Neue Wege in eine nachhaltige Zukunft – mit elektrochemischer Energiespeicherung und Wasserstoff-Produktion.

 

Die Energiewende ist in voller Fahrt – und das ist gut so. Aber die ständig steigende Energieerzeugung aus erneuerbaren Quellen schwankt genauso, wie Wind und Wetter wechseln. Deshalb muss man Energie für die spätere Verwendung zwischenspeichern. Denis Krude, CEO von thyssenkrupp Uhde Chlorine Engineers, erklärt, wie Redox-Flow-Batterien und Wasserelektrolyse von thyssenkrupp die Lücken zwischen erneuerbarer Energieproduktion und der Nachfrage schließen können, und wie nachhaltige Chemikalien dabei helfen, CO2-Emissionen zu senken.

Es gibt sehr viele Ideen und Technolo­gien zur Speicherung bei erneuerbaren Energien. Was ist das Besondere bei den Lösungen von thyssenkrupp?


Da gibt es viele Faktoren, aber entscheidend sind am Ende immer Kosten und Effizienz. Das gilt für die Redox-Flow-Batterien genauso wie für die Wasserelektrolyse, und bei beiden sind Skaleneffekte der Schlüssel zur Wirtschaftlichkeit. Beide Technologien basieren auf unseren großen elektrochemischen Zellen, auf unseren Elektrolyse-Technologien, die in über 600 Anlagen weltweit zum Einsatz kommen. Das macht unsere Lösungen zur richtigen Wahl für große Projekte, und wir wissen sehr genau, wie man Anlagen in diesem Maßstab plant und realisiert.

Tatsächlich produzieren alle Chlor-Alkali- Anlagen Wasserstoff – das macht uns zum weltweit größten Zulieferer für Wasserstoff- Produktion per Elektrolyse. Das unterscheidet uns deutlich von kleinen Start-ups. Es zeigt unsere Kompetenz im Umgang mit Wasserstoff, mit hohen Stromstärken oder mit der Netzanbindung für elektrische Großverbraucher.



Warum zwei verschiedene Lösungen?
Reicht eine nicht aus?


Sie bedienen unterschiedliche Anforderungen. Die Redox-Flow-Batterien sind extrem flexibel. Im Unterschied zu konventionellen Batterien können Leistung und Speicherdauer völlig unabhängig voneinander skaliert werden. Das ist ideal, um beispielsweise Solarenergie für die Nacht zu speichern, um Windenergie auszubalancieren, aber auch, um das Energienetz zu stabilisieren. Es gibt noch viele andere Anwendungsmöglichkeiten. Die typischen Speicherdauern liegen dabei zwischen vier und zehn Stunden. Aber hier reden wir nur davon, Energie zu speichern und wieder abzurufen. Wenn man Strom über sehr lange Zeiträume speichern möchte oder nachhaltige chemische Stoffe produzieren möchte – mit „grünem“ Wasserstoff aus erneuerbaren Quellen – ist Wasserelektrolyse das Mittel der Wahl.

Können Sie uns ein Beispiel für „nachhaltige Chemie“ geben?


Wasserstoff ist ein zentraler Grundstoff für viele chemische Produktionswege. Diese Wege führen zu Produkten, die wir alle täglich benötigen – Kraftstoffe oder Dünge- mittel sind gute Beispiele. thyssenkrupp Industrial Solutions kann hier komplette Prozessketten aus einer Hand anbieten, etwa für die Herstellung von Ammoniak und nachfolgend dann Düngemittel. Nimmt man nun Sonnenenergie, Wasser- stoff aus Wasserelektrolyse und Stickstoff aus der Atmosphäre, dann können wir den Ammoniak einfach aus Sonnenlicht, Luft und Wasser herstellen. Das verhindert die CO2-Emissionen, die entstehen, wenn man diesen Grundstoff wie sonst üblich aus Erdgas herstellt.



Das klingt sehr vielversprechend. Aber rechnet sich das auch?


Hier haben wir viele Vorteile auf unserer Seite. Zum einen nutzen wir die Skaleneffekte, die ich eingangs erwähnt habe. Zum anderen eröffnen wir unseren Kunden neue Einnahmequellen. Das geht noch über das Thema erneuerbare Energieproduktion hinaus, wo man die Lücken zwischen Angebot und Nachfrage schließt oder die Überschussenergie aus Windparks zur Wasserstoff-Herstellung nutzt. Sie können diese Lösung genauso für energieintensive Industrien wie z. B. Stahlwerke nutzen, um Kosten zu senken. Man kann damit teure Lastspitzen einfach „abrasieren“ und die Verbrauchskurve insgesamt glätten. Oder man baut lokale, unabhängige Energienetze – sogenannte Microgrids – an abgelegenen Standorten auf, etwa für Bergwerke. Es gibt zahllose Einsatzmöglichkeiten.

 

„Bei der Speicherung von Energie sind die Skaleneffekte der entscheidende Schlüssel zur Wirtschaftlichkeit.“



Erneuerbare Energien sind ein wichtiger Markt. Wie sieht es mit der Umweltverträglichkeit aus?


Sehr gut, vor allem, wenn man sich den ganzen Lebenszyklus unserer Lösungen anschaut. Sowohl für die Redox-Flow-Batterien als auch für die Wasserelektrolyse erwarten wir Lebensdauern von mindestens zwei Jahrzehnten und geringe Wartungs- aufwände. Und selbst danach lässt sich der größte Teil der Materialien und Komponenten sehr einfach recyceln. Andere Batterielösungen sind in dieser Hinsicht sehr viel problematischer. Bei unseren Redox-Flow-Batterien hingegen kann sogar das Vanadium-Elektrolyt, das einen großen Teil der gesamten Massen ausmacht, zu fast 100 % wiederverwendet werden.


Fazit: Die Redox-Flow-Batterien und Wasserelektrolyse-Technologie von thyssenkrupp können dabei helfen, die Frage zu beantworten, wie Energie aus erneuerbaren Quellen gespeichert wird. Kosteneffizienz ist hier der Schlüsselfaktor: Redox-Flow-Batterien kommen für flexible Lagerung von vier bis zu zehn Stunden zum Einsatz, das Verfahren der Wasserelektrolyse für längere Lagerperioden oder ob „grüner Wasserstoff“ für nachhaltige Chemikalien gebraucht wird. Kunden profitieren von Größenvorteilen und zusätzlichen Einnahmequellen.