Wasserstoffproduktion
Wir stellen schon seit Jahren Wasserstoff her, aber in letzter Zeit wächst das Interesse an groß angelegten Wasserstoffprojekten. Wasserstoff ist eine intelligente, nachhaltige Energieform, die erneuerbar ist und leicht transportiert werden kann.
Außerdem ist Wasserstoff ein Stoff, den wir speichern können, um ihn später wieder zu verwenden. Zum Beispiel, wenn der Energiebedarf hoch und die Energieerzeugung niedrig ist. Wasserstoff wird daher auch als Energieträger und nicht als Energiequelle bezeichnet.
Wasserstoffproduktion: Wie funktioniert sie?
Wasserstoff wird auf unterschiedliche Weise hergestellt. Die Farben Grün, Blau, Braun und Grau werden häufig verwendet, um die Quelle und die Produktionsmethode anzugeben.
Grauer Wasserstoff
Grauer Wasserstoff wird durch ein Verfahren namens Dampf-Methan-Reformierung (SMR) hergestellt. Bei der Produktion von grauem Wasserstoff wird Erdgas verwendet, um Methan in Wasserstoff und Sauerstoff (O2) zu spalten. Die CO₂-Emissionen bei der Produktion von grauem Wasserstoff sind hoch. Das liegt daran, dass der Sauerstoff in die Atmosphäre abgegeben wird, was einen erheblichen Einfluss auf den Treibhauseffekt hat. Die Produktion von grauem Wasserstoff hat daher erhebliche negative Auswirkungen auf das Klima.
Brauner Wasserstoff
Neben Erdgas wird auch Kohle zur Herstellung von Wasserstoff verwendet. Dabei wird ebenfalls eine große Menge an CO₂ freigesetzt. Brauner Wasserstoff gilt daher auch als die am wenigsten nachhaltige Form der Wasserstofferzeugung und ist in den letzten Jahren auch wegen dieser Umweltauswirkungen zunehmend unpopulär geworden.
Blauer Wasserstoff
Die Herstellung von blauem Wasserstoff ist ähnlich wie die von grauem Wasserstoff, auch hier wird Erdgas verwendet. Was ist also der Unterschied? Bei blauem Wasserstoff wird CO₂ abgetrennt und gespeichert, auch bekannt als Carbon Capture and Storage (CCS). Der Sauerstoff gelangt also nicht direkt in die Atmosphäre, wie es bei grauem Wasserstoff der Fall ist. Die CO₂-Emissionen von blauem Wasserstoff sind also viel geringer, aber der Produktionsprozess ist hier noch nicht vollständig nachhaltig.
Grüner Wasserstoff
Dies ist die nachhaltigste Art, Wasserstoff zu erzeugen. Grüner Wasserstoff wird durch ein Verfahren namens "Elektrolyse" hergestellt. Dabei spalten wir Wasserstoff und CO₂ mithilfe von Strom, der aus einer erneuerbaren Energiequelle wie Solarzellen erzeugt wird.
Umweltfreundliche Wasserstoffproduktion
Grüner Wasserstoff wird durch die Spaltung von Wasser (H2O) in Wasserstoff (H2) und Sauerstoff (O2) erzeugt. Wir nennen diesen Prozess auch Elektrolyse. Für diese Elektrolyse wird Strom benötigt, den wir mit Hilfe von Solarzellen von der Sonne erhalten. Im Gegensatz zu grauem, braunem oder blauem Wasserstoff stoßen wir bei der Herstellung von grünem Wasserstoff kein CO₂ aus. Es handelt sich also um eine umweltfreundliche Lösung.
Wasserstoffspeicherung
Die Wasserstoffspeicherung funktioniert folgendermaßen: Nach der Umwandlung von Strom in grünen Wasserstoff mit Hilfe eines Elektrolyseurs wird dieser in einer Wasserstoffbatterie gespeichert. Dieser gespeicherte Wasserstoff wird später als Kraftstoff für den Schwerlastverkehr und industrielle Prozesse verwendet. Derzeit realisieren wir das Wasserstoffprojekt H₂ Hollandia im Solarpark Vloeivelden.
Wasserstoffspeicherung mit Solarzellen
Da Wasserstoff ein interessanter Energieträger ist, entwickelt Novar diesen Bereich umfassend. Wasserstoff hat ein großes Energiepotenzial: pro Kilo zum Beispiel dreimal so viel wie Diesel. Das bietet Chancen für die Energiewende. Vor allem, wenn wir Wasserstoff in Kombination mit Sonnenkollektoren speichern.
Im Solarpark Vloeivelden Hollandia wollen wir ab dem 2. Quartal 2024 grünen Wasserstoff produzieren. Dank einer direkten Verbindung mit dem Solarpark werden wir das Stromnetz nicht belasten: also keine Netzüberlastungsprobleme.
Außerdem verwenden wir zur Herstellung des Wasserstoffs vor allem Reststrom: Das ist Strom, der an sonnigen Tagen zu viel erzeugt wird. Wir nutzen dann den Reststrom, also den Strom, der sonst verloren gegangen wäre, um Wasserstoff zu produzieren. Es ist also intelligent und effektiv.
Wasserstoffspeicherung: Welche Möglichkeiten gibt es?
Wir speichern den Wasserstoff in einer Wasserstoffbatterie und transportieren ihn dann mit Tubetrailern. Das sind Lastwagen mit großen Hochdruckflaschen, mit denen wir den Wasserstoff transportieren können. Auf diese Weise gelangt der Wasserstoff schließlich zum Endverbraucher. Dazu gehören Tankstellen, die Schwertransporte durchführen.
Neben der Speicherung in einer Batterie ist es auch möglich, Wasserstoff unterirdisch oder in flüssiger Form zu speichern. Die Form der Speicherung hängt immer von der Anwendung ab.
Wasserstoff: die Zukunft?
Die meisten Elektrolyseanlagen erreichen einen Wirkungsgrad zwischen 60 und 80 %. Wir sehen auch, dass Wasserstoff manchmal noch während des Transports und der Speicherung verloren geht. Es gibt also durchaus noch Möglichkeiten, die Wasserstoffspeicherung effizienter zu gestalten.
Wasserstoff ist ein vielversprechender Energieträger, der jedoch von technologischen Fortschritten abhängt. Je mehr wir über grünen Wasserstoff und seine Speicherung lernen und wissen, desto kosteneffizienter können wir sein. Hier besteht also durchaus noch eine Herausforderung. Eine Herausforderung, der wir uns mit dem Wasserstoffprojekt H₂ Hollandia gerne stellen.