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Wasserstofftransport Wasserstoff aus der Erdgasleitung

| Redakteur: Dipl.-Ing. (FH) Tobias Hüser

Eine Trenntechnik der TU Wien eröffnet neue Möglichkeiten für das Erdgasnetz. In Zukunft soll es gleichzeitig Wasserstoff transportieren. Der Wasserstoff wird einfach dem gewöhnlichen Erdgas beigemischt, mit einem an der TU Wien entwickelten Verfahren kann er dann wieder herausgefiltert werden – mit einer Reinheit von 99,97 %, sodass er danach direkt für Brennstoffzellen benutzt werden kann.

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Versuchsanlage Hyly Pure an der TU Wien
Versuchsanlage Hyly Pure an der TU Wien
(Bild: TU Wien)

Wien/Österreich – Wasserstoff gewinnt heute vor allem deshalb an Bedeutung, weil er eine Möglichkeit bietet, überschüssige elektrische Energie aus erneuerbaren Energieträgern zu speichern. In großen Brennstoffzellen kann daraus elektrischer Strom für Haushalte, Krankenhäuser oder ganze Kommunen produziert werden, mit kleineren Brennstoffzellen werden Kraftfahrzeuge angetrieben. Ein flächendeckendes Netz an Wasserstoff-Tankstellen gibt es allerdings noch nicht. „Es gibt zwei Möglichkeiten: Entweder man gewinnt den Wasserstoff direkt vor Ort durch Elektrolyse, oder man muss ihn anliefern, zum Beispiel in großen Drucktanks“, sagt Michael Harasek von der TU Wien.

Dezentrale Elektrolysen sind teuer, nicht besonders effizient und benötigen leistungsfähige elektrische Anschlussleitungen. Der Transport von Wasserstoff in Tankfahrzeugen ist ebenfalls aufwändig und teuer. Wie wäre es aber, wenn man für Wasserstoff ein Transportsystem verwenden könnte, das heute bereits großräumig besteht und bestens funktioniert? „Das Erdgasnetz erfüllt alle Voraussetzungen, die wir für Wasserstofftransport brauchen“, sagt Harasek.

Schon heute dürfen dem Erdgas einige Prozent Wasserstoff als zusätzlicher Energieträger beigemischt werden – in Österreich bis maximal 4 %, in Deutschland je nach Region sogar bis zu 10 %. Die Einspeisung des Wasserstoffs ins Erdgasnetz ist technisch kein Problem, und der gewöhnliche Erdgaskunde bemerkt davon gar nichts – wer allerdings Wasserstoff haben will, kann ihn ab nun gezielt aus diesem Erdgas-Wasserstoffgemisch herausfiltern.

Zweistufiges Trennverfahren

Dafür wurde an der TU Wien ein zweistufiges Verfahren (Hyly Pure) entwickelt: Mithilfe von Membranen, die zwar den Wasserstoff, nicht aber größere Moleküle passieren lassen, kann die Wasserstoffkonzentration zunächst auf 20 bis 50 % erhöht werden. Danach wird dieses Mischgas in einem Druckwechsel-Adsorptionsverfahren weiter gereinigt, indem andere Moleküle (etwa Methan) gezielt von porösen Materialien adsorbiert werden. Das Verfahren funktioniert auch bei hohem Druck von bis zu 60 bar, es kann daher auch am übergeordneten Gasnetz angewendet werden. Das Endprodukt ist Wasserstoff mit einem Reinheitsgrad von bis zu 99,97 %.

Ganz besonders wurde bei der Entwicklung des Trennverfahrens auf Energieeffizienz geachtet. Die Technik kommt mit 8 % bis 12 % der elektrischen Energie aus, die man zur Herstellung des Wasserstoffes mittels Elektrolyse benötigen würde. Bereits ab einem Wasserstoffanteil von 1 % im Erdgasnetz lässt sich mit der Methode der TU Wien hochreiner Wasserstoff herausfiltern, bei höheren Wasserstoffkonzentrationen steigt die Effizienz.

„Wir haben die Hyly Pure Technologie gemeinsam mit unserem Industriepartner OMV schon sehr erfolgreich getestet“, berichtet Harasek. „Nun sind wir auf der Suche nach weiteren Projektpartnern, nach Betreibern von Erdgasnetzen, Elektrolyse-Anlagen und Wasserstofftankstellen.“

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