Blaue Brücke
in grüne Zukunft
Um die Klimaziele zu erreichen, muss Energie künftig vollständig CO2-frei erzeugt werden. Eine wichtige Rolle dabei spielt Wasserstoff. Doch bis ausreichend erneuerbare Energie für die Produktion von grünem Wasserstoff zur Verfügung steht, bildet der blaue Wasserstoff für eine Übergangszeit eine klimafreundliche Alternative. Denn das dabei erzeugte Kohlendioxid gelangt nicht in die Atmosphäre. Beim Abscheiden und Speichern des anfallenden CO2 kommen Pumpen und Armaturen von KSB zum Einsatz.
Die Idee des Abscheidens von Kohlendioxid beim Erzeugen von Wasserstoff aus Erdgas besitzt vor allem bei den Verursachern großer Emissionen viel Charme. Dazu zählen beispielsweise die Eisen- und Stahlproduktion, fossil beheizte Kraftwerke sowie die chemische Industrie. Die Prozesse zur Wasserstoffproduktion sind bekannt und das Anlagenequipment ist bewährt. In allen klassischen Herstellungsverfahren für die Erzeugung von Wasserstoff aus Erdgas kommen Pumpen und Armaturen wie Ventile sowie Absperrklappen zum Einsatz. Sie erfüllen hier vielfältige Aufgaben und arbeiten unter extremen Bedingungen wie hohen Drücken und Temperaturen.
CO2 transportieren und speichern
Entscheidend für das Erzeugen des blauen Wasserstoffes ist, das entstandene Kohlendioxid abzuscheiden und zu lagern. Nach dem Abscheiden wird das CO2 komprimiert. So lässt es sich effizient transportieren und in unterirdische Speicher pumpen. Dafür müssen die Pumpen ein breites Anwendungsspektrum beherrschen, schnell einsatzbereit sein und sich für enorme Drücke und Temperaturen eignen.
Das Medium CO2 selbst bringt einige Herausforderungen mit sich. Hier ist zunächst die Flüchtigkeit zu nennen. Kohlendioxid ist bei Umgebungsdruck gasförmig. Geeignete Abdichtungen vermeiden Leckagen und verringern mögliche Vereisungen. Diese Einflussfaktoren untersuchten Entwickler bei KSB in Frankenthal bereits vor mehr als zehn Jahren detailliert in einem CO2-Versuchsstand. Auf Grundlage dieser Forschungsarbeit ließ sich die effizienteste Pumpe für den entsprechenden Betriebsbereich und die jeweiligen Aufgaben im Wasserstoffprozess bestimmen.
Temperatur- und Drucküberwachung erforderlich
Eine weitere Herausforderung beim Umwandeln von gasförmigem in flüssiges CO2 liegt darin, Druck und Temperatur stabil zu halten. Diese Kontrolle ist vor allem bei mehrstufigen Prozessen wichtig. Daher müssen die Pumpen mit aufwendiger zusätzlicher Sensorik für die Temperatur- und Drucküberwachung ausgestattet sein. Droht sich der Aggregatzustand von flüssig in gasförmig zu ändern, wird automatisch die Motordrehzahl angepasst.
Wasserstoff ist eine Zukunftstechnologie, die bereits heute starten kann, indem die Hersteller bewährte Technologien zur Wasserstofferzeugung mit Abscheidungsanlagen kombinieren. Das ermöglicht den schnellen Übergang zu CO2-neutralen Prozessen, bis ausreichend genügend grüner Wasserstoff zur Verfügung steht.
Was bedeutet Carbon Capture and Storage (CCS)?
Der englische Fachbegriff „Carbon Capture and Storage“ (CCS) bezeichnet das Abscheiden und Speichern von Kohlendioxid. Die Emissionen an Kohlendioxid (CO2) müssen sinken. Um kurzfristig die Nettoemissionen zu mindern, ist es sinnvoll, entstehendes CO2 aufzufangen und am Eintritt in die Atmosphäre zu hindern. Dadurch sinken zwar die tatsächlichen Emissionen nicht, aber der klimaschädliche Einfluss des Treibhausgases bleibt aus.
Das Verfahren besteht aus zwei wesentlichen Schritten: Einfangen oder Abscheiden des CO2 und anschließend sicheres Einlagern. Beim ersten Schritt liegt es nahe, das Treibhausgas direkt bei den industriellen Prozessen abzufangen, die besonders viel davon freisetzen. Nützlich und lohnenswert ist das vor allem bei großen Verursachern von Emissionen, etwa der Eisen- und Stahlproduktion, in Öl- und Gasraffinerien sowie in fossil beheizten Kraftwerken. Auch die Zementindustrie leistet einen beachtlichen Beitrag zu den globalen CO2-Emissionen.