Wasserstoff, die Zukunft unserer Energie?

Wasserstoff ist der Energieträger der Zukunft, von dem alle Regierungen und großen Unternehmen sprechen. An einigen Orten wird er bereits von der Schwerindustrie genutzt. APK Group baut daher sein neues Geschäft mit dem Aufbau von Wasserstoffnetzen voll aus. Wir werden auch Wasserstoffnutzer an das neue Netz anschließen. Aber die Nutzung von Wasserstoff ist mit großen Herausforderungen verbunden und wird in absehbarer Zeit nicht für unsere Haushalte oder PKWs reichen. Wir geben Ihnen einen Einblick in die Zukunft.

Mit der Theorie beginnen

Wasserstoff ist das kleinstes und häufigstes Element in unserem Universum. Es ist in größeren Elementen wie Wasser eingeschlossen, aber in seiner reinen Form ist es ein Gas. Das Energie können wir sich zurückziehen durch Reaktion von Wasserstoff mit anderen Stoffen wie Sauerstoff. Mit dieser Antwort kommt dann wasserfrei und insbesondere sehr viel Energie. Zur Veranschaulichung: Ein Kilogramm Wasserstoff enthält etwa dreimal so viel Energie wie in eine Kilogramm Benzin oder 120 Mal mehr als in einer Batterie von ein Kilogramm. Das klingt wie eine Lösung für alle unsere Klimaprobleme, aber ist es das auch? 

Praktische Herausforderungen

Die Vorteile von Wasserstoff sind klar:

• Wasserstoff ist ein starke Energiequelle überall verfügbar, auch bei uns! Wir sind also bei der Energieversorgung nicht mehr von den Erdöl produzierenden Ländern abhängig.
• Mit Ökostrom, einem Elektrolyseverfahren "grüner Wasserstoff" produziert, diese ohne jegliche CO2-Emissionen. Später, bei der Verbrennung oder Umwandlung in elektrische Energie, werden dann nur noch Wasser und Sauerstoff, aber kein CO² mehr freigesetzt.
• Sie bietet eine Antwort auf die stark steigende Energienachfrage.
• Es könnte von allen Teilen unserer Gesellschaft genutzt werden.

Dennoch gibt es eine Reihe von Herausforderungen bei der Verwendung von Wasserstoff:

• Bei jedem Schritt des Verfahrens zur Herstellung von grünem Wasserstoff ist ein wichtiger Anteil der verlorenen Energiemeist in Form von Abwärme. Wir können diese Energie jedoch in einem Wärmenetz auffangen.
• Bis Ende 2021 wurden nur 1% des produzierten Wasserstoffs mit grünem Strom hergestellt. Wenn wir anfangen, mehr Wasserstoff zu produzieren, können wir das nur tun ohne fossile Brennstoffe zu verwenden, da sonst die Auswirkungen auf unser Klima mindestens so groß. Es besteht also ein großer Druck, die Offshore-Windparks zügig auszubauen. Es wird auch überlegt, Wasserstoff mit neuen Kernkraftwerken zu erzeugen.
• Wasserstoff nimmt viel Platz in Anspruch. Er lässt sich nur schwer zu einer Flüssigkeit komprimieren (wie LNG im Falle von Erdgas). Der Straßentransport ist daher weniger rentabel. Die Website das geeignetste Verkehrsmittel ist die unterirdische Rohrleitung. Für den Offshore-Transport, den Import, von Wasserstoff wird man sich wahrscheinlich dafür entscheiden, grünen Wasserstoff in andere Moleküle wie Ammoniak umzuwandeln. Ammoniak kann zu einer Flüssigkeit komprimiert werden. Nach der Anlieferung in den Häfen kann das Ammoniak mit chemischen Crackern wieder in Wasserstoff umgewandelt werden. 
• Sie ist hochentzündlich und daher, wie Erdgas, potenziell gefährlich.

Dekarbonisierung der Schwerindustrie

Unter dem Druck der europäischen Regulierungsvorschriften zum Thema Wasserstoff haben sich alle europäischen Gasnetzbetreiber (Fluxys, Gasunie, Enagas, Gaz de France usw.) beeilt, ein neues landesweites Wasserstoffnetzdie so genannte "Rückgrat"die Europäische H²-Hauptadern die die Schwerindustrie mit Wasserstoff versorgen wird.  

Es wurde berechnet, dass in Europa ab 2030 jährlich 20 Megatonnen Wasserstoff benötigt werden, um die CO2-Emissionen um 55% zu senken. Europäischer Green Deal. Interessanterweise wird dabei die Hälfte dieser Menge an Wasserstoff für die Dekarbonisierung der großen Industriegebiete in den Benelux-Ländern und im Ruhrgebiet. Zufälligerweise ist dies genau das der Betriebsbereich von APK Group ist. Mit anderen Worten: Unser Einzugsgebiet wird das dichteste Wasserstoffnetz in Europa haben. 

Die ersten Wasserstoffpipeline-Projekte sind für 2024 zu erwarten, mit einem Höhepunkt zwischen 2025 und 2029. Ein Teil der das bestehende Erdgasnetz (CH4) kann umgewandelt und wiederverwendet werden für Wasserstoff. Alle Ventilstationen und Kontrollsysteme müssen ersetzt werden. Außerdem plant Fluxys allein in Belgien etwa 650 km neue Wasserstoffpipelines mit großem Durchmesser.

Parallel dazu wird ein CO2-Pipelinenetz gebaut. Die Schwerindustrie (Zement, Stahl, Petrochemie) wird nämlich weiterhin Gas und Öl für einen Teil ihrer industriellen Prozesse benötigen. Anders als bisher wird das CO² nicht mehr emittiert, sondern aufgefangen und in das CO²-Pipelinenetz eingespeist. Kompressoren werden das CO² durch die Pipelines zu den Häfen von Antwerpen und Gent pumpen, wo das CO² verflüssigt wird ("Verflüssigung"). Dieses "flüssige CO²" kann dann per Schiff nach Norwegen transportiert werden, wo das CO² schließlich in leere Offshore-Gasfelder injiziert wird (CCS = Carbon Capture and Storage). 

Außerdem werden alle große Industrieunternehmen wollen Verbindung zu diesem H²- und CO2-Grundgerüst. Neben dem Bau der Hauptleitung (Backbone) ist also auch mit einer Vielzahl von Anschlussprojekten zu rechnen. Da die meisten Großindustrien in der Nähe von Häfen oder Kanälen und Autobahnen angesiedelt sind, ist mit einem hohen Anteil an grabenlose Lösungenetwas, das der APK Group hervorragend beherrscht.   

Die Wasserstoffproduktionseinheiten produzieren grünen Wasserstoff, der in das H²-Grundgerüst eingespritzt wird. Darüber hinaus produzieren diese Einheiten auch die Nebenprodukte Sauerstoff und Abwärme. Sauerstoff kann in eine Sauerstoffleitung eingespeist werden und die Restwärme kann über eine Wärmenetz aufgefangen werden. Außerdem muss die Elektrolyseeinheit einer grünen Wasserstoffanlage an das Stromnetz angeschlossen werden und wird Hochspannungskabel müssen festgelegt werden. 

In und um ein Wasserstoffwerk wird somit ein Gewirr von Kabeln und Rohren sollte gelegt werden. Diese Art von Synergieeffekte mit so wenig Unterbrechungen wie möglich ist genau das die Spezialität von APK Group.

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Kontakt zu Wouter Everaerts: +32 473 72 06 41, wouter.everaerts@apkgroup.eu