WASSERSTOFFKOMPRESSOR

1.Energiegewinnung aus Wasserstoff durch Kompression mittels Kompressoren

Wasserstoff ist der Brennstoff mit dem höchsten Energiegehalt pro Gewichtseinheit. Leider beträgt seine Dichte unter atmosphärischen Bedingungen nur 90 Gramm pro Kubikmeter. Um nutzbare Energiedichten zu erreichen, ist eine effiziente Komprimierung von Wasserstoff unerlässlich.

2.Effiziente Kompression von Wasserstoff mitMembranKompressoren

Ein bewährtes Kompressionskonzept ist der Membrankompressor. Diese Wasserstoffkompressoren verdichten kleine bis mittlere Wasserstoffmengen effizient auf hohe und bei Bedarf sogar extrem hohe Drücke von über 900 bar. Das Membranprinzip gewährleistet eine öl- und leckagefreie Kompression mit exzellenter Produktreinheit. Membrankompressoren arbeiten am besten unter Dauerlast. Im intermittierenden Betrieb kann die Lebensdauer der Membran geringer sein und der Wartungsaufwand steigen.

3.Kolbenkompressoren zur Komprimierung großer Mengen Wasserstoff

Werden große Mengen ölfreien Wasserstoffs mit einem Druck unter 250 bar benötigt, sind die vielfach bewährten und getesteten trockenlaufenden Kolbenkompressoren die Lösung. Weit über 3000 kW Antriebsleistung können effizient genutzt werden, um jeden Bedarf an Wasserstoffkompression zu decken.

Für hohe Volumenströme und hohe Drücke bietet die Kombination von NEA-Kolbenstufen mit Membranköpfen auf einem „Hybrid“-Kompressor eine echte Wasserstoffkompressorlösung.

1.Warum Wasserstoff?(Anwendung)

Speicherung und Transport von Energie mittels komprimiertem Wasserstoff

Mit dem Pariser Abkommen von 2015 sollen die Treibhausgasemissionen bis 2030 im Vergleich zu 1990 um 40 % gesenkt werden. Um die notwendige Energiewende zu erreichen und die Sektoren Wärme, Industrie und Mobilität unabhängig von den Wetterbedingungen mit der Stromerzeugung zu koppeln, sind alternative Energieträger und Speichermethoden erforderlich. Wasserstoff (H₂) birgt ein enormes Potenzial als Energiespeichermedium. Erneuerbare Energien wie Wind-, Solar- oder Wasserkraft können in Wasserstoff umgewandelt und anschließend mithilfe von Wasserstoffkompressoren gespeichert und transportiert werden. So lassen sich eine nachhaltige Nutzung natürlicher Ressourcen mit Wohlstand und Entwicklung verbinden.

4.1Wasserstoffkompressoren an Tankstellen

Neben batterieelektrischen Fahrzeugen (BEV) sind Brennstoffzellenfahrzeuge (FCEV) mit Wasserstoff als Kraftstoff das große Thema der Mobilität der Zukunft. Es existieren bereits Normen, die derzeit Entladedrücke von bis zu 1.000 bar fordern.

4.2Wasserstoffbetriebener Straßenverkehr

Der Fokus beim wasserstoffbetriebenen Straßenverkehr liegt auf dem Gütertransport mit leichten und schweren Lkw sowie Sattelzügen. Deren hoher Energiebedarf für lange Reichweiten bei gleichzeitig kurzen Betankungszeiten kann mit Batterietechnologie nicht gedeckt werden. Es gibt bereits einige Anbieter von Brennstoffzellen-Lkw auf dem Markt.

4.3Wasserstoff im Schienenverkehr

Für den Schienenverkehr in Gebieten ohne Oberleitung können wasserstoffbetriebene Züge dieselbetriebene Lokomotiven ersetzen. In vielen Ländern der Welt sind bereits die ersten wasserstoffelektrischen Züge mit einer Reichweite von über 800 km und einer Höchstgeschwindigkeit von 140 km/h im Einsatz.

4.4Wasserstoff für klimaneutralen, emissionsfreien Seeverkehr

Wasserstoff findet auch im klimaneutralen, emissionsfreien Schiffsverkehr Anwendung. Die ersten Fähren und kleineren Frachtschiffe, die mit Wasserstoff betrieben werden, werden derzeit intensiv getestet. Auch synthetische Kraftstoffe aus Wasserstoff und abgeschiedenem CO₂ stellen eine Option für den klimaneutralen Schiffsverkehr dar. Diese maßgeschneiderten Kraftstoffe könnten auch der Treibstoff der Zukunft für die Luftfahrt werden.

4,5Wasserstoff für Wärme und Industrie

Wasserstoff ist ein wichtiger Basisstoff und Reaktant in chemischen, petrochemischen und anderen industriellen Prozessen.

Es kann die effiziente Sektorkopplung im Power-to-X-Ansatz in diesen Anwendungen unterstützen. Power-to-Steel beispielsweise hat das Ziel, die Stahlproduktion zu „entfossilisieren“. Elektrische Energie wird für Schmelzprozesse genutzt. CO₂-neutraler Wasserstoff kann im Reduktionsprozess als Ersatz für Koks verwendet werden. In Raffinerien finden sich erste Projekte, die durch Elektrolyse erzeugten Wasserstoff beispielsweise zur Entschwefelung von Brennstoffen nutzen.

Es gibt auch industrielle Kleinanwendungen, die von brennstoffzellenbetriebenen Gabelstaplern bis hin zu wasserstoffbetriebenen Notstromaggregaten reichen. Letztere liefern, genau wie die Mikro-Brennstoffzellen für Häuser und andere Gebäude, Strom und Wärme; ihr einziges Abgas ist sauberes Wasser.