Das Projekt "H2annibal" wird/wurde ausgeführt durch: Siemens Energy Global GmbH & Co. KG.
Das Projekt "Membranbasierte H2-Abtrennung nach H2-Speicherung und Transport in der Erdgasinfrastruktur, Teilvorhaben DBI: Membrantestung und Feldtest" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: DBI Gas- und Umwelttechnik GmbH.Ziel des vorliegenden Projektes ist es, die Synthese der trennaktiven Membranen sowie das dazugehörige Membrantrennverfahren im Maßstab bis zur technischen Tauglichkeit zu skalieren, sowie neue, noch trennaktivere anorganische Membranen zu entwickeln. Im Ergebnis des Projektes soll eine einfache und energiesparende Technologie zur Abtrennung von Wasserstoff aus dem Erdgasstrom nach dessen Speicherung und Transport in der vorhandenen Erdgasinfrastruktur vorhanden sein. Aufgabe des DBI ist die Testung der verschiedenen Membrantypen und Membrangeometrien hinsichtlich der Abtrennung von Wasserstoff aus Erdgas . Dies erfolgt im Labor und in einem Feldtest. Im Labor werden verschiedene Gasgemische hergestellt und die Membranen damit beaufschlagt. Durch gezielte Dosierung von Störkomponenten wird die Stabilität der Membranen (Kohlenstoffmembranen, Membranen mit Pd-Zugabe und Molsiebmembranen) untersucht, Selektivitäten und Permeabilitäten der Membranen ermittelt. Es findet mit einer Pilotanlage ein Feldtest bei der Gasnetz Hamburg statt.
Das Projekt "H2annibal, Erforschung von Betriebsverhalten und Alterung eines PEM-Elektrolyseurs in einer Anlage zur Produktion von Isophorondiamin (Partnervorhaben zu H2Giga)" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Siemens Energy Global GmbH & Co. KG.
Das Projekt "Entwicklung eines Wasserstoff-Generators für Biogas" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: VNG AG.
Das Projekt "H2annibal, Pilot-Elektrolyseur zur Wasserstofferzeugung für die IPDA-Produktion am Standort Herne/Zeche Hannibal" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Evonik Operations GmbH.
Das Projekt "Zwanzig20 - HYPOS: Progressive Wasserstoffversorgung für Brennstoffzellen-Energiesysteme" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung, Institutsteil Dresden.
Kabinett verabschiedet Wasserstoffstrategie für Sachsen-Anhalt – 8-Punkteplan für die nächsten zwei Jahre aufgestellt Die Landesregierung hat heute ihre Wasserstoffstrategie verabschiedet. Damit wird ein Leitbild für eine grüne Wasserstoffwirtschaft im Industrie- und Energieland Sachsen-Anhalt aufgestellt. Der Schwerpunkt liegt auf grünem Wasserstoff, der zu einem großen Teil aus der Vor-Ort-Produktion kommen soll. Für die kommenden Jahre hat sich die Landesregierung auf einen 8-Punkteplan verständigt. Darin werden Maßnahmen aufgezeigt, die prioritär durch das Land angegangen werden. Für die Zeiträume bis 2030 sowie bis 2040 sind Ziele für die Wasserstoffwirtschaft formuliert. Die Strategie ist in enger Zusammenarbeit des Ministeriums für Umwelt, Landwirtschaft und Energie, des Ministeriums für Wirtschaft, Wissenschaft und Digitalisierung sowie des Ministeriums für Landesentwicklung und Verkehr entstanden. In Sachsen-Anhalt ist die Nutzung von Wasserstoff bereits heute alltägliche Praxis. Im Süden des Landes existiert eine umfangreiche, industriell geprägte Wasserstoffwirtschaft, die derzeit noch fast ausschließlich auf der Verwendung von Wasserstoff aus fossilen Quellen beruht. Mit dem Austausch dieses sogenannten grauen Wasserstoffs durch CO2-frei hergestellten grünen Wasserstoff soll umgehend begonnen werden. Ergänzend zu dieser Wasserstoff-Kernregion soll eine flächendeckende Wasserstoffwirtschaft im ganzen Land aufgebaut werden. Klimaziele erreichen und Industrie zukunftsfest aufstellen Energieministerin Prof. Dr. Claudia Dalbert sagte dazu: „Sachsen-Anhalt ist mit vier Milliarden Normkubikmetern Wasserstoffproduktion schon traditionell ein Wasserstoffland. Jetzt wird von Grau auf Grün umgestellt. Wasserstoff soll künftig mithilfe erneuerbarer Energien erzeugt werden. Damit schaffen wir es gleichzeitig, unsere Klimaziele zu erreichen und das Industrieland Sachsen-Anhalt zukunftsfest aufzustellen. Kurz gesagt: Klimaschutz sichert Arbeitsplätze. Die Strategie haben wir gemeinsam mit der Industrie erarbeitet und es waren sich alle einig: Grüner Wasserstoff ist ein Schlüsselelement der Energiewende und ist als Energieträger, Speichermedium und als chemischer Grundstoff vielfältig und sektorenübergreifend einsetzbar. Der Kohleausstieg unterstützt uns dabei, im Süden des Landes eine grüne Wasserstoff-Modellregion zu etablieren.“ Land der Zukunftstechnologien: Wasserstoffwirtschaft im ganzen Land „Wir wollen Sachsen-Anhalt in den kommenden Jahren weiter zu einem Land der Zukunftstechnologien entwickeln. Die Erzeugung, Speicherung und Nutzung von grünem Wasserstoff spielt hierbei eine zentrale Rolle. Denn dank grünem Wasserstoff werden bei uns im Land nicht nur neue, hochwertige Arbeitsplätze im Energie- und Automotive-Sektor entstehen. Grüner Wasserstoff wird als Energieträger auch maßgeblich dazu beitragen, Arbeitsplätze in den energieintensiven Branchen des Landes nachhaltig zu sichern“, betonte Wirtschaftsminister Prof. Dr. Armin Willingmann . „Sachsen-Anhalt ist schon immer ein starker Chemie-Standort gewesen. Deshalb haben wir bereits jetzt die Möglichkeit, mit starken Industriepartnern wie Linde sowie unseren hervorragenden Forschungseinrichtungen konkrete Wasserstoffprojekte voranzutreiben. Das Wirtschaftsministerium fördert bereits seit Mitte 2020 den Aufbau der Elektrolysetest- und -versuchsplattform der Fraunhofer Gesellschaft in Leuna. Zudem unterstützt das Ministerium den Gaskonzern Linde bei der Errichtung der weltgrößten Produktionsanlage zur Erzeugung und Verflüssigung von grünem Wasserstoff mit rund 15 Millionen Euro. Ich bin optimistisch, dass es uns in den kommenden Jahren gelingen kann, Sachsen-Anhalt zu einer führenden Wasserstoff-Modellregion in Deutschland zu entwickeln. Der Anteil erneuerbarer Energien ist in Sachsen-Anhalt heute schon höher als in anderen Bundesländern. Deshalb kann die wirtschaftliche Produktion von grünem Wasserstoff bei uns im Land eher gelingen als andernorts. Voraussetzung ist, dass wir auch in den kommenden Jahren Forschungs- und Entwicklungsprojekte sowie Unternehmens- und Infrastrukturinvestitionen in diesem Bereich weiter konsequent fördern“, so Willingmann weiter. Ausbau der erneuerbaren Energien und alternative Antriebe für Linienbusse Sachsen-Anhalt hat aufgrund der bereits bestehenden Energieinfrastruktur aus Leitungsnetz, Kavernenspeichern und Anlagen zur Erzeugung erneuerbarer Energien hervorragende Voraussetzungen, sich zu einer zukunftsweisenden CO2-freien Wasserstoff-Modellregion zu entwickeln, in der die Herstellung, Verteilung, Speicherung und Nutzung von grünem Wasserstoff zeitnah und vor Ort umgesetzt werden. Weiterhin müssen die erforderlichen planungsrechtlichen Voraussetzungen geschaffen werden, um den weiteren Ausbau der erneuerbaren Energien einschließlich des erforderlichen Netzausbaus vorantreiben zu können. Darüber hinaus stehen alternative Antriebe für Linienbusse ganz oben auf der Tagesordnung. Verkehrsminister Thomas Webel: „Der Öffentliche Straßenpersonenverkehr nimmt eine besondere Stellung für die positive öffentliche Wahrnehmung alternativer Antriebe ein. Darüber hinaus bietet sich in diesem Bereich ein hohes Einsparpotenzial verkehrsbedingter Emissionen. Aus diesem Grunde planen wir im nächsten Jahr die Ausschreibung und Vergabe einer vergleichenden Studie zu Linienbussen mit alternativen Antrieben und deren spezifischer Infrastruktur zur Energieversorgung. Außerdem unterstützt das Land Sachsen-Anhalt die Aufgabenträger und Verkehrsunternehmen des Öffentlichen Straßenpersonenverkehrs aktiv bei der Einführung sauberer Fahrzeuge unter Berücksichtigung der Förderprogramme des Bundes“, betonte Webel. Hierzu solle die geplante Wasserstoffstudie auch die Bedarfe im Verkehr des Landes Sachsen-Anhalt genauer beleuchten. Hintergrund: Die Wasserstoffstrategie ist unter folgendem Link auf der Internetseite des Ministeriums für Umwelt, Landwirtschaft und Energie des Landes Sachsen-Anhalts abrufbar: https://mule.sachsen-anhalt.de/energie/erneuerbare-energien/wasserstoff/ . Wie entstand die Wasserstoffstrategie? Bei der Erarbeitung der Wasserstoffstrategie durch das Ministerium für Landesentwicklung und Verkehr, das Ministerium für Wirtschaft, Wissenschaft und Digitalisierung und das Ministerium für Umwelt, Landwirtschaft und Energie wurden von Beginn an private und öffentliche Unternehmen, die Verwaltung sowie Akteure aus Wissenschaft und Forschung sowie von Verbänden und Kammern einbezogen. In einer Stakeholder-Befragung sowie einem darauffolgenden Grünbuch-Weißbuch-Prozess wurden Ziele, Thesen, Handlungsfelder und mögliche Maßnahmen mit den Interessensgruppen und der interessierten Öffentlichkeit herausgearbeitet und intensiv diskutiert. Dieser erfolgreiche Austausch soll auch zukünftig fortgeführt werden. Wie geht es weiter? Als erste Schritte zur Erreichung der mittel- und langfristen Ziele sollen durch die zuständigen Ministerien die Maßnahmen des 8-Punkte-Plans der Strategie bearbeitet werden. Der 8-Punkte-Plan: (Strategie Seite 19): Netzwerkaufbau vorantreiben: Wasserstoff-Studie erstellen Studie „Alternative Antriebe im Öffentlichen Straßenpersonenverkehr“ erstellen Novelle des Landesentwicklungsplans zur Schaffung planungsrechtlicher Grundlagen erstellen und verabschieden Leitfaden „Planung und Genehmigung von Wasserstoffvorhaben“ entwickeln Förderrahmen „Nachhaltiger Wasserstoff“ schrittweise ausgestalten und in Kraft setzen Forschungsinfrastruktur ausbauen Bürgerdialog starten Impressum: Staatskanzlei des Landes Sachsen-Anhalt Pressestelle Hegelstraße 42 39104 Magdeburg Tel: (0391) 567-6666 Fax: (0391) 567-6667 Mail: staatskanzlei@stk.sachsen-anhalt.de
Magdeburg. Im Bundesrat wurde heute ein Antrag zur Schaffung eines Rechtsrahmens für die Wasserstoffwirtschaft beraten. Sachsen-Anhalts Energieministerin und Mitglied des Bundesrates, Prof. Dr. Claudia Dalbert gab ihre Rede zu Protokoll. Sie verwies darin insbesondere auf die Chancen, die eine Transformation des Energiesystems hin zu einhundert Prozent Erneuerbaren Energien bietet und welche Rolle dabei der Wasserstoff spielt: „Der Wasserstoff wird ein elementarer Bestandteil unseres zukünftigen Energiesystems sein.“ Mit Blick auf die vielversprechenden Entwicklungen im eigenen Land sagte sie: „Das Energieland Sachsen-Anhalt hat sich durch den beispielhaften Ausbau erneuerbarer Energien bereits von einem Braunkohleland zu einem der Spitzenreiter beim Anteil erneuerbarer Energien entwickelt. Nun gilt es in einer zweiten Phase durch die Entwicklung und Anwendung von Sektorkopplungstechnologien wie grünem Wasserstoff auch den Rest des Landes klimaneutral auszurichten. Die in Sachsen-Anhalt entstehende Wasserstoff-Modellregion kann somit der Kristallisationspunkt für eine grüne Wasserstoffwirtschaft in ganz Ostdeutschland werden.“ Folgender Redetext wurde zu Protokoll gegeben: „In diesem Jahr haben sowohl die Bundesregierung als auch die Europäische Kommission mit ihren jeweiligen Wasserstoffstrategien deutlich gemacht, dass Wasserstoff ein elementarer Bestandteil unseres zukünftigen Energiesystems sein wird. Es wurde aber auch deutlich skizziert, welche Herausforderungen bis zur Realisierung einer umfassenden grünen Wasserstoffwirtschaft noch bevorstehen. Es gilt nun zügig passende Rahmenbedingungen für grüne Wasserstofftechnologien zu schaffen, um die umfassende Transformation rechtzeitig zu beginnen und den vielen bereits entwickelten Konzepten und Projektideen eine Umsetzung zu ermöglichen. Vor dem Hintergrund des sich beschleunigenden Klimawandels herrscht mittlerweile weitestgehend Konsens, dass wir unsere Gesellschaft vollständig auf erneuerbare Energien und eine klimaneutrale Form des Wirtschaftens umstellen müssen. Im Stromsektor sind wir dabei schon ein gutes Stück vorangekommen: Voraussichtlich schaffen wir hier in diesem Jahr einen Anteil von knapp 50 Prozent erneuerbarer Energien. Allerdings ist der Einsatz erneuerbarer Energien in den übrigen Sektoren noch deutlich zu gering. Im Gebäude- und Verkehrssektor kann der Einsatz grünen Stroms an vielen Stellen direkt und effizient zur Reduktion der Treibhausgasemissionen beitragen. Allerdings lassen sich nicht alle Bereiche sinnvoll elektrifizieren, weshalb grüner Wasserstoff und dessen Folgeprodukte sehr wichtig für die Umsetzung einer hundertprozentigen Energiewende sind. Gleichzeitig kann ein netzdienlicher Betrieb von Elektrolyseuren in Verbindung mit einer saisonalen Speicherung auch zur Systemintegration der erneuerbaren Energien beitragen. Auf diesem Weg der Transformation unserer Gesellschaft stehen uns große Veränderungen bevor. Diese Veränderungen enthalten aber auch besondere Chancen, die es zu nutzen gilt. Das Energieland Sachsen-Anhalt hat sich durch den beispielhaften Ausbau erneuerbarer Energien bereits von einem Braunkohleland zu einem der Spitzenreiter beim Anteil erneuerbarer Energien entwickelt. Nun gilt es in einer zweiten Phase durch die Entwicklung und Anwendung von Sektorkopplungstechnologien wie grünem Wasserstoff auch den Rest des Landes klimaneutral auszurichten. Gleichzeitig wird durch diesen Prozess die aktive Gestaltung des bevorstehenden Strukturwandels ermöglicht und die strukturprägende Verflechtung der sachsen-anhaltischen Energie- und Chemieindustrie zukunftssicher weiterentwickelt. Die Anwendung von Wasserstoff gehört für Sachsen-Anhalt bereits heute zum täglichen Geschäft. Sachsen-Anhalt ist geprägt durch eine starke petrochemische und chemische Industrie, die bereits im großen Umfang Wasserstoff herstellt, transportiert und verarbeitet: circa vier Milliarden Normkubikmeter pro Jahr. Dies bedeutet, dass mit dem Aufbau einer grünen Wasserstoffwirtschaft zur Substitution von grauem Wasserstoff umgehend begonnen werden kann, da sowohl große Wasserstoffverbraucher als auch entsprechende Wasserstofftransportleitungen vorhanden sind. Das existierende Knowhow, die exzellente Infrastruktur – im Mitteldeutschen Chemiedreieck befindet sich die zweitlängste Wasserstoff-Pipeline Deutschlands sowie mehrere großtechnische Gaskavernenspeicher mit einer Arbeitsgaskapazität von circa 3,35 Milliarden Normkubikmetern – und die innovative Forschungs- und Entwicklungslandschaft im Bereich des grünen Wasserstoffs bieten hervorragende Ausgangsbedingungen zum Aufbau einer grünen Wasserstoffwirtschaft. Die optimalen Voraussetzungen und großen Chancen einer grünen Wasserstoffwirtschaft in Sachsen-Anhalt wurden im Zuge des aktuell laufenden Prozesses zur Erstellung der Landeswasserstoffstrategie von allen Stakeholdern aus Wirtschaft und Gesellschaft bestätigt. Der Aufbau einer grünen Wasserstoffwirtschaft wird in Sachsen-Anhalt bereits aktiv gestaltet. Das im Rahmen des Innovationsprojektes HYPOS entstandene Wasserstoffnetzwerk bündelt bereits mehr als 120 regionale Wasserstoffakteure. Es existieren bereits heute herausragende Wasserstoff-Forschungsprojekte in Sachsen-Anhalt und weitere innovative Projektvorhaben, wie beispielsweise das Reallabor „Energiepark Bad Lauchstädt“, stehen kurz vor der Realisierung. Die in Sachsen-Anhalt entstehende Wasserstoff-Modellregion kann somit der Kristallisationspunkt für eine grüne Wasserstoffwirtschaft in ganz Ostdeutschland werden. Im Zuge der Begleitung der Forschungs- und Demonstrationsprojekte wird einem schnell klar, wie wichtig passende Rahmenbedingungen für den wirtschaftlichen Erfolg dieser Projekte sind. Um diese zukunftweisenden Projekte nicht durch regulatorische Hemmnisse abzubremsen, benötigen wir schnellstmöglich ein neues Regelwerk für grünen Wasserstoff. Diese Entschließung ist maßgeblich im Rahmen des Energieministertreffens ausgearbeitet und abgestimmt worden und zeigt exemplarisch, dass das Energieministertreffen ein wichtiger Bestandteil für die energiepolitische Gestaltung in Deutschland geworden ist. Für den erfolgreichen Hochlauf der heimischen Wasserstoffwirtschaft müssen vier unterschiedliche Themenfelder adressiert werden: Parallel dazu müssen wir unsere Anstrengungen zum Ausbau erneuerbarer Energien deutlich intensivieren, denn nur so produzieren wir ausreichend grünen Strom zur Deckung des steigenden Bedarfs im Zuge der Sektorenkopplung. Auch wenn 2030 noch ein gutes Stück entfernt scheint, müssen wir heute damit beginnen, unser derzeitiges System für eine erneuerbare Zukunft vorzubereiten. Nur so sind unsere ambitionierten Ziele zum Klimaschutz und zum Aufbau einer grünen Wasserstoffwirtschaft umsetzbar. Impressum: Ministerium für Umwelt, Landwirtschaft und Energie des Landes Sachsen-Anhalt Pressestelle Leipziger Str. 58 39112 Magdeburg Tel: +49 391 567-1950 Fax: +49 391 567-1964 E-Mail: PR@mule.sachsen-anhalt.de Facebook: Umwelt.LSA Twitter: UmweltLSA YouTube: Umwelt_LSA Instagram: Umwelt.LSA
Das Projekt "FP5-EESD, CUTE - Sauberer öffentlicher Nahverkehr mit Brennstoffzellenbussen und Wasserstoff als Kraftstoff" wird/wurde gefördert durch: Kommission der Europäischen Gemeinschaften Brüssel. Es wird/wurde ausgeführt durch: PLANET - Planungsgruppe für Energie und Technik GbR.Eine hohe Schadstoffbelastung der Luft und störende Geräuschemissionen durch den Fahrzeugverkehr zählen heute in allen größeren Städten zu den zentralen Umweltproblemen. Ziel des Projekts CUTE (Clean Urban Transport for Europe) war die umfassende Erprobung von Brennstoffzellen-Bussen, die Wasserstoff als Treibstoff nutzen und somit als 'Abgas lediglich Wasserdampf erzeugen. Diese Busse sind darüber hinaus deutlich leiser als Dieselfahrzeuge. Von Mitte / Ende 2003 bis Ende 2005 wurden in neun Großstädten der Europäischen Union, zwischen Stockholm und Porto, je drei solcher Brennstoffzellen-Busse im Alltag des öffentlichen Nahverkehrs eingesetzt. Getestet wurde ihr Betriebsverhalten unter den zum Teil sehr anspruchsvollen Bedingungen der verschiedenen Metropolen (sommerliche Hitze im Süden, Winterkälte im Norden, hügeliges Terrain in Stuttgart und Barcelona, sehr dichter Verkehr mit ständigem 'stop-and-go in London etc.). Teil des Projektes waren auch ökonomische und ökologische Studien. Sie haben die Umweltvorteile ermittelt, die durch den Einsatz von Wasserstoff und Brennstoffzellenantrieben im Vergleich zu konventionellen Bussen erreicht werden, und Szenarien für die Kostensenkung von Fahrzeugen und Tankstellen auf dem Weg zur Serienfertigung entwickelt. Die Rolle von PLANET PLANET war Koordinator des Aufgabenbereichs 'Wasserstoff-Tankstellen. In der ersten Phase von CUTE wurden die Tankstellen geplant, genehmigt und errichtet (Ende 2001 bis Mitte/Ende 2003). Währen der zweijährigen Betriebsphase wurden Daten täglich erfasst und detailliert ausgewertet. Zur Wasserstoff-Infrastruktur gehörte in der Mehrzahl der Städte auch eine lokale Erzeugung des Kraftstoffs auf dem Gelände der Tankstelle. Dabei wurde zumeist elektrischer Strom aus erneuerbaren Quellen genutzt, um Wasser in seine Bestandteile Wasserstoff und Sauerstoff zu zerlegen (Elektrolyse; in Stockholm, Hamburg, Amsterdam, Barcelona). In anderen Städten wurde der Wasserstoff aus Erdgas als fossilem Energieträger gewonnen (Dampf-Reformierung von Methan; in Madrid und Stuttgart), wobei nach wie vor Kohlendioxid entsteht . Die übrigen Standorte bezogen den Wasserstoff extern per Lkw aus industriellen Großanlagen, ebenfalls auf der Basis fossiler Energie (London, Luxemburg und Porto). Diese verschiedenen Wege zur Bereitstellung des Wasserstoffs wurden bewusst gewählt, um unterschiedliche Systeme zu erproben bezüglich ihrer technischen Verfügbarkeit, der Energie-Effizienz, des Aufwands für Wartung, der Reinheit des Wasserstoffs etc. Unter den 28 Teilnehmern, zu denen Konzerne wie Vattenfall Europe und BP gehörten, war PLANET einer der wenigen kleineren Partner, die zum Gelingen des Projekts beitragen haben. Die Mehrzahl der CUTE-Standorte und -Partner nimmt am Nachfolgeprojekt HyFLEET:CUTE teil.
Wasserstoff ist ein vielseitiges Element, das eine Schlüsselrolle in verschiedenen Bereichen wie Energie, Industrie und Transport spielt. Um ein grundlegendes Verständnis für Wasserstoff und seine Anwendungen zu entwickeln, ist es wichtig, einige häufig gestellte Fragen (FAQ) zu klären und auf weiterführende Informationen hinzuweisen. Wasserstoff ist ein chemisches Element. Als das leichteste und kleinste chemische Element steht es im Periodensystem mit der Ordnungszahl 1 an erster Stelle und wird mit dem chemischen Symbol H (lateinisch für Hydrogenium „Wassererzeuger“) dargestellt. Es ist das häufigste Element im Universum. Mehr als 90 % aller Atome im Universum sind Wasserstoff-Atome, die insgesamt rund 75 % der Masse des Universums bilden. Wasserstoff wird der Gruppe der Nichtmetalle zugeordnet und tritt als farb-, geruch- und geschmackloses Gas auf. Unter Normalbedingungen (25°C, 1 bar) besteht Wasserstoff-Gas aus einem Molekül mit zwei Wasserstoff-Atomen (H 2 ). Wasserstoff kommt auf der Erde fast ausschließlich in gebundener Form vor. Das chemische Element erhielt seinen Namen, da Wasserstoff (H 2 ) mit Sauerstoff (O 2 ) reagiert und sich dabei Wasser (H 2 O) bildet. Wasserstoff ist also ein wesentlicher Bestandsteil unseres Wassers auf der Erde und in diesem gebunden. Weiterhin ist das Element Bestandteil aller lebenden Organismen auf der Erde sowie der meisten organischen Verbindungen wie z.B. fossile Rohstoffe wie Erdöl und Erdgas. [1], [2], [3], [4], [5] Reiner Wasserstoff (H 2 ) kann auf verschiedene Weisen hergestellt werden. Grundsätzlich wird zwischen der Herstellung aus fossilen Brennstoffen (Kohlenwasserstoffverbindungen) und der Herstellung aus Wasser (H 2 O) unterschieden. Die wichtigsten Prozesse sind hierbei: Dampfreformierung von Methan: Dies ist der gängigste industrielle Prozess, um Wasserstoff herzustellen. Erdgas (Methan, CH 4 ) wird mit Wasserdampf (H 2 O) bei hohen Temperaturen (700 - 1000 °C) und in Gegenwart eines Katalysators chemisch umgewandelt. Dieser Prozess erzeugt Wasserstoff (H 2 ) und Kohlendioxid (CO 2 ) als Nebenprodukt. Elektrolyse von Wasser: Bei der Elektrolyse wird Wasser (H 2 O) in seine Bestandteile Wasserstoff (H 2 ) und Sauerstoff (O 2 ) aufgespalten, indem elektrischer Strom über eine Kathode und Anode durch das Wasser geleitet wird. Dies kann mithilfe von Elektrolysegeräten oder Elektrolysezellen erfolgen. Wasserstoff sammelt sich an der Kathode und Sauerstoff an der Anode. Wenn erneuerbare Energiequellen wie Sonnen- oder Windenergie zur Stromerzeugung verwendet werden, spricht man von „grüner Wasserstoffproduktion“, da sie keine Treibhausgasemissionen verursacht. Es werden zurzeit weltweit rund 96 % des Wasserstoffs durch Dampfreformierung und rund 4 % durch Elektrolyse hergestellt. [6] Wasserstoff besitzt mit einem Brennwert von rund 142 MJ/kg die höchste gravimetrische Energiedichte von allen Brennstoffen. Verglichen mit Methan mit rund 55 MJ/kg ist die Energiedichte von Wasserstoff etwa 3-mal höher. Aufgrund der sehr geringen Dichte und des dadurch großen Volumens ist die volumetrische Energiedichte mit rund 13 MJ/m 3 jedoch deutlich geringer. Methan besitzt mit einem Brennwert von rund 40 MJ/m 3 eine etwa 3-mal höhere volumetrische Energiedichte als Wasserstoff. Die Energiedichte ist ein Maß für die Verteilung von Energie E [Joule, J] auf eine bestimmte Größe X. Es wird unterschieden zwischen der volumetrischen und der gravimetrischen Energiedichte: Volumetrische Energiedichte = Energie pro Volumen [Joule pro Kubikmeter, J/m 3 ] Gravimetrische Energiedichte = Energie pro Masse [Joule pro Kilogramm, J/kg] [7], [8] Wasserstoff wird in der Regel in verschiedene Kategorien oder Typen eingeteilt, je nachdem, wie er produziert wird. Für eine schnelle Unterscheidung sind Farbcodes dienlich. Die wichtigsten sind: Grauer Wasserstoff: Grauer Wasserstoff wird in der Regel durch Dampfreformierung aus fossilen Brennstoffen gewonnen. Bei der Produktion von grauem Wasserstoff fallen klimaschädliche CO 2 -Emissionen an, die in die Atmosphäre gelangen. Blauer Wasserstoff: Blauer Wasserstoff ist grauer Wasserstoff mit dem Unterschied, dass hier die CO 2 -Emissionen abgeschieden und gespeichert werden. Durch die Speicherung des anfallenden CO 2 (CCS, engl. Carbon Capture and Storage; dt. Kohlenstoffabscheidung und -speicherung) kann blauer Wasserstoff prinzipiell als CO 2 -neutral betrachtet werden. Eine großtechnische Anwendung von blauem Wasserstoff steht bislang jedoch noch aus. Grüner Wasserstoff: Grüner Wasserstoff wird ausschließlich unter Verwendung erneuerbarer Energiequellen wie z.B. Wind- oder Solarenergie und der Elektrolyse von Wasser hergestellt. Es fallen während der Herstellung keine klimaschädlichen CO 2 -Emissionen an, jedoch ist die Erzeugung aktuell kostenintensiv aufgrund des hohen Einflusses des Strompreises auf die Gesamtkosten zur Herstellung von Wasserstoff. Auch die gewählte Elektrolysetechnologie hat Einfluss auf die Kosten. [9], [10] Das Universum besteht zu mehr als 90 % aus Wasserstoffatomen, die damit das häufigste Element darstellen. Sterne leuchten nur deshalb, weil sie konstant durch den Prozess der Kernfusion Wasserstoff zu Helium umwandeln und dabei enorme Energiemengen freisetzen. Wasserstoff kommt auf der Erde fast ausschließlich in gebundener Form vor, aber es gibt auch natürlich gebildeten freien Wasserstoff. Er wird entsprechend der eingeführten Farbcodes als weißer Wasserstoff bezeichnet. 1888 wurde erstmals von einem Gasaustritt in einer Kohlenmine in der Region Donezk (Ukraine) berichtet. Die entweichende Gasmischung bestand zu weniger als 10 % aus Wasserstoff. Seit Anfang des 20. Jahrhunderts wurden natürliche Wasserstoff-Vorkommen in der Literatur erwähnt, die teilweise hohe Wasserstoff-Konzentrationen aufweisen. Vor kurzem entdeckten zwei französische Wissenschaftler zufällig ein unterirdisches Wasserstoffvorkommen im Gebiet der Ortschaft Folschviller im ostfranzösischen Lothringen nahe der deutschen Grenze, welches sich in einem sedimentären Becken befindet (siehe auch Kategorie 3 natürliche Wasserstoffvorkommen). Eine Bohrung nach Methan zeigte in 1.100 m Tiefe eine Wasserstoff-Konzentration von 14 % und in 1.250 m Tiefe von 20 % an. Erste Berechnungen gehen von bis zu 46 Mio. Tonnen weißen Wasserstoff aus. Bestätigt sich dieser Fund durch weitere Untersuchungen, wäre es das bis jetzt größte Vorkommen der Erde. Zur Einordnung: Je nach verwendeter Quelle liegt die weltweite Jahresproduktion von Wasserstoff bei ca. 70 bis 75 Mio. Tonnen. Das bedeutet, das Vorkommen in Lothringen entspräche ca. 61 - 65 % der Jahresproduktion. Für die angestrebte Energiewende, in der Wasserstoff ein Schlüsselelement sein wird, bleibt die industrielle Herstellung von Wasserstoff unerlässlich, da sie die ansteigenden Mengen skalierbar erzeugen kann und eine sichere Versorgung darstellt. Natürliche Wasserstoffvorkommen wurden in drei geologischen Regionen entdeckt: Am Mittelozeanischen Rücken - in Extensionszonen, wo Ozeanböden auseinanderdriften. Beispiel: Hydrothermale Schlote Ehemaliger Ozeanboden (Ophiolit), der in Kompressionszonen auf das Festland geschoben wurde. Beispiele: Semail (Oman), Luzon (Philippinen), Sonoma (USA) Sedimentäre innerkontinentale (intrakratonische) Becken oberhalb von präkambrischem (ca. 4 – 0,54 Milliarden Jahre) Grundgebirge. Beispiele: Sudbury (Kanada), Bourakebougou (Mali), Tartarstan (Russland) Folgende Mechanismen zur Entstehung von natürlichem Wasserstoff werden diskutiert: Radiolyse: Wassermoleküle werden in der Gegenwart von natürlicher Strahlung im Gestein (Uran, Thorium und Kalium) aufgespalten. Dieser Prozess setzt Wasserstoff frei. Serpentinisierung: Wasser reagiert unter hohen Temperaturen und Drücken mit eisenreichen Mineralen unter Freisetzung von Wasserstoff. Bildung von Pyrit (Katzengold): Unter sauerstofffreien Bedingungen wird aus Eisen(II)-Sulfid (FeS) Pyrit (FeS 2 ) gebildet. Tiefsitzende Wasserstoffströme: Es wird in Erwägung gezogen, dass ursprünglicher Wasserstoff aus dem Erdinneren entlang von Verwerfungen und in Beckenstrukturen aufsteigen könnte. Weiterhin ist nicht auszuschließen, dass durch Erdbeben verursachte Reibung an silikatischen mineralischen Oberflächen Wasserstoff erzeugt. Austritte von natürlichem Wasserstoff können an der Erdoberfläche durch kreisförmige, meist vegetationslose Flächen, sogenannte Feenkreise, beobachtet werden. Zunehmend rückt die Frage einer wirtschaftlichen Erschließung dieser Vorkommen in den Fokus, da natürliche Wasserstoff-Vorkommen weltweit verbreitet sind. Schwierigkeiten bestehen darin, dass es natürliche Abbauprozesse gibt (Verflüchtigung, Mikroorganismen, mineralogische Reaktionen), die die Bildung von natürlichem Wasserstoff limitieren und weiterhin muss Wasserstoff sich in förderwürdigen Strukturen ansammeln ähnlich wie Erdgas/-öl . Verschiedene Forschungs- und Industrieprojekte versuchen, das System „natürlicher Wasserstoff“ besser zu verstehen. [11], [12], [13] Nein. Das Einatmen von großen Mengen Wasserstoff (H 2 ) verdrängt jedoch Sauerstoff (O 2 ) in der Lunge und kann zur Erstickung führen. Akut gefährlich wird es erst bei einer Konzentration größer als 30 Volumen-% in der Atemluft. Ja, aber nur unter bestimmten Bedingungen. Entscheidend ist die Anwesenheit eines Oxidationsmittels (u.a. reiner Sauerstoff oder allgemein Luft), ein bestimmtes Volumenverhältnis des Oxidationsmittels zum Wasserstoff und eine Zündquelle. D.h. reiner Wasserstoff ohne ein Zutun dieser Faktoren ist weder brennbar noch explosiv. Ab einem Volumenverhältnis von ca. 4 bis 75 % Wasserstoff in der Luft ist das Gemisch explosiv. Ab einem Volumenverhältnis von kleiner als 4 % und größer als 75 % Wasserstoff ist das Gemisch nicht explosiv. [14] Wasserstoff (H 2 ) verbrennt mit Sauerstoff (O 2 ) unter Freisetzung von Energie zu Wasser (H 2 O). Dieser Vorgang wird durch die folgende Reaktionsgleichung beschrieben: 2 H 2 + O 2 → 2 H 2 O Wasserstoff kann auf verschiedene Arten transportiert werden. Der unter Normalbedingungen gasförmige Wasserstoff besitzt ein großes Volumen (ca. 11 m 3 /kg). Als leichtestes und kleinstes Element ist er sehr viel flüchtiger als andere Gase wie z.B. Erdgas. Während des Transports müssen das Volumen sowie die Dichtigkeit des Transportmittels berücksichtigt werden. Um das Volumen zu verringern und dadurch den Transport ökonomischer zu gestalten, wird reiner Wasserstoff entweder unter hohen Drücken komprimiert (bis zu 700 bar) oder alternativ bei Normaldruck und Temperaturen unter - 252,9 °C verflüssigt. Verflüssigter Wasserstoff nimmt ein deutlich geringeres Volumen als Wasserstoffgas ein. Jedoch gilt die Faustformel, dass die benötigte Energie zur Abkühlung ca. 40 % des Energiegehalts von Wasserstoff selbst entspricht. Gleichzeitig muss die Temperatur konstant beibehalten werden. Damit Wasserstoff möglichst nicht entweicht, haben sich teure rostfreie Stahlwerkstoffe etabliert, die nahtlos miteinander verbunden bzw. verschweißt werden müssen. Mittlerweile werden hochdichte Metall-Kunststoff-Verbundrohre (Composit-Material) und Polyethylen-Rohre erfolgreich getestet, welche im Vergleich zu Stahlrohren preiswerter sind. Weiterhin werden Möglichkeiten untersucht, Wasserstoff für den Transport in ein Trägermedium wie Ammoniak (NH 3 ) oder Methanol (CH 3 OH) umzuwandeln. Diese Verbindungen bieten für den Transport günstigere physikalische Eigenschaften. Die Rückumwandlung nach dem Transport ist dafür sehr energieintensiv. LKW oder Bahn: Wasserstoff wird auf der Straße und der Schiene in komprimierter als auch flüssiger Form transportiert. Letztere Variante bietet sich v.a. bei längeren Strecken an. LKW oder Zug sind gut geeignet, kleine Mengen Wasserstoff zielgenau dorthin zu transportieren, wo sie benötigt werden. Schiffe: Der Transport auf Schiffen findet aufgrund des volumetrischen Vorteils in flüssiger Form statt. Hier wird die Möglichkeit zur Umwandlung in ein Trägermedium diskutiert. Die Variante per Schiff wird zukünftig besonders wichtig, da Deutschland zur Erreichung der nationalen Wasserstoffstrategie auf Wasserstoff-Importe angewiesen sein wird. Entsprechende Kooperationen gibt es z.B. mit Australien. Pipeline: Wasserstoff wird in Pipelines im gasförmigen Zustand transportiert. Während die Kosten für den Neubau von Pipelines hoch sind, sind die laufenden Kosten eher gering. Der klare Vorteil besteht darin, dass über diesen Weg die größten Mengen Wasserstoff transportiert werden können. Bisher gibt es in Deutschland zwei bestehende Wasserstoff-Netze. Ein ca. 240 km langes Pipeline-System verbindet im Ruhrgebiet die Städte Köln, Leverkusen und Düsseldorf und ein ca. 100 km langes Pipeline-System verbindet im mitteldeutschen Chemiedreieck die Städte Merseburg, Leuna, Bohlen, Bitterfeld und Rodleben. Europäische Gasunternehmen planen ein Pipeline-System, das als „Wasserstoff-Rückgrat“ mehrere europäische Länder miteinander verbinden soll. Um Kosten zu sparen, sollen bestehende und nicht mehr benötigte Erdgasleitungen für den Einsatz von Wasserstoff genutzt werden. Grundsätzlich können Erdgas-Pipelines auch für Wasserstoff genutzt werden. Sie sollten jedoch für Wasserstoff optimiert werden. Der Wasserstoffrat der Bundesrepublik Deutschland stellt fest, dass „vorhandene Erdgasfernleitungen, bestätigt durch ein Gutachten des TÜV Nord, grundsätzlich für den sicheren Transport von Wasserstoff geeignet sind und von Erdgas auf Wasserstoff umgestellt werden können. Ein solcher Vorgang wurde praktisch bei der Umstellung einer Erdgasfernleitung im Südwesten der Niederlande demonstriert. Dabei werden einzelne, nicht für die Verwendung in Wasserstoffnetzen geeignete Komponenten, wie z. B. Mess- und Regelanlagen oder auch Verdichter, ausgetauscht und die umzustellende Leitung auf ihre Integrität überprüft. Weitergehende technische Maßnahmen, wie z. B. das Anbringen einer Innenauskleidung, sind für die Transportanwendung nicht erforderlich. Für die auszutauschenden Komponenten, insbesondere die Verdichter, sind bereits heute etablierte Lösungen vorhanden und werden kontinuierlich weiterentwickelt.“ (Zitat: Nationaler Wasserstoffrat: Wasserstofftransport ) [15], [16], [17] Wasserstoff und Wasser reagieren chemisch nicht miteinander. Auch die Löslichkeit in Grundwasser ist sehr gering: Sie beträgt nur ca. 1,6 Milligramm Wasserstoff (bei Raumtemperatur 25 °C und normalem Druck ca. 0,019 Liter) pro 1 Liter Wasser. Sauerstoff im Vergleich dazu hat eine Löslichkeit von 40 mg pro Liter Wasser unter denselben Bedingungen. Es gibt bisher keine fundierten Untersuchungsergebnisse, ob große Mengen Wasserstoff z.B. bei einer Leckage des Untergrundspeichers durch Reaktionen mit Sauerstoff in der Bodenluft und Mikroorganismen indirekt negative Auswirkungen auf Grundwasser haben. Es ist daher davon auszugehen, dass Grundwasser unbeeinflusst bleibt. Bei der Untergrundspeicherung von Wasserstoff, wie bei jeder Technologie, bestehen potenzielle Risiken, die sorgfältig bewertet, überwacht und berücksichtigt werden müssen. Hauptursachen für diese Risiken sind mögliche Undichtigkeiten in den Speicherstätten sowie Leckagen in der Infrastruktur, die durch eine unzureichende geologische Eignung, Materialermüdung, Korrosion oder menschliches Versagen verursacht werden können. Dadurch besteht die Gefahr von Bränden und Explosionen, wenn austretender Wasserstoff in ausreichender Konzentration mit Luft vermischt wird und eine Zündquelle vorhanden ist. Studien legen nahe, dass bei einem großflächigen Austritt von Wasserstoff in die Atmosphäre eine indirekte Treibhausgaswirkung auftreten kann. Trotzdem wird angenommen, dass die Vorteile in Bezug auf die Klimawirkung die Nachteile überwiegen (Umweltbundesamt). Die Kontrolle des Drucks ist entscheidend, wenn ein Gas oder eine Flüssigkeit in den Untergrund injiziert wird, um das Risiko von Brüchen in der gasundurchlässigen Deckschicht und möglichen Erdbeben zu minimieren. Bewährte Injektionsverfahren können dies verhindern (BGR). Um potenziell negative Auswirkungen zu minimieren und eine sichere Anwendung der Untergrundspeicherung von Wasserstoff zu gewährleisten, sind ausgereifte Monitoring-Konzepte unerlässlich. [18], [19] Die Bundesregierung: Wasserstoff – Energieträger der Zukunft Bundesministerium für Bildung und Forschung: Wissenswertes zu Wasserstoff - BMBF Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz: BMWK - FAQ zum Wasserstoff-Kernnetz Umweltbundesamt: Wasserstoff – Schlüssel im künftigen Energiesystem | Umweltbundesamt Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe Nationaler Wasserstoffrat Deutscher Wasserstoff-Verband NOW-GmbH Nationale Organisation Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie: Wasserstoff und Brennstoffzellen: Antworten auf wichtige Fragen National Renewable Energy Laboratory (NREL), USA. Hydrogen 101: Frequently Asked Questions About Hydrogen for Decarbonization [1] Harry H. Binder: Lexikon der chemischen Elemente – das Periodensystem in Fakten, Zahlen und Daten. S. Hirzel Verlag, Stuttgart 1999, ISBN 3-7776-0736-3 [2] https://www.webelements.com/hydrogen/ [3] https://www.chemie.de/lexikon/Wasserstoff.html [4] https://www2.lbl.gov/abc/wallchart/chapters/10/0.html [5] https://www.chemeurope.com/en/encyclopedia/Abundance_of_the_chemical_elements.html [6] Roy, S. (2023): Literature Review - Underground Hydrogen Storage. Technische Universität Darmstadt. [7] https://www.geothermie.de/bibliothek/lexikon-der-geothermie/e/energiedichte [8] https://gammel.de/de/lexikon/Heizwert---Brennwert/4838 [9] https://www.geothermie.de/bibliothek/lexikon-der-geothermie/w/wasserstoff [10] https://www.wasserstoff-leitprojekte.de/wissenswertes [11] Zgonnik, V., “The occurrence and geoscience of natural hydrogen: A comprehensive review,” Earth-Science Reviews, vol. 203, no. 8, p. 103 140, 2020, issn: 0012-8252. doi: 10.1016/j.earscirev.2020.103140. [12] Franke, Dieter, Martin Blumenberg und Martin Pein, Wasserstoffvorkommen im geologischen Untergrund, Commodity TopNews 63, 2023 [13] Prinzhofer, A. and Deville, E., Hydrogène naturel: La prochaine révolution énergétique ? : [une énergie inépuisable et non polluante, ça existe !] Paris: Belin, 2015, isbn: 978-2-7011-8384-8. [14] https://www.tuev-nord.de/de/unternehmen/energie/wasserstoff/wasserstoff-eigenschaften-sicherheit-gefahren/ [15] https://www.ptj.de/fokusthemen/gruener-wasserstoff/wasserstoff-transportieren [16] https://www.ffe.de/veroeffentlichungen/beitragsreihe-wasserstoff-wie-wird-wasserstoff-transportiert/ [17] https://www.uni-augsburg.de/de/forschung/einrichtungen/institute/amu/wasserstoff-forschung-h2-unia/h2lab/h2-sp/transport/ [18] https://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/479/dokumente/uba_ist_wasserstoff_treibhausgasneutral.pdf [19] https://www.bgr.bund.de/EN/Themen/Nutzung_tieferer_Untergrund_CO2Speicherung/CO2Speicherung/FAQ/faq_node_en.html;jsessionid=DFABA9EB53F2B92C64AF6C05576A4C5C.internet941#doc1559834bodyText10
| Origin | Count |
|---|---|
| Bund | 7 |
| Land | 3 |
| Type | Count |
|---|---|
| Förderprogramm | 7 |
| Text | 3 |
| License | Count |
|---|---|
| geschlossen | 3 |
| offen | 7 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 10 |
| Englisch | 1 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Dokument | 1 |
| Keine | 8 |
| Webseite | 2 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 6 |
| Lebewesen & Lebensräume | 5 |
| Luft | 4 |
| Mensch & Umwelt | 10 |
| Wasser | 4 |
| Weitere | 10 |