Herstellung von Wasserstoff mit Anschlusswerten von mehreren MW sind Realität

Wasserstoff für Power-to-X

Ein Green Electrolyzer „Outdoor“ mit zwei PEM-Stacks für die Erzeugung von bis zu 60 Nm³ Wasserst./h

Ab Anfang 2018 wird iGas energy seine Green Electrolyzer für die Herstellung von Wasserstoff mit Stacks einer Leistungsaufnahme von 1 MW liefern. Sie können kaskadiert werden und eignen sich so für Power-to-X Systeme im Megawatt-Bereich.

Die iGas energy GmbH stellt unter dem Namen“Green Electrolyzer“ vollständige Anlagen für die Erzeugung von Wasserstoff aus überschüssigem elektrischem Strom her – anschlussfertig einschließlich des geschlossenen Kühlkreislaufes, der gesamten Mess- und Regeltechnik und aller Nebenaggregate. Die Anlagen sind außergewöhnlich kompakt und in weiten Grenzen skalierbar.

Die Green Electrolyzer enthalten Elektrolyse-Stacks auf Basis der „Proton Exchange Membrane“ (PEM) Technologie. Bei einer elektrischen Leistungsaufnahme von 25 kW bis 1 MW erzeugen die einzelnen Stacks jeweils 5 bis 205 Nm³ Wasserstoff pro Stunde. Werden mehrere Stacks kaskadiert, können sie einen Anschlusswert von mehreren MW erzielen.

Die Green Electrolyzer benötigen für den Betrieb lediglich elektrischen Strom und Trinkwasser. Sie sind für den mannlosen Betrieb ausgelegt – Grundvoraussetzung für den Betrieb an entlegenen Standorten. Für den Betrieb im Freien integriert iGas „Outdoor“-Anlagen in Container. Auf Wunsch liefert iGas energy auch eine nachgeschaltete Gasaufbereitung, die eine Gasqualität bis zu 5.0 erzielt.

iGas energy hat die Systeme konsequent an die speziellen Erfordernisse von Power-to-X angepasst: Aufgrund des hohen Betriebsdrucks von bis zu 40 bar kann der Wasserstoff ohne weitere Kompression direkt in Versorgungsnetze eingespeist werden. Die Green Electrolyzer folgen schwankendem Leistungseintrag schnell, arbeiten auch im unteren Teillastbereich effizient. Sie benötigen keine Verbrauchsstoffe und sind nahezu wartungsfrei.

Die Herzstücke der Green Electrolyzer von iGas energy sind die bewährten Stacks von Giner Inc., dem Technologieführer für PEM-Stacks. Sie haben ihre Zuverlässigkeit in Hunderten Anwendungen bewiesen und zeichnen sich durch effizienten Betrieb und hohe Verfügbarkeit aus.

Karl-Heinz Lentz, der Gründer und Geschäftsführer der iGas energy GmbH, setzt ganz bewusst auf Giner: „Mit innovativen Ansätzen realisiert Giner eine außergewöhnlich hohe Stromdichte von bis zu 3 A/cm² – auch im Dauerbetrieb. So gelingt es, sehr kompakte Stacks mit hoher Leistung zu fertigen. Auch aufgrund des hohen Wirkungsgrades und der nachgewiesenen Zuverlässigkeit seiner Stacks ist Giner für uns die erste Wahl.“

Das innovative Wärmemanagement der Module und der niedrige Energieverbrauch der Nebenaggregate tragen wesentlich zur hohen Effizienz der Gesamtanlagen bei. Die Green Electrolyzer sind für eine Lebensdauer von mehr als 20 Jahren ausgelegt, die Stacks für mehr als 80.000 Betriebsstunden.

Hintergrund: PEM-Elektrolyse

Elektrolyseure wandeln elektrische Energie in chemische um, dabei entsteht Wasserstoff als Energieträger. Bei der „Proton Exchange Membrane“ (PEM) Elektrolyse wird ein Festpolymer-Elektrolyt – die Protonen-Austauschmembran – verwendet, die von Wasser umspült wird. Wird an die Membran elektrische Spannung angelegt, wandern Protonen durch die Membran: An der Kathode entsteht Wasserstoff, an der Anode Sauerstoff.

Die Stacks können zwischen 10 und 100 Prozent der Nennleistung geregelt werden und folgen Laständerungen nahezu verzögerungsfrei. Auch bei Teillast arbeiten sie effizient. Innerhalb von wenigen Sekunden können sie aus dem Standby auf Volllastbetrieb gebracht werden. Ebenso schnell können sie aus dem Volllastbetrieb heraus abgeschaltet oder in den Stand-by-Betrieb versetzt werden – ein wichtiger Aspekt besonders bei der Energieerzeugung aus Windenergie. Der Kaltstart der Green Electrolyzer auf Nennleistung erfolgt innerhalb von wenigen Minuten.

Im Gegensatz zur alkalischen Elektrolyse enthalten die PEM-Elektrolyseure keine flüssigen Elektrolyte, sondern lediglich eine feste, semipermeable Membran, durch die die Protonen wandern. Ein weiterer Vorteil ist, dass die Membran Wasserstoff und Sauerstoff physikalisch voneinander trennt.

Über iGas energy

Die iGas energy GmbH wurde im Jahr 2016 von Karl-Heinz Lentz mit der Idee gegründet, mit innovativer Technik einen Beitrag zum Wandel unserer heutigen Rohstoffverbrauchswirtschaft zu einer nachhaltigen Kreislaufwirtschaft zu leisten.

Heute ist iGas energy in drei Bereichen aktiv:

– Ressourcen schonende Kreislaufwirtschaft
Restlose Rückführung von Wertstoffen und Energie aus wässrigen organischen Abfällen in die Stoffkreisläufe

– Wasserstoff aus erneuerbaren Energien
Power-to-X-Anlagen für die Speicherung von erneuerbarer Energie durch Umwandlung in Wasserstoff mittels Hochdruck-PEM-Elektrolyse

– Innovative Gasetechnik
Anlagentechnik für die Versorgung industrieller Prozesse mit Gasen

Der Gründer und Geschäftsführer des Unternehmens, Dipl.-Ing. Karl-Heinz Lentz, hat an der Fachhochschule Aachen Chemieingenieurwesen mit dem Schwerpunkt chemische Verfahrenstechnik studiert und verfügt über jahrzehntelange Erfahrung im Anlagenbau.

iGas energy ist in die SK Gruppe eingebunden und nutzt in der Zusammenarbeit mit den Konzernschwestern vielfältige Synergien, zum Beispiel in der Automatisierungs-, Gleichrichter- und Hochdrucktechnik.

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