Die Herstellung von Ammoniak für die Düngemittelindustrie ist laut der International Energy Agency (IEA) das zweitwichtigste Einsatzgebiet für Wasserstoff. Projekte für die Erzeugung von grünem Ammoniak haben wir daher bereits im HZwei-Heft Juli 2021 vorgestellt. Aber wie sieht es auf der Anwenderseite aus? Als Energieträger spielte Ammoniak bisher kaum eine Rolle, dabei könnte es ein wichtiger solcher werden, vor allem für die Schifffahrt. Gegenüber anderen Medien verfügt die NH3-Verbindung über etliche Vorteile. Gleichzeitig gibt es aber noch viele technische und logistische Herausforderungen, mit denen sich unter anderem die Forschungsprojekte ShipFC und Campfire befassen.
Das Joint Venture EKPO zwischen ElringKlinger und Plastic Omnium hat am Standort Dettingen eine Produktionskapazität von 10.000 Stack-Einheiten pro Jahr aufgebaut. Laut dem für den Finanzbereich zuständigen Geschäftsführer Dr. Gernot Stellberger verfügt der baden-württembergische Brennstoffzellenhersteller im Bereich des industrialisierungsfähigen Stack-Designs über einen Vorsprung von rund zwei Jahren gegenüber dem Wettbewerb. Bis zum Ende der Dekade visiert das Unternehmen ein Umsatzvolumen von bis zu einer Milliarde Euro an. Neben dem Bereich Nutzfahrzeuge ist das Interesse auch aus dem maritimen Bereich und der schienengebundenen Infrastruktur groß. Mit Airbus entwickelt die EKPO Fuel Cell Technologies GmbH in dem Joint Venture Aerostack einen luftfahrttauglichen Stack.
Anstatt per Elektrolyse lässt sich Wasserstoff auch photochemisch erzeugen. Ein Forschungsteam der Universität Ulm hat ein Molekül entwickelt, das die Energie aus dem Licht zunächst speichert, indem es von einem anderen Molekül freigesetzte Elektronen festhält. Den Wasserstoff kann man dann damit zu einem späteren Zeitpunkt nach Bedarf herstellen.
Der Trend geht in eine klare Richtung: Auch Raffinieren müssen schnell grüner werden – neuerdings auch, um russisches Erdgas und -öl einzusparen. Immerhin sind Raffinerien hierzulande für rund ein Fünftel der CO2-Emissionen des Industriesektors verantwortlich. Grüner Wasserstoff kann in existierende Produktionsprozesse integriert werden. Diesen Umstieg vollziehen derzeit mehrere Raffinerien.
Strukturschema – Vergleich: H2- und konventionelles Speicherkraftwerk
Um grünen Wasserstoff erzeugen zu können, sollen Elektrolyseure mit Solar- und Windkraft betrieben werden. Da diese fluktuieren, also nicht kontinuierlich zu Verfügung stehen, bedarf es einer anderen Herangehensweise und Steuerung als bei konventionellen Kraftwerken. Am Referenzkraftwerk Lausitz (RefLau) wird im Rahmen eines Fördervorhabens, zunächst in kleinem Maßstab, analysiert, wie später einmal deutschlandweit die Energieversorgung geregelt werden könnte.
Kai Tornow, Prof. Dr.-Ing. Sven Schmitz und Christian Geml (v.l.n.r.)
Wasserstoff steht aktuell als Energieträger der Zukunft noch ganz am Anfang, aber weltweit ist das Element bereits heute ein wichtiger Bestandteil zahlreicher industrieller Prozesse. Um effizient mit dem Rohstoff umgehen zu können, realisiert das Forschungscluster Elektrochemie (ELCH) der Dualen Hochschule Baden-Württemberg (DHBW) Mannheim ein wegweisendes Verbundprojekt: H2-Recycling durch elektrochemische Kompression. Der Fokus im EH2C-Projekt liegt auf dem Recycling von Wasserstoff, der bei der Produktion von Solarzellen und anderen Halbleitern anfällt.
