Wasserstoff: SANHA® ist bereit für H2!
Wasserstoff - H2 - ist ein wesentlicher Faktor zur Dekarbonisierung der bestehenden Energieversorgung und verblüffend vielseitig. Die Anwendungsgebiete reichen von der Wasserstoff-Einspeisung in das Erdgasnetz für die häusliche Wärmeversorgung über die Bereitstellung von Prozesswärme in der Industrie bis hin zu Brennstoffzellen für den stationären oder mobilen Einsatz.
Wasserstoff kann bis zu einem gewissen Grad im bestehenden Gasnetz zwischengespeichert werden. Gleichzeitig kann dieser Energieträger selbst ideal als Speichermedium - etwa für Solarstrom - genutzt werden. Beides senkt die technischen Hürden ebenso wie den finanziellen Aufwand für die Umrüstung unserer Infrastruktur und Gerätelandschaft.
Dies zusammengenommen macht das Thema für viele Akteure spannend: Gerätehersteller, Energieversorger, Technische Planer, Journalisten, Handwerker und Hausbesitzer, Investoren und Bauunternehmen profitieren gleichermaßen von ausreichend fundierter Information.
Wir vermitteln Unternehmen und allen, die sich für dieses Thema interessieren die notwendigen Fakten rund um das Thema Wasserstoff und helfen Ihnen, den Energiebedarf in Gebäuden mit zukunftsfähigen Lösungen nachhaltiger zu decken.
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Ist Wasserstoff zukunftsorientiert?
Warum brauchen wir Wasserstoff?
Aktuelle Einsatzgebiete von Wasserstoff?
Was ist das Besondere daran, dass SANHA® KIWA-zertifiziert ist?
Welche Industriebereiche müssen klimaneutral werden?
Wasserstoff: Die Grundlagen
Wasserstoff ist ein Gas. Es ist auf der Erde vorhanden, allerdings fast ausschließlich in chemischen Verbindungen mit z. B. Wasser, Säuren, Kohlenwasserstoffen etc.
Wasserstoff wird gewonnen, indem man Wasser (H2O) in Sauerstoff (O) und molekularen Wasserstoff (H2) aufspaltet. Geschieht dies mit Hilfe elektrischen Stroms, spricht man von Elektrolyse. Der entscheidende Vorteil für das Klima: Der benötigte Strom kann problemlos aus Erneuerbaren Energien gewonnen werden und trägt so gleichzeitig dazu bei, diese bedarfsunabhängig zu speichern.
Zudem wird nicht nur bei der Herstellung, sondern auch beim Transport und Einsatz von Wasserstoff zur Erzeugung von Wärme oder anderer Nutzenergie lediglich Wasser als "Abfallprodukt" freigesetzt, kein CO2.
Inzwischen wird an weiteren vielversprechenden Verfahren geforscht, z. B. die Pyrolyse von Methan bzw. Erdgas, bei der Wasserstoff und fester Kohlenstoff (Karbonpulver) gewonnen werden.
Was spricht für Wasserstoff?
Neben den bereits genannten Vorteilen erfordert insbesondere die Dekarbonisierung des Gasnetzes Wasserstoff. Auf Europa bezogen verbindet dieses bestehende Netz die europäische Industrie und deckt mehr als 40 % der Wärmeversorgung der EU-Haushalte sowie 15 % der Stromerzeugung in der EU ab. Biogas ist zwar ein wichtiger Hebel, wird aber nicht in der erforderlichen Größenordnung verfügbar sein. Die Elektrifizierung mit Wärmepumpen kann Erdgas für die Beheizung neuer Gebäude ersetzen, erfordert jedoch kostspielige oder sogar unmögliche Nachrüstungen in alten Gebäuden, die für 90 % der CO2-Emissionen von Gebäuden verantwortlich sind. Eine vollständige Direktelektrifizierung würde auch zu großen saisonalen Ungleichgewichten in der Stromnachfrage führen, die wiederum einen Stromspeichermechanismus in großem Maßstab erfordern würden.
Wasserstoff umgeht diese Hindernisse und kann als Ergänzung zu Wärmepumpen dienen. Die Hersteller können einen Teil des Wasserstoffs verteilen, indem sie ihn in das bestehende Netz einspeisen, ohne dass größere Umbauten erforderlich sind, aber es ist noch viel mehr möglich: Letztlich können die Energieversorger die Netze auf den Betrieb mit reinem Wasserstoff umstellen. Alternativ dazu kann Erdgas durch synthetisches Erdgas (SNG) ersetzt werden, das aus Wasserstoff und CO2 hergestellt wird. Alle gasbasierten Heizungssysteme können ihre Energieeffizienz durch den Einsatz von (brennstoffzellenbasierter) Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) steigern.
1. Ausgleich von Erzeugung und Nachfrage
In dem Maße, in dem Elektrizität eine höhere Energienachfrage befriedigt und immer mehr Energie aus erneuerbaren Quellen stammt, werden sowohl kurz- als auch langfristige Ungleichgewichte zwischen Angebot und Nachfrage zunehmen. Dies macht einen verstärkten Ausgleich über das Jahr hinweg und eine saisonale Energiespeicherung erforderlich. Während Batterien und nachfrageseitige Maßnahmen für kurzfristige Flexibilität sorgen können, ist Wasserstoff die einzige in großem Maßstab verfügbare Technologie zur langfristigen Energiespeicherung. Sie kann bestehende Gasnetze, Salzkavernen und erschöpfte Gasfelder nutzen, um Energie für längere Zeiträume zu geringen Kosten zu speichern.
2. Transport von Energie
Wasserstoff ist ein Bindeglied zwischen Regionen mit kostengünstigen erneuerbaren Energien und den Nachfragezentren - z. B. als Verbindung zwischen Regionen mit reichlich Geothermie und Windenergie im Norden Europas und dem Festland oder als Mittel zum Import erneuerbarer Energie aus Nordafrika. Wasserstoff ermöglicht den Transport von Energie über große Entfernungen in Pipelines, Schiffen oder Lastwagen, sei es gasförmig, verflüssigt oder in anderer Form gespeichert, was viel weniger kostet als Stromleitungen.
3. Breite Akzeptanz
Drittens ist der Übergang zu Wasserstoff auf die Präferenzen und den Komfort der Kunden abgestimmt. Dies ist von entscheidender Bedeutung, da kohlenstoffarme Alternativen, die den Kundenwünschen nicht entsprechen, wahrscheinlich Schwierigkeiten bei der Einführung haben werden. Im Verkehr bietet Wasserstoff die gleiche Reichweite und Betankungsgeschwindigkeit wie Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor. Energieunternehmen können Wasserstoff oder synthetisches Methan über Power-to-Gas-Anlagen in das Gasnetz einspeisen, wobei die Umstellung für die Verbraucher "unsichtbar" ist. Eine spätere Umstellung auf 100 % Wasserstoff erfordert zwar eine Aufrüstung von Geräten und Rohrleitungen, doch bleibt die derzeitige Heizungsinfrastruktur in Gebäuden intakt.
Warum setzt sich SANHA® für Wasserstoff ein?
SANHA® verfolgt seit langem eine aktive, ambitionierte CSR-Politik. Diese Corporate Social Responsibility umfasst neben sozialem und kulturellem Engagement selbstverständlich auch eine ökologisch möglichst nachhaltiges Verhalten hinsichtlich Umwelt- und Klimaschutz. Da Wasserstoff aus den zuvor genannten Gründen erhebliches Potenzial hat, die Erderwärmung zu begrenzen, ist sein breiter Einsatz in Industrie und Gewerbe, Wohnungsbau und Verkehr und vielen weiteren Branchen sehr wichtig.
Daher arbeiten wir seit Jahren aktiv an der Entwicklung geeigneter Rohrleitungssysteme - mit Erfolg, denn die Serie SANHA®-Press Gas wurde bereits 2020 vom Zertifizierungsinstitut KIWA für den Einsatz von bis zu 100 % Wasserstoff zertifiziert. Alle durchgeführten Tests verliefen erfolgreich. Damit ist SANHA® der erste Hersteller von Rohrleitungssystemen, der über ein Wasserstoff-Zertifikat verfügt. Seit 2022 haben wir auch das Prüfzeichen H2ready für bis zu 100% Wasserstoff vom DBI - Gastechnologisches Institut gGmbH des DVGW.
Zudem arbeiten wir in verschiedenen nationalen und internationalen Gremien, um rasch eine weitestgehende Standardisierung und Harmonisierung technischer Vorschriften und Normen zu erreichen - dies ist eine unerlässliche Voraussetzung für die Etablierung einer nachhaltigen CO2-freien und flexiblen Wasserstoffwirtschaft.
Vielfältig einsetzbarer Energieträger
Die Energiewende in der EU erfordert eine fast vollständig dekarbonisierte Stromerzeugung, was die Notwendigkeit mit sich bringt, erneuerbare Energien in das Netz zu integrieren. Wasserstoff ist die einzige großtechnische Technologie für die "Sektorkopplung", mit der Strom in eine nutzbare Form umgewandelt, gespeichert und zur Deckung der Nachfrage an die Endverbraucher geleitet werden kann. Mit anderen Worten: Elektrolyseure können Strom aus erneuerbaren Energien in ein Gas umwandeln, das die Flexibilität von Erdgas hat, aber keine CO2-Emissionen verursacht.
Diese Flexibilität macht Wasserstoff für nahezu alle Sektoren und Anwendungsbereiche attraktiv. So wird Wasserstoff bisher vor allem in der chemischen Industrie, zum Beispiel zur Herstellung von Stickstoffdünger, in Erdölraffinerien zur Raffinierung von Mineralöl oder bei der Herstellung von synthetischen Kraftstoffen verwendet. Besonders industrielle Prozesse, die sich nur mit hohem Aufwand elektrifizieren lassen (Stahlerzeugung oder Ammoniakproduktion) bieten sich für den H2-Einsatz an.
Hinzu kommt die Wärmeversorgung von Wohngebäuden. Im Neubau kann dies künftig mit Brenstoffzellen-Heizgeräten erfolgen. Doch auch im Gebäudebestand gibt es großes Potenzial. So sind moderne Heizgeräte zunehmend für die Versorgung mit Erdgas mit einem Anteil von bis zu 20 % Wasserstoff geeignet und DVGW-zertifiziert.
Wasserstoff in der Mobilität: (Schwerlast-)Verkehr ohne CO2-Emissionen?
Auch im Verkehr bietet sich ein elektrischer Antrieb nicht immer an: Insbesondere beim Schwerlastverkehr wird aufgrund des Gewichts der Fahrzeuge viel Energie gebraucht. Dementsprechend würde verhältnismäßig viel Strom benötigt, um die erforderlichen Reichweiten abbilden zu können. Mit einer Brennstoffzelle lassen sich diese Probleme jedoch umgehen.
Wasserstoff kann - mit weiteren Prozessschritten - auch zu synthetischen Kraftstoffen verarbeitet werden, welche anschließend in Verbrennungsmotoren zum Einsatz kommen. Für den Bereich des Zugverkehrs gibt es erste Projekte, während für Flugzeuge und Hubschrauber ein elektrischer Antrieb so gut wie ausgeschlossen ist. Auch hier kann H2 eine praktikable Lösung darstellen.
Gerade in ländlichen Bereichen, in denen es keine Oberspannungsleitungen gibt und aktuell Dieselloks fahren, könnten so Emissionen eingespart werden. Gleiches gilt für den Schiffsverkehr, wo der Einsatz von Schweröl abgelöst werden kann.
Unsere Lösungen für den Transport von Wasserstoff
Dank frühzeitiger Forschung an und Beschäftigung mit dem Thema können wir heute verschiedene Rohrleitungssysteme anbieten, die für die Wasserstoff-Versorgung in Gebäuden geeignet sind.
NiroSan® Gas | Edelstahl 1.4404 | HNBR-Dichtring
Wasserstoff FAQs
- Grüner Wasserstoff wird durch die Elektrolyse von Wasser hergestellt. Dafür wird Strom aus erneuerbaren Energiequellen verwendet. Grüner Wasserstoff ist deshalb CO2-frei.
- Grauer Wasserstoff wird mittels Dampfreformierung meist aus fossilem Erdgas hergestellt. Dabei entstehen rund 10 Tonnen CO2 pro Tonne Wasserstoff. Das CO2 wird in die Atmosphäre abgegeben.
- Blauer Wasserstoff ist grauer Wasserstoff, bei dessen Entstehung das CO2 jedoch teilweise abgeschieden und im Erdboden gespeichert wird (CCS, Carbon Capture and Storage). Maximal 90 Prozent des CO2 sind speicherbar.
- Türkiser Wasserstoff ist Wasserstoff, der über die thermische Spaltung von Methan (Methanpyrolyse) hergestellt wird. Anstelle von CO2 entsteht dabei fester Kohlenstoff. Das Verfahren der Methanpyrolyse befindet sich derzeit noch in der Entwicklung.
- Energieerzeugung: Wasserstoff kann verbrannt werden, um Wärme und Energie zu erzeugen. Es kann auch in Brennstoffzellen verwendet werden, um elektrische Energie zu erzeugen. Brennstoffzellen sind besonders interessant, da sie hohe Wirkungsgrade haben und nur Wasser als Nebenprodukt erzeugen.
- Transportwesen: Wasserstoff kann als Brennstoff für Fahrzeuge verwendet werden, insbesondere für Wasserstoff-Brennstoffzellen-Fahrzeuge. Diese Fahrzeuge erzeugen keine schädlichen Emissionen und bieten eine Alternative zu herkömmlichen Verbrennungsmotoren.
- Industrielle Prozesse: Wasserstoff wird in verschiedenen industriellen Anwendungen eingesetzt, beispielsweise bei der Raffination von Erdöl, der Herstellung von Ammoniak für Düngemittel, der Stahlproduktion und der Lebensmittelverarbeitung.
- Energiespeicherung: Wasserstoff kann als Energiespeichermedium dienen, insbesondere zur Speicherung überschüssiger Energie aus erneuerbaren Energiequellen wie Wind- und Solarenergie. Der Wasserstoff kann gespeichert und bei Bedarf wieder in elektrische Energie umgewandelt werden.
- Chemische Industrie: Wasserstoff ist ein wichtiger Bestandteil vieler chemischer Prozesse und wird zur Herstellung von verschiedenen Chemikalien wie Ammoniak, Methanol, Methan und anderen Kohlenwasserstoffen verwendet.
Wasserstoff spielt eine wichtige Rolle in der Industrie. Er wird als Rohstoff und Energieträger in der chemischen Industrie eingesetzt und ermöglicht die Herstellung von wichtigen chemischen Verbindungen. In der Raffinerie- und Metallindustrie wird er zur Qualitätsverbesserung und Reduktion von Metallerzen verwendet. Zudem kann Wasserstoff zur Energiespeicherung in Kombination mit Brennstoffzellen genutzt werden. Im Bereich der Mobilität bietet Wasserstoff eine emissionsfreie Alternative zu herkömmlichen Verbrennungsmotoren.
Wer heute SANHA-Press Gas oder NiroSan Gas für die Verwendung mit Erdgas installiert, kann bei der bevorstehenden Umstellung auf Erdgas-Wasserstoff-Gemische beruhigt sein, da diese schon heute zertifiziert und damit für bis zu 100% Wasserstoff oder Erdgas genutzt werden können. Also einmal installiert ist man für alles vorbereitet was kommen wird.
Die geeignete Rohrgröße für eine Wasserstoffanwendung hängt von Faktoren wie der erforderlichen Durchflussmenge, dem Druck und der Entfernung des Wasserstofftransports ab. Ingenieure verwenden in der Regel etablierte Industrienormen und Richtlinien sowie mathematische Berechnungen, um die optimale Rohrgröße für ein bestimmtes Wasserstoffsystem zu ermitteln.
Unsere Press-Systeme eignen sich für ein breites Spektrum von Gasanwendungen:
- 100 % Wasserstoff
- Wasserstoff/Erdgas-Gemische
- 100 % Erdgas
Die Rohrleitungssysteme NiroSan Gas und SANHA-Press Gas können für Wasserstoffanwendungen eingesetzt werden.
Ja, NiroSan Gas und SANHA-Press Gas können für Erdgas, für Wasserstoff und alle weiteren Mischungen aus Erdgas und Wasserstoff verwendet werden.
NiroSan Gas kann je nach Durchmesser für einen Betriebsdruck von bis zu 40 bar eingesetzt werden.
- d ≤ 22 mm 40 bar
- d = 28 – 35 mm 25 bar
- d = 42 – 168,3 mm 16 bar
SANHA-Press Gas kann für einen Betriebsdruck von bis zu 16 bar eingesetzt werden.
- d ≥ 12 – 108 16 bar
SANHA ist der erste Hersteller von Rohrleitungssystemen, der über ein Zertifikat für Press-Systeme des weltweit aktiven Zertifizierungsinstituts KIWA verfügt. Seit 2022 haben wir auch das Prüfzeichen H2ready für bis zu 100% Wasserstoff vom DBI des DVGW.
Als bisher einziger zertifizierter Presssystem Hersteller für Wasserstoff sparen Sie sich bei der Installation Zeit und Geld. Unsere Presssysteme sind in besonderem Maße prozesssicher herzustellen und das ohne jegliche Schweißer oder Hartlöter. Das erleichtert die Umsetzung ihrer Rohrleitungsbauvorhaben wesentlich. Unsere Qualität spricht für sich und so sind unsere Pressverbindungen nicht nur reproduzierbar gut sondern erfüllen nach ISO 14903 auch den Anspruch hermetisch dicht zu sein. Das ist 1000 mal besser als in der TGA gefordert.
NiroSan Gas: SANHA-Press Gas:
d ≤ 22 mm 40 bar d ≥ 12 – 108 16 bar
d = 28 – 35 mm 25 bar
d = 42 – 168,3 mm 16 bar
Die SANHA-Rohrleitungssysteme NiroSan Gas und SANHA-Press Gas sind für Temperaturen von -30 °C bis +100 °C zugelassen.
NiroSan® Edelstahlrohre nach DVGW-Arbeitsblatt GW 541 bzw. DIN EN 10312
SANHA-Press Gas: Installation mit Kupferrohren nach EN 1057 bzw. DVGW-Arbeitsblatt GW 392
Wasserstoff wird insbesondere als Speichermedium benötigt um die stark volatile erneuerbare Energieversorgung an die Bedarfe anzupassen. Also, bevor ein Windrad wegen mangelnden Stromabnehmern gestoppt wird ist es sinnvoll stattdessen Wasserstoff zu erzeugen.
Reden wir darüber!
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