- Dr. Denise Ott
- 24.09.24
- 2 min
- Nachhaltigkeitsberatung, Für KMU
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Dr. Günter Hohmann
Die Wasserstoffinfrastruktur ist von entscheidender Bedeutung für die erfolgreiche Einführung von Wasserstoff und seine vielfältigen Anwendungen auf dem Markt. Eine flächendeckende Verfügbarkeit von Wasserstoff ist unerlässlich, um die Bedürfnisse aller Nutzer zu decken. Dies erfordert entweder den Bau neuer Wasserstoffpipelines oder die Umrüstung bestehender Pipelines. Zusätzlich muss eine effiziente Speicherstruktur geschaffen werden, um die Produktion von Wasserstoff zu stabilisieren.
Jährlich gehen weltweit etwa 2 % des geförderten Erdgases durch Leckagen während der Förderung, des Transports oder der Verdichtung verloren. Bei der Umstellung der Infrastruktur von Erdgas auf Wasserstoff sind aufgrund der unterschiedlichen Eigenschaften von Wasserstoff im Vergleich zu Erdgas sogar noch größere Verluste durch Leckagen zu erwarten. Wasserstoffmoleküle sind kleiner, was dazu führt, dass sie schneller durch Risse und Undichtigkeiten entweichen können. Ein weiterer Faktor, der Leckagen begünstigt, ist die sogenannte Wasserstoffversprödung, bei der Wasserstoff in atomare Metallstrukturen eindringt und Mikrorisse verursacht. Die Stärke der Wasserstoffversprödung hängt von verschiedenen Faktoren ab, darunter das verwendete Material, Druck, Kontaktzeit und Temperatur.
Um sicherzustellen, dass unsere bestehende Infrastruktur wasserstofftauglich ist, sind verschiedene Entwicklungsmaßnahmen erforderlich:
Die Entwicklung solcher Maßnahmen kann durch verschiedene Förderprogramme wie die steuerliche Forschungszulage oder KMU-innovativ unterstützt werden.
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Steuerliche Forschungszulage zur Förderung von Wasserstoffprojekten Die steuerliche Forschungszulage wurde am 1. Januar 2020 eingeführt und ist ein universelles Förderprogramm für Unternehmen in Deutschland, unabhängig von ihrer Größe. Diese Zulage unterstützt die Personalkosten in Forschungs- und Entwicklungsprojekten und ermöglicht jährliche Steuervergünstigungen von bis zu einer Million Euro. Das Besondere daran ist, dass die Forschungszulage auch für bereits abgeschlossene oder gescheiterte Projekte beantragt werden kann. Wenn Sie im Rahmen der schnellen Entwicklung im Wasserstoffsektor bereits Forschungs- und Entwicklungsarbeiten finanziert haben, ist die Forschungszulage ein ideales Förderprogramm, um diese Arbeiten nachträglich zu unterstützen. Wasserstoff ist ein hochinnovatives Thema und passt gut zur Forschungszulage. Die EurA AG verfügt über umfangreiche Erfahrung in Bezug auf die steuerliche Forschungszulage und hat bereits mehr als 400 Zuwendungsbescheide erhalten. Unsere Dienstleistungen umfassen die Identifizierung förderfähiger Projekte, die Antragstellung und die Abrechnung zur Mittelabrufung. Falls die steuerliche Forschungszulage nicht zu Ihrem Unternehmen oder Ihrem Vorhaben passt, stehen wir Ihnen gerne zur Seite und beraten Sie bei der Auswahl des richtigen Förderprogramms sowie bei der Antragstellung. |
Wasserstoff ist ein guter Energiespeicher: Bezogen auf sein Gewicht ist sein Energiegehalt viel höher als etwa der von anderen fossilen Brennstoffen. Allerdings nimmt Wasserstoff bei normalen Temperaturen viel Raum ein und ist sehr flüchtig. Durch Komprimierung oder Verflüssigung lässt sich seine geringe Energiedichte erhöhen und maximieren, was entscheidend ist. Denn flüssige Wasserstoffspeicher haben eine weit höhere Energiedichte als gasförmige und erleichtern so den Transport von H2 erheblich. Aktuelle Speichermöglichkeiten für Wasserstoff sind:
Für den Ferntransport von Wasserstoff sind daher neue Speicher- und Transportmethoden erforderlich. Aktuell sehen die Möglichkeiten wie nachfolgend aus.
Abbildung 1: Modernes Wasserstoffspeichersystem, begleitet von einem großen Solarkraftwerk und Windturbinenpark
Eine Möglichkeit, die Wasserstoffspeicherung und den -transport zu vereinfachen, besteht in der chemischen Umwandlung von Wasserstoff. Ein Ansatz ist die Umwandlung von Wasserstoff mit Stickstoff zu Ammoniak durch das Haber-Bosch-Verfahren. Ammoniak ist einfacher in großen Mengen zu speichern, da es bereits bei mittleren Drücken ohne Kühlung flüssig vorliegt. Im Gegensatz zu Wasserstoff kann Ammoniak mit geringerem Aufwand und ohne aktive Kühlung transportiert werden.
Verflüssigtes Ammoniak kann über große Entfernungen transportiert werden, beispielsweise mittels Tankschiffen. Am Zielort muss der Wasserstoff aus Ammoniak zurückgewonnen werden, was beispielsweise durch Plasmalyse oder Elektrolyse erfolgen kann (siehe Abbildung 2). Das Ziel besteht darin, die transportierte Energiemenge zu maximieren und den Energieverlust beim Transport und bei der Rückgewinnung möglichst gering zu halten.
Abbildung 2: Transport von Ammoniak mittels Tankschiffen
In der chemischen Umwandlung und der Rückgewinnung von Wasserstoff gibt es noch Entwicklungspotenzial. Die Herstellung von Ammoniak durch das energieintensive Haber-Bosch-Verfahren erfordert Verbesserungen, um die Energieeffizienz zu steigern. Ebenso müssen die Verfahren zur Rückgewinnung von Wasserstoff weiterentwickelt und optimiert werden, um eine positive Energiebilanz zu erreichen.
Die Bereitstellung von Wasserstoff erfordert mehr als nur Transport und Speicherung. Zusätzliche Komponenten sind erforderlich, um die Produktion und den Verbrauch mit der Wasserstoffinfrastruktur zu verknüpfen. Prozesse müssen geregelt und die Versorgung mit anderen Rohstoffen sichergestellt werden. Diese essenziellen Komponenten, die den Betrieb der Wasserstoffprozesse gewährleisten, werden als "Balance-of-Plant" bezeichnet. Sie umfassen Aufgaben wie Druckregelung, Temperaturregelung, Bereitstellung elektrischer Energie, Rohstoffversorgung und Regelungssysteme.
Der Bedarf in der Wasserstoffwirtschaft ist vielfältig. Wenn Sie Ideen für Forschung und Entwicklung im Bereich Wasserstoff haben, stehen wir Ihnen gerne zur Seite. Weitere Informationen zum Thema Wasserstoff finden Sie unter www.eura-ag.com/wasserstoff.
Text: Georg Beckmann
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EurA AG
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