Wasserstoff im Erdgasnetz Wenn Wasserstoff auf Reisen geht: Schlüsseltechnologie für den Gastransport vorgestellt

Für den Transport von „grünem“ Wasserstoff im Rahmen der Energiewende und Defossilierung wird immer wieder das Erdgas-Netz ins Gespräch gebracht. Zwar lässt sich Wasserstoff leicht in die Rohre einspeisen und mit dem darin enthaltenen Methan mischen, doch wie bekommt man das leichte Gas wieder aus der Pipeline heraus? Um H₂-Moleküle abzutrennen, machen ein Chemiekonzern und ein Gasespezialist gemeinsame Sache.

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Endress+Hauser (Deutschland) GmbH+Co. KG

Evonik Industries AG

Linde AG, Linde Gases Division

2020 war ein Wasserstoffjahr: Nach jahrelangem Dornröschenschlaf ist das leichte Gas in aller Munde. Ob die Chemieparks sich zu H2-Hubs mausern, Armaturenexperten an der Gas-Infrastruktur oder Power-to-X-Projekte und Start-Ups an synthetischen Brennstoffen arbeiten, Wasserstoff hat die Pole Position. Doch wie kommt das Gas vom Windpark zum Verbraucher?

Wasserstoff

Wasserstoff und Recht und Freiheit? Warum Deutschland wieder auf H2 setzt

Ein heißer Kandidat für den Transport ist das Erdgasnetz, dass mit 511.000 Kilometern Länge die gesamte Bundesrepublik durchzieht: Über das Pipelinenetzwerk ließe sich H2 über weite Strecken effizient befördern und dann an beliebigen Standorten entlang dieser Infrastruktur für energetische oder industrielle Anwendungen nutzen, so Experten.

Der (Wasser-)Stoff, aus dem die Träume sind

Dafür müsste natürlich beim Nutzer der Wasserstoff effizient vom Erdgasstrom abgetrennt werden - und dafür braucht es Molekülwissen und Gase-Expertise. Für diesen Zweck haben sich der Spezialchemiekonzern Evonik und die Gasespezialisten von Linde zusammengetan und aus den Linde-Druckwechseladsorptionsanlagen in Kombination mit Hiselect-Membranben aus dem Evonik-Programm eine integrierte Gesamtlösung geschmiedet, die helfen soll, Wasserstoff bis zu einer Reinheit von 99,9999 %zu separieren.

„Diesen hochreinen Wasserstoffstrom könnten dann beispielsweise Tankstellen für Brennstoffzellen-Fahrzeuge bereitstellen. Aber neben dieser rein energetischen Nutzung bietet sich vor allem auch die stoffliche Verwertung von Wasserstoff durch die chemische Industrie an“, erklärt Jürgen Nowicki, Executive Vice President bei Linde und CEO der Linde Engineering.

Denn: H₂ ist ein wichtiger Rohstoff für industrielle Produktionsprozesse und wird im großen Maßstab eingesetzt. „Mit unseren Technologien haben wir bereits jetzt Produkte auf dem Markt, die einsatzbereit sind, wenn die vermehrte H₂-Einspeisung ins Erdgasnetz auch verstärkt in die Umsetzung geht und Abtrennverfahren gefragt sind“, sagt Nowicki.

Meilenstein Technische Gase/Industriegase

Unsichtbare Gase, sichtbarer Erfolg: So macht Linde die Welt produktiver

Eine Demonstrationsanlage am Linde-Standort Dormagen dient als Showcase für die Wirtschaftlichkeit und Effizienz der Technologie: „Die ökonomischen Vorteile der Wasserstoffabtrennung aus vorhandenen Erdgaspipelines hängen maßgeblich von dem Effizienzgrad der Gasseparationstechnologie ab. Entscheidender Parameter ist hierbei die Selektivität der Membran“, erklärt Dr. Harald Schwager, stellvertretender Vorsitzender des Vorstandes von Evonik.

H₂ im Gasnetz? Die Membran macht's möglich!

„Wir sind der weltweit einzige vollständig rückwärtsintegrierte Hersteller von Membranen zur Gasseparation. Dank unserer jahrelangen Erfahrung in der Polymerchemie können wir die entscheidenden Membraneigenschaften bereits auf der Materialebene justieren. Der Kunden erhält damit als Lösung eine besonders selektive und robuste Separationstechnologie.“

Seit 2016 erproben die beiden Partnerunternehmen gemeinsam die membranbasierten Gasseparation mit einer Referenzanlage zur Heliumaufbereitung in Mankota (Kanada). Schon diese kombinierte die beiden Trennverfahren, also die Membran- und die Druckwechseladsorptions-Technologie - ein Novum in der Gasaufbereitung. Die Anlage verarbeitet mehr als 250.000 Normkubikmeter Rohgas pro Tag und produziert Helium in Industriequalität (99,999 %). Anschließend wurde die erfolgreiche Zusammenarbeit auf den Gasseparationsmarkt der Erdgasaufbereitung, der Synthesegasapplikationen und der Ammoniakanlagen ausgeweitet.

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Die Hiselect-Mebranen eröffnen aufgrund ihrer Selektivität und Beständigkeit dem Anwender neue Möglichkeiten, speziell in Kombination mit anderen Technologien wie der Druckwechseladsorption, sind sich die Verfahrens-Entwickler sicher: „Gemeinsam mit unseren zukunftsweisenden Entwicklungen, also der H₂-Separation aus Erdgasströmen, bauen wir unsere Position als führender Anbieter von kompletten Separationspaketen nun weiter aus“, erklärt Nowicki.

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