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„Wasserstoff wird derzeit überwiegend zentral aus fossilen Rohstoffen erzeugt. Anschließend muss er in einem teuren sowie energieintensiven Prozess komprimiert oder verflüssigt werden, um ihn beispielsweise an Tankstellen liefern zu können. Und dort braucht es teure Infrastruktur mit hohen Investitionskosten, um große Wasserstoffmengen zu speichern“, heißt es in einer Aussendung der TU Graz. Aus diesen Gründen sei Wasserstoff, der oft als Hoffnungsträger für die Energiewende angeführt wird, noch nicht massentauglich. Zusammen mit dem Grazer Startup Rogue H2, das sich zu 100 Prozent im Besitz der chinesischen Unternehmerin Chi-En Huang befindet, wurde an der Uni nun ein neues Verfahren entwickelt, das die genannten Nachteile nicht hat.
Bereits 2020 wurde die „Chemical-Looping Hydrogen-Methode“, mit der Wasserstoff aus Biogas, Biomasse oder Erdgas dezentral und klimaneutral erzeugt werden kann, vorgestellt. Nun wurden vom Team neue konkrete Ergebnisse aus einer von der FFG geförderten Pilotanlage präsentiert. In dieser erzeugt das Team direkt bei einer bestehenden Biogasanlage hochreinen Wasserstoff aus echtem Biogas inklusive aller Verunreinigungen, die im Gas vorhanden sind.
Methangas aus Schweinegülle und Co als Ausgangsstoff
Das Gas – Methangas aus Schweinegülle, Glycerinphase, Silomais und Getreideresten – stammt von der südsteirischen Ökostrom Mureck GmbH. Die Zehn-Kilowatt-Anlage am Firmengelände zweigt etwa ein Prozent des Biogasstroms ab (rund 30 Liter pro Minute) und vermischt es mit Wasserdampf. Das Gemisch strömt in den Reaktor der Anlage. Dort wird nach mehreren chemischen Prozessen Wasserstoff mit einem Reinheitsgrad von 99,998 Prozent frei.
„Wir zeigen damit, dass ein Chemical-Looping System in eine bestehende Biogasanlage eingebunden werden kann. Es entsteht hochreiner Wasserstoff für Brennstoffzellen aus realem Biogas, und zwar nicht nur im Labor, sondern tatsächlich im industriellen Maßstab“, sagt Viktor Hacker vom Institut für Chemische Verfahrenstechnik und Umwelttechnik der TU Graz.
Rogue H2: „Technologie ist reif für den kommerziellen Einsatz“
Prinzipiell sei auch die Marktreife erreicht. „Würden wir anstelle des einen Prozents den gesamten Biogasstrom der Murecker Biogasanlage durch eine entsprechend hochskalierte Chemical-Looping-Anlage leiten, kämen wir sogar auf eine Drei-Megawatt-Wasserstoffproduktionsanlage. Das bedeutet, die Technologie ist nun reif für den kommerziellen Einsatz. Wir können auch im großen Maßstab dezentralen Wasserstoff aus realem Biogas herstellen. Alles, was es braucht, ist ein wenig Platz für unsere Anlage. Wir sind daher ab sofort offen für Aufträge aus der Biogasindustrie“, sagt Rouge H2-Projektleiter Gernot Voitic.
Mit dem Verfahren komme man zudem anstatt des derzeit üblichen Tankstellenpreises von zehn Euro pro Kilogramm auf einen prognostizierten möglichen Endverbraucherpreis von fünf Euro pro Kilogramm, ergänzt Viktor Hacker. Damit sei das Verfahren gegenüber anderen Technologien wie z.B. der Elektrolyse konkurrenzfähig.
Der einzige Haken
Doch es gibt noch einen Haken: Wasserstoffbetriebene Fahrzeuge müssen laut Vorgaben derzeit mit 700 bar Druck betankt werden, um möglichst viel Wasserstoff in einen möglichst kleinen Tank zu bekommen und damit die Reichweite zu maximieren. Die Anlage erzeugt Wasserstoff mit einem Druck von bis zu 100 bar. Den Wasserstoff auf 700 bar zu komprimieren, ist aufwändig und teuer und würde sich wieder negativ auf den Tankpreis auswirken. Rogue H2 und TU Graz evaluieren daher derzeit auch andere Einsatzmöglichkeiten und Abnehmer, für die der Druck weniger entscheidend ist.
