Dr. Stephan Bross, CTO, KSB SE & Co. KGaA
Wasserstoff ist der Schlüssel auf dem Weg zu CO₂-neutralen industriellen Prozessen – im Fokus steht aktuell die Erzeugung von grünem Wasserstoff. Unabhängig von der Farbe sorgt Pumpentechnik für stabile Prozesse in der gesamten Wasserstoffproduktion. Um die Bedürfnisse der Wasserstoffökonomie in den Bereichen Produktion und Umwandlung sowie Verteilung zu erfüllen, kann die Industrie auf ein großes vorhandenes Portfolio an bewährten Komponenten zurückgreifen.
Pumpen- und Armaturenherstellern kommt zugute, dass sie viele bei der Wasserstofferzeugung eingesetzte Prozesse aus Anwendungen in der chemischen Industrie sehr gut kennen. Seit über hundert Jahren sind ihre Produkte in den dortigen herausfordernden Umgebungen im Einsatz. Sie arbeiten unter anderem in den Elektrolyseuren und in den verfahrenstechnischen Anwendungen zur Gasabscheidung der Großchemie. Vor allem bei den Konversionsprozessen, wie der Ammoniaksynthese sowie den auf fossilen Brennstoffen basierenden Erzeugungsprozessen für den blauen Wasserstoff (SMR, ATR, CCS), kann der Frankenthaler Pumpen- und Armaturenhersteller KSB auf langjährige Erfahrung zurückgreifen.
Elektrolyse als Grundlage für die grüne Wasserstoffproduktion
Pumpen und Armaturen kommen in allen wichtigen Technologien der grünen Wasserstofferzeugung zum Einsatz: sei es die alkalische Elektrolyse (AEL), die Proton-Exchange-Membrane-Elektrolyse (PEM) oder für zukünftige Technologien, wie die Anion-Exchange-Membrane-Elektrolyse (AEM) oder die Hochtemperaturelektrolyse (HTEL). Die Herausforderungen bei der Umsetzung von grünen Wasserstoff-Projekten sind die variierenden Detailanforderungen in Bezug auf die eingesetzten Komponenten. Viele Fragen, etwa rund um den hydraulischen Abgleich oder die Fahrweise bei Pumpen in den unterschiedlichen Wasserstoffprozessen, werden sich klären lassen, wenn die Entwicklung weiter fortgeschritten ist. Deshalb engagiert sich KSB nicht nur bei Kunden mit Forschungs- und Entwicklungskompetenz, sondern wirkt auch in den einschlägigen Arbeitsgruppen von Normierungsorganisationen, zum Beispiel bei CEN in Frankreich oder DIN in Deutschland, mit.
Dekarbonisierung, eine Lösung für die Gegenwart
Noch steht grüner Wasserstoff trotz vielversprechender Ideen und erster Projekte nicht ausreichend zur Verfügung. Daher ist es sinnvoll und auch schneller umsetzbar, für die Übergangszeit zunächst auf den vergleichsweise günstigen blauen Wasserstoff zu setzen. Die Idee dahinter: Die herkömmliche Erzeugung des Wasserstoffs wird mit einer CO2-Abscheidung und -Einlagerung, auf Englisch „Carbon Capture and Storage“ oder kurz „CCS“, kombiniert. Dekarbonisierung ist die Übergangslösung auf dem Weg zu CO2-neutralen industriellen Prozessen. Vor allem bei den großen Verursachern von Emissionen, wie der Eisen- und Stahlproduktion oder fossil beheizten Kraftwerken sowie der chemischen Industrie, besitzt dieser Ansatz großen Charme. Die Prozesse zur Erzeugung von blauem Wasserstoff sind bekannt und das Anlagenequipment ist bewährt. Vor allem bei den Konversionsprozessen wie Ammoniak sowie den auf fossilen Brennstoffen basierenden Erzeugungsprozessen für den blauen Wasserstoff können Pumpen- und Armaturenhersteller auf langjährige Erfahrung zurückgreifen. Entscheidend für den Einsatz in allen Carbon-Capture-Anlagen: Die Pumpen müssen ein sehr breites Anwendungsspektrum beherrschen, schnell einsatzbereit sowie für sehr hohe Drücke und hohe Temperaturen geeignet sein.
Aufgaben der Zukunft
In den kommenden Jahren wird Wasserstoff als stoffliche Ressource sowie als Energieträger unerlässlich sein. Eine Umsetzung des Potenzials von grünem Wasserstoff stellt die Chemiebranche aktuell vor große Herausforderungen. Egal, welche Verfahren in Zukunft zum Einsatz kommen und welche Anlagengrößen sich als geeignet erweisen werden, nur die enge Verzahnung aller Beteiligten, von Planern über Anlagenbauer, Produzenten bis zur Verfahrenstechnik, wird die Wasserstoffwende zum Erfolg führen. Wichtig ist, dass die Politik für die konzertierte Aktion die nötigen Rahmenbedingungen schafft.