In aller Kürze… TICKER (KW 38)

Spanien: Moeve startet Bau von Elektrolyseanlagen in Andalusien +++ Deutschland: Schleswig-Holstein fördert Elektrolyseur der Entsorgungsbetriebe Lübeck +++ Deutschland: Konsortium sagt nichts Neues zum angekündigten Hochlauf wasserstoffbetriebener Fahrzeuge +++ Deutschland: Echtzeitanalyse von Elektrolyseur im laufenden Betrieb +++ Deutschland: Wasserstoffprojekt Windgas Haurup erhält 4,25 Millionen Euro Fördermittel +++ Indonesien: HDF Energy und Pertamina NRE wollen wasserstoffbasierte Energieprojekte entwickeln +++ Deutschland: Erstes CO2-Exportterminal soll ab 2031 in Betrieb gehen +++ Deutschland: Grünes Methanol auch aus wasserarmen Regionen (Studie) +++ Schweiz: IET baut modulare Testplattform für neue Wasserstofftechnologien +++ Deutschland: Fraunhofer IAP, UMSICHT und SGC Energy wollen Wasserstoff- und Batterietechnologien weiter entwickeln +++ Schweiz: PSI weiht Demonstrationsanlage für nachhaltigen Flugtreibstoff ein

Eine Auswahl von PtX-Themen zusammengefasst

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(Spanien) Der spanische Energie- und Chemiekonzern Moeve S.A. hat mit dem ersten Bauabschnitt des „Onuba“ genannten Vorhabens begonnen, um im „Andalusian Green Hydrogen Valley“ Elektrolyseure mit einer Leistung von zunächst 300 Megawatt zu installieren. Potenziell seien weitere 105 Megawatt möglich, so das Unternehmen. Die Investitionen belaufen sich auf mehr als eine Milliarde Euro einschließlich der dazugehörigen Infrastruktur. Rund ein Drittel davon werden durch den spanischen Staat gefördert. Während der Entwicklungs-, Bau- und Inbetriebnahmephasen entstünden über 8.000 direkte und indirekte Arbeitsplätze in der gesamten Wertschöpfungskette. Standort ist Palos de la Frontera bei Huelva. Der Ertrag wird auf jährlich etwa 45.000 Tonnen grünen Wasserstoff prognostiziert und solle zum einen zur Dekarbonisierung der Chemie- und Düngemittelindustrie genutzt, zum anderen in Kraftstoffe für Luftfahrt, Straße und Schiffe verarbeitet werden. Moeve hält an dem Projekt 51 Prozent, Anteilseigner sind unter anderem der Risikokapitalgeber Hy24 sowie Spaniens öffentlich-private Finanzinstitution Cofides. Weitere Anteile halten Enagás Renovable und Alter Enersun. Das „Andalusian Green Hydrogen Valley“ soll einst eine Elektrolyseleistung von kumuliert zwei Gigawatt umfassen. Außer in Huelva plant Moeve (vormals Cepsa) einen Wasserstoffstandort in San Roque (Cádiz) aufzubauen.

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(Deutschland) Das Land Schleswig-Holstein fördert die Entsorgungsbetriebe Lübeck (EBL) bei der Planung und Errichtung eines Elektrolyseurs zur Erzeugung von klimaneutralem Wasserstoff mit rund 3,5 Millionen Euro. Die Anlage werde im Rahmen des Projekts „H2ANSE – Wasserstoff aus dem echten Norden“ auf dem Gelände der Entsorgungsbetriebe errichtet und solle eine Tankstelle für den Schwerlastverkehr mit erneuerbarem Wasserstoff versorgen. Die EBL betreiben bereits ein Wasserstofffahrzeug, in Planung sei die Anschaffung von weiteren bis zu zehn Abfallsammelfahrzeugen mit Brennstoffzellenantrieb. Der PEM-Elektrolyseur (Protonen-Austausch-Membran) habe eine Kapazität von 100.000 Kilogramm grünem Wasserstoff pro Jahr. Die im Betrieb anfallende Abwärme von 1.100 Megawattstunden würden zur Beheizung von Biogasanlagen genutzt. Den im Elektrolyseprozess abgespaltenen Sauerstoff wollen die Entsorgungsbetriebe zur Effizienzsteigerung in ihrer benachbarten Mechanisch-Biologischen-Abfallbehandlungsanlage (MBA) einsetzen. Den Strom für den Elektrolyseur liefere eine bereits projektierte Photovoltaikanlage auf der benachbarten Abfalldeponie Niemark mit einer installierten Leistung von sieben Megawatt.

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(Deutschland) Namhafte internationale Konzerne wollen den Hochlauf wasserstoffbetriebener Fahrzeuge in Europa beschleunigen. Das Vorhaben hatte ein Konsortium aus Bosch, Daimler Truck, Volvo Group, Toyota Motor Corporation, Air Liquide, Total Energies, TEAL Mobility und MB Energy Anfang September verkündet (mehr dazu). Details sollten während der Kongressmesse IAA Transportation in Hannover bekannt gegeben werden. Aus Chronistenpflicht nur soviel: Neues gab es nicht. Die Unternehmen beließen es bei Allgemeinplätzen, verbreiteten bereits bekannte Absichten, lobten Deutschland und forderten weiterhin Fördermittel, um Kosten zu senken und die Wasserstoffmobilität auszubauen (wir berichteten mehrfach über die Vorhaben der Firmen).

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(Deutschland) Forscher am Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung IFAM haben eigenen Angaben zufolge ein neues Verfahren entwickelt, mit dem sich der innere Zustand und die Alterung eines Elektrolyseurs oder einer Brennstoffzelle während des laufenden Betriebs untersuchen ließen. Die „dynamische Impedanzspektroskopie“ ermögliche eine genaue Zustandsbewertung, eine gezielte Fehlerdiagnose und eine vorausschauende Wartung von Elektrolyseuren und Brennstoffzellen. Belastbarkeit und Effizienz ließen sich gezielt optimieren, die Lebensdauer der Systeme verlängern und die Betriebskosten senken. Dazu werde dem System zusätzlich zum normalen Betriebsstrom ein kleines Multifrequenzsignal überlagert. Gleichzeitig werde gemessen, wie das System darauf reagiert – also wie sich Strom und Spannung verändern. Aus dem Verhältnis dieser Größen lasse sich die „komplexe Impedanz“ berechnet, ein „frequenzabhängiger elektrischer Widerstand“ des Systems. „Dieser frequenzabhängige Charakter macht die Impedanz für die genannten Anwendungen so wertvoll und für uns interessant“, sagt Projektleiter Hermann Pleteit. „Anders als ein einfacher Widerstandswert liefere sie ein umfassendes Bild der Vorgänge im Inneren eines elektrochemischen Systems. „Die verschiedenen physikalischen und chemischen Prozesse – etwa die Reaktionen an den Elektroden, der Transport von Ionen durch die Membran, elektrische Kontaktwiderstände oder der Nachschub der beteiligten Stoffe – wirken sich jeweils bei unterschiedlichen Frequenzen aus. Dadurch können wir diese Vorgänge voneinander unterscheiden, einzeln bewerten und sehen durch die detaillierte Auflösung in Echtzeit, in welchem Zustand sich die einzelnen Komponenten wie Membran oder Elektroden befinden.“

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(Deutschland) Die Energie des Nordens GmbH & Co. KG erhält für die Erweiterung eines mittels Strom aus Windkraftanlagen betriebenen Elektrolyseurs Fördermittel in Höhe von rund 4,25 Millionen Euro vom Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) und des Landes Schleswig-Holstein. Damit solle die bereits bestehende Elektrolyseleistung am Standort Haurup in Handewitt nun schrittweise auf bis zu vier Megawatt ausgebaut werden. In der ersten Stufe sind zwei Megawatt mit einer Produktion von rund 150 Tonnen grünem Wasserstoff pro Jahr vorgesehen. Die Inbetriebnahme ist für Ende 2027 geplant. Zunächst werde der Wasserstoff dem bestehenden Gasnetz beigemischt und im Gasprodukt von Green Planet Energy bundesweit vermarktet. Langfristig werde für Haurup II eine Anbindung an die Wasserstoffinfrastruktur angestrebt, um neue Absatzmöglichkeiten bei Industrie und Gewerbe zu eröffnen. „Netzengpässe dürfen nicht dazu führen, dass immer mehr erneuerbarer Strom abgeregelt statt sinnvoll genutzt wird“, sagt Sönke Tangermann, Vorstand von Green Planet Energy und Geschäftsführer von Energie des Nordens. „Statt Windstrom ungenutzt zu lassen, müssen wir ihn flexibel einsetzen und speichern.“ Dezentrale Elektrolyseure wie in Haurup seien dafür „ein zentraler Baustein“.

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(Indonesien) Der französische Stromerzeuger und Hersteller von Brennstoffzellen Hydrogène de France Energy Pty Ltd. (HDF Energy) will über seine Tochter HDF Energy Indonesia mit PT Pertamina New & Renewable Energy (Pertamina NRE) Projekte für erneuerbare Energien mit grünem Wasserstoff und Batteriespeicher entwickeln. Die „Renewstable“-Kraftwerke von HDF Energy kombinieren intermittierende erneuerbare Energiequellen mit der Produktion von grünem Wasserstoff und erzeugen rund um die Uhr Grundlaststrom. Die Lösung eigne sich einer Mitteilung zufolge besonders für die abgelegenen Landstriche und Inselregionen Indonesiens, wo die Stromerzeugung weiterhin stark auf importierten Dieselkraftstoff angewiesen sei. Darüber hinaus werde man weitere potenzielle Anwendungen von Wasserstoff erforschen, darunter Möglichkeiten zur Unterstützung von Industrien. Pertamina NRE ist Teil des staatlichen Erdölkonzerns Pertamina und für den Geschäftsbereich umweltfreundliche Energien zuständig.

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(Deutschland) Deutschlands erstes CO2-Exportterminal – genannt „CarbonBridge“ –  soll ab 2031 in Bremen in Betrieb gehen. Nach Unternehmensangaben habe das Joint Venture von Ambrian Energy GmbH und Messer SE & Co. KGaA Ende August die kartellrechtliche Genehmigung der Europäischen Kommission erhalten. Zu Beginn solle CarbonBridge eine Umschlagskapazität von rund 2,3 Millionen Tonnen pro Jahr erreichen, perspektivisch seien es vier Millionen Tonnen. Das Gemeinschaftsunternehmen fungiere als Anbieter von „CO2-Logistiklösungen“, etwa Zwischenspeicherung, Transport und Verladung bis zur Senke, in der das CO2 dauerhaft gespeichert werde. Ambrian Energy bringe ein drei Hektar großes Grundstück in Bremen in das Projekt ein. Der Standort biete logistische Vorteile, etwa eine bestehende Bahnanbindung und einen Hafenanleger für Schiffe mit einer Kapazität von 30.000 Tonnen. Messer verfüge über Expertise in der CO2-Rückgewinnung und -Aufbereitung.

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(Deutschland) Wasserknappheit ist kein grundsätzliches Ausschlusskriterium für die Produktion grünen Methanols. In einer Modellrechnung hat das Forschungszentrum Jülich die Perspektive zur Herstellung von grünem Wasserstoff und – daraus folgend – Methanol in wasserarmen Regionen über die gesamte Prozesskette hinweg untersucht. Grundlage ist die direkte Luftabscheidung (DAC, Direct Air Capture). Ein Filter bindet CO2 und nimmt dabei auch Luftfeuchtigkeit auf. Das abgeschiedene Wasser fließt gemeinsam mit dem CO2 in die Methanolproduktion. Die Analyse umfasst den Angaben zufolge mehr als 20.000 Regionen in 78 Ländern, die im Jahr 2050 voraussichtlich mindestens mittlerem Wasserstress ausgesetzt seien. In rund 97 Prozent dieser Regionen enthält die Luft im Jahresverlauf genug Wasser, um den Bedarf der Produktion vollständig zu decken. Selbst an sehr trockenen Standorten wäre die Herstellung grundsätzlich möglich, wenn die Anlage bevorzugt in feuchteren Stunden arbeitet und Wasser zwischenspeichert. Im Rahmen des DryHy-Projekts wird zudem untersucht, wie sich die großtechnische Entnahme von Wasserdampf auf das lokale Klima auswirken könnte. „Dass wir keine lokalen Süßwasservorräte beanspruchen, bedeutet nicht automatisch, dass die Entnahme aus der Atmosphäre in jeder Größenordnung folgenlos bleibt“, sagt Thomas Schöb, Leiter des Teams Energiesystemtransformation. „Vor dem Bau sehr großer Anlagen sollte diese Frage standortspezifisch untersucht werden.“ Die Studie sei allerdings keine fertige Blaupause für jeden Standort. „Sie zeigt aber, unter welchen Rahmenbedingungen das Konzept besonders vielversprechend ist – und welche technischen und ökologischen Fragen als nächstes beantwortet werden müssen“, sagt Erstautor Henrik Wenzel von der Jülicher Systemanalyse. Die Studie „Direct air capture enables sustainable methanol production in water-scarce regions“ gibt es online auf Nature Communications.

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(Schweiz) Am IET Institut für Energietechnik der Ostschweizer Fachhochschule in Rapperswil-Jona (OST) entsteht eine flexible und modulare Testplattform für neue Wasserstofftechnologien. Unternehmen könnten darauf „Komponenten und Systeme für Anwendungen in der Mobilität und Industrie unter realitätsnahen Bedingungen entwickeln, testen und demonstrieren“. Auf der Forschungsplattform Power-to-X des IET stünden aus früheren Forschungsprojekten bereits verschiedene Wasserstoffsysteme zur Verfügung. Dazu gehörten Elektrolyseure, Brennstoffzellen und Wasserstoffarmaturen. Der Prototyp einer Wasserstofftankstelle (LCHRS) mit zwei Großkompressoren soll die Forschungen und den Einstieg in Wasserstoffsysteme erleichtern. Im Pilotprojekt würden diese Systeme technisch miteinander verbunden und zu einer betriebsbereiten H2-Plattform im Leistungsbereich von zehn bis Hundert Kilowatt kombiniert. Ergänzend arbeiteten Studenten an Projekten etwa zur Simulation der Betankung für Wasserstofffahrzeugen. Projektpartner sind Burckhardt Compression AG, Arbor Fluidtec AG und Endress+Hauser AG. Unterstützt wird das Vorhaben vom Kanton St.Gallen, Fördermittel kommen von der Schweizerischen Agentur für Innovationsförderung (Innosuisse) des Energieministeriums. (OST-Projektinfo).

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(Deutschland) Die Fraunhofer-Institute für Angewandte Polymerforschung IAP und für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT sowie das südkoreanische Unternehmen SGC Energy wollen gemeinsam Technologien für die Energieumwandlung und Energiespeicherung weiterentwickeln. Die Zusammenarbeit umfasse insbesondere CO2-Elektrolyse, Wasserstofftechnologien, Brennstoffzellen und Batterietechnologien. Das Fraunhofer IAP bringe seine Expertise in der Entwicklung innovativer Membranen ein, die die Energieeffizienz elektrochemischer Prozesse steigern könnten. Fraunhofer UMSICHT ergänze dies durch sein Know-how in der Elektrochemie sowie im Anlagenbau. SGC Energy trage CO2- und Stromressourcen sowie Engineering-Kompetenz für die industrielle Umsetzung und Kommerzialisierung der Technologien bei. Ein Schwerpunkt der Zusammenarbeit sei die elektrochemische Umwandlung von CO2 in Ausgangsstoffe für chemische Produkte oder synthetische Kraftstoffe. Anwendungsfelder seien nachhaltige Flugkraftstoffe (eSAF, Sustainable Aviation Fuels). Während für die Wasserstoffelektrolyse bereits etablierte Lösungen verfügbar sind, bestehe bei der CO2-Elektrolyse weiterhin Entwicklungsbedarf, bei der klimaschädliches CO2 direkt in Kohlenmonoxid (CO) umgewandelt wird, zur Nutzung etwa zur Produktion von Kunststoffen und Essigsäure.

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(Schweiz) Das Paul Scherrer Institut (PSI) hat auf seinem Gelände die „Aerobrew“ genannte Demonstrationsanlage zur Erprobung und Kommerzialisierung besonders effizient hergestellten synthetischen Kerosins eingeweiht. Sie ist ein Gemeinschaftsprojekt des PSI und des Züricher Unternehmens Metafuels. Dabei entstehe aus Wasser, grünem Wasserstoff und Kohlendioxid ein hochwertiger, klimaneutraler synthetischer Treibstoff (eSAF) für die Luftfahrt. Damit werde nach Angaben des Instituts „die junge Aerobrew-Technologie erstmals in einem praxisnahen Anlagendesign betrieben“. Die Anlage sei darauf ausgelegt, fünfzig Liter SAF pro Tag zu produzieren. Es sei die erste weltweit, die alle Herstellungsschritte für künstlichen Flugzeugtreibstoff aus grünem Methanol unter einem Dach vereine. Metafuels will ab 2030 die erste kommerzielle Anlage zur Herstellung von SAF mit der „Aerobrew“-Technologie betreiben. Das Paul Scherrer Institut PSI ist mit 2.300 Mitarbeitern das größte Forschungsinstitut der Schweiz. Es ist Teil des ETH-Bereichs, dem auch die ETH Zürich und die ETH Lausanne angehören sowie die Forschungsinstitute Eawag, Empa und WSL.

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iStock / © Danil Melekhin