Richtig aufbereitetes Wasser ist entscheidend für einen effizienten und zuverlässigen Elektrolyseprozess bei der Herstellung von grünem Wasserstoff. Denn unbehandeltes Speisewasser kann Schäden an Elektrolyseuren verursachen und die Produktion gefährden. Mit Veolia Water Technologies stellen sie nicht nur die Versorgung mit hochreinem Wasser sicher, sondern sorgen auch durch digitale Tools für eine kontinuierliche Betriebssicherheit.
Grünen Wasserstoff verstehen
Obwohl Wasserstoff farblos ist, wird das Gas in verschiedene Farbkategorien eingeteilt, die Aufschluss über seine Herstellung und die verwendeten Energiequellen geben. Folgende Farbkategorien gibt es:
⋅ Grüner Wasserstoff: Produziert von einem Elektrolyseur unter Verwendung von Energie aus einer nachhaltigen und regenerierbaren Energiequelle (z. B. Windturbinen)
⋅ Gelber Wasserstoff: Produziert von einem Elektrolyseur unter Verwendung von Solarenergie
⋅ Blauer Wasserstoff: Hergestellt durch Dampfreformierung aus Erdgas und Dampf
⋅ Schwarzer und brauner Wasserstoff: Hergestellt aus Stein- oder Braunkohle
⋅ Grauer Wasserstoff: Hergestellt aus Erdgas oder Methan durch Methandampfreformierung
⋅ Rosafarbener (oder violetter bzw. roter) Wasserstoff: Hergestellt von einem Elektrolyseur unter Verwendung von Atomkraft.
Grüner Wasserstoff kann produziert werden, wenn Wassermoleküle durch den Elektrolyseur in Sauerstoff- und Wasserstoffmoleküle gespalten werden. Nach diesem Prozess wird der Sauerstoff in die Atmosphäre abgegeben, während der Wasserstoff sicher als Brennstoff für die spätere Verwendung gespeichert wird. Bei der Verbrennung als Kraftstoff erzeugt Wasserstoff keine Treibhausgase, sondern nur Wassermoleküle.
Derzeit werden nur 0,1 % des Wasserstoffs regenerativ erzeugt, aber der Bedarf wächst schnell. Durch die zunehmende Problematik in der Versorgung mit fossilen Brennstoffen und mit dem wachsenden Bestreben Treibhausgasemissionen zu reduzieren, nimmt die Produktion grünen Wasserstoffs vielerorts zu. Langfristig gesehen ist das Potenzial vor allem in Kombination mit der Meerwasserentsalzung auch in Deutschland extrem hoch.
Die Wichtigkeit von aufbereitetem Wasser
Das Speisewasser für die Produktion von grünem Wasserstoff muss aufbereitet werden, bevor es dem Elektrolyseur zugeführt wird. Wenn Wasser mit der falschen Reinheit verwendet wird, kann der Elektrolyseur verschmutzt oder beschädigt und seine Leistung beeinträchtigt werden. Veolia verfügt über Aufbereitungstechnologien für alle Wasserquellen und den gesamten Wasserstoffproduktionszyklus: Meerwasserentsalzung, Brunnenwasseraufbereitung, Trinkwasseraufbereitung, Oberflächenwasser oder Regenwasser sowie Abwasserbehandlung.
Ein wichtiger Schritt für die Produktion von grünem Wasserstoff ist die Planung der richtigen Technologie zur Behandlung des Wassers. Typischerweise wird das gereinigte Wasser zur Elektrolyse durch Umkehrosmose (RO) hergestellt, das dann mit Mischbett-Ionenaustauschern oder kontinuierlicher Elektrodeionisierung (CEDI) weiter aufbereitet wird.
Die erforderlichen Vorbehandlungsprozesse werden durch die Menge an gelösten Feststoffen (TDS), organischem Material, Feinstaub, Chlor und Kohlendioxid im Wasser bestimmt. Veolia ist Experte für die Analyse der richtigen Wasserqualität und der Auswahl der passenden Technologien. Dadurch können wir eine maximale Lebensdauer und Zuverlässigkeit des nachgeschalteten Wasseraufbereitungssystems gewährleisten.
Die Suche nach der richtigen Vorbehandlungstechnologie
Typischerweise wird das aufbereitete Wasser zur Erzeugung von Wasserstoffgas mittels Elektrolyse durch Umkehrosmose (Reverse Osmosis, RO) hergestellt und dann mit Mischbett-Ionenaustauschern oder kontinuierlicher Elektrodeionisierung (Continuous Electrodeionisation, CEDI) weiter aufbereitet. Die richtige Vorbehandlung des Speisewassers ist entscheidend, um zu verhindern, dass RO und CEDI schon nach kurzer Betriebszeit verschmutzen. Es gibt eine Reihe von Vorbehandlungsverfahren:
- Partikelfilterung
- Wasserenthärtung
- Organische Radikalfänger
- Granulierte Aktivkohlefilter (GAC)
- Zugabe von Antiscalant
- Entgasungssysteme (insbesondere bei Einsatz der CEDI-Technologie)
Die erforderlichen Vorbehandlungsprozesse werden durch die Menge an gelösten Feststoffen (TDS), organischem Material, Feinstaub, Chlor und Kohlendioxid im Wasser bestimmt. Bei Veolia verfügen wir über umfangreiche Erfahrung in der Analyse von Speisewasser und der Auswahl der idealen Vorbehandlung. Dadurch können wir eine maximale Lebensdauer und Zuverlässigkeit des nachgeschalteten Wasseraufbereitungssystems gewährleisten.
Betriebssicherheit durch digitale Tools
Darüber hinaus bietet Veolia mit Hubgrade eine digitale Plattform-Technologie, die entwickelt wurde, um betriebliche Probleme zu lösen und die Leistung zu optimieren. Hubgrade kann auf vorhandenen Wasseraufbereitungsanlagen von Veolia und anderen Herstellern installiert werden und wächst mit steigenden Anforderungen und Umfang mit. Das System informiert Bediener über die Qualität des Wassers in allen Phasen der Aufbereitung, um sicherzustellen, dass die gewünschte Reinheit jederzeit bereitgestellt wird.
Durch die Fernüberwachung mit Hubgrade können Bediener den Betrieb des Reinstwassersystems und der Vorbehandlung jederzeit überprüfen ohne vor Ort zu sein. Zusätzlich können Veolia-Spezialisten die Leistung der Anlage beurteilen und Probleme frühzeitig aus der Ferne diagnostizieren. Dies kann nützlich sein, wenn sich der Elektrolyseur und die Wasseraufbereitung beispielsweise auf einer unbemannten Offshore-Windkraftanlage befinden.
Da der Markt für grünen Wasserstoff zunehmend wächst und sich die Industrie verstärkt nachhaltigeren Alternativen zu fossilen Brennstoffen zuwendet, wird die Qualität des Speisewassers eine kritische Komponente sein. Als Spezialisten für die Wasseraufbereitung bieten wir eine Reihe von Lösungen sowie digitale Überwachung, um die konstante Versorgung mit hochreinem Wasser für einen zuverlässigen und effizienten Elektrolyseprozess zu gewährleisten.
Mit unseren lokalen Unternehmen auf der ganzen Welt ist Veolia bereit, Sie vom Start-Up bis zur nationalen und globalen Skalierung zu unterstützen. Vereinbaren Sie noch heute ein unverbindliches Gespräch mit unseren Experten.
