WASSERSTOFF- UND KOHLENWASSERSTOFFERZEUGUNG DURCH SOEC
Technologie
SOE-System bei der Salzgitter Flachstahl GmbH der Sunfire GmbH und Hybrid-SOE-Konzept auf der Basis von MIEC [J. Kim et al nano Energy 2018]
Brennstoffzellen. Die zur Elektrolyse erforderliche Energie nimmt dabei stark mit der
Temperatur ab. Dadurch kann der Wirkungsgrad bei hoher Temperatur gesteigert und der Aufwand zur Wasserstoff- bzw. Kohlenwasserstoff-Erzeugung gesenkt werden. Neuere Konzepte basieren auf dem Einsatz von gemischtleitenden keramischen Membranen (mixed ionic electronic conductors – MIEC). Kohlendioxid kann im SOE in Kohlenmonoxid umgewandelt werden — ein wichtiges Synthesegas zur Herstellung von weiteren Wertstoffen in Power-to-Liquid-Anwendungen. SOE-Anlagen zur Wasserstoff- und Kohlenmonoxid-Erzeugung können effektiv miteinander gekoppelt werden.
Anwendung
Äußerst attraktive Anwendungen bieten industrielle Prozesse, die Möglichkeiten zur Kopplung mit der Dampferzeugung eröffnen. Neben der direkten dezentralen Nutzung von Wasserstoff aus SOE-Anlagen ist auch die Anwendung des SOE in Syntheseprozessen zur Herstellung von „Grünem Ammoniak“ in neuartigen Herstellungsanlagen interessant. In der Stahlindustrie ist der Einsatz von Wasserstoff als Reduktionsmittel geplant, um eine kohlendioxidarme Stahlproduktion zu erreichen. Weitere Anwendungen von Kohlenmonoxid sind im maritimen Bereich denkbar, beispielsweise als Reduktionsmittel für umweltschädliche Stickoxide aus Schiffsmotoren.
Potenzial
Die beschriebenen Anwendungen adressieren den globalen Energie- und Wasserstoffbedarf, wodurch sich bedeutende Wachstumsfelder im industriellen Umfeld erschließen lassen. Der Wertstoff Ammoniak ist die im größten Umfang produzierte Grundchemikalie der Welt und in der Stahlproduktion werden jedes Jahr allein in Deutschland rund 17,9 Mio t Kohlenstoff umgesetzt.
