Übergang zu einer Zukunft mit mehr grüner Energie

Fortschrittliche Technologien zur Erzeugung von erneuerbarer Energie existieren. Um jedoch den Übergang zu einer Zukunft mit mehr grüner Energie zu schaffen, müssen wir uns darauf konzentrieren, wie wir das riesige Potenzial dieser erneuerbaren Energie nutzen können, z. B. durch den Einsatz von Power-to-X-Technologien.

Was ist Power-to-X?

Power-to-X ist ein Begriff für Technologien, die überschüssigen Strom aus Wind, Sonne oder Wasser aufnehmen und in andere Energieträger umwandeln, um die Energie für eine spätere Nutzung speichern und Energieschwankungen abfangen zu können. 

Der erste Schritt des Power-to-X-Prozesses ist die Umwandlung des erneuerbaren Stroms in Wasserstoff (H2) durch Elektrolyse. Wasserstoff, das kleinste Molekül, das wir kennen, stößt bei der Verbrennung kein CO2 aus. Er kann sofort verbraucht werden oder in Drucktanks gespeichert und bei Versorgungsengpässen abgerufen werden. 

Verwendung von Wasserstoff

Für die Nutzung gibt es verschiedene Möglichkeiten: Einspeisung von Wasserstoff in das Gasnetz, Verdrängung eines Teils des CO2-haltigen Erdgases (Power-to-Gas) oder durch einen Methanisierungsprozess mit CO2, bei dem der Wasserstoff in Methan umgewandelt wird (Power-to-Methan). Das Methan kann in das Erdgasnetz eingespeist werden und das fossile Erdgas ersetzen (Power-to-Gas). Die CO2-Quelle für den Methanisierungsprozess kann Biogas sein, das aus Bioabfällen in Biogasanlagen oder Kläranlagen gewonnen wird. Andere Konzepte umfassen die Produktion von Methanol oder Ammoniak für den Einsatz in Brennstoffzellen in Autos und Schiffen oder synthetische Kraftstoffe für den Einsatz in konventionellen Auto- und Flugzeugmotoren (Power-to-Liquids). Dies alles wird durch eine Synthese erreicht, die Wasserstoff und eine CO2-Quelle einbezieht, die wiederum aus dem Prozess der Umwandlung von Abfall in Biogas stammen kann.

Der aus erneuerbaren Energien erzeugte grüne Wasserstoff kann auch bei der Kraftstoffveredelung (Hydrierung) in konventionellen Raffinerien oder als Grundchemikalie in vielen verschiedenen Industrien (Power-to-Chemicals, Power-to-Plastics) eingesetzt werden. Schließlich kann der gespeicherte Wasserstoff bei Bedarf auch über Brennstoffzellen wieder in Strom umgewandelt werden (Power-to-Power).

Use of hydrogen system

Lieferung von Wasserstoff durch bestehende Gasnetze

Viele Länder prüfen die Einspeisung von Wasserstoff in die bestehenden Gasnetze, um Erdgas zu dekarbonisieren. Gas mit Konzentrationen von bis zu 20 % Wasserstoff kann im bestehenden Erdgasnetz transportiert werden, ohne dass die Gefahr besteht, dass Gasinstallationen, Verteilungsinfrastruktur usw. beschädigt werden.

Bis weit ins 20. Jahrhundert hinein wurde wasserstoffreiches Stadtgas mit einer Wasserstoffkonzentration von über 50 % über Gaspipelines z. B. in Deutschland, den USA und England an die Haushalte verteilt. Es ist davon auszugehen, dass viele der damals betriebenen Gasnetze, Verteilungsleitungen und Speicher auch heute noch im Einsatz sind.

Die Einspeisung von Wasserstoff in Erdgaspipelinenetze wurde auch vorgeschlagen, um den Märkten reinen Wasserstoff zu liefern, wobei nachgeschaltete Trenn- und Reinigungstechnologien eingesetzt werden, um den Wasserstoff aus dem Erdgasgemisch nahe dem Endverbrauchspunkt zu extrahieren. Mit dieser Art der Einspeisung können die Kosten für den Bau spezieller Wasserstoffpipelines oder anderer kostspieliger Versorgungsinfrastrukturen in der frühen Marktentwicklungsphase eingespart werden.

AVK leistet einen Beitrag

In Großbritannien und in den Niederlanden wird die Möglichkeit untersucht, bestehende Erdgasnetze (vor allem für die kommunale Wärmeversorgung) vollständig auf Wasserstoff umzustellen. In Dänemark wird ein kleines, geschlossenes Erdgasnetz mit Drücken von 3 bis 65 bar mit bis zu 15% Wasserstoff getestet.

AVK beteiligt sich an Projekten zur Erprobung der Verteilung von Wasserstoff. Von AVK in den Niederlanden werden Schieber an ein Projekt an der Universität Arnhem Nijmegen geliefert, wo 100% Wasserstoff getestet wird. AVK UK und AVK Donkin sind an einem Projekt (H100) beteiligt, bei dem sie Durchflussbegrenzer an ein Testnetz mit 100% Wasserstoff liefern. Die Durchflussbegrenzer werden zur Sicherung des Netzes im Falle eines Rohrbruchs eingesetzt, wo sie die Versorgung unterbrechen, um Unfälle zu vermeiden.

Mit Power-to-X in die Zukunft zu gehen, bedeutet für AVK auch bestätigen zu können, dass unsere Produkte die steigenden Anforderungen dieser Branche erfüllen. Unter anderem dokumentieren und testen wir unsere Produkte nach allen relevanten Industrienormen. Dazu gehören auch die sich derzeit entwickelnden Spezifikationen zu bestimmten Medien, wie z.B. Wasserstoff.

Testen von Wasserstoff im Erdgasnetz

AVK besuchte ein kleines, geschlossenes Erdgasnetz in Dänemark. Bei Drücken von 3 bis 65 bar werden dort Tests mit bis zu 15 % Wasserstoff durchgeführt.

Durchflussbegrenzer

Durchflussbegrenzer werden eingesetzt, um das Netz im Falle eines Rohrbruchs zu sichern. AVK UK und AVK Donkin liefern Durchflussbegrenzer für ein Testnetz mit 100% Wasserstoff.

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