Wegbereiter

Die Kreislaufwirtschaft erfordert die Abkehr von fossilen Energieträgern. Grüner Wasserstoff gilt dabei als Schlüssel zur Dekarbonisierung. Erzeugung und Transport erfordern innovative Lösungen – und präzise Messtechnik.

Text: Marlene Etschmann

Fotografie: Endress+Hauser, Frank Grätz/Ambartec

Ambartec uses iron oxide nuggets as a storage medium for hydrogen.

Kreislaufwirtschaft

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Grüne Energie aus Abfall (1)

Das australische Start-up Wildfire Energy macht sich auf, die Abfallverwertung zu revolutionieren: Statt Hausmüll – wie in Australien noch gängig – auf Deponien zu lagern, verwandelt ihn ein neuartiger Prozess in wertvolle Rohstoffe. Das Verfahren läuft bei niedrigem Druck ab und kommt ohne aufwendige Vorbehandlung des Abfalls aus.

Bei der Moving Injection Horizontal Gasification (MIHG) wird Sauerstoff seitlich unter die Abfallschicht eingeblasen. Bei mehr als 800 Grad Celsius entsteht hochwertiges Synthesegas, aus dem sich Wasserstoff gewinnen lässt – pro Tonne Müll etwa 42 Kilogramm. Alternative Produkte sind Kraftstoffe oder Alkohole. Das modulare Design erlaubt kleine, flexible Anlagen dort, wo der Abfall entsteht. „Die Messgeräte spielen bei der Entwicklung der Pilotanlage und der künftigen Expansion eine zentrale Rolle“, sagt Grant Bollaert, General Manager Engineering bei Wildfire Energy. Gerade im niedrigen Druckbereich des Reaktors ist die Messung der kritischen Prozessvariablen wie Druck, Temperatur und Durchfluss besonders anspruchsvoll.

Hohe Reinheit dank Parallel-Analyse (2)

Wenn Wasserstoff als Energieträger dienen soll, kommt es auf höchste Reinheit an – das deutsch-italienische Unternehmen Enapter liefert sie. In den Elektrolyseuren von Enapter spaltet Strom an einer speziellen Anionenaustauschmembran Wasser in seine Bestandteile auf. Diese innovative Methode kommt ohne das knappe Edelmetall Iridium aus und arbeitet bei Atmosphärendruck. An der Kathode entsteht dabei reiner Wasserstoff, während an der Anode Sauerstoff freigesetzt wird. „Wir produzieren Wasserstoff in Industriegasqualität mit einer Reinheit von 99,999 Prozent. Um dies zu messen, müssen die Geräte in der Lage sein, Verunreinigungen von nur wenigen ppm zu erkennen“, erklärt Elektroingenieur Hannes Klus. Das Endress+Hauser Kompetenzzentrum für Gasanalyselösungen in Lyon, Frankreich, erarbeitete gemeinsam mit Enapter ein System, das die erforderliche Genauigkeit bietet und die Ergebnisse in Echtzeit liefert: In den aufbereiteten Gasproben werden Spurenfeuchte und Sauerstoffgehalt parallel analysiert. Jetzt wird auch Enapters Ein-Megawatt-Elektrolyseur, der 450 Kilogramm grünen Wasserstoff pro Tag produzieren kann, mit Analyseund Messtechnik von Endress+Hauser ausgestattet. Enapter war es wichtig, einen Partner zu finden, der das Unternehmen an allen Messpunkten unterstützen kann.

Eisenoxid als Wasserstoff-Taxi (3)

Grüner Wasserstoff wird nicht immer dort produziert, wo er gebraucht wird. Deswegen sind intelligente Speicherlösungen gefragt. Wenn sie mobil sind, umso besser: „Unsere Kunden können sofort loslegen – nicht erst in zehn Jahren, wenn das Wasserstoffnetz steht“, betont Uwe Pahl, CTO von Ambartec. Das Dresdner Unternehmen hat eine fast vergessene Technologie wiederbelebt: Es stellt Nuggets aus einem speziellen Eisenoxid her, das mit Wasserstoff zu reinem Eisen und Wasserdampf reagiert. Die Eisennuggets können problemlos per LKW oder Schiff transportiert werden. Am Zielort wird Wasserdampf eingeleitet, dabei entsteht wieder reiner Wasserstoff. Das Verfahren verbraucht deutlich weniger Wasser als vergleichbare Systeme und hat einen höheren Wirkungsgrad. Es wurde bereits erfolgreich in Anlagen von einem bis auf 1.000 Liter hochskaliert. Als erstes Serienprodukt kommt 2025 ein 6.000-Liter-Speicher im 20-Fuß-Container auf den Markt, der bis zu 900 Kilogramm Wasserstoff aufnehmen kann. Für die Prozessüberwachung setzt Ambartec auf Messtechnik von Endress+Hauser. Mathias Christ, Technical Sales Consultant Dekarbonisierung, hat die Zusammenarbeit initiiert und betont: „Unsere Druck- und Durchflusssensoren erfassen das Wasserstoff-Wasserdampf-Gemisch auch bei mehr als 100 Grad Celsius präzise.“