Wasserstoff

Die Energiewende treibt den Ausbau erneuerbarer Energiesysteme voran. Nachhaltiger Wasserstoff als Element der Sektorenkopplung stellt ein potenzielles Schlüsselelement in der Energiewende dar.

Wasserstoff

Grüner Wasserstoff – Energiewende und Sektorenkopplung auf Kläranlagen

Um den steigenden Bedarf an Wasserstoff zu decken, ist es essenziell, Wasserstofferzeugungspotenziale zu identifizieren. Bestehende Infrastruktursysteme sollten hinsichtlich ihrer technischen Anpassungsfähigkeit geprüft werden.

Erzeugungspotenziale

Eines dieser bestehenden Infrastruktursysteme ist die Abwasserwirtschaft. Auf den rund 10 000 öffentlichen Kläranlagen in Deutschland wird häufig durch eine anaerobe Stabilisierung des anfallenden Schlammes methanhaltiges Faulgas erzeugt. Dieses wird zumeist direkt vor Ort in Blockheizkraftwerken in Energie umgewandelt oder anderweitig thermisch genutzt. Zudem fällt bei der Eindickung und Entwässerung von Schlämmen ammoniumhaltiges Schlammwasser an. Diese wasserstoffhaltigen Stoffströme bieten zum Teil nicht nur die Möglichkeit, Energie zu erzeugen, sondern sie bieten sich auch als Stoffinput für Wasserstofferzeugungsanlagen an.

Nutzungspotenziale

Die Implementierung von Konzepten zur Wasserstofferzeugung kann auf Abwasserreinigungsanlagen eine Möglichkeit der Sektorenkopplung sein, also der Vernetzung der Sektoren Energie, Verkehr und Industrie. Sie bietet die Möglichkeit, überschüssige erneuerbare Energie langfristig zu speichern und die im Abwasserreinigungsprozess anfallenden energiehaltigen Stoffströme noch effizienter zu nutzen.

Der entstehende Wasserstoff kann unmittelbar auf der Anlage genutzt werden, um die Erzeugung der Eigenenergie zu optimieren:

  • Nutzung in einer Brennstoffzelle zur Stromerzeugung,
  • als Kraftstoff für die Fahrzeuge auf der Anlage oder für den öffentlichen Personennahverkehr,
  • Erhöhung der Methankonzentration im Faulturm,
  • Erhöhung der energetischen Nutzung in einem Wasserstoff-Blockheizkraftwerk.
  • Die bei der Wasserstofferzeugung entstehende Wärme kann auf der Anlage ebenfalls genutzt oder ins Fernwärmenetz eingespeist werden.

Je nach Verfahren können auch die entstehenden Nebenprodukte stofflich genutzt werden, um die Energieeffizienz des Abwasserreinigungsprozesses zu erhöhen oder den Gesamtenergiebedarf der Anlage durch eine Verringerung der Rückbelastung zu reduzieren.

Neben der Nutzung beziehungsweise dem Verkauf des Wasserstoffs und der entstehenden Nebenprodukte kann je nach Erzeugungsverfahren unter anderem der Carbon Footprint der Kläranlage reduziert werden. Auch die Ammonium-Rückbelastung kann stofflich verwertet und so gleichzeitig die Gesamtbelastung der Kläranlage verringert werden.

Wir beraten

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