1 Chemische Industrie
Nutzung von Wasserstoff in der chemischen Industrie
Wasserstoff wird in sehr großen Mengen von der chemischen Industrie verbraucht. Die Grafik gibt eine Übersicht welche Kraft- und Schmierstoffe sowie welche chemischen Produkte mit Wasserstoff hergestellt werden.
Synthetische Kraftstoffe, die mit grünem Wasserstoff hergestellt werden, senken die Co2 Emissionen im Sektor Mobilität und Energieerzeugung. Synthetische Kraftstoffe ermöglichen die weitere Nutzung der vorhandenen Infrastruktur für Transport und Verteilung der Kraftstoffe sowie die weitere Nutzung eines Großteils der vorhandenen Fahrzeuge mit Verbrennungsmotoren.
Eine besondere Bedeutung hat die Produktion von Ammoniak, bei der heute 1,3 % des gesamten Energiebedarfes verbraucht wird. Ammoniak wird zu 80 % als Grundstoff für die Herstellung von Düngern benötigt. Dünger sind für die Versorgung der Weltbevölkerung mit Lebensmitteln überlebenswichtig.
Für den Transport von Wasserstoff gibt es umfangreiches Pipelinenetz in den Chemie-Industrieregionen in Nordrhein-Westfahlen und in der Region Bitterfeld-Wolfen in Sachsen-Anhalt.
2 Stahlindustrie
Stahl ist ein sehr vielseitiger Werkstoff, der insbesondere sehr gut recyclebar ist. Die Produktion des Roheisens erfolgt heute überwiegend in Hochöfen mit Koks zur Reduktion und zum Aufschmelzen des Eisenerzes. Bei Produktion von 1 Tonne Stahl werden ca. 0,5 t Koks benötigt, bei dem Produktionsprozess entstehen ca. 1,5 t CO2. Die deutsche Stahlindustrie emittiert jährlich ca. 67 Mio t CO2 Aquivant. Weltweit verursacht die Stahlproduktion ca. 8 % der CO2 – Emissionen.
Die Stahlherstellung mit Wasserstoff bietet ein sehr großes CO2 – Einsparpotential. Bis zu 95% der CO2 –Emissionen können durch die Direktreduktion mit grünem Wasserstoff an Stelle der Verhüttung im Hochofen mit Koks eingespart werden.
Das Verfahren der Direktreduktion ist seit Jahrzehnten Stand der Technik. Für dieses Verfahren wird heute aus Erdgas der für die Reduktion notwendige Wasserstoff gewonnen. Ein Beispiel dafür ist das ArcelorMittal-Stahlwerk in Hamburg, welches 1 Mio. t Stahl pro Jahr produziert. Das Werk in Hamburg soll auf grünen Wasserstoff im Rahmen eines Verbundprojektes umgestellt werden.
Auch beim klassischen Hochofenprozess sind erhebliche CO2 -Einsparungen von ca. 20% durch das Einblasen von Wasserstoff anstelle von Kohlenstaub bei der Reduktion des mit Kohle aufgeschmolzenen Eisenerzes möglich.
3 Beton- und Zementindustrie
Beton ist weltweit der meisten verbaute Werkstoff. Die Betonindustrie gehört zu den Hauptverursachern von Treibhausgasen, die die globale Erwärmung bewirken. Etwa 6 bis 9 % aller menschengemachten CO2-Emissionen werden durch die Betonproduktion verursacht. Dies hat zwei Hauptgründe: das Brennen des für die Betonherstellung benötigten Zements ist sehr energieaufwendig, der größere Teil des freigesetzten Kohlendioxids löst sich jedoch während des Brennvorganges als geogenes CO2 aus dem Kalkstein.
Weltweit werden jährlich 4,1 Milliarden Tonnen Zement hergestellt, der im Mittel etwa 60% CaO enthält. Damit ergibt sich durch das Freisetzen des im Kalk gebundenen Kohlendioxids selbst bei optimaler Prozessführung ein Ausstoß von mindestens zwei Milliarden Tonnen CO2 oder 6% des weltweiten jährlichen CO2-Ausstoßes verantwortlich.
CO2.Emissionen können stark reduziert werden, wenn das CO2.aufgefangen und für andere Prozesse wie Methanisierung von Wasserstoff oder die Herstellung synthetischer Treibstoffe verwendet wird.
Weitere Informationen finden Sie hier:
Power-to-Chemicals – Wikipedia
Haber-Bosch-Verfahren – Wikipedia: Ammoniak-Produktion für die Düngerproduktion
Wasserstoffrohrleitung – Wikipedia
Aktuelle Projekte
Kerosin Produktion mit grünem Wasserstoff in der Raffinerie Heide für den Hamburger Flughafen.