Industrie, Mobilität und Energieanlagen benötigen unterschiedliche Wasserstoffqualitäten

Industrie, Mobilität und Energieanlagen benötigen unterschiedliche Wasserstoffqualitäten

Studie zeigt zentrale Fragen auf

Vor dem Hintergrund der Energiewende ist Wasserstoff (H2) ein Schlüsselenergieträger. Seine Einsatzbereiche erstrecken sich von der Industrie über die Mobilität bis zu katalytischen Prozessen (z.B. (Petro-)Chemie, PtX-Prozesse (Power-to-X)) bis hin zu energetischen Einsatzbereichen (z.B. Wärmemarkt, Rückverstromung). Doch Wasserstoff ist nicht unbedingt gleich Wasserstoff. Der Reinheitsgrad spielt eine entscheidende Rolle für die Anwendung des klimafreundlichen Energieträgers. Einerseits ist beispielsweise für sensible Anwendungen wie PEM-Brennstoffzellen ein hochreiner Wasserstoff notwendig. Andererseits können Brenner wie im Kalk- oder Zementwerk problemlos mit einem H2/Erdgas-Gemisch betrieben werden.

Kurzsstudie von Frontier

DBI GUT und Frontier Economics sind in einer von der Initiative GET H2 und dem Deutschen Verein des Gas- und Wasserfaches (DVGW) beauftragten Kurzstudie „H2-Rein - Wasserstoffqualität in einem gesamtdeutschen Wasserstoffnetz“ der Frage nachgegangen, wer welchen Reinheitsgrad in welcher Menge benötigt und welche Teile der Wertschöpfungskette welchen Einfluss auf die Wasserstoffqualität sowie eventuell notwendige Aufbereitungsschritte haben.

Für die Studie wurden auf Basis einer Metaanalyse existierender Wasserstoffstudien die Wasserstoff-Bedarfe für das Jahr 2045 in verschiedenen Anwendungssektoren definiert.

Wasserstoff nicht nur für Brennstoffzellen gefragt

Dabei wurde deutlich, dass neben den thermischen Anwendungsbereichen und der Nutzung in Brennstoffzellen auch ein signifikanter Bedarf an Wasserstoff als Rohstoff in Produktionsprozessen in der chemischen Industrie, in Raffinerien und für PtX-Produkte besteht. Die Studie gibt einen Überblick über die Anforderungen an die Reinheit des Wasserstoffs in den einzelnen Sektoren und je nach Verwendungszweck.

Als Ausgangspunkt für eine Bewertung der Wasserstoffqualitäten werden verschiedenen Herstellungsarten und ihrer zeitlichen und räumlichen Varianten betrachtet. Je nach Herstellungsverfahren gibt es unterschiedliche Verunreinigungsprofile des Wasserstoffes und es werden eine oder mehrere Begleitkomponenten erzeugt. Sowohl die alkalische Elektrolyse als auch die Polymer-Elektrolyt-Membran-Elektrolyse ermöglichen Reinheiten von über 99,99%. Wasserstoff aus Reformierung mit CCS („blauer Wasserstoff“) und aus Methanpyrolyse („türkiser Wasserstoff“)  muss aufbereitet werden, um diese Reinheite  Höhe zu erreichen.

Bestehende Pipelines für sicheren und verlässlichen H2 Transport

Die Studie gibt auch Einblick in die möglichen qualitativen Auswirkungen des Wasserstofftransports  über bestehende Erdgasleitungen und Speicherung in Salzkavernen. Um die Qualitätsanforderungen bei der Speicherung von Wasserstoff in Kavernenspeichern einzuhalten, ist es erforderlich, den Wasserstoff bei der Ausspeisung zu reinigen. Im Falle der Nutzung bestehender Leitungen für den Wasserstofftransport ist deren vorherige Nutzung für die Qualität entscheidend. Grundsätzlich lässt sich die Wasserstoffqualität mit etablierten Verfahren an die Vorgaben des Verbrauchers anpassen. In umfangreichen Studien hat der DVGW bereits nachgewiesen, dass sich das bestehende Gasleitungsnetz bestens für einen sicheren und zuverlässigen Wasserstofftransport eignet.

Mit diesen Erkenntnissen gibt die Studie wichtige Hinweise darauf, welche offenen Fragen zum Thema Wasserstoffqualität noch zu klären sind. Sie verdeutlicht aber, dass die vorhandene Infrastruktur mit ihren Anlagen, Leitungen und Speichern für den Hochlauf der Wasserstoffwirtschaft eine wertvolle Basis bildet.

Die Studie können Sie hier herunterladen. Nähere Informationen gibt es unter mediafrontier-economics.com oder unter +44 (0)20 7031 7000.