{"id":99892,"date":"2021-11-05T07:37:00","date_gmt":"2021-11-05T06:37:00","guid":{"rendered":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/?p=99892"},"modified":"2021-10-30T13:08:48","modified_gmt":"2021-10-30T11:08:48","slug":"von-gulle-zu-hochreinem-wasserstoff","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/von-gulle-zu-hochreinem-wasserstoff\/","title":{"rendered":"Von G\u00fclle zu hochreinem Wasserstoff"},"content":{"rendered":"\n

<\/h2>\n\n\n\n\n\n
\"Schematische
Schematische Darstellung von Wasserstoff-Molek\u00fclen (jeweils zwei \u00fcber einen Strang miteinander verbundene Kugeln)
Forschende der TU Graz erzeugen gemeinsam mit Partnern direkt bei einer bestehenden Biogasanlage hochreinen Wasserstoff aus echtem Biogas. \u00a9 peterschreiber.media – AdobeStock<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n

Gr\u00fcner Wasserstoff gilt als Hoffnungstr\u00e4ger in der Energie- und Mobilit\u00e4tswende, ist derzeit aber noch nicht massentauglich. Das hat mehrere Gr\u00fcnde: Wasserstoff wird derzeit \u00fcberwiegend zentral aus fossilen Rohstoffen erzeugt. Anschlie\u00dfend muss er in einem teuren sowie energieintensiven Prozess komprimiert oder verfl\u00fcssigt werden, um ihn beispielsweise an Tankstellen liefern zu k\u00f6nnen. Und dort braucht es teure Infrastruktur mit hohen Investitionskosten, um gro\u00dfe Wasserstoffmengen zu speichern.<\/strong><\/p>\n\n\n\n

F\u00fcr eine fl\u00e4chendeckende Versorgung mit Wasserstoff ist eine dezentrale Herstellung also k\u00fcnftig unumg\u00e4nglich \u2013 am besten klimaneutral aus lokal verf\u00fcgbaren erneuerbaren Energiequellen. Forschende der TU Graz rund um Verfahrenstechniker Viktor Hacker haben 2020 gemeinsam mit dem Grazer Start-Up Rouge H2 Engineering ein nachhaltiges Verfahren zur dezentralen Wasserstofferzeugung pr\u00e4sentiert, die sogenannte \u201eChemical-Looping Hydrogen-Methode\u201c. Die mehrfach ausgezeichneten Forschungsergebnisse m\u00fcndeten in einer kompakten On-Site-On-Demand-Anlage, die \u2013 ausgehend von Biogas, Biomasse oder Erdgas \u2013 Wasserstoff erzeugen kann.<\/p>\n\n\n\n

Nun lassen Hacker und Co. erneut aufhorchen: Mit konkreten Ergebnissen des weiterf\u00fchrenden Projekts Biogas2H2<\/a>: In einer der weltweit gr\u00f6\u00dften industrienahen Demonstrationsanlagen erzeugen sie direkt bei einer bestehenden Biogasanlage hochreinen Wasserstoff aus echtem Biogas inklusive aller Verunreinigungen, die im Gas vorhanden sind. Gef\u00f6rdert wird das Projekt von der \u00d6sterreichischen Forschungsf\u00f6rderungsgesellschaft FFG.<\/p>\n\n\n\n

Wasserstoff aus s\u00fcdsteirischem Biogas<\/h3>\n\n\n\n
\"Treibt
Treibt die Entwicklung von Technologien zur Erzeugung von gr\u00fcnem Wasserstoff voran: Viktor Hacker vom Institut f\u00fcr Chemische Verfahrenstechnik und Umwelttechnik der TU Graz. \u00a9 Frankl – TU Graz<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n

\u201eWir zeigen damit, dass ein Chemical-Looping System in eine bestehende Biogasanlage eingebunden werden kann. Es entsteht hochreiner Wasserstoff f\u00fcr Brennstoffzellen aus realem Biogas, und zwar nicht nur im Labor, sondern tats\u00e4chlich im industriellen Ma\u00dfstab\u201c, erl\u00e4utert Viktor Hacker vom Institut f\u00fcr Chemische Verfahrenstechnik und Umwelttechnik der TU Graz. Das reale Biogas \u2013 Methangas aus Schweineg\u00fclle, Glycerinphase, Silomais und Getreideresten \u2013 stammt von der s\u00fcdsteirischen \u00d6kostrom Mureck GmbH. Dort ist man sehr interessiert an einem zus\u00e4tzlichen Standbein: \u201eDie Option, dass unser Biogas neben Strom zus\u00e4tzlich auch gr\u00fcnen Wasserstoff f\u00fcr nachhaltige Mobilit\u00e4t erzeugt, ist nat\u00fcrlich hochspannend f\u00fcr uns\u201c, so Gesch\u00e4ftsf\u00fchrer Karl Totter.<\/p>\n\n\n\n

Am Firmengel\u00e4nde in Mureck haben Rouge H2 Engineering und die TU Graz im Sommer 2021 die Demonstrationsanlage errichtet und noch bis Ende Oktober zu Testzwecken in Betrieb. Die 10 Kilowatt Anlage zweigt dabei etwa ein Prozent des Biogasstroms ab (etwa 30 Liter pro Minute) und vermischt es mit Wasserdampf. Das Gemisch str\u00f6mt in den Reaktor der Anlage. Dort wird das Biogas reformiert und Synthesegas hergestellt. Dieses Gas reduziert in weiterer Folge Eisenoxid zu Eisen. Dann kommt Wasserdampf in den Reaktor, der das Eisen wieder zu Eisenoxid reoxidiert. Dabei wird Wasserstoff mit einem Reinheitsgrad von 99,998 Prozent frei.<\/p>\n\n\n\n


Reif f\u00fcr den kommerziellen Einsatz<\/h3>\n\n\n\n

Mit diesem Eisen-Wasserdampf-Prozess wird ein Wirkungsgrad von 75 Prozent erreicht. \u201eW\u00fcrden wir anstelle des einen Prozents den gesamten Biogasstrom der Murecker Biogasanlage (etwa 480 Kubikmeter pro Stunde) durch eine entsprechend hochskalierte Chemical-Looping-Anlage leiten, k\u00e4men wir sogar auf eine 3 Megawatt Wasserstoffproduktionsanlage. Das bedeutet, die Technologie ist nun reif f\u00fcr den kommerziellen Einsatz. Wir k\u00f6nnen auch im gro\u00dfen Ma\u00dfstab dezentralen Wasserstoff aus realem Biogas herstellen. Alles, was es braucht, ist ein wenig Platz f\u00fcr unsere Anlage. Wir sind daher ab sofort offen f\u00fcr Auftr\u00e4ge aus der Biogasindustrie\u201c, betont Rouge H2 Projektleiter Gernot Voitic.<\/p>\n\n\n\n

Diese Art der dezentralen Herstellung wirkt sich auch positiv aus auf den Produktions- und somit auf den Einkaufspreis des Wasserstoffs. Dazu Hacker: \u201eDerzeit wird Wasserstoff an der Tankstelle mit 10 Euro\/kg angeboten. Die techno-\u00f6konomischen Analysen, die Teil unseres Forschungsprojekts sind, prognostizieren f\u00fcr unser Verfahren einen kompetitiven Wasserstoffpreis von 5 Euro\/kg f\u00fcr dezentral produzierten Wasserstoff. Damit ist das Verfahren gegen\u00fcber anderen Technologien wie z.B. der Elektrolyse konkurrenzf\u00e4hig (5-12 Euro\/kg Wasserstoff).<\/p>\n\n\n\n

Das Problem mit dem Druck<\/h3>\n\n\n\n

Die Technologie funktioniert also bewiesenerma\u00dfen und l\u00e4sst sich auch reibungslos in eine bestehende Biogasanlage integrieren. Zentrale Fragen zur fl\u00e4chendeckenden Verf\u00fcgbarkeit sind aber noch offen, darunter: Was soll mit dem Wasserstoff in weiterer Folge geschehen? Und: Wer macht den ersten Schritt?<\/p>\n\n\n\n

Naheliegend ist die \u00dcberlegung, neben der Anlage zur Wasserstofferzeugung aus Biogas gleich auch eine Wasserstofftankstelle zu installieren. Die Krux dabei: Wasserstoffbetriebene Fahrzeuge m\u00fcssen laut Vorgaben derzeit mit 700 bar Druck betankt werden, \u201eum m\u00f6glichst viel Wasserstoff in einen m\u00f6glichst kleinen Tank reinzubekommen und so eine attraktive Reichweite zu erlangen.\u201c, erkl\u00e4rt Viktor Hacker. Die Chemical-Looping-Anlage erzeugt Wasserstoff mit einem Druck von bis zu 100 bar, was vergleichsweise hoch ist, aber f\u00fcr eine Betankung nicht reicht. Den Wasserstoff auf 700 bar zu komprimieren, ist sowohl knifflig als auch teuer. \u201eIrgendwo muss diese Verdichtung erfolgen, entweder direkt am Herstellungsort oder sp\u00e4testens bei der Tankstelle, die man freilich auch mit abgef\u00fclltem Wasserstoff beliefern k\u00f6nnte. Die Kosten werden anfallen, und damit sind wir wieder beim Tankpreis.\u201c Technisch notwendig w\u00e4re diese Verdichtung nicht: Brennstoffzellen-Fahrzeuge k\u00f6nnen prinzipiell auch mit nur 2 bar Druck fahren \u2013 nur eben nicht sehr weit. Daher w\u00fcrde sich die dezentrale Wasserstoffproduktion direkt bei Biogasanlagen f\u00fcr k\u00fcrzere Fahrtstrecken anbieten, etwa f\u00fcr Wasserstoff-Traktoren (die es derzeit am Markt noch gar nicht gibt) oder f\u00fcr wasserstoffbetriebene Lagerfahrzeuge wie etwa Gabelstapler.<\/p>\n\n\n\n

\"Das
Das Kernteam des Projekts Biogas2H2 (v.l.): Karl Totter, Gesch\u00e4ftsf\u00fchrer der \u00d6kostrom Mureck GmbH, Viktor Hacker, Forscher an der TU Graz, Gernot Voitic, Projektleiter bei Rouge H2 Engineering, Karl Totter sen., Gr\u00fcnder der \u00d6kostrom Mureck GmbH, und Bernd Stoppacher, Doktorand an der TU Graz.<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n

Andere M\u00f6glichkeiten der Nutzung von Wasserstoff \u201eab Biogasanlage\u201c w\u00e4ren etwa die Abf\u00fcllung in Gasflaschen zum weiteren Transport, die Verlegung von Wasserstoffleitungen direkt zu mit Brennstoffzellen ausgestatteten Wohnh\u00e4usern oder die Nutzung in industriellen Prozessen. F\u00fcr Karl Totter ist f\u00fcr die \u00d6kostrom Mureck GmbH klar: \u201eWir k\u00f6nnten uns sehr gut vorstellen, unser Biogas auch zur Herstellung von Wasserstoff zu verwenden und unser Gel\u00e4nde um eine entsprechende Anlage zu erg\u00e4nzen. Aber abkaufen muss uns den Wasserstoff auch jemand. Nachfrageseitig muss sich noch etwas bewegen, damit wir diesen Investitionsschritt setzen k\u00f6nnen\u201c.<\/p>\n\n\n\n

F\u00fcr die Wasserstoffforschung an der TU Graz geht es nun nicht mehr um die konkrete Anwendung der Technologie \u2013 hier ist nun Rouge H2 Engineering gefragt \u2013 sondern um deren Weiterentwicklung. Konkret startete mit September 2021 das vom \u00d6sterreichischen Wissenschaftsfonds FWF gef\u00f6rderte Projekt Acceptor , in der sich Hacker und sein Team der ausbauf\u00e4higen Lebensdauer des eisenbasierten Materials im Reaktor widmen werden.<\/p>\n\n\n\n

An der TU Graz ist diese Forschung im Field of Expertise \u201eMobility and Production\u201c verankert, einem von f\u00fcnf strategischen Schwerpunktfeldern der Universit\u00e4t.<\/p>\n\n\n\n

Kontakte<\/h3>\n\n\n\n

Viktor HACKER | Assoc.Prof. Dipl.-Ing. Dr.techn.
Tel.: +43 316 873 8780 – Mobil: +43 660 316 8812
E-Mail: viktor.hacker@tugraz.at<\/a><\/p>\n\n\n\n

Gernot VOITIC | DI Dr.
Rouge H2 Engineering
Tel.: +43 316 37 50 07
E-Mail: gernot@rgh2.com<\/a><\/p>\n\n\n\n

Karl TOTTER | Ing.
\u00d6kostrom Mureck GmbH
Mobil: +43 664 2752893
E-Mail: totter@sebamureck.at<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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