Die Herausforderungen von Wasserstoff und Erdgas

Jan 12, 2024

Was sind die Herausforderungen bei erneuerbaren Energiequellen wie Wasserstoff und der Nutzung von Erdgas?

Während Organisationen bestrebt sind, den Energiebedarf zu decken, liegt der Schwerpunkt auch auf erneuerbaren Energien und darauf, wie andere Energieformen wie diese genutzt werden können, um CO2-Emissionen zu reduzieren und gleichzeitig die Stromversorgung aufrechtzuerhalten.

Erstens ist es wichtig, die Herausforderungen anzuerkennen, denen diese Formen der Energieerzeugung gegenüberstehen.

Erdgas gilt nicht als nachhaltig, ist aber heute der am wenigsten umweltschädliche fossile Brennstoff.

Bohrungen nach Erdgas sind nicht nur schädlich für die Umwelt, sondern geben auch den Gemeinden Anlass zur Sorge – insbesondere, wenn austretendes Gas zu Störungen der Menschen und der Tierwelt vor Ort führen kann. Obwohl Entwicklungen unternommen wurden, um das Ausmaß der durch die Erschließung von Erdgasquellen verursachten Störungen und Umweltverschmutzung zu verringern, bleibt dies eine ungeeignete Lösung für eine emissionsfreie Welt.

Hydraulic Fracturing (auch Fracking genannt) ist die einzige Lösung zur Förderung von Erdgas, das bei der Förderung des Brennstoffs zu Störungen des Bodens selbst führt.

Eine weitere Lösung, die offenbar nicht ausreichend genutzt wird, ist Wasserstoff, der sich zwar im Wandel befindet, aber immer noch nicht nachhaltig genug ist, um eine stetige Energieversorgung aufrechtzuerhalten.

Eine der größten Herausforderungen hierbei sind die Kosten. Da immer mehr Unternehmen versuchen, sich von der Vergangenheit zu lösen und auf emissionsfreie Alternativen umzusteigen, sind Investitionen erforderlich, um sicherzustellen, dass Wasserstoff sicher und konsistent produziert, aufbewahrt und genutzt werden kann.

Während staatliche Förderung und Forschung die Kosten für Wasserstoff senken können, liegt der Schwerpunkt immer noch stärker auf anderen erneuerbaren Energien wie Wind- und Solarenergie.

Ein internationales Wissenschaftlerteam unter der Leitung der Universität Manchester wird eine innovative Technologie entwickeln und implementieren, die eine kostengünstige Methode zur Herstellung von synthetischem Gas und reinem Wasserstoff bietet und gleichzeitig die direkten Kohlendioxidemissionen minimiert. Das Projekt REthinking Low Carbon HYdrogen Production by Chemical Looping rEforming (RECYCLE) zielt darauf ab, eine vollständig integrierte Pilotanlage für die Wasserstoffproduktion an der Universität zu bauen und zu evaluieren.

Die Technologie nutzt spezielle Festbettreaktoren, um verschiedene Materialien in Wasserstoffgas umzuwandeln und dabei Kohlendioxid effizient einzufangen und abzutrennen. Dieser Ansatz stellt eine wettbewerbsfähige und wirtschaftlich tragfähige Lösung für die Erzeugung von kohlenstoffarmem Wasserstoff unter Verwendung von Erdgas, biobasierten Strömen und Abfallmaterialien dar.

Die Finanzierung des Verbundprojekts in Höhe von 5,1 Millionen Pfund erfolgt durch das Ministerium für Energiesicherheit und Net Zero im Rahmen des Net Zero Innovation Portfolio (NZIP). An dem Projekt sind fünf angesehene Industriepartner beteiligt, die sich auf Ingenieurstechnik für nachhaltige Entwicklung spezialisiert haben. Zu diesen Partnern gehören Johnson Matthey, TotalEnergies, OneTech, Kent, Helical Energy und Element Energy.

„Die in Phase 1 durchgeführte Machbarkeitsstudie zeigte ein großes Potenzial für kohlenstoffarmen Wasserstoff auf dem britischen Markt und hat enorme Auswirkungen für mehrere Industrieakteure“, sagt Dr. Vincenzo Spallina, Dozent an der University of Manchester und Hauptforscher des RECYCLE-Projekts .

„Dieses Projekt wird seine Machbarkeit im vorkommerziellen Maßstab demonstrieren, um das Bewusstsein für die nächsten Schritte zur kommerziellen Umsetzung zu schärfen. Die Demonstrationsanlage wird im James Chadwick Building installiert, wo wir derzeit den bestehenden Pilothallenbereich renovieren, um das Sustainable Industrial zu etablieren.“ Hub für Forschung und Innovation zu nachhaltigen Prozesstechnologien.

„Unsere Studierenden werden die fantastische Gelegenheit haben, die Wasserstoffanlage der nächsten Generation als einzigartige Lehr- und Lernerfahrung in Betrieb zu sehen.“

Laut dem kürzlich veröffentlichten „Powering Up Britain: Energy Security Plan“ hat sich die britische Regierung ehrgeizige Ziele für die Kapazität zur CO2-armen Wasserstoffproduktion gesetzt. Bis 2025 sollen zwei Gigawatt dieser Kapazität bereits in Betrieb sein oder sich im Bau befinden, mit dem Ziel, bis 2030 zehn Gigawatt zu erreichen, abhängig von Erschwinglichkeits- und Kosteneffizienzüberlegungen.

„Wasserstoff, bekannt als der Superkraftstoff der Zukunft, ist für die Energiesicherheit Großbritanniens und sauberes, nachhaltiges Wachstum von entscheidender Bedeutung“, sagt Lord Callanan, Minister für Energieeffizienz und grüne Finanzen.

„Ich freue mich sehr, dass wir der University of Manchester Fördermittel gewährt haben, damit sie ihre einzigartige Wasserstofftechnologie entwickeln und testen kann. Dies wird britischen Unternehmen die Möglichkeit geben, ihr Fachwissen in die ganze Welt zu exportieren und gleichzeitig unsere zu unterstützen.“ Ziel ist es, zu den günstigsten Energiequellen Europas zu gehören.“

Das RECYCLE-Projekt ist eine bedeutende Gelegenheit, kontinuierliche Innovation bei der Entwicklung belastbarer und wirtschaftlich tragfähiger Lösungen für eine kohlenstoffarme Zukunft zu demonstrieren. Es steht im Einklang mit der Vision der Regierung, nachhaltiges Wachstum zu fördern und Energiesicherheit zu gewährleisten.

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