Wasserstoffproduktion in der Energiewende: Erkundung des Protium-Projekts Pioneer 1

Wasserstoff gilt weithin als entscheidender Bestandteil einer Netto-Null-Zukunft und spielt eine Schlüsselrolle bei der Dekarbonisierung von Sektoren wie Schwertransport und Industrieprozessen.

Das Interesse ist in letzter Zeit stark gestiegen, angetrieben durch die dringende Notwendigkeit, den Klimawandel anzugehen, technologische Verbesserungen und die Herausforderungen, denen sich die Industrie bei der Dekarbonisierung durch Elektrifizierung gegenübersieht.

Wasserstoff wird bereits häufig in der Industrie eingesetzt, insbesondere in chemischen Prozessen. Die gezielte Produktion von Wasserstoff als Energieträger ist ein aufkommender Trend.

Die Geschwindigkeit, mit der die Nachfrage gewachsen ist, ist geradezu phänomenal und nimmt weiter zu. Dies hat jedoch zu zwei wichtigen Fragen geführt: Ist es eine nachhaltige Lösung und wo kommt sie her?

Obwohl es sehr ermutigend ist, den Wunsch nach einer umweltfreundlicheren Zukunft zu erkennen, ist es wichtig, darüber nachzudenken, wie Wasserstoff hergestellt wird, um sicherzustellen, dass es einen positiven Unterschied zu einer Netto-Null-Zukunft macht.

Heutzutage wird der größte Teil des Wasserstoffs im Vereinigten Königreich und auf der ganzen Welt durch einen Prozess namens Steam Methane Reforming erzeugt.

Wie der Name schon sagt, wird Methan (hergestellt aus Erdgas) durch Dampf und Hitze in Wasserstoff und Kohlendioxid zerlegt und letzteres in die Atmosphäre abgegeben. Aufgrund der damit verbundenen Emissionen wird er häufig als „grauer Wasserstoff“ bezeichnet. Wenn der gesamte Wasserstoff für zukünftige „grüne Projekte“ aus „grauen“ Quellen stammen würde, würden die Emissionen einfach vom Ort der Verwendung zum Ort der Produktion verlagert.

Methoden zur Abscheidung und Speicherung von Kohlenstoff, gemeinhin kurz CCS genannt, werden entwickelt. Wenn CCS nach dem Dampfreformierungsprozess hinzugefügt wird, kann der Wasserstoff als „blau“ gekennzeichnet werden. Allerdings handelt es sich bei diesem Verfahren noch nicht um ein emissionsfreies Verfahren, da nicht der gesamte Kohlenstoff abgeschieden werden kann.

Die beste emissionsfreie Methode zur Wasserstoffproduktion ist die Elektrolyse, bei der Wasser mithilfe von Elektrizität in seine Bestandteile „gespalten“ wird. Wenn der Strom durch erneuerbare Energien oder Kernkraft erzeugt wird, gibt es keine CO2-Emissionen, und der Wasserstoff kann als „grün“ bezeichnet werden, da keine CO2-Emissionen entstehen.

Derzeit ist die Verfügbarkeit von grünem Wasserstoff sehr begrenzt, aber das ändert sich schnell, wobei Unternehmen wie Protium die Nase vorn haben.

Es findet eine zunehmende Verlagerung hin zu grünem Wasserstoff statt, wobei im gesamten Vereinigten Königreich Produktionsanlagen geplant und entwickelt werden.

Protium ist eines der führenden Unternehmen, das Anfang des Jahres seinen ersten betriebsbereiten Elektrolyseur vorgestellt hat und weitere Projekte bereits in der Entwicklung sind.

Die Protium Pioneer-Elektrolyseeinheit ist die größte Installation der Enapter AEM-Technologie im Vereinigten Königreich. Pioneer 1 besteht aus 40 Enapter-Elektrolyseurmodulen, die über 40 kg Wasserstoff pro Tag produzieren können. Das entspricht dem Antrieb von 13 Autos für 350 km.

Die Last des Elektrolyseurs kann an die Schwankungen und Schwankungen des erneuerbaren Stroms angepasst werden, während der erzeugte Wasserstoff als Gas oder Flüssigkeit gespeichert und je nach Bedarf des Nutzers verbraucht werden kann. Deshalb wird Wasserstoff in einer Netto-Null-Zukunft so wichtig sein.

Die Entwicklung und Implementierung einer solchen Infrastruktur ist jedoch nicht ohne Tücken.

Die Auswirkungen der Pandemie und des anhaltenden Krieges in der Ukraine sowie die steigende Nachfrage nach grünen Wasserstoffprodukten haben die Lieferkette in nahezu allen Bereichen der mechanischen Herstellung von Produkten unter Druck gesetzt.

Derzeit gibt es Hinweise darauf, dass die Kosten innerhalb weniger Wochen um über 30 % steigen und die Lieferzeiten um über 100 % ansteigen. Aus der Sicht eines Entwicklers hat dies den Druck erhöht, Bestellungen frühzeitig aufzugeben und Verträge zu verwalten, um Kostenüberschreitungen zu verhindern.

Ein wichtiger Aspekt jedes Projekts besteht darin, sicherzustellen, dass die inhärente Sicherheit innerhalb des Designs erreicht wird. Wasserstoff ist von Natur aus leichter entflammbar als Erdgas. Da es jedoch ein viel leichteres Molekül ist, verteilt es sich auch schneller.

Daher ist die Gewährleistung einer ausreichenden Belüftung eines Wasserstoffsystems eine zentrale Herausforderung, um zu verhindern, dass Wasserstoff seine Entflammbarkeitsgrenze (4 % v/v in Luft) erreicht. Um einen grundsätzlich sicheren Standort zu erreichen, sollten viele wichtige Ausrüstungsteile außerhalb von Containern eingesetzt werden, um eine maximale natürliche Belüftung zu gewährleisten und die Ansammlung von Wasserstoff zu verhindern.

Darüber hinaus sorgt der mit einer Zwangsbelüftung ausgestattete Wasserstoffbehälter für Pioneer 1 dafür, dass Wasserstoff niemals seine Entflammbarkeitsgrenze erreichen kann. Bei Bedarf sollten auch explosionsgeschützte Geräte eingesetzt werden.

Grüner Wasserstoff ist eine junge Industrie, und viele wichtige Interessengruppen sind mit Wasserstoff im Gegensatz zu anderen Kraftstoffquellen nicht vertraut. Die wichtigste Erkenntnis besteht darin, dass die Aufklärung von Interessengruppen und der Öffentlichkeit über die Vorteile von grünem Wasserstoff sowie die Nachteile gefördert werden sollte.

Dies wird die Akzeptanz von grünem Wasserstoff beschleunigen und es letztendlich der breiten Bevölkerung ermöglichen, die Notwendigkeit eines schnelleren Übergangs zu einer Netto-Null-Emissions-Zukunft zu erkennen.

Das Projekt Pioneer 1 sowie alle Projekte zur Produktion von grünem Wasserstoff zeigen die fortlaufende Entwicklung des britischen Wasserstoffmarktes.

Projekt Pioneer 1 zeigt, wie wichtig es ist, von einem kleineren Projekt aus auf dem Markt Fuß zu fassen. Es beweist auch, dass mit der erforderlichen Technologie und den erforderlichen Prozessen eine Blaupause erstellt werden kann, die bei der Planung größerer grüner Wasserstoffprojekte hilft.

Dies bedeutet, dass Ergebnisse nicht nur für Unternehmen wie Protium, sondern, was noch wichtiger ist, für den gesamten Wasserstoffmarkt schneller geliefert werden.

Die Projekte Pioneer 1 zeigen, dass grüner Wasserstoff eine praktikable Lösung zur Dekarbonisierung sein kann und einen großen Schritt vorwärts in Richtung einer Netto-Null-Wirtschaft darstellt.

Protium[email protected]

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