĂŒssigungsaufwand fĂŒr Wasserstoff am Herstellort entspricht – unter BerĂŒcksichtigung der aktuellen Wirkungsgrade existierender Anlagen – etwa 20 bis 30 Prozent der enthaltenen Energie (Heizwert) des LH2. Ähnlich wie bei LNG vor der Einspeisung in die Gasnetze könnte auch bei der ErwĂ€rmung von LH2 von der Siedetemperatur 21 K bis zur Raumtemperatur eine Energie von etwa 1,24 kWh/kg zugefĂŒhrt werden. Bei einem Heizwert von 33,3 kWh/kg fĂŒr H2 entspricht das einem relativen Anteil von 3,72 % on top.

Es wĂ€re sinnvoll, diese Energie nicht wie bei LNG in Regasifizierungsanlagen am Anlandehafen ĂŒber WĂ€rmetauscher aus der Umgebung aufzuwenden, sondern die beigestellte hochwertige „GratiskĂ€lte“ weiter bis zum Verbraucher zu verteilen. Der Wasserstoff sollte so lange wie möglich in seiner flĂŒssigen Form LH2 bleiben.

Da die Transportrichtungen von großmaßstĂ€blicher elektrischer Energie und chemischer Energie (LH2) ĂŒbereinstimmen (die spĂ€teren regionalen Verteilwege mögen differieren), erscheint es sinnvoll, gemeinsame Trassen zu nutzen. Das kann gegebenenfalls sowohl die Genehmigungsverfahren beschleunigen als auch die gesellschaftliche Akzeptanz erhöhen.

HTS als effizientes Bindeglied
Der Langstreckentransport von elektrischer Energie erfolgt am effizientesten mittels HGÜ-Technik – also mit Gleichstrom. HGÜ-Leitungen mit großen Spannungen erlauben kleine Ströme und damit auch reduzierte ohmsche Leitungsverluste, auch wenn diese bereits reduzierten Leitungsverluste absolut nicht zu vernachlĂ€ssigen sind. Die großen Spannungen wiederum erfordern große IsolationsabstĂ€nde und setzen der maximalen Übertragungsleistung Grenzen – unabhĂ€ngig davon, ob es sich um eine Freileitung oder ein Erdkabel handelt.[…]


 gekĂŒrzte Online-Version
Den kompletten Fachbericht finden Sie in der aktuellen Ausgabe des HZwei-Magazins.

Autoren: Prof. Dr. Tabea Arndt, Dr. Michael J. Wolf & Mira Wehr – alle vom Karlsruhe Institut fĂŒr Technologie, Institut fĂŒr Technische Physik

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