von Monika Rößiger | Dez 4, 2023 | 2023, Energiewirtschaft, Entwicklung, Europa, Meldungen, News, Politik, Wasserstoffwirtschaft
Wie entwickelt sich die türkische Energiewirtschaft?
Manchmal reicht der Gang aufs Dach, um sich einen Überblick über die wesentlichen Anlagen für Energiewende und Klimaschutz zu verschaffen: Auf dem Technologiezentrum der Hochschule für Angewandte Wissenschaften Hamburg (HAW) stehen 26 Männer und Frauen, überwiegend Fachleute für erneuerbare Energien aus dem türkischen Izmir, zwischen Solarmodulen, roten Stahlflaschen mit Wasserstoff und einer Pilotanlage zur CO2-Aufnahme aus der Luft. Alles stößt auf lebhaftes Interesse und wird fotografiert, auch der Blick zum nahegelegenen Forschungswindpark. Die Delegation der Deutsch-Türkischen Industrie- und Handelskammer (AHK) erfährt hier in Hamburg-Bergedorf, wie die Freiluft-Komponenten mit den Anlagen im Gebäude zusammenwirken – etwa mit dem Elektrolyseur und der Methanisierungsanlage – wie in einer Art Miniatur-Wunderland der Energiewende.
Nicht, dass es solche Anlagen nicht auch in der Türkei gäbe; zumal das Land seit Anfang diesen Jahres eine eigene Wasserstoffstrategie hat. Auch dort ist das Ziel, die heimische Industrie mit Hilfe des flüchtigen Elements zu defossilisieren. Aber die Systemintegration und Prozessoptimierung in Hamburg beeindrucken die Ingenieure aus Izmir sichtlich und so fragen sie beim Austausch mit HAW-Wissenschaftlern detailliert nach.
---------- Werbung ----------
Die Informationsreise der Gäste aus der drittgrößten Stadt der Türkei zu den wichtigsten Erneuerbare-Energien-Projekten und -Unternehmen in der Metropolregion Hamburg dient neben dem fachlichen Austausch auch der Anbahnung von gemeinsamen Energiewende-Projekten. Die Region um Izmir will eine Drehscheibe für erneuerbare Energien und grünen Wasserstoff werden. Ähnlich wie das hanseatische Pendant prägen Hafen, Industrie und Handel die an der Ägäis gelegene Stadt samt Umgebung. Weitere Städte und Regionen in der Türkei, die sich für Wasserstoff in Position bringen wollen, sind zum Beispiel Istanbul, Antalya und die südliche Marmara-Region.
---------- Werbung ----------
Abb. 2: Energiecampus Hamburg: Wasserstoff. PV-Anlage. Windräder (Forschungswindpark Curslack)
---------- Werbung ----------
Im Januar 2023 präsentierte das Ministerium für Energie und natürliche Ressourcen der Türkei die Strategien für den Ausbau von Wasserstofftechnologien – mit Fokus auf grünem Wasserstoff. Bis zum Jahr 2030 soll eine Kapazität von zwei GW erreicht werden, bis 2035 sollen es fünf GW sein und 70 GW bis 2053. Das ist am Anfang ziemlich wenig. Wahrscheinlich werden die Ziele noch erhöht. Die Türkei will Wasserstoff nämlich nicht nur lokal herstellen, um die eigene Industrie zu dekarbonisieren, sondern: „Der Überschuss an grünem Wasserstoff soll exportiert werden.“ So teilte es die AHK auf Nachfrage mit.
---------- Werbung ----------
Deutsch-türkische Zusammenarbeit
Bundeswirtschaftsminister Robert Habeck und der türkische Energieminister Fatih Dönmez unterzeichneten passend dazu bereits im Oktober 2022 in Berlin eine Absichtserklärung „zur vertieften Zusammenarbeit im Bereich grüner Wasserstoff“, wie ein Sprecher des BMWK erläutert. „Die Vereinbarung wurde anlässlich des vierten Deutsch-Türkischen Energieforums abgeschlossen, einer wichtigen Plattform für den Dialog zwischen Vertretern aus Politik, Wirtschaft und Zivilgesellschaft beider Länder im Klima- und Energiebereich.“
Um die Türkei beim Klimaschutz zu unterstützen, stellt Deutschland über die KfW Kredite in Höhe von 200 Mio. Euro zur Verfügung, die „über türkische Partnerbanken dem Markt verfügbar gemacht werden sollen und insbesondere zur Förderung von EE und Energieeffizienz in der Türkei eingesetzt werden. Über die Internationale Klimaschutzinitiative (IKI) werden weitere 20 Mio. Euro für verbesserte Finanzierungskonditionen besonders innovativer Klimaschutzmaßnahmen zur Verfügung gestellt“, so das BMWK.
---------- Werbung ----------
Abb. 3: Besichtigung des Elektrolyseurs im CC4E
Größtes Solarkraftwerk Europas
Und weil zur Herstellung von grünem Wasserstoff Ökostrom notwendig ist, will die Türkei ihre Windenergiekapazitäten auf knapp 30 GW bis 2035 erhöhen. Im Solarenergiebereich ist ein noch stärkerer Anstieg geplant: Von 9,4 GW (2022) auf rund 53 GW im Jahr 2035. Relativ unbemerkt von der deutschen Öffentlichkeit ging Anfang Mai in der zentraltürkischen Provinz Konya das größte Solarkraftwerk Europas (inklusive Kleinasiens) in Betrieb. Mit einer Leistung von 1,35 GW gehört es auch zu den größten weltweit. Rund drei Milliarden Kilowattstunden Strom pro Jahr soll die Photovoltaik-Anlage in Karapınar liefern; genug für den Bedarf von zwei Millionen Menschen in der Türkei, teilt das Unternehmen Kalyon PV mit.
Mit Hilfe von Sonne, Wind, Wasser, Geothermie und Biomasse könnte das Land seinen Strombedarf in Zukunft komplett selbst decken, heißt es in einer Analyse der türkischen Wasserstoff-Gesellschaft (NHA). Zudem solle grüner Wasserstoff dazu beitragen, erst die eigene Industrie zu dekarbonisieren, insbesondere in den Bereichen Stahl, Zement und Düngemittelproduktion, um dann schließlich den weltweit begehrten Grundstoff und Energiespeicher auch exportieren zu können.
Deutsche Kooperationspartner gesucht
„Für deutsche Unternehmen bieten sich Potenziale in den Bereichen Know-how, Projektentwicklung und Technologielösungen“, so die AHK Türkei. Wie groß die Potenziale in dem südosteuropäischen Land tatsächlich sind, das immerhin mehr als doppelt so groß wie die Bundesrepublik ist, zeigt bereits ein Blick auf den derzeitigen Stand der erneuerbaren Energien: Denn trotz seiner Größe und trotz guter Windbedingungen ist die installierte Leistung an Windkraftanlagen mit 11,4 GW (im Jahr 2022) noch relativ gering. Eine Chance also für die deutsche Windenergieindustrie, um mit türkischen Partnern ins Geschäft zu kommen? Ja, heißt es aus der Delegation, und damit meinen die Teilnehmer nicht nur große Anlagenhersteller, sondern auch kleinere und mittelgroße Unternehmen, Zulieferer und Dienstleister.
„Mit der Ankündigung der Ausbauziele für Offshore-Wind gewinnt der türkische Windmarkt neue Dynamik und Bedeutung für den Export deutscher Technologie und Know-how“, bestätigt Jan Rispens, Geschäftsführer des Branchennetzwerks Erneuerbare Energien Hamburg (EEHH), das rund 240 Unternehmen aus Norddeutschland zu seinen Mitgliedern zählt. „Seit vielen Jahren ist die Türkei ein wichtiger Windmarkt für deutsche und Hamburger Unternehmen.“ So seien beispielsweise Nordex, TÜV Nord und EnBW entweder durch eigene Niederlassungen oder Joint-Ventures mit türkischen Geschäftspartnern dort aktiv.
Doch die Umstellung von konventionellen auf erneuerbare Energien wird dauern. In den vergangenen Jahren hat das Land enorm viel Geld für die Einfuhr fossiler Rohstoffe ausgegeben, vor allem Erdgas und Öl. „Rund 97 Milliarden US-Dollar kostete der Import von Energie allein im letzten Jahr“, sagt Yıldız Onur, Handelsattaché im türkischen Generalkonsulat in Hamburg und Begleiterin der Izmir-Delegation. Damit seien die Kosten im Vergleich zum Vorjahr um beinahe 90 Prozent gestiegen. Schon aus wirtschaftlichen Gründen sei es daher sinnvoll, mehr auf Eigenproduktion von Energie zu setzen, um weniger abhängig von Importen zu sein.
Abb. 4: Methanisierungsanlage im CC4E
Nähe zu Russland
Dazu gehört für die Regierung Erdoğan bekanntlich auch Atomkraft. Ende April weihte der Staatspräsident das erste AKW des Landes ein, gebaut vom russischen Staatskonzern Rosatom, weshalb auch Kreml-Chef Wladimir Putin per Video an der Zeremonie teilnahm. Die fand übrigens am selben Tag statt, als in Deutschland und anderen Ländern die Wahllokale für die im Ausland lebenden Türken zur Stimmabgabe öffneten. Erdoğan hatte bei der AKW-Einweihung zugleich den Ausbau der Atomkraft angekündigt sowie die Ausbeutung neuer Gasvorkommen.
Das Oppositionsbündnis CHP war zwar nicht prinzipiell gegen Atomenergie, und auch nicht gegen die Suche nach neuen Gasfeldern im Schwarzen Meer. Allerdings kritisierte es die Abhängigkeit von Russland und wollte stattdessen auf „türkische Technologie“ setzen. Neue Kohlekraftwerke sollten jedoch nicht gebaut werden. Laut ihrem Programm setzte die CHP auf eine grüne Energiewende in allen Sektoren, auch in der Landwirtschaft.
Obwohl das Land am Bosporus mit der Wahl im Mai 2023 die alte Regierung bestätigt hat – am grünen Wasserstoff wird wohl trotzdem kein Weg vorbeiführen. Davon ist zumindest der Unternehmer Ali Köse überzeugt, nicht zuletzt wegen des Green Deal der Europäischen Union und dem Instrument des „Carbon Border Adjustment Mechanism“ (CBAM), wodurch in Zukunft Ausgleichszahlungen für CO2-Emissionen fällig würden. Köse ist Gründungs- und Vorstandsmitglied im türkischen Wasserstoffverband H2DER und CEO der Firma H2Energy Solutions. Das erklärte Ziel seiner Firma lautet, die Türkei „fit“ für grünen Wasserstoff zu machen und diesen nach Deutschland zu exportieren. Beispielsweise arbeitet das Unternehmen an einem H2-Mobilitäts-Projekt in Istanbul.
Auch andere Unternehmer aus diesem Bereich sondieren den Markt in der Türkei, so Köses Beobachtung. Sie vernetzen sich und bauen Partnerschaften auf. Noch fehlen allerdings die Rahmenbedingungen, um Planungssicherheit für Investoren zu schaffen. Und noch hemme die Bürokratie sogar den Ausbau von Dachsolaranlagen. „In der Türkei sind weniger Dächer mit PV belegt als in Deutschland“, sagt Ali Köse, der regelmäßig zwischen beiden Ländern pendelt. „Dabei lässt sich hier aufgrund der Sonneneinstrahlung mit jedem Megawatt an installierter PV-Leistung ungefähr doppelt so viel Strom generieren wie in Deutschland.“
von Sven Geitmann | Nov 29, 2023 | 2023, Deutschland, Entwicklung, Europa, Wasserstoffwirtschaft
Metallische Bipolarplatten effektiv und effizient reinigen
Geringes Gewicht und Volumen, gute Kaltstartfähigkeit sowie eine vergleichsweise günstige Serienproduktion sind Vorteile, mit denen metallische Bipolarplatten aufwarten können. Diese Kernelemente von Brennstoffzellen-Stacks übernehmen mit der Medienversorgung, elektrischen Anbindung und Kühlung entscheidende Aufgaben. Wie gut sie diese erfüllen, hängt unter anderem von der Sauberkeit des Materials sowie der gefügten Platte ab. Um eine möglichst effektive und wirtschaftliche Reinigung zu ermöglichen, hat Ecoclean Untersuchungen mit verschiedenen Verfahren durchgeführt.
Brennstoffzellen zählen zu den Schlüsseltechnologien für die Elektrifizierung von Fahrzeugantrieben und spielen auch bei der Energiewende als stationäre Energiequelle eine wesentliche Rolle. Kern eines Brennstoffzellensystems sind zu Stapeln (Stacks) verschaltete Bipolarplatten, die aus Anode und Kathode mit einer dazwischenliegenden protonenleitfähigen Folie bestehen.
---------- Werbung ----------
Bipolarplatten erfüllen unterschiedliche Aufgaben: Sie verbinden die Anode einer Zelle mit der Kathode der benachbarten Zelle physikalisch und elektrisch. Zuständig ist die Bipolarplatte auch für die Zuführung der Reaktionsgase Wasserstoff (Anodenseite) und Luft (Kathodenseite). Die Platten verfügen dafür auf beiden Seiten über eingearbeitete Strömungsprofile (Flowfield), deren Gestaltung entscheidend für den Wirkungsgrad des gesamten Aggregats ist. Darüber hinaus regeln die Bipolarplatten die Abgabe elektrischer Energie und den Abtransport von Wasserdampf. Eine weitere Funktion besteht im Wärmemanagement.
---------- Werbung ----------
Die Fertigung der Platten kann aus unterschiedlichen Materialien erfolgen: hochkonzentriertes Grafit, Grafit-Kunststoff-Mischungen und Metallen. Insbesondere beim Einsatz in Kraftfahrzeugen bieten metallische Bipolarplatten Vorteile. Sie liegen im geringen Gewicht und Volumen sowie einer guten Kaltstartfähigkeit. Darüber hinaus bieten metallische Bipolarplatten das Potenzial für eine vergleichsweise kosteneffiziente Serienproduktion, die durch Skaleneffekte noch verbessert werden kann.
---------- Werbung ----------
Sauberkeit sichert Qualität und Wirkungsgrad
Die Fertigung der Anode und Kathode metallischer Bipolarplatten erfolgt überwiegend aus 0,1 bis 0,2 mm dünnen Folien aus Edelstahllegierungen. Das Material wird üblicherweise von einem Coil abgewickelt, dessen Oberflächen aus der Herstellung mit unterschiedlichen Walz- und Ziehfetten, Ölen, Emulsionen und nicht bekannten Fremdstoffen verunreinigt sind. Im nächsten Schritt werden die Anoden- und Kathodenfolien mechanisch oder im Hydroforming präzise umgeformt und die Außenkonturen beispielsweise durch Stanzen oder Lasern geschnitten.
---------- Werbung ----------
Aus diesen Prozessen verbleiben ebenfalls Reste der Bearbeitungsmedien (Öle und/oder Emulsionen) auf den Platten. Beim anschließenden Fügen der Anoden- und Kathodenplatte, was häufig in einem Laserschweißprozess erfolgt, entstehen zudem Schmauchspuren und Oxide. Abschließend werden die Bipolarplatten beschichtet. Spätestens davor ist ein Reinigungsschritt erforderlich, um eine homogene Beschichtung mit guter Haftfestigkeit sicherzustellen.
Bei eng gepackten Brennstoffzellen, mit denen auf kleinstem Raum eine hohe Leistung erzielt werden soll, empfiehlt es sich, bereits vor dem Fügen eine Reinigung durchzuführen. Sie verhindert, dass Verunreinigungen zwischen Anode und Kathode eingeschlossen werden, die sich durch die unweigerlich entstehende hohe Wärmeentwicklung lösen und die Mikrostrukturen der Flowfields verstopfen können. Dies würde zu einer Verringerung des Wirkungsgrads führen. Gleichzeitig reduziert der zwischengeschaltete Reinigungsschritt die Oberflächenverschmutzung aus Schmauch und Oxiden durch den Laserschweißprozess.
---------- Werbung ----------
Das richtige Verfahren wählen
Wesentliche Herausforderung bei der Reinigung metallischer Bipolarplatten sind die meist unsichtbaren, chemisch-filmischen Rückstände auf den Oberflächen. Es handelt sich dabei um Öle, Fette, Emulsionen und weitere Chemikalien, deren Zusammensetzung häufig unbekannt ist. Diese unspezifischen Kontaminationen machen eine Reinigungslösung erforderlich, die deren zuverlässige und bedarfsgerechte Entfernung sicherstellt. Dafür hat die Ecoclean GmbH Untersuchungen mit der Laser-, CO2-Schneestrahl-, nasschemischen Lösemittelreinigung und Dampfstrahlen durchgeführt.
Abb. 2: Die Dampfreinigung basiert auf dem Zusammenspiel von Dampf mit einem exakt auf die Reinigungsaufgabe abgestimmten Flüssigkeitsanteil, einem Hochgeschwindigkeitsluftstrom und einem angepassten Düsensystem
Sowohl mit dem Laser als auch mit der CO2-Schneestrahlreinigung lassen sich Schmauch und Oxide sowie chemisch-filmische Verunreinigungen und Partikel von den Schweißnähten der gefügten Bipolarplatten punktuell innerhalb weniger Sekunden gut entfernen. Bei der Reinigung der kompletten Oberflächen der Bipolarplatten werden mit beiden Verfahren ebenfalls gute Ergebnisse erzielt. Da mit dem Laser die Oberfläche Zeile für Zeile abgefahren werden muss, ist die Reinigung zeitintensiv. Bei der CO2-Schneestrahlreinigung kann das System mit einer entsprechenden Anzahl von Strahldüsen ausgestattet werden, so dass eine zügige Bearbeitung der gesamten Oberfläche möglich ist.
Durch die nasschemische Reinigung mit Lösemittel im Flutverfahren konnten Öle und Fette sowie Partikel gut entfernt werden. Für die Abreinigung von Emulsionen, Schmauch und Oxiden ist das Verfahren dagegen nicht anwendbar. Eine nasschemische Tauchreinigung mit wasserbasierten Medien ist aufgrund der erforderlichen Trocknung nur bedingt und mit sehr hohem Aufwand möglich.
Gute Ergebnisse wurden bei der Abreinigung filmisch-chemischer und partikulärer Verschmutzungen sowie von Schmauch und Oxiden mit dem Dampfstrahlen erreicht. Die Reinigungswirkung basiert bei diesem Verfahren auf dem Zusammenwirken von Dampf mit einem exakt auf die Reinigungsaufgabe abgestimmten Flüssigkeitsanteil, einem Hochgeschwindigkeitsluftstrom und einem angepassten Düsenkonzept. Der Reinigungsprozess beansprucht ebenfalls nur wenige Sekunden.
Abb. 3: Die Analyse der IR-Spektroskopie zeigt, dass mit der Dampfreinigung die Rückstände der Referenzverschmutzung komplett entfernt wurden
Kontrollierte Reinigungsvalidierung
Die Kontrolle der Reinigungsergebnisse erfolgt anhand der Oberflächenspannung mit den Messtechniken Kontaktwinkelmessung und Testtinten, durch Fluoreszenzmessung sowie Infrarotspektroskopie. Die Fluoreszenzmesstechnik erwies sich aufgrund nicht fluoreszierender Verunreinigungen als nicht geeignet. Bei den Eingangsmessungen der Oberflächenspannung zeigten die Bipolarplatten sehr unterschiedliche Verschmutzungswerte, die nach der Reinigung signifikant verringert waren.
Eine generelle Aussage, ob das Bauteil die für den nächsten Prozessschritt erforderliche Sauberkeit aufweist, lässt sich nicht treffen. Dafür sind entsprechend prozessspezifische Anforderungen zu ermitteln. Für die Infrarotspektroskopie werden an den Proben (Coilabschnitte und Bipolarplatten) zunächst alle Rückstände entfernt, also eine Referenzsauberkeit hergestellt. Nach der mittels IR-Spektroskopie erfolgten Analyse der Oberflächen werden die Proben mit einer Referenzverschmutzung verunreinigt, die Reinigung durchgeführt und danach erneut analysiert. Diese Analyse zeigt dann, dass mit der Dampfreinigung die filmisch-chemischen Verschmutzungen zuverlässig entfernt werden konnten.
Entsprechende Reinigungsversuche und -kontrollen führen die Experten für Bauteilreinigung und Oberflächenbearbeitung im Monschauer Testzentrum mit den genannten und weiteren Verfahren durch.
Automatisierte Reinigung
Für einen effizienten Workflow kann die Reinigung vor dem Fügen und/oder dem Beschichten in Fertigungslinien integriert werden. Die Automatisierung lässt sich dabei optimal auf die spezifischen Anforderungen und Gegebenheiten der jeweiligen Produktionslinie anpassen.
Ecoclean gehört zur SBS Ecoclean Group, die zukunftsorientierte Anlagen, Systeme und Services für die industrielle Bauteilreinigung und Oberflächenbearbeitung entwickelt, produziert und vertreibt. Deren Lösungen unterstützen weltweit Unternehmen aus der Automobil- und Zulieferindustrie sowie dem breit gefächerten industriellen Markt bei effizienten und nachhaltigen Produktionsprozessen. Die Unternehmens-Gruppe ist mit zwölf Standorten weltweit in neun Ländern vertreten und beschäftigt mehr als 900 Mitarbeiter/innen.
Autorin: Doris Schulz
von Niels Hendrik Petersen | Nov 27, 2023 | 2023, Allgemein, Entwicklung, Europa, News, Wasserstoffwirtschaft
Schwedischer Hafen auf Insel Tjörn will komplett grün werden
Kunststoffabfälle sind ein riesiges Problem für die Umwelt. Eines, das mit jedem Tag wächst und wächst. Auf der anderen Seite benötigt die globale Energiewende sauberen Wasserstoff in großen Mengen. Warum also nicht die Abfälle für eine CO2-neutrale Erzeugung des Gases nutzen? Innovative Technologien und Projekte zeigen, wie es gehen könnte. Sie leisten Pionierarbeit und lösen mehrere Probleme zugleich.
Die Gemeinde Tjörn nördlich von Göteborg an der schwedischen Westküste hat einen Beschluss gefällt: Sie will eine lokale Energieerzeugung frei von fossilen Brennstoffen. Helfen soll dabei die Technologie von Boson Energy aus Luxemburg. Diese nutzt nicht verwertbare Abfälle, um diese in Ökostrom und grünes Methanol umzuwandeln. Grünes Methanol könnte der Chemie- und Kunststoffindustrie helfen, fossile Brennstoffe zu ersetzen.
---------- Werbung ----------
Der Clou: Sowohl der Strom als auch der Kraftstoff für den Hafen sollen demnach CO2-negativ sein, weil das Verfahren von Boson Energy sowohl eine CO2-Abscheidung als auch die -Speicherung ermöglicht. Der einzige feste Rückstand aus dem Prozess bleibt eine Art Schlacke. Diese kann jedoch als umweltfreundliches Füllmaterial verwendet oder zu klimafreundlichem Dämmmaterial weiterverarbeitet werden.
---------- Werbung ----------
Die erste Phase des Projekts erforderte eine Investition von 100 Mio. Euro – die Gesamtkosten werden sich auf rund 450 Mio. Euro belaufen. „Das Projekt in Wallhamn wird es uns ermöglichen, alle Aspekte unserer Vision der Kreislaufwirtschaft zu demonstrieren“, freut sich Jan Grimbrandt, Gründer und CEO Boson Energy. Der Schwede ist ein grüner Pionier. Er war bereits Mitgründer des Unternehmens Mobotec Europe, das Kohlekraftwerke für einen Betrieb mit 100 Prozent Biomasse ertüchtigte. 2008 gründete Grimbrandt die Firma Boson Energy.
---------- Werbung ----------
Einsatz im Hafen und in Gewächshäusern
---------- Werbung ----------
Das Projekt auf der Insel Tjörn soll nun einen Umstieg für Bereiche und Anwendungen aufzeigen, in denen eine Dekarbonisierung ebenfalls schwierig ist: bei Treibstoffen für Schiffe, in der chemischen Industrie, bei Düngemitteln sowie bei der lokalen Lebensmittelproduktion in Gewächshäusern. „Dieses Projekt wird ein globales Vorbild sein“, ist sich Grimbrandt sicher. Und das nicht nur für Häfen, sondern auch für Städte und Inseln, die mit Problemen des Energiezugangs konfrontiert sind und weg von fossilen Brennstoffen wollen.
Abb. 2: Unterzeichnung der Absichtserklärung – Torbjörn Wedebrand, CEO Wallhamn AB, und Jan Grimbrandt, CEO Boson Energy SA (r.)
---------- Werbung ----------
Boson Energy hat bereits eine Vereinbarung mit dem Startup Ecopromt unterzeichnet. In einer Kooperation soll ein Gewächshaus für Gemüseanbau in der Nähe des Hafens entstehen. Das von Ecopromt entwickelte Konzept sieht dabei eine zirkuläre und flächeneffiziente Gemüseproduktion vor – ohne Auswirkungen auf die Umwelt. Durch die Errichtung der Anbaufläche in der Nähe der Anlage von Boson Energy können Strom, Kohlendioxid und Kühlung direkt an die Anlage geliefert werden, was einen energie- und klimaeffizienten Anbau ermöglicht.
Geplant sind 70.000 t grünes Methanol aus eigenem Kohlenstoffdioxid und aus Wasserstoff sowie etwa 60.000 m2 autonome Gewächshausanlagen, die mit Strom, grünem CO2 sowie Wärme und Kälte versorgt werden. Zusätzlich wird thermische Energie an die Hafengebäude geliefert. Das in den Brennstoffzellen erzeugte Wasser wird ebenfalls zurückgewonnen und wieder genutzt – in einem geschlossenen Kreislauf.
Die Gemeinde hat unter anderem geeignete Industriegrundstücke in Gebieten geprüft, die von dem laufenden detaillierten Planungsverfahren erfasst werden. Sie profitiert immerhin von einer fossilfreien Energieversorgung und von nachhaltigen Arbeitsplätzen.
Eines der Ziele ist, dass der Umschlaghafen Wallhamn durch dieses Vorhaben zum ersten CO2-negativen Hafen der Welt werden soll. Die Erzeugung von lokalem Strom bedeutet, dass alle Fahrzeuge im Hafen in Zukunft sauber aufgeladen und betrieben werden. Auch Landstromanschlüsse für ankommende Schiffe sollen angeboten werden. Grimbrandt rechnet mit insgesamt 30 bis 40 GWh Ökostrom aus Wasserstoff. Dieser deckt die DC-DC-Ladung von Schwerlastschiffen, den Strom für den Hafenbetrieb sowie die Landstromanschlüsse und sorgt für die Glättung von Spitzenlastzeiten im Betrieb durch ein Energiemanagement.
Aus Müll wird grüner Wasserstoff
Aber nicht nur Grimbrandt und Boson Energy arbeiten daran, sauberen Wasserstoff aus Abfall zu produzieren. Mithilfe der technischen Lösung der Firma H2-Enterprises aus New York soll organischer Müll, einschließlich Kunststoffen, Klärschlamm und vorhandenem Deponiemüll, durch Verbrennung in sauberen Wasserstoff gewandelt werden. H2-Enterprises nutzt dabei ein H2-Thermolyse-Verfahren, das Kunststoffe und organischen Müll bei hohen Temperaturen unter Ausschluss von Sauerstoff in Wasserstoff und CO2 umwandelt.
Es handelt sich hierbei um einen zweistufigen Prozess: Erst erfolgt die Dampfreformierung, anschließend folgt die Wassergas-Shift-Reaktion und die Trennung von H2 und CO2. Am Ende des Prozesses wird der Wasserstoff nach Bedarf noch gereinigt. Das abgeschiedene CO2 kann für kommerzielle Zwecke genutzt oder gespeichert werden. Ebenso wie das aus dem Prozess gewonnene, saubere H2-Gas als flüssiger organischer Wasserstoffträger (LOHC) transportiert und gespeichert werden kann. Das grüne Gas kann so an internationale Abnehmer verkauft werden – oder wird zu synthetischen Kraftstoffen wie e-Diesel oder nachhaltigem Flugzeugtreibstoff (SAF) weiterverarbeitet.
100 kg H2 aus einer Tonne Abfall
Diese Lösung klingt fast zu schön, um wahr zu sein. Denn sie leistet gleich von zwei Seiten einen Beitrag für den globalen Umweltschutz: Zur Beseitigung von Müll und für die Produktion von grünem H2. Beides ist dringend nötig. Laut der Internationalen Energieagentur IEA könnte der weltweite Bedarf an Wasserstoff im Jahr 2030 bei über 200 Mio. t überschreiten, um die vereinbarten Klimaziele zu erreichen. Neben der schieren Menge muss der emissionsfreie Wasserstoff jedoch auch zu einem wettbewerbsfähigen Preis angeboten werden.
Auf der anderen Seite kalkuliert die Weltbank, dass jährlich rund 2 Mrd. t Hausmüll anfallen, die nicht oder nur teilweise auf umweltverträgliche Weise entsorgt werden. Zum Vergleich: Dies entspricht etwa einem Drittel der gesamten Müllentsorgung. Jede Minute wird eine Müllmenge der Kapazität eines Müllwagens ins Meer gekippt. Bei diesem Tempo gibt es bis 2050 demnach mehr Plastik als Fische im Meer. Schon aus einer Tonne Abfall ließen sich 100 kg H2 gewinnen.
Autor: Niels Hendrik Petersen
von Niels Hendrik Petersen | Nov 20, 2023 | 2023, Deutschland, Meldungen, News, Wasserstoffwirtschaft
Der Technikkonzern Bosch verstärkt sein Engagement bei der Wasseraufbereitung für grünen Wasserstoff. Neben dem Prinzip der Umkehrosmose entwickelt Bosch an den Standorten Renningen, Stuttgart-Feuerbach und Budweis neue Anlagen, die besonders robust und wartungsarm sind und speziell für abgelegene Gebiete und Offshore-Standorte geeignet sind.
Über thermische und elektrochemische Verfahren entziehen diese Anlagen dem Wasser Mineralien. Dank dieses Aufbereitungsprozesses ohne Filtermedien sei es für Betreiber möglich, komplett auf Chemikalien zu verzichten. Erste externe Pilotprojekte sollen im Laufe dieses Jahres aufgenommen werden. Der Marktstart der Anlagen ist für 2024 geplant.
---------- Werbung ----------
Die Wasseraufbereitung ist in der H2-Wertschöpfungskette das erste und grundlegende Bindeglied, denn die Elektrolyseure benötigen in der Regel hochreines Wasser. Mithilfe der neuen Technologie wird die Wasseraufbereitung auch in entlegenen Gebieten wirtschaftlich und umweltschonend realisiert, erklärte Stefan Hartung, Vorsitzender der Bosch-Geschäftsführung.
---------- Werbung ----------
von Sven Geitmann | Nov 20, 2023 | 2023, Meldungen, News, Wasserstoffwirtschaft
In Australien ist es Forschern gelungen, Wasserstoff direkt aus Meerwasser herzustellen. Dafür verwendeten sie ein neues Katalysatormaterial, das sehr viel beständiger gegen Salzwasser ist als herkömmlich verwendete Medien. Die WissenschaftlerInnen der Universitäten Adelaide, Tianjin (Nankai) sowie der Kent State University überzogen die aus Kobaltoxid bestehenden Elektroden mit kostengünstiger Lewis-Säure, wodurch diese den Angriffen des aggressiven Salzes über ausreichend lange Zeit standhielten. Statt Eisen(III)-chlorid, Bortrifluorid und CO2 entschieden sie sich jedoch für Chrom(III)-oxid (Cr2O3) – einem weitverbreiteten Beschichtungsmaterial für Anwendungen insbesondere in der Druck- und Papierindustrie, der Pumpen- und Textilwirtschaft sowie für mechanische Dichtungssysteme.
Shizhang Qiao, Chemieingenieur an der University of Adelaide, erklärte: „Wir haben mithilfe eines solchen Katalysators in einem kommerziellen Elektrolyseur Meerwasser mit einer Effizienz von fast 100 Prozent in Sauerstoff und Wasserstoff aufgespalten.“ Wird im Vergleich dazu in konventionellen Elektrolyseuren mit ihren weitaus teureren Katalysatoren aus Platin und Iridium Süßwasser eingesetzt, werde kaum weniger Wasserstoff erzeugt, erläuterte Yao Zheng, Assistenzprofessor für Materialwissenschaften.
---------- Werbung ----------
von Sven Geitmann | Nov 6, 2023 | 2023, Deutschland, Energiespeicherung, Markt, Meldungen, News, Wasserstoffwirtschaft
Region kann Innovationszentrum für H2-Technologien werden
Die Stadt Nürnberg verfolgt das Ziel, sich als Standort für grüne Wasserstofftechnologie aufzustellen. Mit der Studie „Wasserstoff in der Metropolregion Nürnberg – Analyse der Kompetenzen, Chancen und Herausforderungen“, welche vom Referat für Wirtschaft und Wissenschaft der Stadt beauftragt wurde, sollten Handlungsempfehlungen für regionale Akteure gegeben werden, die dann als Leitfaden dienen sollen.
---------- Werbung ----------
Wasserstoff in verschiedenen Formen wird bei der zukünftigen Energieversorgung eine wesentliche Rolle spielen. Grüner, aus erneuerbarer elektrischer Energie erzeugter, Wasserstoff bietet in zahlreichen Anwendungsfällen Vorteile gegenüber einer direkten Nutzung von elektrischer Energie. Hinzu kommt, dass Wasserstoff in vielen verfahrenstechnischen Prozessen entweder direkt oder in weiterverarbeiteter Form fossile Stoffe wie Kohle, Erdöl und Erdgas ersetzen wird. Wasserstoff stellt daher eine wichtige komplementäre Technologiekomponente dar, die zur Realisierung einer nachhaltigen Energiewende erforderlich ist.
---------- Werbung ----------
Da auch die Europäische Metropolregion Nürnberg (EMN) von diesem grundlegenden Wandel betroffen sein wird, geht es den Franken darum, für die aufstrebende Wasserstoffwirtschaft möglichst gut vorbereitet zu sein, um sowohl nachhaltige als auch wirtschaftliche Ziele zu erreichen.
---------- Werbung ----------
Wasserstoff-Potenzial der EMN
---------- Werbung ----------
Die beauftragte Studie wurde vom Energie Campus Nürnberg in Zusammenarbeit mit weiteren Projektpartnern, wie zum Beispiel der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg und der Technischen Hochschule Nürnberg, durchgeführt. Es geht darin ausschließlich um grünen Wasserstoff. Die Autoren verfolgten dabei drei wesentliche Ziele: Es sollte ermittelt werden, welche Potenziale und welche Wertschöpfungsketten in der Region vorhanden sind. Eine weitere Frage war, welche Geschäftsmodelle geschaffen werden können. Auch ein Vergleich mit anderen Metropolregionen sollte durchgeführt werden. Gefragt werden sollte zudem, woher grüner Wasserstoff kommen und wo er eingesetzt werden könnte.
EMN als Technologie-Export-Region
---------- Werbung ----------
Dr. Sebastian Kolb, Arbeitsgruppenleiter der Forschungsgruppe Energiesysteme und Energiewirtschaft am Lehrstuhl für Energie- und Verfahrenstechnik der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, erklärte: „In der Region gibt es eine breite Basis von kleinen und mittleren Unternehmen sowie Industrieunternehmen. Viele von ihnen sind bereits heute aktiv in der Wasserstoffwirtschaft tätig. Andere bringen Kompetenzen mit, die sehr gut in die Domäne Wasserstoff eingebracht werden können. Außerdem verfügt die EMN über eine starke, wasserstoffaffine Industrie- und Grundlagenforschung. Auch Netzwerkstrukturen sind vorhanden. Die zentrale Chance für die Region besteht somit eher nicht in der Rolle als Erzeuger oder Anwender, sondern im Export von Wasserstoffschlüsseltechnologien.“
Eine wesentliche Herausforderung bestehe in der Tatsache, dass Wasserstoff in der Metropolregion als Energieträger bislang nicht sehr präsent sei. Es gebe dort wenig Anwendungspotenzial sowie wenig industrielle Großverbraucher von Wasserstoff, heißt es.
IST-Zustand, Potenzial, Chancen
Wesentliche Inhalte der Studie sind die Beschreibung des Ist-Zustands, eine Analyse des Potenzials, unter anderem hinsichtlich Anwendung und Erzeugung, Simulationen und die Nutzung der Chancen. Ein Anwendungspotenzial von grünem Wasserstoff in der EMN sehen die Autoren der Studie in der Papier- und Glasindustrie, der Eisengießerei und Nichteisengießerei sowie im Bereich der Mobilität.
Im Klimaschutzfahrplan Nürnberg wird für den Sektor Mobilität und Logistik im Jahr 2030 ein Wert von 18 Prozent am Gesamtenergieverbrauch prognostiziert. In der Studie werden vor allem schwere Nutzfahrzeuge mit Brennstoffzellen als Anwendung für Wasserstoff im Sektor Mobilität und Logistik betrachtet. Die Szenarien gehen ausschließlich vom Bedarf für diese Verkehrsmittel aus, schließen aber die deutlich kleineren Bedarfe anderer Verkehrsmittel ein. Das Ergebnis dabei war, dass schwere Nutzfahrzeuge das größte Potenzial für die Anwendung von wasserstoffbasierten Antriebssystemen in der Europäischen Metropolregion Nürnberg haben. Bis 2030 könnten zehn Prozent aller schweren Nutzfahrzeuge einen Wasserstoffantrieb haben. Dieser Anteil könnte bis 2050 auf 20 Prozent steigen. Im Bereich Bahn- und Flugverkehr sowie in der Schifffahrt spielt die H2-Technologie in der EMN, so das Ergebnis der Studie, hingegen kaum eine Rolle.
Ergebnisse und Handlungsempfehlungen
Die Studie gibt am Ende Handlungsempfehlungen, welche in drei Kategorien eingeteilt sind:
- Es gilt den Aufbau der erneuerbaren Energien massiv zu beschleunigen, zum Beispiel durch eine Photovoltaik-Pflicht auf Gebäuden oder die Förderung von Bürger-Windenergieanlagen.
- Bei den H2-Schlüsseltechnologien muss die sektorübergreifende Forschung unterstützt werden. So sollen die Vernetzung und die Kontaktstellen für Wasserstoff verbessert werden. Zudem ist eine Cluster-Förderung notwendig.
- Es sollte eine geeignete Versorgungsstruktur – trotz bislang geringer Erzeugung und Nachfrage – geschaffen werden. Koordiniert werden könnte sie beispielsweise durch eine zentrale Anlaufstelle für Versorger und Abnehmer. „Hier muss weiter konkretisiert werden: Wo wird Bedarf nach Wasserstoff entstehen? In welcher Form wird er benötigt? Wo soll der Wasserstoff in der EMN produziert werden?“, sagt Kolb.
Und weiter: „Was die künftige Rolle von Wasserstoff in der Region anbelangt, so sind Anwendung und Erzeugung dort untergeordnet. Der Schwerpunkt der geringen Anwendungspotenziale liegt auf der Prozesswärmebereitstellung.“ Eine Erzeugung empfehle sich da, wo bereits Infrastruktur vorhanden sei, beispielsweise in der Nähe von Windkraftparks oder bei Kraftwerken direkt vor Ort.
„Die Metropolregion Nürnberg wird keine Export- oder Großverbraucher-Region für Wasserstoff, aber sie kann zentrales Know-how und Schlüsseltechnologien für die Wasserstoffwirtschaft zur Verfügung stellen. Dennoch wird es auch in der EMN Verbraucher geben, welche auf Wasserstoff angewiesen sind – insbesondere zur Prozesswärmeerzeugung. Für diese wird eine geeignete Versorgungsstruktur in der Region benötigt“, so Kolb.
Was das Anwendungspotenzial anbelangt, so sei eine Ansiedlung von Gewerbe mit hohem Wasserstoffbedarf nicht sehr wahrscheinlich, da der Wasserstoff aufwändig über eine entsprechende Infrastruktur importiert werden muss. Wasserstoff kann in der Metropolregion zudem zur Langzeitspeicherung von Strom verwendet werden.
Die EMN könne zu einem Innovationszentrum für die Entwicklung, Herstellung, den Vertrieb und Export von spezifischen Wasserstoffschlüsseltechnologien werden. Im Vergleich mit den anderen Metropolregionen zeige sich, dass die EMN eine hohe Unternehmensansiedlung von wasserstofftechnologieassoziierten Unternehmen hat.
