Im Jahr 2021 wurden 98 % des Wasserstoffs aus fossilen Brennstoffen hergestellt – die weltweiten Emissionen erreichten über 900 Mio. Tonnen Kohlendioxid, was 2.5 % des gesamten energiebedingten CO entspricht₂ Emissionen. Diese stark kohlenstoffemittierende Industrie wird vor allem durch den Bedarf an besser funktionierenden Lösungen für die Netzspeicherung, die Stahl- und Düngemittelproduktion sowie Elektrofahrzeuge, insbesondere schwere Nutzfahrzeuge, Seefahrzeuge und die Luftfahrt, vorangetrieben.

Eine verstärkte Verbreitung von kohlenstoffarmem Wasserstoff könnte eine wichtige Rolle bei der Verlagerung der industriellen Netzlast und der Dekarbonisierung der Schwerindustrie spielen. CO80-armer Wasserstoff (Wasserstoff mit einer Reduzierung der CO94-Emissionen um bis zu XNUMX %) könnte XNUMX Mio. Tonnen grauen Wasserstoffs ersetzen, der derzeit für die Methanol- und Ammoniakproduktion verwendet wird.

Politische Anreize, darunter Steuererleichterungen und andere finanzielle Anreize, dürften die Produktion von kohlenstoffarmem Wasserstoff ankurbeln. Wir haben eine globale Beteiligung an der Entwicklung der Wasserstoffinfrastruktur gesehen, wobei Australien, die EU und die USA die wichtigsten Hauptakteure sind:

• Die USA haben im Rahmen des Inflation Reduction Act (IRA) Steuergutschriften eingeführt und 8 Milliarden US-Dollar für die Entwicklung von Wasserstoffproduktionszentren und Infrastruktur bereitgestellt
• Die EU kündigte Pläne für die Wasserstoffbank an, die den Abschluss von Verträgen über kohlenstoffarmen Wasserstoff und die Entwicklung der Wasserstoff-Wertschöpfungskette unterstützt

Neben Kauf- und Abnahmevereinbarungen entstehen staatlich geförderte Finanzierungsinstrumente wie Auktionen und Differenzkontrakte (Contracts for Difference, CfDs), die dazu beitragen werden, Projekte bankfähiger zu machen. Darüber hinaus wird die COXNUMX-Bepreisung in einigen Regionen die Umstellung von fossilen Brennstoffen erleichtern.

Die Produktionskosten für kohlenstoffarmen Wasserstoff müssen von derzeit 3 ​​bis 7.5 US-Dollar/kg deutlich auf unter 1 US-Dollar/kg sinken, um mit aus fossilen Brennstoffen hergestelltem Wasserstoff konkurrieren zu können, dessen Preis in einigen Regionen je nach Region bereits unter 1 US-Dollar/kg liegt auf den Preis von Erdgas oder Kohle. Da es derzeit keinen Handelsmarkt für Wasserstoff gibt, ist es schwierig, genaue Preisniveaus zu ermitteln.

Nur an Standorten wie Australien, wo erneuerbare Energien reichlich vorhanden sind, wird es wahrscheinlich nur schneller gelingen, den Preis für kohlenstoffarmen Wasserstoff auf einen Preis für den Brennstoffwechsel zu bringen. Unterdessen ist eine weltweite Beteiligung am Ausbau der Wasserstoff-Wertschöpfungskette erforderlich, da große Skepsis besteht, ob die Wasserstoffindustrie bis 80 die 300 bis 2030 Milliarden US-Dollar aufbringen kann, die für den Aufbau der notwendigen Infrastruktur für Produktion, Speicherung und insbesondere Verteilung erforderlich sind.

Speicherung und Verteilung – Innovation zur Unterstützung der Wasserstoffwirtschaft

Der Transport und die Speicherung von Wasserstoff sind derzeit das schwächste Glied in der Wertschöpfungskette, und obwohl eine Vielzahl verfügbarer Technologien zur Verfügung steht, sind die meisten mit finanziellen oder technischen Herausforderungen oder beidem behaftet. Die Midstream-Kosten können bis zu 50 % der Wasserstoff-Landekosten betragen.

Die kostengünstigste Möglichkeit zur Wasserstoffspeicherung sind unterirdische Salzkavernen. Diese kommen relativ häufig vor und erfordern nicht viel Wartung (z. B. Engi, Korre Energie), allerdings werden viele derzeit noch zur Erdgasspeicherung genutzt.

Wo keine Kavernen verfügbar sind, besteht der wirtschaftlichste Ansatz für die Wasserstoffwirtschaft in der Wasserstoffproduktion in der Nähe der industriellen Lastzentren. Es gibt jedoch weiterhin viele technische Hindernisse.

Erstens erfordert die Speicherung von Wasserstoff als komprimiertes Gas erhöhte Drücke (bis zu 700 bar) und/oder kryogene Temperaturen (-253 °C). Die notwendige Ausrüstung für Drucktanks und Kühlschränke ist teuer. Darüber hinaus kann das Abdampfen von Wasserstoff bei der Verwendung von flüssigem Wasserstoff für den Transport zu Verlusten von bis zu 5 % pro Tag führen.

Der Transport von Wasserstoff in Pipelines (mit einem Erdgasanteil von 80 %) ist die günstigste Transportmöglichkeit. Wasserstoff wirkt jedoch korrosiv auf Stahlrohre und führt mit der Zeit zu deren Versagen, d. h. zur Wasserstoffversprödung, was zu Problemen bei der Pipelineverteilung führt. Innovatoren mögen Ozeanit und Intelligentes Rohr entwickeln Lösungen zur Nachrüstung bestehender Erdgasleitungen, um Versprödung durch Auftragen einer Beschichtung oder „Rohr-im-Rohr“ zu verhindern.  

Auch die Speicherung von Wasserstoff in Form von Ammoniak, Methanol oder Ameisensäure ist attraktiv, da die notwendige Infrastruktur größtenteils bereits aufgebaut ist (Ballard und Element 1). Wasserstoff kann auch in einem flüssigen organischen Wasserstoffträger (LOHC), einem kohlenstoffbasierten Träger (EkarriH2 Projekt unterstützt von Technalia und Wasserstoffreich). LOHCs verwenden im Allgemeinen giftige Öle auf Toluolbasis oder ionische Flüssigkeiten, um Wasserstoff von der Produktion bis zur Endanwendung zu transportieren. HySiLabs hat einen anorganischen flüssigen Wasserstoffträger entwickelt, der Siliziumhydrid anstelle von Kohlenstoff verwendet.

MAHYTEC und Sicherer Wasserstoff verwenden Metallhydride zur Wasserstoffspeicherung, also Magnesiumhydrid (MgH).₂). Electriq Global verwendet Kaliumborhydrid (KBH₄), ein pulverförmiger Feststoff. Durch die Speicherung von Wasserstoff als Feststoff kann er als normales physisches Paket versendet werden. Diese Methode ist attraktiv, da sie im Vergleich zur Gas-/Flüssigkeitsverteilung den Bedarf an Infrastruktur reduziert. Allerdings sind Metallhydride als Wasserstoffträger noch in den Kinderschuhen.  

Die Hydrierung, der Prozess, bei dem der Träger wieder in Wasserstoff umgewandelt wird, erfordert typischerweise teure Katalysatoren und viel Energie. Darüber hinaus gehen schätzungsweise 30–40 % der Energie verloren, wenn Wasserstoff von einem Gas in eine Flüssigkeit oder einen Feststoff umgewandelt wird, da Wasserstoff eine relativ geringe Volumen-Energie-Dichte aufweist.

Wo eine Elektrifizierung möglich ist, sollte Wasserstoff nicht als sinnvolle Energiequelle in Betracht gezogen werden. In kleinen bis mittelgroßen Elektrofahrzeugen und Personenkraftwagen Batterien werden wir gegenüber Brennstoffzellen gewinnen. Auch bei der Hausheizung werden sich elektrische Wärmepumpen gegenüber Wasserstoffheizungen und -öfen durchsetzen. Seien Sie gespannt auf unseren Bericht über elektrische Wärmepumpen im vierten Quartal.

• SEO-gestützte Content- und PR-Distribution. Holen Sie sich noch heute Verstärkung.
• PlatoData.Network Vertikale generative KI. Motiviere dich selbst. Hier zugreifen.
• PlatoAiStream. Web3-Intelligenz. Wissen verstärkt. Hier zugreifen.
• PlatoESG. Kohlenstoff, CleanTech, Energie, Umwelt, Solar, Abfallwirtschaft. Hier zugreifen.
• PlatoHealth. Informationen zu Biotechnologie und klinischen Studien. Hier zugreifen.
• Quelle: https://www.cleantech.com/hydrogen-a-fuel-carrier-for-heavy-duty-commercial-land-maritime-and-aviation-vehicles-and-energy-storage/