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Energiespeicherung

Grüner Wasserstoff – Verdichter unterstützen die Energiewende

| Autor/ Redakteur: Andrea Schütz / Dipl.-Medienwirt (FH) Matthias Back

Sunfire produziert Elektrolyseure für die Gewinnung von Synthesegasen. Um die Energieträger zu speichern, müssen die Gase effizient verdichtet werden. Das Mittel der Wahl: Kompressoren von Mehrer.

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Seit Mitte 2018 befindet sich ein TRZ 200 aus dem Hause Mehrer in Karlsruhe. Dort nutzt das Unternehmen den Verdichter an einer H­2­-Tankstelle für Brenntstoffzellen-Fahrzeuge.
Seit Mitte 2018 befindet sich ein TRZ 200 aus dem Hause Mehrer in Karlsruhe. Dort nutzt das Unternehmen den Verdichter an einer H­2­-Tankstelle für Brenntstoffzellen-Fahrzeuge.
(Bild: Sunfire GmbH)

Als gasförmiger Energiespeicher spielt Wasserstoff bei vielen industriellen Anwendungen eine immer größere Rolle – sei es als wichtiger Ausgangsstoff in der chemischen Industrie oder zur CO2-freien Entschwefelung von Dieselkraftstoff. Für alle Branchen, in denen bisher Erdgas, Mineralölprodukte oder Kohle verwendet werden, stellt Wasserstoff eine langfristige Alternative dar. Ohne ihn ist die Energiewende kaum zu schaffen.

Sunfire will die Industrie dabei unterstützen und produziert Elektrolyseure für die Gewinnung von grünem Wasserstoff oder Synthesegasen. Die Geräte erzeugen die Gase aus Dampf und Ökostrom. Um den Energieträger langfristig zu speichern und effizient zu verwenden, nutzt Sunfire zwei Verdichter des Modells TRZ 200 von Mehrer Compression. Dabei handelt es sich um einen zweistufigen, ölfreien Kompressor, der trocken laufend auch wasserdampfgesättigten Wasserstoff verdichtet durch schrittweises Abscheiden von Wasserdampfpartikeln. Aufgrund der kompakten und modularen Bauweise lässt sich der Kompressor in jeden Container integrieren. Eine hohe Anlagenverfügbarkeit wird durch den After-Sales-Service von Mehrer mit schnellen Lieferzeiten gewährleistet.

In Duisburg setzt Sunfire den Verdichter von Mehrer in einem Forschungsinstitut ein.
In Duisburg setzt Sunfire den Verdichter von Mehrer in einem Forschungsinstitut ein.
(Bild: Sunfire GmbH)

Seit Mitte 2018 setzt Sunfire die beiden Wasserstoffverdichter an unterschiedlichen Standorten ein: In Karlsruhe nutzt das Unternehmen den Kompressor an einer H2-Tankstelle für Brennstoffzellen-Fahrzeuge. In Duisburg hingegen wurde das Gerät in die Infrastruktur eines Forschungsinstituts integriert.

Individuell angefertigte Wasserstoffverdichter

„Wir entschieden uns für das Modell TRZ 200 von Mehrer, da diese Kompressoren mit wenig oder sogar ganz ohne Vordruck arbeiten können“, berichtet Klaus Ullrich, Head of Sales Electrolysis bei Sunfire. „Außerdem war uns bei den kleinen Demonstrationsanlagen der geringe Volumenstrom von 0 bis 6 Nm3/h des Modells wichtig.“

Im Vorfeld der Zusammenarbeit besuchte das Vertriebsteam von Mehrer die Energiespezialisten von Sunfire, um die notwendigen Anforderungen für die Einsatzorte zu ermitteln. Ein Standardprodukt kann diese nur im Ausnahmefall direkt erfüllen. „Wir besitzen Verdichter für Wasserstoff bis 1000 bar bei verschiedenen Volumentströmen und verfügen über umfassendes Know-how auf diesem Gebiet“, so Luis Tändler, Vertrieb und Marketing bei Mehrer. Basierend auf Vor-Ort-Meetings kann das Team sämtliche Anforderungen mit dem Kunden abstimmen. „Gerade im Bereich kritischer Prozessgase – wie Wasserstoff – müssen Kompressoren immer individuell gestaltet werden. Der Grund: verschiedene Anforderungen von Kunden, wie beispielsweise stark schwankende Prozessparameter.“ Nach Abstimmung aller wichtigen Informationen begann das Team von Mehrer mit der Herstellung der beiden Wasserstoffverdichter in seinem Werk in Balingen. Dabei wurden sämtliche essenziellen Bauteile inhouse gefertigt, um die Qualität der einzelnen Komponenten zu garantieren. Beim TRZ 200 handelt es sich um eine zweistufige, ölfreie Prozessgasmaschine, die eine Verdichtung von toxischen und brennbaren Gasen ermöglicht. Wie alle Kompressoren aus dem Hause Mehrer ist der TRZ 200 für den Dauerbetrieb (Heavy-Duty) bei gleichzeitig hoher Laufruhe ausgelegt.

Schrittweise Abscheidung von wasserdampfgesättigtem H2

Vor Ende der Fertigstellung unterzog Mehrer alle gasberührten und druckbeaufschlagten Teile einer hydrostatischen Druckprüfung sowie einem Full-Performance-Test. Anschließend erhielten die Kompressoren ein Prüfzertifikat mit Chargennummer, um die garantierten Leistungsdaten zu dokumentieren. Eine besondere Herausforderung im Projekt mit Sunfire war die hohe Sättigung des Wasserstoffs mit Wasserdampf durch das Dampf-Elektrolyseverfahren. „Dieses beruht auf einer Festoxidzellen-Technologie, die im Vergleich zu bisherigen Werkzeugen eine kosteneffiziente Produktion von Wasserstoff ermöglicht – dank eines hohen elektrischen Wirkungsgrades“, erklärt Ullrich. „Deswegen musste der Kompressor in der Lage sein, das Gas zu verdichten, aber gleichzeitig die Wasserdampfpartikel zu entfernen.“ Um eine Beschädigung des Verdichters durch das gesättigte Gas zu verhindern, scheidet der TRZ 200 die darin enthaltenen Wasserpartikel schrittweise ab. „Dieser Abscheidevorgang erzeugt durch Zentrifugalkräfte eine Wirbelströmung und ermöglicht so die Trennung des Gases und der Wasserpartikel“, erläutert Tändler. „Aufgrund der Verwirbelung werden die gasseitigen Wasserdampfmoleküle abgelöst und durch automatische Kondensatableiter ausgeschleust. Das geschieht an der Saugseite der Verdichter als auch nach jeder Verdichtungsstufe.“ Der von der Elektrolyse produzierte drucklose Wasserstoff am Eingang des Verdichters enthält bis zu 10 Volumenprozent Feuchtigkeit.

After-Sales-Service mit kurzen Lieferzeiten

Damit Sunfire kleinere Wartungen eigenständig durchführen kann, erhielt das Unternehmen von Mehrer das effiziente Servicesystem Mehrer-Easy-Maintenance (MEM) mit typischen Verschleißkomponenten. Darin enthalten sind Dichtungen und weitere Serviceteile. „Sollten diese nicht ausreichen, betreuen wir im Rahmen unseres After-Sales-Service unsere Kunden natürlich weiter“, so Tändler. „Dank des großen Lagers ist eine schnelle Lieferzeit möglich.“ So garantiert Mehrer für alle Wasserstoffverdichter eine Anlagenverfügbarkeit von mindestens 97 %.

Der Beitrag erschien zuerst auf dem Portal unserer Schwestermarke MM Maschinenmarkt.

* Andrea Schütz arbeitet beim Pressebüro Gebhardt-Seele in 80636 München, Tel. (0 89) 50 03 15-0, info@gebhardt-seele.de

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