5 Dinge, die Sie über die Wasserstoffverdichtung wissen sollten

Atlas Copco ist für Drucklufttechnik bekannt, doch wussten Sie, dass Atlas Copco auch jahrelange Erfahrung in der Wasserstoffverdichtung hat und diese sogar im Atlas Copco Portfolio zu finden ist? Wenn Ihre Antwort nein ist, dann sollten Sie jetzt weiterlesen und mehr über die Wasserstoffverdichtung erfahren. Heute berichten wir über das kleine Einmaleins der Wasserstoffverdichtung: Definition, Wasserstoff- Erzeugung, -Dichte, Stromverbrauch und Vorteile. 

• 1. Was ist Wasserstoff?
• 2. Wie wird Wasserstoff erzeugt?
• 3. Wie viel Strom wird für die Erzeugung von 1 Liter Wasserstoff benötigt?
• 4. Was für eine Dichte hat Wasserstoff?
• 5. Wo wird die Wasserstoffverdichtung eingesetzt?
• Vorteile der Wasserstoffverdichtung
• Anwenderbeispiel zu Wasserstoffverdichtung in der Praxis

1. Was ist Wasserstoff?

Wasserstoff mit der Formel H₂ gilt als ältestes, einfachstes und häufigstes Element im Universum. Es ist farblos, geruchlos, unter Normalbedingungen gasförmig und leichter als Luft. In der Natur kommt Wasserstoff nur in gebundener Form vor – zum Beispiel als Bestandteil von Wasser.

2. Wie wird Wasserstoff erzeugt?

Für die Wasserstofferzeugung stehen gleich mehrere und dabei ganz unterschiedliche Pfade zur Verfügung, um Wasserstoff zu gewinnen. Weit vorne mit dabei dominiert aktuell noch Erdgas die Erzeugung im Steam-Reforming-Prozess. Man spricht hierbei von grauem Wasserstoff. Experten gehen aber davon aus, dass der Anteil von grünem Wasserstoff in nächster Zeit stark ansteigen wird. Betrachten wir den Herstellungs-Prozess von grünem Wasserstoff genauer.

Mit Hilfe der Wasser-Elektrolyse wird das Wasser mithilfe von grünem Strom elektrochemisch aufgetrennt. Dabei liefern Elektrolyseure die gewünschten Mengen an Wasserstoff. Als Nebenprodukt entsteht Sauerstoff. In der Detailbetrachtung sieht man, dass Wasser (H₂O) im Vehältnis 1 m³ Wasserstoff und ½ m³ Sauerstoff entsteht.

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3. Wie viel Strom wird für die Erzeugung von 1 Liter Wasserstoff benötigt?

Für 1 Liter (l) Wasserstoff werden ca. 53 Kilowattstunden Strom benötigt. Nur etwa 70 % finden sich energetisch im Wasserstoff wieder. Die restliche Energie ist Abwärme. In der Praxis sollte die Abwärme noch genutzt werden, um die Balance of Plant (BoP) der Elektrolyse durch Energierückgewinnungssysteme zu verbessern. Die Elektrolyse ist ein weiteres gutes Beispiel, was aktuell im Branchen-Trend liegt: die Abwärmenutzung. Alles rund um das Thema Abwärme und wie Sie auf so genannte Alternativ-Quellen setzen und von ihnen profitieren, lesen Sie hier: Abwärme nutzen in der Industrie.

4. Was für eine Dichte hat Wasserstoff?

Wasserstoff ist das leichteste Gas von allen, sogar leichter als Luft (Luft ist etwa 14-mal schwerer). Durch diese niedrige Dichte von Wasserstoff, lässt sich pro Volumeneinheit wenig Energie in Wasserstoff speichern. Unter atmosphärischen Bedingungen lässt sich mit Wasserstoff also wenig machen. Er muss also verdichtet werden. Dazu ein Beispiel:

Gehen wir von einer Temperatur von 15 °C und einem Druck von 350 bar aus, liegt die Dichte von Wasserstoff etwa bei 24 kg/m³. Wird der Druck auf 700 bar erhöht, erhöht sich die Dichte auf etwa 40 kg/m³. Daher kann ein Wasserstofftank mit doppeltem Druck (hier: von 350 auf 700 bar) etwa 67 % mehr Wasserstoff aufnehmen.

5. Wo wird die Wasserstoffverdichtung eingesetzt?

Widmen wir uns nun der Frage, wo Wasserstoffverdichtung eingesetzt wird und wo man sie tatsächlich findet. Und hier die Antwort: Wasserstoffverdichtung findet man an den unterschiedlichsten Orten, doch oft hat die Wasserstoffverdichtung etwas mit Mobilität zu tun. So findet man die Wasserstoffverdichtung oftmals an Tankstellen und im öffentlichen Nahverkehr, wo Kompressoren für die Wasserstoff-Mobilität eingesetzt werden. Aber damit nicht genug: die Wasserstoffverdichter verzeichnen gerade im Jahr 2022 eine große Nachfrage in der Wasserstoffproduktion und in Industrieanwendungen. Darüber hinaus wird die Wasserstoffverdichtung auch bei der Einspeisung von Wasserstoff aus der Elektrolyse in eine Pipeline eingesetzt.

Verdichter für Wasserstoff-Tankstellen

Neben den Verbrennermotoren und steigender E-Mobilität, rücken Wasserstofffahrzeuge fast schon in den Hintergrund. Doch Fahrzeuge mit Wasserstofftanks, auch Brennstoffzellen-Fahrzeuge (FCEV) genannt, sind auf eine Versorgung mit komprimiertem Gas angewiesen. Dabei ist besonders auf die richtige Menge und auf das richtige Druckniveau zu achten. Ebenso ist die Zuverlässigkeit aller Komponenten einer solchen Tankstelle von entscheidender Bedeutung. Gerade im Schwerlastbereich, Nahverkehr und der Schifffahrt könnte Wasserstoff eine gute Alternative zu fossilen Kraftstoffen und der E-Mobilität sein.

Vorteile der Atlas Copco Wasserstoffverdichtung

Atlas Copco steht über Jahrzehnte für innovative Produkte. Begonnen bei dem Produktdesign, über überdurchschnittliche Wartungsintervalle im Gegensatz zu vergleichbaren Kompressoren am Markt bis hin zu schnellen Serviceeinsätzen, die auf ein deutschlandweites Servicenetz zurückzuführen sind. Alles in einem stehen die Produkte von Atlas Copco für Innovation und höchste Zuverlässigkeit. So auch bei der Wasserstoffverdichtung. Denn wie bereits eingangs erklärt gilt Wasserstoff beziehungsweise die Kompression von Wasserstoff als kritischer Punkt – hier kommt es anders als bei der Drucklufttechnik üblich nicht nur zu einem hohen Druck, sondern gleichzeitig auch zur Verdichtung eines explosiven Mediums. Wenn hoher Druck und explosive Medien aufeinandertreffen ist es rein physikalisch gesehen äußerst wichtig das richtige Zusammenspiel zu finden. Gemeinsam mit unseren Experten im Bereich der Wasserstoffverdichtung finden auch Sie die optimale Lösung für Ihre Anwendung.

Um noch mehr über die Wasserstoffverdichtung bei Atlas Copco zu erfahren, lesen Sie hier weiter.

Zusammenfassung:

Zusammengefasst lässt sich sagen, dass die Plug-and-Play-Variante als Containerlösung einen reibungslosen Betrieb gewährleistet. Zusätzlich zeichnen sich die Plug-and-Play-Lösungen durch eine lange Lebensdauer und einem störungsfreien Ablauf innerhalb des Betriebes aus. Atlas Copco geht da noch einen Schritt weiter und gewährleistet mit modernsten Technologien einen Wasserstoff, der zu 100% ölfrei komprimiert ist. Die hohe Reinheit des Wasserstoffs ist gerade mit Hinblick auf den Mobilitätsbereich entscheidend.

Vorteile kurz & kompakt:

• Der große Vorteil der Wasserstoffverdichtung ist, dass modulare Verdichter-Einheiten variabel sind, d.h. für Wasserstoff Anwender, dass der Wasserstoffbedarf jederzeit angepasst werden kann.
• Die Wasserstoffverdichtung eignet sich besonders für Wasserstofftankstellen für Personenkraftwagen (PKW), Lastkraftwagen (LWK), Busse sowie Züge.
• Bei der Wasserstoffverdichtung werden Wasserstoffverdichter mit bis zu 1000 bar (Enddrücke) eingesetzt.

Sie haben Fragen rund um das Thema Wasserstoffverdichtung? Dann melden Sie sich bei uns.