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Emissionsfrei fliegen: Diese Vision verfolgt das Projekt „WESTKÜSTE100“ (Foto: Unsplash)
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Wasserstoff-Technik

Fossilfreies Flugzeugbenzin

Wasserstoff wird die Welt der Mobilität und Logistik verändern. Wie, das wird im Projekt „WESTKÜSTE100“ untersucht. Mit einem holistischen Ansatz und einer Förderung vom Bundeswirtschaftsministerium in Höhe von 30 Millionen Euro will man dort verschiedene Formen der Mobilität, aber auch die Industrie und Gebäudewirtschaft zunehmend emissionsfrei machen.

„Mit dem Wasserstoff, den unsere Anlage in einer Stunde produziert, kann man mit einem Brennstoffzellen-Fahrzeug einmal um den Äquator fahren.“

Heide in Holstein: eine Mittelstadt mit gut 20.000 Einwohnern im hohen Norden Deutschlands, im Landkreis Dithmarschen, Bundesland Schleswig-Holstein. Hier wird die Zukunft der Energiewirtschaft geplant? Dirk Burmeister und Dr. Marcel Goelden sind überzeugt davon. Burmeister ist Vorstand der Entwicklungsagentur Region Heide, Goelden Manager „Grüne Raffinerie“ bei der Raffinerie Heide. Gemeinsam sprechen sie als Partner des Projekts „WESTKÜSTE100“.

Wasserstoff-Strategien werden derzeit auf vielen Ebenen entwickelt. Die EU hat eine Strategie, der Bund, die fünf norddeutschen Bundesländer (Bremen, Hamburg, Mecklenburg-Vorpommern, Niedersachsen, Schleswig-Holstein) haben eine. In der konkreten Umsetzung – daher der Begriff Reallabor – ist aber keiner so weit wie das Projekt in Heide.

Power to X – für verschiedene Anwendungen

„Wir verfolgen hier einen gesamtsystemischen Ansatz“, erklärt Burmeister. Nur einzelne Branchen zu betrachten, sei bei der Wasserstoff-Technologie nicht sinnvoll. Power to X lautet das Stichwort. Die Power aus dem Wasserstoff wird in X verschiedenen Anwendungen genutzt. Um diese abzudecken, arbeitet das Projekt mit einer großen Bandbreite an Partnern zusammen – vom Weltmarktführer in der Offshore-Windkraft-Technik Orsted, über das Energie-Unternehmen EDF Deutschland und den Zementproduzenten Holcim bis zum kommunalen Energieversorger Thüga.

Um den Wasserstoff zu erhalten, wird Wasser per Elektrolyse in Wasserstoff und Sauerstoff aufgespalten. Das ist ein recht unkompliziertes chemisches Verfahren, das aber einen relativ hohen Energieeinsatz erfordert. Diese Energie soll von den zahlreichen Offshore-Windrädern an der Küste kommen.

Dafür soll an der Raffinerie Heide ein Elektrolyseur mit einer Kapazität von 30 Megawatt (MW) gebaut werden. Zum Vergleich: Einer der derzeit im internationalen Vergleich größten Elektrolyseure ist eine 5-MW-Anlage, die das Chemieunternehmen H&R im Hamburger Hafen betreibt. Goelden hat einen anderen Vergleich: Mit dem Wasserstoff, den eine 30-MW-Anlage in einer Stunde produziert, kann man mit einem Brennstoffzellen-Fahrzeug einmal um den Äquator fahren.

Vom Offshore-Windrad bis zum Flughafen: das komplexe Prinzip des Projekts auf einen Blick (Foto: WESTKÜSTE100)
Vom Offshore-Windrad bis zum Flughafen: das komplexe Prinzip des Projekts auf einen Blick (Foto: WESTKÜSTE100)

Einsatz für Mobilität

Der so erzeugte Wasserstoff wird dann in verschiedenen Anwendungen eingesetzt, erklärt Goelden. Eine verfahrenstechnisch einfache Möglichkeit ist die Beimischung zum Erdgas für Gasheizungen in Wohnungen. Zwei Prozent Beimischung sind derzeit erlaubt. Was das bringt? „Nun, damit können Gasheizungen schon mal zu zwei Prozent emissionsfrei betrieben werden“, so der Wissenschaftler. Beim Verbrennen emittiert Wasserstoff bekanntlich nur Wasserdampf. Eine Beimischung von bis zu 20 Prozent kann man sich in Heide vorstellen.

Außerdem wird Wasserstoff als Treibstoff für Brennstoffzellen-Fahrzeuge eingesetzt. Rund um die Initiative „WESTKÜSTE100“ wird dazu ein Rasthof mit Wasserstoff-Tankstelle an der Autobahn A23 von Heide nach Hamburg geplant. Die erste Mobilitätsanwendung. Vor allem im Bereich Schwer- und Langstreckentransport können Lkw mit Brennstoffzellen eine nachhaltige Alternative sein. Mit einer Ladung Wasserstoff könnte ein solcher Laster bis zu 600 Kilometer emissionsfrei zurücklegen. Für ein batterieelektrisches Fahrzeug wäre dafür eine so schwere Batterie nötig, dass der Lkw dann nur noch wenig Zuladung an Bord nehmen könnte.

Synthetische Treibstoffe

Die zweite Mobilitätsanwendung, die man in Heide realisieren will, umfasst drei Prozessschritte sowie eine weitere Branche. Schritt 1: Der Sauerstoff, der ja bei der Elektrolyse auch anfällt, wird bei einem Brennprozess in der Zementproduktion eingesetzt. Dabei entsteht, Schritt 2, Kohlendioxid. Das wird im 3. Schritt in der Raffinerie zu synthetischen Kraftstoffen umgeformt. Dafür ist allerdings wieder Wasserstoff nötig.

„Wir nehmen CO2 und Wasserstoff und bauen daraus langkettige Kohlenwasserstoffe“, erklärt Dr. Goelden. Bei diesem petrochemischen Prozess, der sogenannten Methanol-Synthese, können Benzin, Diesel oder Kerosin produziert werden – wohlgemerkt alles synthetisch und fossilfrei. Interessant ist das Kerosin für den nicht weit entfernten Hamburger Flughafen. Schon heute liefert die Raffinerie Heide Flugbenzin dorthin, freilich noch als fossilen Energieträger. Das könnte sich mit dem Reallabor ändern. Burmeisters Traum: Brennstoffzellenbetriebene Lkw bringen synthetischen Kerosin zum Flughafen.

Von 2020 an gerechnet läuft das Projekt „WESTKÜSTE100“ über fünf Jahre. Die 30 Millionen Förderung vom Bund decken etwa ein Drittel der Gesamtkosten, der Rest kommt von den zehn Konsortialpartnern. Und bei dem anvisierten 30-MW-Elektrolyseur sieht Dirk Burmeister noch lange nicht das Limit erreicht. Er träumt von einer 700-MW-Anlage – und hat die auch schon durchgerechnet. Damit kämen jährlich ca. eine Million Tonnen CO2 vom Zementwerk, aus denen sich 150.000 Tonnen Kerosin gewinnen ließen. „Das macht etwa 35 bis 40 Prozent des jährlichen Bedarfs des Flughafens Hamburg aus“, so Goelden.

Wasserstoff auf der Hypermotion

In mehreren Veranstaltungen der Hypermotion vom 10. bis 12. November geht es auch um Wasserstoff-Anwendungen. Im Rahmen des Hypermotion Lab wird am 10.11. diskutiert, wie sinnvoll Wasserstoff-Lkw im Straßengüterverkehr sind. Die Versorgungsseite der Wasserstoff-Mobilität wird am 11.11. im Rahmen der smc:smart mobility conference beleuchtet. Vertreter des Energieversorgers EnBW und des Industriegaseunternehmens Linde sprechen unter anderen zur Ladeinfrastruktur und zur Wasserstoffversorgung.

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  • Alternative Antriebe

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