Wasserstoff ist die am häufigsten vorkommende Chemikalie im Universum. Er ist ein wichtiger Baustein für die chemische Produktion und eine bedeutende Energiequelle. Die chemische Industrie ist der Hauptabnehmer von Wasserstoff, der für verschiedene Syntheseprozesse verwendet wird. “In Deutschland benötigt die chemische Industrie jedes Jahr mehr als eine Million Tonnen Wasserstoff”, sagt Dr. Oliver Busch, Vice President Defossilation bei Evonik. Mehr als die Hälfte des weltweit produzierten Wasserstoffs wird zu Ammoniak verarbeitet, vor allem für Düngemittel. Auch Raffinerien benötigen große Mengen an Wasserstoff, zum Beispiel zum Cracken und Entschwefeln von Erdölprodukten.
Bestehende Infrastruktur für Transport von grünem Wasserstoff nutzen
Eine der größten Herausforderungen bei der Versorgung der Verbraucher mit erneuerbaren Energien ist die Tatsache, dass diese nicht immer dort zur Verfügung stehen, wo sie am meisten gebraucht werden. Denn die Konzentration der Industrie oder der Menschen liegt nicht auf hoher See oder in der Wüste. Die Idee ist, diese Energie an der Quelle in grünen Wasserstoff umzuwandeln und zu den Verbrauchern zu transportieren. Dafür wird eine Infrastruktur von Pipelines benötigt. Bis zum Aufbau eines neuen Leitungsnetzes für grünen Wasserstoff könnten die bestehenden Pipelinenetze genutzt werden, um grünen Wasserstoff effizient über große Entfernungen zu transportieren und an Endpunkte entlang dieser Infrastruktur zu liefern, wo er in industrielle Anwendungen eingespeist werden oder als Energiequelle genutzt werden könnte. Voraussetzung dafür ist allerdings eine effiziente Abtrennung des Wasserstoffs aus dem Erdgasgemisch an der Entnahmestelle. Linde und Evonik bieten bereits heute eine voll integrierte, ganzheitliche Lösung an, die verschiedene Technologien zur Wasserstoffextraktion zusammenführt. Diese Lösung kombiniert die Druckwechseladsorption (PSA), eine Technologie, in der Linde über jahrzehntelange Erfahrung verfügt, mit der Hohlfasermembrantechnologie von Evonik, um Wasserstoff mit Reinheitsgraden von bis zu 99,9999 Prozent zu liefern. “Was wir jetzt brauchen, ist eine intelligente Transformationstechnologie”, betont Tobias Keller, Leiter des Bereichs Adsorbtion & Membrane Plants bei Linde Engineering.
Membrantechnologie für nachhaltige Gaswirtschaft
Evonik ist ein weltweit führender Anbieter von Membrantechnologie für die Gasindustrie. In Anlehnung an die Nachhaltigkeitsziele der Vereinten Nationen ist Nachhaltigkeit der wichtigste Wachstumstreiber und Eckpfeiler des Produktportfolios, der Investitionen und des Innovationsmanagements und damit integraler Bestandteil der Strategie von Evonik. Mit den innovativen Gasseparationsmembranen SEPURAN® und PURAMEM® sowie der fortschrittlichen anionenleitenden DURAION® Membrantechnologie ermöglicht das Spezialchemieunternehmen den weltweiten Übergang von der konventionellen Energieversorgung zu einer nachhaltigen Gaswirtschaft von morgen.
“Wir glauben an einen vollständig erneuerbaren Energiemix der Zukunft mit Biogas und grünem Wasserstoff sowie deren Syntheseprodukten als Hauptenergieströme. Deshalb arbeiten wir schon heute intensiv daran, unser Produktportfolio entlang der auf Nachhaltigkeit ausgerichteten Marktentwicklung zu erweitern”, sagt Dr. Goetz Baumgarten, Leiter des Innovationswachstumsfeldes Membranen bei Evonik.
Biogas – Bewährte Technologie, lokal verfügbar
Bis der grüne Wasserstoff als flächendenkende Technologie verfügbar wird, kann Biogas bereits heute als dezentrale regenerative Energiequelle zur Gewinnung von Wärme oder als klimaneutraler Kraftstoff genutzt werden. Bevor Biomethan ins Erdgasnetz eingespeist wird, ist eine umfangreiche Aufreinigung notwendig. Besonders selektive SEPURAN® Green Hohlfasermembranen von Evonik Fibres in Schörfling am Attersee bereiten Biogas einfach und effizient zu hochreinem Biomethan und Bio-CO2 auf.
Wie es geht, zeigt das Beispiel Österreichs größter Biogasanlage in Margarethen am Moos nahe Wien des Betreibers EVM Energie Versorgung Margarethen am Moos GmbH (kurz EVM). „Wir verarbeiten lokale landwirtschaftliche Reststoffe wie Maisstroh, Mist oder Gemüseabfälle aus 50 Kilometer Radius zu 400 Kubikmeter Biomethan pro Stunde“, erklärt Stefan Malaschofsky, Geschäftsführer von EVM. Bei der Vergärung der Substrate entsteht Biogas, das aus dem Energieträger Biomethan und Bio-CO2 besteht. Mit der SEPURAN® Green Membrantechnologie von Evonik Fibres GmbH wird Biogas in seine Hauptbestandteile separiert. Mit Biomethan und Bio-CO2 stehen dann zwei hoch konzentrierte Gase zur Verfügung.
Das in Margarethen erzeugte Biomethan dient dem Betrieb eines Blockheizkraftwerks mit einer Leistung von 625 kW elektrisch und 650 kW thermisch und versorgt circa 100 Haushalte über das örtliche Nahwärmenetz. „An unserer eigenen Tankstelle betanken nicht nur wir den Bio-CNG angetriebenen Lkw, mit dem wir Substrate aus der Region einsammeln. Selbst Taxifahrer aus Bratislava fahren bei uns vor“, so Malaschofsky. „Um den Kreislauf perfekt zu machen, fließt ein Teil des anfallenden Bio-CO2 über eine direkte Leitung in ein benachbartes 100.000 Quadratmeter großes Gewächshaus für Tomaten. Perspektivisch wollen wir die Bio-CO2 Route mit einer Verflüssigungsanlage vervollständigen, um den Rohstoff speicherbar und lieferbar zu machen. Dann schöpfen wir das Potential von Biogas komplett aus.“
Potenzial von Biomethan vollständig nützen
Biomethan kann einen signifikanten Beitrag bei dem Transfer zu alternativen Energien leisten, ohne dass die Bereitstellung der dafür notwendigen Substrate im Wettbewerb mit der Produktion von Nahrungs- und Futtermitteln steht.
„Es sind genügend Biogasanlagen in Österreich verfügbar, damit das Land seine Abhängigkeit von der fragilen Versorgung mit fossilem Erdgas aus Russland schnell und signifikant reduziert“, sagt Jean-Marc Chassagne, Geschäftsführer der Evonik Fibres GmbH. „Mit entsprechenden Rahmenbedingungen der Bundesregierung und aller Industriepartner für eine Umrüstung von Biogasanlagen hin zu einer effizienten Erzeugung von hochreinem Biomethan könnte dessen Anteil im bundesweiten Energiemix in den kommenden von 5 bis 10 Jahren auf bis zu 20 Prozent wachsen.“
