»Wir haben den Einsatz von Metallhydridspeichern multikriteriell mit der Speicherung unter Hochdruck oder als Flüssigwasserstoff anhand techno-ökonomischer Kennzahlen verglichen und hinsichtlich der standortspezifischen Integration bewertet«, fasst Lars Paschke von Fraunhofer UMSICHT zusammen. »Dabei haben wir auch sicherheitsrelevante und genehmigungsrechtliche Aspekte beleuchtet und die Kriterien anhand der Wünsche und Anforderungen der Duisburger Hafen AG als einem potenziellen Betreiber der Technologie am Hafen gewichtet.« Ergebnis: eine erste Einschätzung zur möglichen Integration der Speichertechnologie.

Vorteile und Hemmnisse einer Wasserstoffspeicherung in Metallhydriden

Für das Setting am Duisburger Hafen bringen Metallhydridspeicher Vorteile, aber auch Hemmnisse mit sich. »Bei einer Beschädigung des Speichers kann beispielsweise nur wenig gasförmiger Wasserstoff austreten – anders als bei der Speicherung unter Druck bzw. in flüssiger Form«, so UMSICHT-Wissenschaftler Ulrich Seifert. »Zudem können sich aus der Bindung des Wasserstoffs als Hydrid genehmigungsrechtliche Vorteile ergeben.« So werden die Mengenschwelle von drei Tonnen Wasserstoff für eine immissionsschutzrechtliche Genehmigungspflicht oder von fünf Tonnen Wasserstoff für die Anwendbarkeit der Störfall-Verordnung erst dann erreicht, wenn wesentlich größere Mengen Wasserstoff zusätzlich im Metallhydrid in chemisch gebundener Form vorliegen.

Diesen genehmigungsrechtlichen und sicherheitsspezifischen Vorteilen stehen Hemmnisse wie höhere Investitionskosten und eine geringere volumetrische Speicherkapazität gegenüber. Als weitere standortspezifische Einschränkung kommt am betrachteten Terminal des Duisburger Hafens hinzu, dass »bei einer Nutzung von Metallhydridspeichern sowohl die für den Betrieb benötigte als auch die abzuführende Wärme nicht ausreichend durch das am Terminal vorliegende Energiesystem bereitgestellt bzw. aufgenommen werden könnte«, erklärt Lars Paschke. »Deshalb müssten dort zusätzlich Wärmepumpen zum Einsatz kommen, was sich negativ auf die Kosten auswirkt.«

Analyse zeigt eine Präferenz für Druckgasspeicher am betrachteten Terminal

Vor dem Hintergrund dieser standortspezifischen und akteursbedingten Voraussetzungen bietet sich für den Einsatz am Duisburger Hafen ein Druckgasspeicher an, so ein Ergebnis der Machbarkeitsstudie. »Das schließt in unseren Augen aber nicht aus, dass die Integration von Metallhydridspeichern unter anderen Standortbedingungen sinnvoll ist«, betont Lars Paschke. »Sind beispielsweise ausreichende Wärme- und Kältequellen vorhanden, die von der Nutzung des Wasserstoffs entkoppelt sind, könnten Metallhydridspeicher systemische Synergieeffekte erschließen.«

Darüber hinaus wurden für den Duisburger Hafen ausschließlich Szenarien für die Anlieferung von Wasserstoff von außerhalb des Terminals betrachtet. Für den Transport ist eine Verdichtung des Wasserstoffs notwendig. Bei lokaler Produktion von Wasserstoff mit einer passenden Elektrolyse könnten Metallhydridspeicher gegebenenfalls positive Kosteneffekte erschließen, da im Gegensatz zur Druckgasspeicherung keine zusätzliche Kompression für die Einspeicherung des Wasserstoffs notwendig wäre. Voraussetzung wäre hierbei ebenfalls, dass die vom Speicher abzuführende Wärme anderweitig verwertet werden kann.

 

FÖRDERHINWEIS

Das Projekt HYINPORT lief über 12 Monate und wurde vom Land Nordrhein-Westfalen gefördert.

 

PROJEKTPARTNER

Duisburger Hafen AG

Die Duisburger Hafen AG ist die Eigentums- und Managementgesellschaft des Duisburger Hafens, des größten Binnenhafens der Welt. Die duisport-Gruppe bietet für den Hafen- und Logistikstandort Full-Service-Pakete in den Bereichen Infra- und Suprastruktur inkl. Ansiedlungsmanagement. Darüber hinaus erbringen die Tochtergesellschaften logistische Dienstleistungen wie beispielsweise den Aufbau und die Optimierung von Transport- und Logistikketten, Schienengüterverkehrsleistungen, Gebäudemanagement, Kontrakt- und Verpackungslogistik.

 

GKN Hydrogen

GKN Hydrogen leistet Pionierarbeit bei der sicheren, emissionsfreien Speicherung von grünem Wasserstoff und hilft Anwendern und Organisationen auf der ganzen Welt, ihre Umweltziele und CO₂-Neutralität heute und in den kommenden Jahren zu erreichen. Das Unternehmen entwickelt und vermarktet Systeme, Anlagen und Lösungen für die Nutzung von grüner elektrischer Energie und Wasserstoff. Die Systeme erzeugen mit erneuerbaren Energiequellen grünen Wasserstoff und speichern ihn über lange Zeiträume kompakt und verlustfrei als Metallhydrid. Je nach Bedarf kann der grüne Wasserstoff stofflich oder für die Generation von Strom und Wärme verwertet werden. GKN Hydrogen ist Teil von Langley Holdings, einem weltweit operierenden, multidisziplinären Ingenieur- und Industrieunternehmen,

Kontakt:
Martin Gallmetzer
Head of Quality Management, Technical Compliance, HSE, Sustainability & Fundings
E-Mail: Martin.Gallmetzer@gknhydrogen.com

Björn Leupold
Application Engineering
E-Mail: Bjoern.Leupold@gknhydrogen.com