Ammoniak als die Lösung für die zukünftige weltweite Wasserstoff-Infrastruktur

Wasserstoff und seine Derivate lösen die fossilen Energieträger ab.

Leider besitzen viele Länder nicht die räumlichen Möglichkeiten, den gesamten zukünftigen Bedarf an Wasserstoff aus eigener Produktion zu decken. Man geht davon aus, dass der Import im Bereich zwischen 60 und 70 Prozent liegen wird. Ein Transportweg kann per Schiff erfolgen, wobei sich Wasserstoff auf diesem Transportweg als problematisch darstellt und eine Verflüssigung des Wasserstoffs verbraucht sehr viel zusätzliche Energie. Zudem sind ebenfalls derzeit die Transportmittel für diese Methode noch nicht vorhanden. Doch es gibt unterschiedliche Ansätze.

Der Transport von Wasserstoff ist technisch anspruchsvoll. Nicht nur, da Wasserstoff ab einem gewissen Mischverhältnis mit Sauerstoff explosiv reagiert, sondern auch, weil er für den Transport verdichtet werden muss. Gasdruckregel- und Messanlagen (GDRMA) regeln und messen den Druck des Wasserstoffs für den weiteren Transport und stellen damit sicher, dass weder ein Unter- noch ein Überdruck auftritt. Dabei gibt es wie erwähnt unterschiedliche Transportwege. Einer davon wäre über Land.

Aufgrund der Explosionsgefahr eignet sich für die Anlagen eine Vielzahl von Produkten von Pepperl+Fuchs, die für den explosionsgefährdeten Bereich ausgelegt sind. So kann das Überdruckkapselungssystem der Serie 6000 die Geräte für die Wasserstoffanalyse zuverlässig vor explosiver Atmosphäre schützen. Für die sichere Signalübertragung und den Schutz vor Überspannung im Schaltschrank der GDRMA sind verschiedene Interfacemodule von Pepperl+Fuchs eine ideale Lösung. Ein Klemmenkasten der SR-Serie stellt die eigensichere Verteilung der Signale sicher.

Drahtlose Überwachung der Ventilstellung: möglich mit Pepperl+Fuchs-Sensorlösungen für automatisierte Prozessanlagen in rauen und explosionsgefährdeten Bereichen.

Verschiedene Transportwege

Erfolgt der Transport des Wasserstoffs auf einem Gastanker, muss auch hier der Explosionsschutz gewährleistet sein. Das Produktportfolio von Pepperl+Fuchs für den Ex-Bereich bietet daher auch für den Wasserstofftransport auf dem Seeweg eine Reihe von Lösungen. So ist das FB-Remote-I/O-System, eingebaut in ein Gehäuse der SR-Serie, ideal geeignet, um die Feldsignale auf dem Schiff zu verbinden. Für die zuverlässige Steuerung des Krans auf dem Gastanker bietet sich eine geflanschte Ex-de-Lösung an, die ein Gehäuse in der Zündschutzart „druckfeste Kapselung“ (Ex d) mit den Vorteilen der Zündschutzart „erhöhte Sicherheit“ (Ex e) verbindet. So können Komponenten, die nicht für den explosionsgefährdeten Bereich geeignet sind, auch auf dem Gastanker sicher bei der Kransteuerung eingesetzt werden, während zertifizierte Bedienelemente im Ex-e-Gehäuse einfach zugänglich sind.

Aufgrund der geringen Energiedichte ist der Schiffstransport für reinen Wasserstoff nicht die ideale Lösung. Daher wird er meist in Form eines Derivats transportiert, also in Verbindung mit einem weiteren Stoff. Ammoniak erweist sich hier aus verschiedenen Gründen als geeignetes Derivat: Zum einen ist die Energiedichte von Ammoniak sehr viel größer als die von Wasserstoff, zum anderen werden bereits heute jährlich mehrere Millionen Tonnen auf dem Schiffsweg transportiert. Nach dem Transport erfolgt im Cracking-Verfahren die Aufspaltung des Ammoniaks in Wasser- und Stickstoff.

Etablierter Prozess

Der Transport von Ammoniak ist dagegen ein etablierter Prozess, denn heute werden schon zirka 20 Millionen Tonnen davon transportiert. Deswegen haben sich namhafte Lieferanten dafür entschieden, aus grünem Wasserstoff und der Verbindung mit Stickstoff dann Ammoniak herzustellen und über die bekannten Methoden zu transportieren. Da es sich um einen giftigen und explosiven Stoff handelt, müssen entsprechende Sicherheitsmaßnahmen berücksichtigt werden. Von der Anlandung über den Weitertransport an Land bis zu weiterverarbeitenden Prozessschritten finden sich in den Anlagen Produkte von Pepperl+Fuchs, wie Trennschaltverstärker der K-Serie, die Feldgeräte sicher von den Steuerungen trennen. Barrieren der verschiedensten Arten können an die jeweiligen Anlagen angepasst werden. Für die moderne Datenübertragung werden zunehmend Ethernet-APL Switches eingesetzt, die hohe Datenübertragungsraten in einer sicheren Umgebung ermöglichen. Für die Überwachung der vielen Ventile stehen Sensoren zur Verfügung, die die jeweilige Stellung zurückmelden können.