Sie wollen als Anlagenbetreiber oder Zulieferer im neuen Big Business des grünen Wasserstoffs mitverdienen? Dann aufgepasst: Die H2-Lösungen von MR senken sowohl Anfangsinvestitionen als auch die laufenden Betriebskosten. Und zwar so richtig.
Ausgangslage
Die meisten Staaten der Welt wollen in den kommenden 20 Jahren ihre Industrie dekarbonisieren. In bedeutenden Branchen wie etwa der Stahl- und Metallherstellung und der Chemie sowie bei Großtransporten via Schiff, Flugzeug und Lkw wird dies nur mit großen Mengen an Wasserstoff (H2) gehen. Emissionsfrei ist der Wasserstoff nur, wenn der Strom für die Elektrolyse und die Weiterverarbeitung aus regenerativen Energiequellen stammt. Dann spricht man vom „grünen Wasserstoff“.
Damit die CO2-freie Wasserstoffherstellung stärker in der Breite nutzbar wird, ist es nötig, die Produktionskosten zu senken. Zu diesem Zweck fließen immense Investitionen in Herstellung grünen Wasserstoffs durch Staaten sowie private Fonds und Kapitalgeber. Helton Henrique Bezerra, MR-Experte für die Elektrolyse, erklärt: „Wir beraten Betreiber und Investoren von der Planungsphase bis hin zur Inbetriebnahme der Anlage. Wenn wir schon früh in den Prozess einbezogen werden, lassen sich die Investitionskosten deutlich senken und die Rentabilität, aber auch die Lebensdauer der Anlagen erhöhen.“ So zum Beispiel mit einer Lösung für das Problem mit der Eingangsspannung am Elektrolyseur.
Insgesamt 14 Wasserstoff-Projekte mit Lösungen von MR laufen derzeit in sechs Ländern.
Das Problem des Elektrolyseurbetriebs
Elektrolyseure, die mit schwankender Energie aus Wind oder Photovoltaik gespeist werden, müssen ihre Produktion anpassen — je nachdem, wie viel Strom gerade für sie bereitsteht. Da fast alle H2-Anlagen mit Gleichstrom arbeiten, verursachen die Schwankungen in der Wasserstoffproduktion sowie die Alterung der Elektrolysezellen einen übermäßigen Gleichrichterbetrieb. Mit einem speziellen Konzept von MR kann der Gleichrichterbetrieb durch Regelung der Eingangsspannung optimiert werden.
„Wir beraten von der Planungsphase bis zur Inbetriebnahme der Anlage. Wenn wir schon früh in den Prozess einbezogen werden, lassen sich die Investitionskosten deutlich senken und die Rentabilität, aber auch die Lebensdauer der Anlagen erhöhen.“
Helton Henrique Bezerra, Global Account Manager Electrolysis bei MR
Satyajit Pandya, bei MR im Bereich Power Quality tätig, kennt die Probleme, die das mit sich bringt: „Ein Elektrolyseurbetrieb ohne geeignete Eingangsspannungsregelung würde zu einem höheren Oberwellen- und Blindleistungsbedarf führen.“ Beide müssen durch kostenintensive Filter und teure Vorrichtungen zur Blindleistungskompensation ausgeglichen werden.
Außerdem schädigen schlecht gesteuerte Eingangsspannungen die empfindlichen Zellen im Elektrolyseur und mindern dessen Leistung über den Lebenszyklus hinweg (allmählicher Spannungsabfall, auch „Voltage Drop“ genannt) und führen insgesamt zu einer kürzeren Lebensdauer der Anlage.
MR bietet hier eine am Markt jahrzehntelang bewährte Kombination aus Vakuum-Laststufenschalter und Thyristor-Gleichrichter. „In den letzten 30 Jahren haben wir über 40 Wasserstoffprojekte betreut, daher wissen wir sehr genau, worauf es bei diesen Anlagen ankommt“, betont Pandya. Der Vakuum-Laststufenschalter optimiert die stationäre Spannungsanpassung. Dadurch reduzieren sich die elektrischen Störungsbelastungen und Oberwellen im System um etwa 40 Prozent.
Satyajit Pandya und Helton Henrique Bezerra sind bei MR Experten für das Thema Elektrolyse.
Entsprechend muss per Power-Quality-Management, zum Beispiel durch Oberschwingungsfilter, weniger gegengesteuert werden, was das Investitionsvolumen und die Betriebskosten senkt. Das Gleiche gilt auch für die Blindleistungskompensation. Auch hier erreicht der Vakuum-Laststufenschalter eine Minderung um 40 Prozent. „Unsere VACUTAP®-Laststufenschalter sind bis 300.000 Schaltungen wartungsfrei“, sagt Bezerra.
Weil durch diese Lösung insgesamt weniger Hardware nötig ist, sinkt auch der Flächenbedarf um die H2-Anlage herum. Die sensitiven Zellen im Elektrolyseur erfahren durch die optimierte Spannungssteuerung weniger Stress, darum bleibt der Leistungsfaktor der Anlage über eine lange Zeitspanne hoch. Der Voltage Drop fällt weicher und langsamer aus. Bezerra weist noch auf einen weiteren Vorteil hin: „Auch die Gesamtlebensdauer der H2-Anlage erhöht sich damit um Jahre, was die Rentabilität des Investments beträchtlich erhöht!“
