Frisches Kapital für weitere Entwicklungen hat Teichmann gerade erhalten. Royal Vopak, Mitsubishi Corporation, Covestro und AP Ventures investieren 17 Millionen Euro in Hydrogenious. Bild: Hydrogenious

Seit dem vergangenen Jahr wird das Verfahren in einem kommerziellen Betrieb in Tennessee für eine Firma für Wasserstofflogistik eingesetzt. Bild: Hydrogenious

So könnte die Wasserstofflogistik mit der „Wasserstoffflasche mit Pfand“ aussehen. Bild: Hydrogenious

Forschung: Wasserstoff in einer Pfandflasche – Zukunftsmusik?

(AS) „Ich glaube, dass die jetzigen Rahmenbedingungen dem Wasserstoff zum Durchbruch verhelfen“, zeigt sich Dr. Daniel Teichmann optimistisch. Der CEO von Hydrogenious Technologies mit Sitz in Erlangen war schon immer von dem flüchtigen Gas begeistert. „Es ist die einfachste und logischste Form eines CO2-freien Kreislaufs, bei dem aus Wasser über Strom aus erneuerbaren Energien Wasserstoff erzeugt wird, der dann über Rückverstromung wieder zu Wasser reagiert. Ein unendlicher Kreislauf, ohne dass Kohlenstoffatome in dieser Bilanz vorkommen.“ Er ist überzeugt: „Wasserstoff ist das Erdöl der Zukunft.“


In den Professoren Peter Wasserscheid, Wolfgang Arlt und Eberhard Schlücker von der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) fand Teichmann Gleichgesinnte. Ein Trio, das an die Zukunft von Wasserstoff glaubt und die mit dem Trägermedium Dibenzyltoluol dem Wasserstoff vielleicht zum Durchbruch verhelfen. Das flüchtige Gas wird chemisch an ein Öl gebunden und ist damit drucklos speicherbar. Damit lässt es sich so leicht handhaben wie Benzin. Liquid Organic Hydrogen Carrier, kurz LOHC, heisst dieses Verfahren, das sich langsam am Markt etabliert.

Wasserstoff im Industrieöl gspeichern
Wasserstoff ist das leichteste Element im Periodensystem und hat gemessen am Volumen eine extrem geringe Energiedichte. Pro Liter beträgt sie drei Wattstunden. Ein Liter Diesel kommt dagegen auf 10‘000 Wattstunden. H2 kann daher nur unter sehr hohem Druck von bis zu 700 bar oder bei extrem niedrigen Temperaturen von minus 250 Grad Celsius gelagert und transportiert werden, um eine ausreichend hohe Speicherdichte zu erreichen. Anders bei LOHC. Wird Wasserstoff in dem Industrieöl gespeichert, erhöht sich Speicherdichte auf 1,9 MWh/m3 . Damit kann H2 unter Umgebungsbedingungen gelagert und in großen Mengen transportiert werden. Spezielle Drucktanks sind nicht mehr notwendig. Die ölige Substanz lässt sich einfach mit Tanklastern und Zügen transportieren und wie andere Kraftstoffe lagern. Und es kommt auch bei einer längeren Lagerung zu keinem Verlust. Beim Abnehmer wird der Wasserstoff wieder freigesetzt und die Trägersubstanz kann wie eine Pfandflasche erneut verwendet werden.

Nicht giftig, explosiv und schwer entflammbar
Schon ein einziger Liter Dibenzyltoluol bindet über 650 Liter Wasserstoff. Damit kann ein 40 Tonnen Lkw fünf Mal mehr Wasserstoff transportieren als in einem Drucktank. „Das Öl ist nicht giftig, nicht explosiv und schwer entflammbar“, macht Teichmann deutlich. Und der Transport sei sehr viel günstiger. Nach seinen Berechnungen reduzieren sich die reinen Transportkosten je nach Entfernung um bis zu 85 Prozent. Damit könnte auch der Transport großer Mengen an grünem Wasserstoff, der in Windparks in Norddeutschland hergestellt wird, nach Süddeutschland oder Mitteleuropa wirtschaftlich werden.



Kosten zum Ausspeichern relativ gering
LOHC hat aber auch einen Haken: Die Wasserstoffspeicherung und -freisetzung geschieht über eine umkehrbare chemische Reaktion. Beim Einspeichern entsteht Wärme, die für das Ausspeichern wieder benötigt wird. Bilanziell ist dieser Prozess damit neutral. In der Praxis findet beides aber an unterschiedlichen Orten statt, so dass die zum Ausspeichern benötigte Wärme von 300 Grad Celsius erzeugt werden muss und damit die Effizienz verringert. Eine Rechnung, die Teichmann aber differenziert sieht und auf den Total-Cost-of Ownership verweist: „Im Vergleich zum herkömmlichen Transport von Wasserstoff, bei dem aufgrund der niedrigen Energiedichte von Wasserstoffgas nur kleine Mengen bewegt werden können, sind die Kosten zum Ausspeichern relativ gering.“ Das Gas geht dabei zudem nicht verloren. „Jedes Molekül das eingespeichert wird, wird auch wieder freigesetzt.“

Frisches Kapital erhalten
Frisches Kapital für weitere Entwicklungen hat Teichmann gerade erhalten. Royal Vopak, Mitsubishi Corporation, Covestro und AP Ventures investieren 17 Millionen Euro in Hydrogenious, die der Ingenieur 2013 gründete und heute bereits 65 Mitarbeiter beschäftigt. Neben der Finanzspritze wollen die Partner aktiv am Einsatz von LOHC mitwirken, das nach Ansicht von Marcel van de Kar, Director New Energies bei Vopak „zum Durchbruch einer auf Wasserstoff basierenden Wirtschaft“ beitragen wird. Sie setzen vor allem auf asiatische Länder, die immer stärker auf Wasserstoff als Energieträger setzen. Die LOHC-Technologie bietet aus Sicht der Investoren eine wirtschaftlich tragfähige Lösung, um große Mengen an Wasserstoff in dicht besiedelten Stadtgebieten zu speichern und über weite Strecken zu verteilen.

Reinheit nach Ausspeichern beweisen
Die Entwicklungen sind jedoch langwierig und das Verfahren muss sich in Projekten bewähren und die Reinheit des Wasserstoffs nach dem Ausspeichern beweisen. In den USA ist es bereits gelungen. Seit dem vergangenen Jahr wird das Verfahren in einem kommerziellen Betrieb in Tennessee für eine Firma für Wasserstofflogistik eingesetzt. Von einer Vierteltonne Wasserstoff, die täglich in LOHC eingelagert wird, ist die Technik auf bis zu zwölf Tonnen täglich skalliert worden. Gelungen ist dies in Kooperation mit MAN Energy Solutions und der Frames Group, die gemeinsam mit Hydrogenious LOHC weltweit vermarkten wollen.

„Wir sehen eine steigende Nachfrage nach grünen Kraftstoffen und investieren in die Entwicklung von Wasserstofflösungen, wie Elektrolyseure und Wasserstoffspeicher. Wasserstoff ist das entscheidende Glied in der Energiewende“, sagte Frans Roozendaal, CEO von Frames. Auch Dr. Uwe Lauber, CEO von MAN Energy Solutions, ist von dem H2-Potential überzeugt. Eine zukünftige, klimaneutrale Weltwirtschaft werde maßgeblich auf der Nutzung von grünem Wasserstoff und anderen Gasen aus erneuerbaren Energien basieren.

Direkt-LOHC-Brennstoffzelle
Die ölige Trägerflüssigkeit, die nicht als Gefahrgut klassifiziert wird, eignet sich nicht nur zum unproblematischen Transport, sondern könnte auch direkt in der Mobilität eingesetzt werden. Am Forschungszentrum Jülich haben Wissenschaftler eine Direkt-LOHC-Brennstoffzelle entwickelt, die aus dem eingespeicherten Wasserstoff Strom gewinnt. Erste Ergebnisse im Labor sind vielversprechend. Jetzt soll innerhalb von fünf Jahren ein mit LOHC betriebener Nahverkehrszug entwickelt und als Prototyp betrieben werden. Professor Dr. Harald Bolt, Mitglied des Vorstands des Forschungszentrums Jülich: „Die LOHC-Technologie ist aus unserer Sicht eine wissenschaftlich wie gesellschaftlich hochrelevante und innovative Technologie mit enormem Potenzial.“

©Text: Angela Schmid

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