Erdgasnetz für Wasserstofftransport Sonntag, 01.05.2016

Wasserstoff gewinnt heute vor allem deshalb an Bedeutung, weil er eine Möglichkeit bietet, überschüssige elektrische Energie aus erneuerbaren Energieträgern zu speichern.

Ein flächendeckendes Netz an Wasserstoff-Tankstellen gibt es allerdings noch nicht. Entweder man gewinnt den Wasserstoff direkt vor Ort durch Elektrolyse, was nicht sehr effizient ist, oder man muss ihn aufwändig und teuer anliefern, zum Beispiel in großen Drucktanks.

Eine Alternative wäre es, das vorhandene Erdgasnetz für den Wasserstoff Transport zu verwenden. Die Einspeisung des Wasserstoffs ins Erdgasnetz ist technisch kein Problem, und der gewöhnliche Erdgaskunde bemerkt davon gar nichts – wer allerdings Wasserstoff haben will, kann ihn nach einem von der TU Wien entwickelten Verfahren gezielt aus diesem Erdgas-Wasserstoffgemisch herausfiltern.
 
An der TU Wien wurde ein zweistufiges Verfahren (HylyPure®) entwickelt: Mit Hilfe von Membranen, die zwar den Wasserstoff, nicht aber größere Moleküle passieren lassen, kann die Wasserstoffkonzentration zunächst auf 20-50% erhöht werden. Danach wird dieses Mischgas in einem Druckwechsel-Adsorptionsverfahren weiter gereinigt, indem andere Moleküle (etwa Methan) gezielt von porösen Materialien adsorbiert werden. Das Verfahren funktioniert auch bei hohem Druck von bis zu 60 bar, es kann daher auch am übergeordneten Gasnetz angewendet werden. Das Endprodukt ist Wasserstoff mit einem Reinheitsgrad von bis zu 99,97% ,  sodass er danach direkt für Brennstoffzellen benutzt werden kann.

Die Technik kommt mit 8% bis 12% der elektrischen Energie aus, die man zur Herstellung des Wasserstoffes mittels Elektrolyse benötigen würde. Bereits ab einem Wasserstoffanteil von 1% im Erdgasnetz lässt sich mit der Methode der TU Wien hochreiner Wasserstoff herausfiltern, bei höheren Wasserstoffkonzentrationen steigt die Effizienz.

Bild: TU Wien - Versuchsanlage zur Filtration von Wasserstoff aus einem Gemisch mit Erdgas

1.5.15
AK