Für einen grünen Planeten
Grüner Wasserstoff wird CO₂-frei produziert, was ihn zu einem wichtigen Baustein für die Energiewende macht. Auf Basis der nationalen Wasserstoffstrategie der Bundesregierung soll bis 2030 eine Elektrolysekapazität von mindestens zehn Gigawatt in Deutschland aufgebaut werden, um den wachsenden Bedarf zu decken.
Hier finden Sie die wichtigsten Aspekte für den Energieträger der Zukunft. Erfahren Sie nicht nur, wie grüner Wasserstoff hergestellt, gespeichert und schon heute eingesetzt wird, sondern auch wie er einen großen Beitrag zur Energiewende leisten kann.
Element mit Geschichte und Zukunft
Wasserstoff ist das am häufigsten vorkommende Element im Universum und wurde erstmals im 18. Jahrhundert von Wissenschaftlern entdeckt. Die moderne Entwicklung der Wasserstofftechnologie begann in den 1960er Jahren, als die NASA Wasserstoff-Brennstoffzellen für die Apollo-Missionen einsetzte. In den folgenden Jahrzehnten wurden die Technologien weiterentwickelt, insbesondere im Bereich der Elektrolyse und Brennstoffzellen.
Die Forschung wurde durch das wachsende Interesse an erneuerbaren Energien und die Notwendigkeit der Reduzierung von Treibhausgasen intensiviert. Durch die Entwicklung von Elektrolyseuren wurde die Produktion von Wasserstoff ohne CO₂-Emissionen ermöglicht, was den Weg für den grünen Wasserstoff ebnete. In den letzten Jahren gab es bedeutende Fortschritte in der Effizienz und Skalierbarkeit dieser Technologien, die nun als Schlüssel zur Erreichung der globalen Klimaziele angesehen werden.
Element mit Geschichte und Zukunft
Die Nutzung von Wasserstoff als Energieträger ist nicht neu. Bereits seit dem frühen 20. Jahrhundert wird Wasserstoff in industriellen Anwendungen wie in der Raffinerie und der Ammoniakproduktion eingesetzt. Dabei wird Wasserstoff hauptsächlich durch Dampfreformierung (SMR – Steam Methane Reforming) von fossilem Erdgas erzeugt. Das ist jedoch mit erheblichen CO2-Emissionen verbunden, da bei der chemischen Umwandlung des Methans große Mengen an Kohlendioxid freigesetzt werden.
Trotz der zunehmenden Diskussionen über die Dekarbonisierung und den Übergang zu nachhaltigeren Energiequellen, bleibt der konventionell produzierte Wasserstoff aus Erdgas bis heute weit verbreitet.
In den letzten Jahren hat der Druck zugenommen, Technologien zur Herstellung von grünem Wasserstoff zu entwickeln. Dabei wird durch Elektrolyse unter Nutzung erneuerbarer Energien CO2-freier Wasserstoff produziert.
PEM-Elektrolyseure „Made in Germany“
Gemeinsam machen wir es erfolgreich.
grau - blau - grün
Die verschiedenen Bezeichnungen wie blauer, grauer, türkiser, roter oder grüner Wasserstoff beziehen sich nicht auf die Farbe des Gases selbst, denn Wasserstoff ist von Natur aus farblos. Vielmehr kennzeichnen sie die jeweilige Herkunft, die eingesetzte Erzeugungstechnologie und unterschiedlichen Umweltwirkungen der Wasserstoffproduktion.
Am bekanntesten sind diese Farben:
wird aus fossilen Brennstoffen wie Erdgas hergestellt, wobei CO2 freigesetzt wird.
hingegen wird durch Elektrolyse mit erneuerbaren Energien produziert und ist vollständig CO2-neutral.
Grüne Energie aus erneuerbaren Quellen
NO | Hellesyslt-Geiranger
Grüne Wasserstoffinfrastruktur von FEST für Schiffsverkehr und Touristik im UNESCO Welterbe Geirangerfjord in Norwegen
Herstellung - Speicherung - Nutzung
Wasserstoff-Elektrolyseanlagen sind zentrale Einrichtungen zur Herstellung, Speicherung, Verteilung und Nutzung von Wasserstoff. Sie spielen eine Schlüsselrolle in der Wasserstoffwirtschaft und sind entscheidend für die Umstellung auf eine kohlenstofffreie Energieversorgung.
Diese Anlagen können je nach Verwendungszweck und Größe stark variieren, von kleinen dezentralen Elektrolyseanlagen für den Eigenverbrauch bis hin zu großen industriellen Komplexen, die Wasserstoff in großem Maßstab produzieren. Dank der Verwendung von Strom aus erneuerbaren Energien wie Wind oder Sonne entstehen während der gesamten Produktion nahezu keine Emissionen.
Elektrolyse-Anlagen sind das Herzstück der grünen Wasserstoffproduktion. Dabei wird Wasser (H₂O) in seine Bestandteile Wasserstoff (H₂) und Sauerstoff (O₂) aufgespalten. Dieser Prozess erfordert eine erhebliche Menge an Elektrizität, die bei Grünem Wasserstoff ausschließlich aus erneuerbaren Quellen stammt. Der Wirkungsgrad der Elektrolyse liegt aktuell bei etwa 60-80%.
Es gibt verschiedene Arten von Elektrolyseuren, wie Proton Exchange Membrane PEM-Elektrolyseure, alkalische Elektrolyse und Hochtemperatur-Elektrolyse, die jeweils ihre eigenen Vor- und Nachteile haben.
Produktportfolio
Integrierte Elektrolysesysteme mit 2 MW oder 3 MW Nennleistung.
Integrierte Elektrolysesysteme mit 5 MW Nennleistung oder größer.
Power-to-Gas-Anlagen wandeln überschüssigen erneuerbaren Strom in Wasserstoff oder synthetisches Erdgas um, das gespeichert und in verschiedenen Sektoren genutzt werden kann. Dieses Verfahren trägt zur Stabilisierung der Stromnetze bei und ermöglicht die Speicherung von Energie.
Power-to-Liquid geht einen Schritt weiter, indem der erzeugte Wasserstoff in flüssige Kraftstoffe umgewandelt wird. Diese können in herkömmlichen Verbrennungsmotoren verwendet werden, was eine Brücke zur Dekarbonisierung des Transportsektors schlägt.
Diese nutzen Wasserstoff zur Stromerzeugung, indem sie chemische Energie direkt in elektrische Energie umwandeln. Solche Anlagen können in Fahrzeugen, Gebäuden und sogar als große stationäre Energiequellen eingesetzt werden.
Eine gut ausgebaute Wasserstoffinfrastruktur ist entscheidend, um die Nutzung von Wasserstoff auf breiter Basis zu ermöglichen. Sie umfasst alle notwendigen Systeme und Netzwerke, um Wasserstoff sicher und effizient zu produzieren, zu speichern, zu transportieren und an den Endverbraucher zu liefern.
Die Speicherung und der Transport von Wasserstoff stellen eine der größten Herausforderungen für seine breite Anwendung dar. Wasserstoff hat eine sehr geringe Energiedichte pro Volumen, was bedeutet, dass er entweder unter hohem Druck (z. B. in Drucktanks) oder bei extrem niedrigen Temperaturen (als verflüssigter Wasserstoff) gespeichert werden muss.
Es gibt auch Methoden zur chemischen Speicherung, wie die Bindung von Wasserstoff an flüssige organische Trägerstoffe (LOHC) oder Ammoniak, die den Transport erleichtern.
Brennstoffzellen sind eine Möglichkeit, die gespeicherte Energie des Wasserstoffs zurückzugewinnen. Sie wandeln Wasserstoff und Sauerstoff in Wasser um und erzeugen dabei Elektrizität, die für Fahrzeuge oder stationäre Energiequellen genutzt werden kann.
AT | Wien
Die FEST entwickelt Wasserstoffinfrastruktur für die Stadt Wien für den Einsatz von grünem Wasserstoff im öffentlichen Personenverkehr
Grüner Wasserstoff hat ein breites Anwendungsspektrum, das von industriellen Prozessen über das Transportwesen bis hin zur Energieerzeugung reicht.
In der Industrie kann er fossilen Wasserstoff ersetzen, was zur erheblichen Reduktion von CO₂-Emissionen beiträgt. Typische Branchen für industrielle Anwendungen von Wasserstoff sind
Grüner Wasserstoff in der Mobilität ist eine klimafreundliche Alternative für Schwerlastverkehr, Schiffe und potenziell auch den Luftverkehr. In der Energieerzeugung dient grüner Wasserstoff als Speichermedium für erneuerbare Energien und kann fossile Brennstoffe in der Strom- und Wärmeerzeugung sowie in energieintensiven Industrieprozessen ersetzen.
Grüner Wasserstoff ist umweltfreundlich, nachhaltig und kann dazu beitragen, die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen zu reduzieren. Er bietet eine emissionsfreie Alternative für verschiedene Anwendungen, von der Industrie über den Transport bis zur Energieerzeugung.
Die Zukunft des grünen Wasserstoffs ist eng mit technologischen Innovationen und politischen Entscheidungen verknüpft. Während die Herausforderungen beträchtlich sind, bietet grüner Wasserstoff ein enormes Potenzial, das sowohl ökologisch als auch ökonomisch genutzt werden kann.
Die Nationale Wasserstoffstrategie Deutschlands spielt eine Schlüsselrolle für die zukünftige Energieversorgung und Klimaneutralität. Wesentliche Punkte umfassen:
Die Strategie fördert Investitionen in Wasserstoff als Energieträger, insbesondere durch den Ausbau der Infrastruktur. Ein Startnetz von über 1.800 Kilometern Wasserstoffleitungen soll bis 2027/28 in Deutschland entstehen, zusätzlich zu einem europaweiten Netzwerk.
Wasserstoff soll vor allem in der Industrie, im Verkehr und für die Stromversorgung genutzt werden. Hierbei ersetzt er fossile Energieträger, unterstützt die Umstellung auf klimafreundliche Technologien und wird eine wichtige Rolle bei der Energiewende spielen.
Die Produktion von grünem Wasserstoff ist energieintensiv und aktuell nicht die effizienteste Methode, erneuerbare Energien zu nutzen. Dennoch wird grüner Wasserstoff, der mittels erneuerbaren Stroms hergestellt wird, als wesentlich für die Klimaneutralität angesehen.
Es gibt unterschiedliche Arten von Wasserstoff, abhängig von der Herstellungsweise (grün, grau, blau, braun, etc.). Die grüne Wasserstoffproduktion durch Elektrolyse mit erneuerbarem Strom, gilt als klimafreundlichste Option.
Verschiedene Ministerien unterstützen Initiativen und Reallabore, um die Wasserstofftechnologie weiterzuentwickeln und praxisnah zu erproben. Darüber hinaus sind Förder- und Unterstützungsmaßnahmen für Projekte in Entwicklungs- und Schwellenländern wichtig, um den Ausbau der Wasserstoffproduktion und die Nutzung solcher Technologien zu ermöglichen.
Die Strategie sieht vor, bis 2030 eine Elektrolysekapazität von mindestens zehn Gigawatt aufzubauen, um den wachsenden Bedarf zu decken.
Kontakt
Pascal Pewinski
Vice President Sales and Business Development
FEST GmbH
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