Aufrufe
vor 1 Jahr

GET – GREEN EFFICIENT TECHNOLOGIES – Deutsche Sprache

  • Text
  • Harnischcom
  • Energie
  • Produkte
  • Wasser
  • Pumpen
  • Einsatz
  • Unternehmen
  • Strom
  • Technologies
  • Efficient
  • Wasserstoff
„GET – GREEN EFFICIENT TECHNOLOGIES“ ist die neue unabhängige Medienplattform für Energie­versorgung, Effizienzsteigerung und alternative Energieträger und -speicher. In der Industrie gibt es nach wie vor ein hohes Potential, Energie einzusparen. Effizienz ist nicht nur für die Wirtschaftlichkeit eines Unternehmens wichtig, sondern zielführend und ressourcen­schonend. Die Bedeutsamkeit von Effizienz, vor allem in der Energieerzeugung, welche Rolle dabei Wasserstoff, Industrieprozesse, die Ressourcen- und Kreislaufwirtschaft spielen, wie Energie gespeichert werden kann und vieles mehr finden Sie in der neuen GET. „GET – GREEN EFFICIENT TECHNOLOGIES“ ist eine Publikation der PuK. Das Fachmedium wird 2023 in deutscher Sprache am 25. Mai und 7. November als Print- und Digitalausgabe und am 5. Juli und 29. November in englischer Sprache ausschließlich als digitale Ausgabe erscheinen.

Kompressoren und Systeme

Kompressoren und Systeme Wasserstoff Interview Wasserstoff: Der Schlüssel zur emissionsfreien Zukunft? Möglichkeiten, Herausforderungen, Chancen und wie AERZEN Industrie und Unternehmen unterstützt Die Wasserstofftechnologie nimmt auf dem Weg zur angestrebten Klima neutralität eine Schlüssel rolle ein. Wasserstoff gilt als Energieträger der Zukunft und ist ein wichtiger Baustein zur Dekarbonisierung der Industrie. Michael Leitsch, Head of Opportunity Engineering bei AERZEN, über das Potential von grünem Wasserstoff, die Herausforderungen bei der Verdichtung und die Vorteile von Schraubenkompressoren. Herr Leitsch, welche Bedeutung hat Wasserstoff für die Industrie und was hat es mit den unterschiedlichen Farben grau, blau und grün auf sich? Michael Leitsch: Wasserstoff wird bereits seit dem frühen 20. Jahrhundert als Prozessgas zur Herstellung von Ammoniak nach dem Haber-Bosch- Verfahren genutzt und spielt heutzutage vor allem in drei Branchen eine wichtige Rolle: als Rohstoff in der Chemieindustrie (hauptsächlich zur Herstellung von Methanol und Ammoniak), in Ölraffinerien zur Entschwefelung von Kraftstoffen und in so genannten Hydrocracking-Prozessen sowie in Direktreduktionsanlagen zur Stahlproduktion. Da Wasserstoff in der Natur gebunden vorkommt, muss er unter Energieeinsatz hergestellt werden. Je nach Herstellungsprozess unterscheidet man unter anderem zwischen grauem, blauem und grünem Wasserstoff. Grauer Wasserstoff wird aus Erdgas durch Dampfreformierung erzeugt und verursacht somit entsprechende Emissionen. Derzeit werden ca. 60 bis 70% des Wasserstoffs aus Erdgas hergestellt. Bei blauem Wasserstoff wird das anfallende CO 2 abgeschieden, was dann weiter genutzt oder gespeichert wird, also nicht in die Atmosphäre entweicht. Alternativ kann Wasserstoff auch durch Wasserelektrolyse, also einen elektrochemischen Prozess, hergestellt werden. Stammt der dazu genutzte Strom aus regenerativen Energiequellen, spricht man von grünem Wasserstoff, der damit CO 2 -neutral ist. Wasserstoff wird als unverzichtbare Ressource für eine klimaneutrale Industrie gehandelt. Welchen Beitrag leistet das Gas bei der Reduzierung von CO 2 -Emissionen? Michael Leitsch: Aktuell wird nahezu der gesamte produzierte Wasserstoff aus fossilen Energieträgern gewonnen. Wird der graue durch grünen Wasserstoff ersetzt, kann der CO 2 -Fußabdruck der Industrie erheblich verringert werden. Gleichzeitig eröffnen sich neue Perspektiven, beispielsweise bei der Stromerzeugung. Hier kann Wasserstoff als Energieträger und -speicher eine weitere Erhöhung des Anteils und der Verfügbarkeit von regenerativen Energien ermöglichen. Andere Bereiche sind der Transport, vor allem bei Langstrecken und Schwerlasttransporten, aber auch Schienenverkehr, Schiffund Luftfahrt sowie das Heizen und der Einsatz bei der Prozesswärme, schwerpunktmäßig in der metallverarbeitenden Industrie all das sind vielversprechende Anwendungsfelder, die zukünftig einen wichtigen Beitrag bei der Erreichung der Klimaziele leisten könnten. Wie optimistisch sehen Sie die Entwicklung bei grünem Wasserstoff? Michael Leitsch: Wir schätzen grünen Wasserstoff als wichtigen Zukunftsmarkt ein. Die Vermeidung von CO 2 wird immer wichtiger. Zusätzlich wird die Stromerzeugung durch erneuerbare Energien weiter ausgebaut. Weltweit treiben immer mehr Regierungen mit nationalen Wasserstoffstrategien Forschung, Innovationen und Produktentwicklungen voran, was auch mit einer entsprechenden Hochskalierung der Elektrolyseanlagen einhergeht. Unter diesen Gesichtspunkten sehen wir einen weiteren starken Markthochlauf bei grünem Wasserstoff als sehr realistisch an. Diese Einschätzung deckt sich auch mit der unserer Kunden, die wir bei der Entwicklung von Projekten in unterschiedlichen Planungsstadien unterstützen. Noch spielt Wasserstoff beim Thema Energiewende eine untergeordnete Rolle, was sich jedoch bald ändern könnte. In der Regel muss Wasserstoff nach der Elektrolyse für die nachfolgenden Prozesse auf einen bestimmten Druck verdichtet werden. Welche Besonderheiten müssen dabei beachtet werden? Michael Leitsch: Wasserstoff ist das leichteste vorkommende Element, wodurch eine Verdichtung grundsätzlich erschwert wird. Da es bezogen auf den Volumenstrom eine sehr niedrige Energiedichte aufweist (Energiegehalt pro Volumeneinheit), müssen bei großen Elektrolyseanlagen auch dementsprechend hohe Volumenströme verdichtet werden, was sich auf die Baugrößen und damit auf 22 GREEN EFFICIENT TECHNOLOGIES 2022

Kompressoren und Systeme Wasserstoff Interview Abb. 1: Aerzen baut mit diesem ölfreien Schraubenkompressor sein Portfolio an Schraubenkompressoren für die Wasserstoffverdichtung weiter aus. Investitionskosten, Aufstellungsflächen usw. des Maschinenequipments auswirkt. Außerdem ist Wasserstoff sehr reaktiv, also leicht entzündlich. Besondere Beachtung gilt daher dem erforderlichen Explosionsschutz. Die Bildung eines zündfähigen Gemisches mit dem Luftsauer stoff muss auf jeden Fall vermieden werden. Dies trifft allerdings auch auf andere Anwendungen mit brennbaren oder entzündlichen Gasen zu, mit denen die Prozessgassparte von AERZEN weitreichende Erfahrung hat. Wo sehen Sie die Vorteile beim Einsatz von Schraubenverdichtern im Vergleich zu anderen Verdichtertechnologien? Michael Leitsch: Schraubenverdichter vereinen entscheidende Vorteile von Hubkolben- und Turbomaschinen. Sie sind durch das Verdrängerprinzip dazu geeignet, auch sehr leichte Gase zu verdichten im Gegensatz zu Turbomaschinen, mit denen sich bei Gasen mit geringen Molgewichten nur eine sehr geringe Druckdifferenz pro Stufe realisieren lässt. Zudem sind Schraubenverdichter Rotationsmaschi nen, die im Vergleich zu Kolbenverdichtern weniger bewegliche Teile, einen wesentlich geringeren Platzbedarf und einen erheblich reduzierten Aufwand für Wartung und für die Kompensation der in die Rohrleitung induzierten Pulsationen aufweisen. Ein weiterer wichtiger Vorteil liegt in der Möglichkeit, Wasser in den Förderraum einzuspritzen. Dies ermöglicht zum einen eine Reduzierung der Verdichtungswärme, zum anderen kann Wasser als Dichtmedium zwischen Öl- und Gasraum z.B. beim Einsatz einer wassergesperrten Gleitringdichtung fungieren. Da der Wasserstoff die Elektrolyse ohnehin im wassergesättigten Zustand verlässt, ist das Einspritzen von Wasser unkritisch. Wo kann die Schraubentechnologie ihre Stärken am besten ausspielen? Michael Leitsch: Schraubenverdichter können vor allem zur Vorverdichtung bei atmosphärischen Elektrolyseanlagen eine entscheidende Rolle spielen insbesondere bei großen installierten Elektrolyseleistungen ab ca. 50 MW, was einem Volumenstrom von ca. 11.000 m³/h entspricht. Kolbenverdichter geraten in der Regel bezüglich Baugröße (Kolbendurchmesser und benötigte Aufstellungsfläche) bei diesen Mengen an ihre Grenzen. Heutige Anlagen werden immer größer und erreichen bis zu mehrere 100 MW. Hier können Schraubenverdichter zum Einsatz kommen, die den Wasserstoff vorverdichten. Der dadurch reduzierte Volumenstrom ermöglicht einen wirtschaftlichen Einsatz der nachgeschalteten Kolbenverdichter, die weiterhin benötigt werden, um die erforderlichen Austrittsdrücke zu erreichen. Wir haben mittlerweile allerdings auch Rückmeldungen von unseren Kunden bekommen, die den Einsatz von Schraubenverdichtern auch bei kleineren Volumenströmen als die favorisierte Lösung betrachten. Welchen Mehrwert liefert AERZEN für die Wasserstoffindustrie? Michael Leitsch: Als Prozessgasspezialist beschäftigt sich Aerzen schon seit Jahrzehnten mit dem Thema Wasserstoffverdichtung, da es als Bestandteil in Gasgemischen für typische Prozessgasanwendungen vorkommt, beispielsweise bei der Wasserstoffrückgewinnung in PSA-Anwendungen oder in Direktreduktionsanlagen zur Stahlherstellung. Für bestimmte Chemieanwendungen haben wir bereits erfolgreich Schraubenverdichter für reine Wasserstoffverdichtung realisiert, was bedeutet, dass das Unternehmen bereits einschlägige Erfahrung gesammelt hat und das Thema beherrscht. Im Vergleich zu den meisten Wettbewerbern haben wir sowohl ölgeflutete als auch ölfreie Schraubenkompressoren sowie für niedrigere Druckverhältnisse Gebläse nach dem Roots-Prinzip im Portfolio. Außerdem sind wir im Prozessgasbereich Spezialisten für maßgeschneiderte Verdichter- und Gebläselösungen und haben damit die nötige Flexibilität, für den jeweiligen Anwendungsfall die passende Lösung anzubieten. Zusätzlich treiben wir die Weiterentwicklung unserer Produkte in diesem Bereich konsequent voran. So haben wir im August auf der Chemiemesse Achema in Frankfurt einen neu entwickelten Schraubenverdichter vorgestellt, mit dem wir deutlich höhere Druckdifferenzen und Wirkungsgrade bei der Wasserstoffverdichtung realisieren können. Mit weltweit 50 Standorten sind wir zudem in der Nähe der Aufstellungsstandorte mit Ansprechpartnern vertreten, die sich um den jeweiligen Service-Support für bestehende Anlagen kümmern. Abb. 2: Neue Baureihe der VRW-Schraubenverdichter für die Wasserstoffverdichtung Herr Leitsch, herzlichen Dank für das Gespräch. GREEN EFFICIENT TECHNOLOGIES 2022 23

Wählen Sie die gewünschte Fachzeitschrift

fng MAGAZIN - Food · Nonfood · Getränke · Tobacco