Der kostengünstige Transport von Wasserstoff ist nach wie vor eine große Herausforderung beim Aufbau der Wasserstoffwirtschaft. Dabei bietet das bestehende Erdgasnetz mit einer Gesamtlänge von 550.000 km eine interessante Grundlage für die großflächige Distribution. Dies bestätigt auch eine aktuelle Studie der Materialprüfungsanstalt der Universität Stuttgart, gemäß derer sich die im deutschen Gasnetz verbauten Stahlrohrleitungen als gut für den Transport von Wasserstoff eignen.
Nutzung bestehender Infrastruktur bei der Verteilung von Wasserstoff
Bislang gibt es in Deutschland eine technische Norm, die eine Beimischung von Wasserstoff in das Erdgasnetz auf höchstens 10 Prozent beschränkt. Nach Aussage des Deutschen Vereins des Gas- und Wasserfaches (DVGW) kann die bestehende Gasinfrastruktur für eine schrittweise Erhöhung des Wasserstoffanteils auf bis zu 20 Prozent weiterentwickelt werden. Perspektivisch ist eine teilweise Umrüstung der Erdgasleitungen in den sogenannten European Hydrogen Backbone (EHB) avisiert.
Unabhängig davon, ob Wasserstoff ins bestehende Erdgasnetz eingespeist wird (Blending) oder über ein reines Wasserstoffnetz in Form des EHB transportiert wird, stellt sich die Frage: Wie wird der Wasserstoff verwendet und liegt dieser in der geforderten Reinheit für die nachgelagerten Verbraucher vor?
Wasserstoff-Qualität ist entscheidend für Endanwender
Während Wasserstoff für die Verbrennung nicht gesondert aufbereitet werden muss, stellt eine Vielzahl industrieller Verbraucher oder Brennstoffzellen hohe Anforderungen an die Reinheit des Wasserstoffs. Kontamination und Reststoffe können hier die Effizienz und Lebenszeit der Anlagen negativ beeinflussen, beziehungsweise Produktionsprozesse beeinträchtigen.
Im Falle zukünftiger Distribution von Wasserstoff über Gasnetz-Infrastruktur sind Lösungen für die Aufreinigung vor Ort entsprechend von Bedeutung. So entspricht die Gasqualität im EHB perspektivisch der Gruppe A nach DVGW G260 und somit einer Reinheit von 98%. Für die Verwendung als Industriegas oder in Brennstoffzellen ist allerdings Wasserstoff nach Qualität der Gruppe D notwendig (> 99,97%).
Elektrochemische Wasserstoffseparation zur skalierbaren Aufbereitung von Wasserstoff
In diesem Zusammenhang stellt SIQENS elektrochemische Wasserstoffseparation (EHS) eine attraktive Alternative zu anderen Wasserstoffreinigungstechnologien wie der Druckwechseladsorption (auch PSA) oder der Membrantrennung, da sie einen relativ geringen Energieverbrauch erfordert und eine hohe Selektivität für Wasserstoff aufweist.
So ist auch die Abtrennung von Wasserstoff aus Gasen mit geringem Wasserstoffgehalt, beispielsweise Abgasen aus Industrieprozessen oder Beimischungen in Erdgas, möglich. Als skalierbare Technologie stellt EHS zudem eine attraktive Lösung für Anwender mit einem geringen Verbrauch an Wasserstoff unter 100 kg pro Tag dar. Durch die Trennung und Reinigung vor Ort können die Vorteile der bestehenden Pipeline-Infrastruktur bei der Wasserstoff-Verteilung genutzt werden.
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Über SIQENS:
SIQENS, gegründet 2012 in München, ist ein führender Anbieter von Methanol-Brennstoffzellen und Technologie zur elektrochemischen Wasserstoffabscheidung (EHS). Die Methanol-Brennstoffzellenmodule des Unternehmens (Ecoport) kommen zur Notstromversorgung in sicherheitskritischen Anwendungen und Orten ohne Anbindung ans Stromnetz zum Einsatz. Auf Grundlage des patentierten Hochtemperatur-Polymerelektrolytmembran (HT-PEM) -Technologieportfolios für die Stromerzeugung bietet SIQENS Lösungen zur Abtrennung und Reinigung von Wasserstoff am Verbrauchsort aus verschiedenen Ausgangsgasen – beispielsweise aus Wasserstoffbeimischungen im Erdgasnetz oder Reformatgasen von Methanol und Biogas. Das SIQENS-Technologieportfolio adressiert die Herausforderung der Wasserstoffversorgung auf der letzten Meile: Dekarbonisierung von Stromerzeugung, Transport und Industrie durch Kostensenkung der Wasserstoffbereitstellung.
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