Der Ausbau der Brennstoffzellentechnologie und des Tankstellennetzes treibt den Aufbau von Produktionsanlagen für Wasserstoff voran.
Jan Gutzeit (DBFZ)
Bereitstellungsrouten für Biowasserstoff identifizieren, analysieren und bewerten - das leistet die Studie "Hy-NOW" des Deutschen Biomasseforschungsinstituts, DBFZ.
Die Technologien aus den Bereichen der Erneuerbaren Energien und der Transportindustrie verzahnen sich immer mehr. Politisch und wirtschaftlich wird die breite Markteinführung nachhaltiger Antriebskonzepte vorangetrieben. Die Basis der Kraftstoffe wird dabei aus Erneuerbaren Energien gewonnen.
Verfahren und Technologieansätze zur Erzeugung von Wasserstoff aus Biomasse unterscheiden sich stark hinsichtlich ihrer technologischen Reife sowie in Bezug auf den bis zur deren Marktreife nötigen Forschungs- und Entwicklungsbedarf. Der Endbericht "Evaluierung der Verfahren und Technologien für die Bereitstellung von Wasserstoff auf Basis von Biomasse" der Studie "Hy-NOW" des Deutschen Biomasseforschungsinstituts, DBFZ, geht darauf ein.
Zunächst wurde eine zweistufige Vorauswahl durchgeführt, bei der sämtliche bio- und thermo-chemischen Verfahren, die sich für eine direkte Umwandlung von Biomasse in Wasserstoff eignen, untersucht wurden.
Technologieansätze
Die drei Konzepte der Studie | |
| Konzept 1 | 9 MWH2 basierend auf allothermer Wirbelschichtvergasung (exemplarische Leistungsgröße für FICFB-Vergasung) |
| Konzept 2 | MWH2 basierend auf allothermer Wirbelschichtvergasung (exemplarische Leistungsgröße für Heatpipe-Reformer) |
| Konzept 3 | 6 MWH2 basierend auf Dampfreformierung von Biogas |
Zentrale Bewertungskriterien waren die technische Reife der Verfahren und Technologieansätze. Drei Technologieansätze wurden detailliert untersucht: die Dampfreformierung von Biogas sowie zwei Verfahren, die eine allotherme Wirbelschichtvergasung von Biomasse einsetzen.
Für die Untersuchungen wurden Anlagen- und Distributionskonzepte definiert und diese hinsichtlich ihrer technischen, ökologischen und ökonomischen Leistungsfähigkeit untersucht und bewertet. Wesentliche Kriterien sind der Nettokonversionsgrad von der Biomasse zum Wasserstoff und die technische Reife, die Investitionsbedarfe und Kosten der Wasserstoffproduktion sowie die damit verbundenen CO2-Emissionen.
Die Springer-Autoren Dr. Markus Blesl und Dr. Alois Kessler gehen im Buchkapitel "Charakterisierung ausgewählter Branchen mit Anwendungsbeispielen" auf die Dampfreformierung ein. Sie sehen unter anderem in der Kombination von Direktreduktion mit Wasserstoff und einem mit Strom aus Erneuerbaren Energien betriebenen Lichtbogenofen eine Möglichkeit zur Produktion von weitgehend CO2-neutral produziertem Stahl.
Weiterhin wurde im Rahmen der Studie die Rohstoffverfügbarkeit für die einzelnen Konzepte untersucht und bewertet. Es zeigte sich, dass keines der drei Gesamtkonzepte in allen Bewertungskategorien eindeutig überlegen ist.
Untersuchungen
Für die Studie waren besonders solche Verfahren und Technologien von Interesse, die sich für eine kurz- bis mittelfristige Realisierung in Form von Demonstrationsanlagen in Deutschland eignen. Die Studie ist vom DBFZ, dem Fraunhofer ISI und der Ludwig-Bölkow Systemtechnik GmbH erarbeitet und durch die Nationale Organisation Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie, NOW, gefördert worden.
Die Springer-Autoren Thomas Grube und Bernd Höhlein beschäftigen sich im Buchkapitel "Kosten der Wasserstoffbereitstellung in Versorgungssystemen auf Basis erneuerbarer Energien" mit dem Thema Wasserstoff und Speicher. Sie stützen sich in ihren Ausführungen auf Studienergebnisse, die sich schwerpunktmäßig mit der Nutzung überschüssiger Stromproduktionen aus erneuerbaren Energien beschäftigen.