H2: Wie eine Elektrolyse-Anlage aus Schwerin den Markt erobert

HIAT fertigt Elektrolyse-Module für die Umwandlung von Wind- und Solarstrom in Wasserstoff. Verdopplung der Produktion in 2022 angestrebt
11. Mai 2022
HIAT

Wasserstoff (H2) ist ein nahezu idealer Energieträger. Mit dem Gas lassen sich große Mengen Wind- und Solarstrom speichern. Künftig soll grüner Wasserstoff die Grundlage für die Energiewende bilden, da er klimafreundlichere Prozesse bei der Stahlproduktion oder in der chemischen Industrie sowie die Produktion klimaneutraler synthetischer Treibstoffe für Schiffe und Flugzeuge emöglicht. Eine besonders effiziente Wasserspaltung in Wasserstoff und Sauerstoff – Elektrolyse genannt – ist jetzt offenbar Entwickler*innen von HIAT (Hydrogen and Informatics Institute of Applied Technologies), mit Sitz in der Metropolregion Hamburg, (Schwerin) gelungen.

HIAT: Membran-Elektrolyse aus der Metropolregion Hamburg

„Wir haben die Membran-Elektrolyse – kurz PEM-Elektrolyse (PEM = Proton Exchange Membrane, Anm. d. Red.) – bis zur Marktreife getrieben“, sagt HIAT-Geschäftsführer Tino Freiheit. Herzstück der jahrelangen Entwicklungsarbeit auf dem Campus des Technologiezentrums Schwerin ist ein zylindrisches Modul von knapp einem Meter Höhe und 50 Zentimetern Durchmesser. Dieser PEM-Stack, so der Fachbegriff, erzeugt mit einer Leistung von 120 Kilowatt bis zu 20 Kubikmeter Wasserstoff pro Stunde. „Unsere Anlagen erreichen Wirkungsgrade zwischen 80 und 90 Prozent“, erklärt Freiheit. Diese Werte lägen deutlich über denen der sogenannten Alkali-Elektrolyse, die sich bisher zwar bewährt habe, aber nur Wirkungsgrade bis 70 Prozent aufweise. Dazu könne die PEM-Elektrolyse einfacher betrieben werden mit destilliertem Wasser statt mit Kalilauge.

Verdopplung der Produktion angestrebt

Eingesetzt werden die PEM-Stacks aus Schwerin beispielsweise in Windparks, um bei starkem Wind anfallenden, überschüssigen Strom für die Wasserspaltung zu nutzen. „Unsere Kunden kommen nicht nur aus Deutschland, sondern aus aller Welt: Australien, China, Frankreich oder Indien“, sagt Freiheit. Fast 100 seiner PEM-Elektrolysen habe er bisher verkauft. „Und dieses Jahr werden wir die Stückzahl mindestens verdoppeln“, so der studierte Elektrotechniker. Um dieses Wachstum zu bewältigen, wurden jüngst weitere Flächen für die Produktion in Schwerin angemietet und eigens eine Vermarktungsfirma, die Hydrogen Innovation GmbH, gegründet.

HIAT will Marktnische nutzen

Das Schweriner Unternehmen fokussiere sich auf die Marktnische für kleine, dezentral genutzte Elektrolysen. Klein ist die Konkurrenz für das Unternehmen aus der Metropolregion Hamburg dennoch nicht. Weltweit wird an effizienten Elektrolyse-Anlagen für die Erzeugung von grünem Wasserstoff gearbeitet.

Tino Freiheit, Managing Director of HIAT
© HIAT
HIAT-Geschäftsführer Tino Freiheit

Der Bedarf an grünem Wasserstoff aus Wind- und Solarstrom wird sich laut einer im März vorgestellten Prognose der Internationalen Agentur für Erneuerbare Energien (IRENA) von weltweit 800.000 Tonnen heute auf mehr als 600 Millionen Tonnen bis zum Jahr 2050 vervielfachen müssen. Nur so könnten ausreichend fossile Energieträger ersetzt und die Erderwärmung auf möglichst 1,5 Grad begrenzt werden.

Siebdruckverfahren als Wettbewerbsvorteil?

Auf diesem extrem dynamischen Markt werden sich viele Hersteller von Elektrolyse-Anlagen etablieren wollen. Allein in Deutschland bietet laut einer Marktanalyse des Vereins C.A.R.M.E.N. e. V. (Centrales Agrar-Rohstoff Marketing- und Energie-Netzwerk) in Straubing ein gutes Dutzend Unternehmen Elektrolyse-Anlagen verschiedener Größen an. „Doch wir haben mit unserem patentierten und ausgereiften Siebdruckverfahren einen Wettbewerbsvorteil“, sagt Freiheit. Dank dieser Methode will er die im PEM-Stack genutzten Membranen – bis zu acht Quadratmeter pro Elektrolyse – möglichst günstig herstellen. Dazu müssen winzige Katalysator-Partikel aus den Edelmetallen Platin oder Iridium gleichmäßig über die Membranen verteilt werden. Genau das gelingt laut Freiheit mit dem Siebdruckverfahren gut und sparsam. Nur relativ kleine Mengen der Edelmetalle, die pro Gramm etwa 150 Euro kosten, seien pro Elektrolyse nötig. Diesen Vorsprung will Freiheit mit seinen Kolleg*innen in Zukunft ausbauen und den Materialeinsatz ohne Leistungseinbußen bei seiner PEM-Elektrolyse weiter reduzieren.
jol/tn/sb