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Wasserstoff
Wasserstoff wird in Zukunft, insbesondere in energieintensiven Branchen wie der Stahl- und Chemieindustrie oder im Verkehrssektor, einen großen Teil zur Reduktion der CO2-Emissionen beitragen. Gleichzeitig ist Wasserstoff Energiespeicher und damit Schlüssel für eine funktionierende Sektorkopplung.
Wasserstoff als Schlüsselfaktor für die Sektorkopplung
Im Juni 2020 hat das Bundeskabinett die Nationale Wasserstoffstrategie (NWS) verabschiedet. Diese hat das Ziel, Deutschland zur Führungsposition im Bereich der Wasserstofftechnologien zu verhelfen.
Einsatz von grünem Wasserstoff
Die NWS verfolgt den Ansatz, die CO2-Emissionen vor allem durch den Einsatz von sogenannten "grünen Wasserstoff" zu reduzieren. Dabei wird durch Elektrolyse Wasser in Wasserstoff (H2) und Sauerstoff (O2) zerlegt. Der dafür benötigte Strom wird ausschließlich aus regenerativen Quellen bezogen, was diesen Erzeugungsweg CO2-frei macht. Hingegen ist der Einsatz von CO2-neutralem blauem Wasserstoff, bei dem Wasserstoff aus Erdgas gewonnen und das entstehende CO2 unterirdisch gespeichert wird, umstritten.
Ein Update der NWS von 2023 sieht vor, dass Deutschland eine Vorreiterrolle in dem neuen Markt einnimmt, der durch die verstärkte Nutzung von Wasserstoff entsteht. Bis zum Jahr 2030 sollen zwischen 30 und 50 Prozent des in Deutschland verbrauchten Wasserstoffes im Inland grün hergestellt werden. Infolgedessen müssen zehn Gigawatt an Elektrolyseleistung neu installiert werden.
Kleine Wasserstoff-Farbenlehre
Je nach seinem Ursprung trägt Wasserstoff unterschiedliche Namen. Obwohl Wasserstoff stets ein farbloses Gas ist, geben die Farben in der Bezeichnung Auskunft über die Art der Produktion.
Gesetzliche und finanzielle Rahmenbedingungen
Die Bundesregierung plant, in den nächsten Jahren rund 10 Milliarden Euro in praxisnahe Forschung und Entwicklung zu investieren. Außerdem soll die Produktion von grünem Wasserstoff von der EEG-Umlage befreit werden. Auch der nationale Emissionshandel soll mithelfen, CO2 freie Energieträger wettbewerbsfähig zu machen. Dafür wird jede emittierte Tonne CO2 aus klassischen fossilen Energieträgern durch einen Preis belastet.
Kritik an der NWS
Kritiker bemängeln allerdings, dass der benötigte Ausbau der erneuerbaren Energien stockt und die Bundesregierung bisher keine Maßnahmen ergriffen hat, um diesen wieder zu beschleunigen. Die Auto- und Wärmebranche kritisieren, dass die NWS sie nicht ausreichend berücksichtigt. Darin zeigt sich die konkurrierende Nutzung, welche aus der begrenzten Verfügbarkeit von Wasserstoff resultiert. Daher hat sich die Bundesregierung entschieden, erst Branchen auf die Nutzung von Wasserstoff umzustellen, welche nicht oder nur schwer elektrifiziert werden können. Dies betrifft vor allem Teile der energieintensiven Industrie sowie den Flug-, Schiffs- und Schwerlastverkehr.
Energietalent Wasserstoff
Laut BDEW ließen sich jährlich etwa 6,5 Millionen Tonnen Kohlendioxid einsparen, wenn dem Gasnetz zehn Prozent Wasserstoff beigemischt werden würden. Dies entspricht dem jährlichen CO2-Austoß von rund drei Millionen Autos mit Verbrennungsmotor. Das deutsche Gasnetz hat eine Länge von fast 500.000 Kilometern. Wo aktuell noch Erdgas fließt, könnte künftig zunehmend Wasserstoff transportiert werden. Schon heute wäre es technisch möglich, dem Gasnetz flächendeckend 10 Prozent Wasserstoff (bezogen auf das Volumen) beizumischen. In Pilotprojekten werden Anteile von bis zu 30 Prozent Beimischung erreicht.
Wasserstoff in der enviaM-Gruppe
Ein Wasserstoffdorf für die Forschung
Wasserstoff ist ein Energieträger mit Zukunftspotential. Die Forschungen auf dem Gebiet der Wasserstoff-Anwendung haben in den letzten Jahren deutlich zugenommen. MITNETZ GAS hat 2018 mit seinem ersten Forschungsprojekt "HYPOS:H2-Netz" auf einem 12.000 Quadratmeter großen Gelände in Bitterfeld-Wolfen ein Wasserstoffdorf errichtet. Das Projekt umfasste die Entwicklung der Verteilnetzstruktur, die Errichtung der Anlagen und die Anbindung und Versorgung von Wasserstoffendverbrauchern. Der Test von Verlegetechniken, neuen Materialien und die erforderliche Sicherheitstechnik gehörten dazu. So wurden beispielsweise hochdichte Kunststoffrohrleitungen im Verteilnetz und in der Inneninstallation erprobt und Wechselwirkungen von verschiedenen Geruchsstoffen für das Gasnetz untersucht.
Im Nachfolgeprojekt "H2-Infra" seit 2022 simulieren auf dem Gelände angeschlossene technische Endverbraucher die künftige Anwendung von Wasserstoff und liefern Messdaten.
MITNETZ GAS erhält für das Wasserstoffdorf 2022 den Innovationspreis der deutschen Gaswirtschaft in der Kategorie "Anwendungsorientierte Forschung".
Wir freuen uns sehr, dass unsere Arbeit mit dem Innovationspreis der deutschen Gaswirtschaft ausgezeichnet wird. Mit unserem Wasserstoffdorf gehen wir durch den Einsatz eines zukunftsfähigen Energieträgers auf Molekülbasis einen wichtigen Schritt hin zu einem zukunftsfähigen Gasnetz. Damit zahlen wir weiter auf unsere Beiträge für eine beschleunigte Energiewende ein.
MITNETZ GAS und LEAG entwickeln Wasserstoff-Infrastruktur
MITNETZ GAS und LEAG kooperieren bei der Entwicklung von wegweisenden Wasserstofflösungen. Diese umfassen die Erzeugung, den Transport und die Verteilung sowie die Lieferung von grünem Wasserstoff an Industriekunden. Dabei ist die LEAG für die Erzeugung des grünen Wasserstoffs verantwortlich, MITNETZ GAS für den Transport, die Verteilung und die Lieferung an den Kunden. Weiterhin planen beide Unternehmen Aktivitäten im Bereich der regionalen Wasserstoffbereitstellung.
Sachsen setzt auf grünen Wasserstoff als einen wichtigen Energieträger der Zukunft. Unser Ziel ist es, im Freistaat eine sächsische Wasserstoffwirtschaft über die gesamte Wertschöpfungskette zu etablieren. Mit ihrem gemeinsamen Engagement leisten LEAG und MITNETZ GAS einen wichtigen Beitrag für einen erfolgreichen Strukturwandel in den ostdeutschen Braunkohlerevieren. Das Lausitzer und das Mitteldeutsche Revier haben großes Potenzial, Schrittmacher und Impulsgeber bei erfolgversprechenden Zukunftstechnologien zu sein.
Umwandlung von CO2 in grünes Methanol
Wie können industrielle CO2-Emissionen minimiert werden? Wie lassen sich Stoffkreisläufe wirtschaftlich schließen? Antworten auf diese Fragen will envia THERM gemeinsam mit dem Fraunhofer Institute IKTS und ISI, dem Industriepartner Chemiepark Bitterfeld-Wolfen und Nobian im Rahmen der Machbarkeitsstudie CarbonCycleMeOH beantworten. Diese untersucht die Methanol-Produktion im Chemiepark Bitterfeld-Wolfen und wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert.
Die Etablierung einer Kreislaufwirtschaft, bei der CO2 in grünes Methanol umgewandelt wird, ist ein vielversprechender Schritt, um CO2-Emissionen in der energieintensiven chemischen Industrie zu senken. Methanol ist ein wichtiger C1 Baustein, der lokal für die Synthese einer Vielzahl von unverzichtbaren Produkten wie Baumaterialien, Farben oder nachwachsenden Kraftstoffen verwendet werden kann.
Die Verbundchemie war immer dann am effizientesten, wenn es gelang Kreisläufe zu schließen. Die stoffliche Nutzung von Kohlenstoff in geschlossenen Kreisläufen zu denken, ist die Zukunft.
Methanol-Synthese aus CO2 und Wasserstoff aus erneuerbaren Energien
Gas- und Dampfkraftwerk, Abwasserreinigungs- und Biomethananlage – CO2 fällt in verschiedenen thermischen, chemischen und biologischen Prozessen des Chemieparks und des Kraftwerks der envia THERM an. Im ersten Schritt sollen die CO2-Quellen evaluiert und Verfahrenskonzepte erarbeitet werden, die eine geeignete Aufreinigung für die Methanol-Synthese ermöglichen. Den benötigten grünen Wasserstoff aus erneuerbaren Energien liefert die vorhandene Chlor-Alkali-Membranelektrolyse von Nobian. Er kann zusätzlich durch Wasserelektrolyse oder Hochtemperatur-Elektrolyse produziert werden.
Die Studie umfasst folgende Aspekte:
- Bewertung des Marktumfelds sowie der regulatorischen Rahmenbedingungen
- Analyse der relevanten Stoff- und Energieströme inklusive nutzbarer CO2-Quellen
- modellbasierte verfahrenstechnische Prozessentwicklung für die Erweiterung des bestehenden Stoffverbunds
- Untersuchung der notwendigen Infrastrukturerweiterung
Ziel ist es, technische, ökonomische und nachhaltigkeitsbezogene Aspekte zu beurteilen und politische Handlungsempfehlungen zu entwickeln, um Kreislaufprozesse mit minimalen CO2-Emissionen gezielt zu fördern.
Kooperation beim Bau und Betrieb von Wasserstofftankstellen
MITNETZ GAS und die MoviaTec GmbH aus Leipzig machen künftig gemeinsame Sache. MITNETZ GAS sucht Standorte und Abnehmer für Wasserstoff-Tankstellen. MoviaTec plant und baut diese und sorgt für den Anschluss an die Infrastruktur. Die Betriebsführung der fertigen Anlagen übernimmt MITNETZ GAS. Der Fokus der Kooperation liegt im kommunalen Bereich.
Wasserstoff-Trucks werden in Zukunft einen deutlichen Anteil beim Ferntransport von Gütern erreichen. Auch im öffentlichen Personennahverkehr werden zunehmend Wasserstoff-Busse eingesetzt. Dies gilt vor allem für ländliche und bergige Regionen. Der Bedarf an regionalen Wasserstoff-Tankstellen steigt.
MoviaTec ist eine Tochtergesellschaft der ONTRAS Gastransport GmbH und Dienstleister für gasbasierte Tankinfrastrukturen, welche sie Dritten zum Vertrieb von Kraftstoffen bereitstellt.
