04003 Neue Technologien
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An dieser Stelle sammeln wir für Sie Kurzmeldungen und Best-Practice-Beispiele aus Wirtschaft und Forschung, die sich mit neuen energieeffizienten Technologien beschäftigen. Sie finden die entsprechenden Meldungen immer zunächst im „Aktuellen” – damit Sie aber gezielt nach bestimmten Fällen suchen können, fassen wir hier noch einmal alle entsprechenden Nachrichten zusammen. von: |
1 Weltneuheit: Hydrogenious beliefert Wasserstofftankstelle in Erlangen mit flüssigen organischen Wasserstoffträgern (sog. Liquid Organic Hydrogen Carriers – LOHC)
Anfang Juli 2022 ist in Erlangen (Henri-Dunant-Straße 2) eine besondere Wasserstofftankstelle in Betrieb gegangen. Die neue Station vom Betreiber H2 Mobility bietet Wasserstoff in den zwei gewohnten Druckstufen von 350 und 700 bar – die Besonderheit ist die Wasserstoffspeicherung vor Ort.
Die bisher vorherrschenden Wasserstofftankstellen, die ausschließlich mit komprimiertem Wasserstoff versorgt werden, haben einen hohen Platzbedarf. Bei Flüssigwasserstofftankstellen (Lagerung bei -253 °C) ist dieser geringer, jedoch treten bei längerer Lagerdauer Wasserstoffverluste auf. Eine zukunftsfähige Lösung auf kleinem Raum und mit besonders sicherem, einfachem Handling des Wasserstoffs zeigt jetzt die weltweit erste Wasserstofftankstelle, die zusätzlich die LOHC-Technologie von Hydrogenious nutzt. Das im Stadtgebiet installierte System des LOHC-Marktführers sorgt für die Freisetzung der im LOHC chemisch gebundenen Wasserstoffmoleküle. Einer der überzeugenden Vorteile des dabei verwendeten Wasserstoffträgermaterials Benzyltoluol ist, dass für die Lagerung nur herkömmliche Erdtanks für flüssige Kraftstoffe benötigt werden, die platzsparend direkt unter der Freisetzungsanlage installiert werden.
Wie funktioniert's?
Ausgangspunkt ist die Erzeugung von Solarstrom über eine PV-Anlage und dessen Umwandlung in grünen Wasserstoff über einen PEM-Elektrolyseur am Hauptsitz von Hydrogenious in Erlangen. Daran schließt sich direkt die Speicherung des Wasserstoffs im LOHC an. Ein konventioneller Tankwagen transportiert den flüssigen Wasserstoffträger (LOHC) dann zur neuen Erlanger Wasserstofftankstelle, wo er in unterirdischen Tanks (je 30 m³) gelagert wird. Pro Tank stehen so 1.500 Kilogramm Wasserstoff zur Verfügung. Derart große Wasserstoffspeichermengen sind an Druckwasserstofftankstellen noch nicht üblich. Über die an die unterirdischen Tanks angeschlossene Freisetzungsanlage wird so grüner Wasserstoff mit höchstem Reinheitsgrad (nach DIN EN 17124 bzw. ISO 14687) als Fahrzeugkraftstoff zur Verfügung gestellt.
Ausgangspunkt ist die Erzeugung von Solarstrom über eine PV-Anlage und dessen Umwandlung in grünen Wasserstoff über einen PEM-Elektrolyseur am Hauptsitz von Hydrogenious in Erlangen. Daran schließt sich direkt die Speicherung des Wasserstoffs im LOHC an. Ein konventioneller Tankwagen transportiert den flüssigen Wasserstoffträger (LOHC) dann zur neuen Erlanger Wasserstofftankstelle, wo er in unterirdischen Tanks (je 30 m³) gelagert wird. Pro Tank stehen so 1.500 Kilogramm Wasserstoff zur Verfügung. Derart große Wasserstoffspeichermengen sind an Druckwasserstofftankstellen noch nicht üblich. Über die an die unterirdischen Tanks angeschlossene Freisetzungsanlage wird so grüner Wasserstoff mit höchstem Reinheitsgrad (nach DIN EN 17124 bzw. ISO 14687) als Fahrzeugkraftstoff zur Verfügung gestellt.
Als LOHC setzt Hydrogenous Benzyltoluol ein (s. Abb. 1), ein gängiges Thermoöl. Pro Molekül lassen sich in einer katalytischen Hydrierung 6 Moleküle Wasserstoff binden. Die Reaktion ist exotherm, d. h., es wird Wärmeenergie freigesetzt, die genutzt werden kann. Die an der Tankstelle erforderliche Dehydrierung ist endotherm, d. h., es muss Energie aufgewendet werden (ca. 11 kWhth/kg H2 bei 300 °C, also ca. 1/3 der gespeicherten Wasserstoffenergie). An LOHC gebunden, kann Wasserstoff bei Umgebungsbedingungen gelagert werden, ohne dass Druck- oder Kryobehälter erforderlich sind. Außerdem ist Benzyltoluol schwer entflammbar, nicht explosiv und hat ein relativ geringes Gefährdungspotenzial.
In einem Artikel in der Zeitschrift Chemietechnik im Mai 2022 „Grünes Gas auf großer Fahrt” kommt der Autor zwar zu dem Fazit, dass Ammoniak das derzeit wettbewerbsfähigste Wasserstoffderivat mit dem technologisch höchsten Reifegrad für Transport und zur Lagerung von grünem Wasserstoff sei. LOHC habe aber Vorteile auf kurzen Strecken und bei cleverer Wärmeführung. Der Gründer und CEO von Hydrogenious LOHC Technologies, Dr. Daniel Teichmann, bei der Eröffnungsfeier: „Mit unserer LOHC-basierten Lösung können Wasserstofftankstellen einfach, sicher und flächenoptimiert mit Wasserstoff versorgt werden, insbesondere in dicht besiedelten, städtischen Gebieten. Mit dem Projekt H2Sektor legen wir den Grundstein für großflächige Wasserstofftankstellen, die insbesondere für Nutzfahrzeuge und die Betreiber großer wasserstoffbasierter Lkw- und Busflotten benötigt werden und unterstützen damit die Dekarbonisierung des Mobilitätssektors”. (Zitat übersetzt aus dem Englischen von der Webseite)
Hydrogenious LOHC Technologies and the LOHC Concept (YouTube-Video des Unternehmens vom 23.07.2019)
Wie funktioniert die LOHC-Technologie? (YouTube-Video vom Helmholtz-Institut Erlangen-Nürnberg vom 04.05.2021)
Aktueller Stand LOHC-Wasserstoffspeicher (Blogeintrag vom Forschungszentrum Jülich, 23.09.2021)
LOHC als Hoffnungsträger (Beitrag des Magazins HZwei vom 01.08.2022)
Grünes Gas auf großer Fahrt – Flüssiger Wasserstoff, Ammoniak oder LOHC – was spricht für welchen H2-Träger? (www.chemietechnik.de, 17.05.2022)
2 Li-Ionen-Stapler – bis zu 30 % effizienter
Interner Transport ist in vielen Betrieben mit einem nicht unerheblichen Energieverbrauch (und Kosten) verbunden. Eine einfache Möglichkeit diesen Verbrauch um 30 % zu senken, besteht darin, auf Li-Ionen-Akkus umzusteigen. Mit Li-Ionen angetriebene Flurförderfahrzeuge bieten darüber hinaus noch weitere Vorteile:
| • | Sie sind wartungsfrei – kein Umgang mit säurehaltigen Batterien, kein Nachfüllen von Wasser, kein Austausch von Batterien; |
| • | Sie erhöhen die Sicherheit – kein Entgasen von Wasserstoff und damit verbundener Knallgasbildung möglich (ein spezieller gut belüfteter Laderaum entfällt); |
| • | Leistungsfähig und nahezu immer einsatzbereit, da Pausen zum Nachladen genutzt werden können; |
| • | 2–4 mal so lange Lebensdauer wie herkömmliche Batterien; |
| • | Fast alle Anbieter halten auch Lösungen für Umgebungen mit tiefen Temperaturen (z. B. Kühlhäuser) oder erhöhten Temperaturen bereit. |
Da die Technologie ausgereift ist und das Thema Sicherheit bei allen Herstellern an oberster Stelle steht, bleiben als Nachteile lediglich die erhöhten Investitionskosten und ggf. die Aufrüstung der Ladeinfrastruktur. Neben den stark reduzierten Stromkosten müssen bei der Investitionsrechnung auch die anderen Vorteile zumindest qualitativ mit eingebracht werden. Für Vergleiche sollte die neue ISO 17463 zur Bewertung von energiebezogenen Investitionen (VALERI) genutzt werden (s. Kurznachricht Nr. 12 in 2/22).
Weitere Informationen unter:
MITSUBISHI Stapler Fokus: Wann sollten Sie den Einsatz von Lithium-Ionen-Batterien für Ihre Flurförderzeuge in Betracht ziehen? vom 13.11.2020
Linde Material Handling: Innovationen von Linde (mit guten Videos) – Energiesystem für die Intralogistik von heute und morgen – Li-Ion-Technologie von Linde
Jungheinrich: Lithium-Ionen-Batterien/Akkus
STILL: Lithium-Ionen-Technologie
3 Neues Solar-Wasserstoff-System realisiert Unabhängigkeit vom Wetter
Wetterunabhängig autark
Mit picea bietet die HPS Home Power Solutions GmbH in Berlin ein System, dass es Nutzern (im Standardfall Eigenheimbesitzern) ermöglicht, völlig unabhängig vom Wetter mit Solarenergie versorgt zu werden, also letztlich völlig autark zu sein. Neben der PV-Anlage nutzt picea zwei Speicherstufen, einen Kurzzeitspeicher über Batterien und einen Langzeitspeicher über Wasserstoff. Stromüberschüsse im Sommer werden in Wasserstoff umgewandelt, der dann im Winter über eine Brennstoffzelle wieder Strom erzeugt.
Mit picea bietet die HPS Home Power Solutions GmbH in Berlin ein System, dass es Nutzern (im Standardfall Eigenheimbesitzern) ermöglicht, völlig unabhängig vom Wetter mit Solarenergie versorgt zu werden, also letztlich völlig autark zu sein. Neben der PV-Anlage nutzt picea zwei Speicherstufen, einen Kurzzeitspeicher über Batterien und einen Langzeitspeicher über Wasserstoff. Stromüberschüsse im Sommer werden in Wasserstoff umgewandelt, der dann im Winter über eine Brennstoffzelle wieder Strom erzeugt.
