HylyPure-Testanlage TU-Wien, Foto: IVT TU Wien

HylyPure-Testanlage TU-Wien, Foto: IVT TU Wien

HylyPure
Grünen Wasserstoff energieeffizient rückgewinnen

Im Wind2Hydrogen-Konzept soll Wasserstoff im Erdgasnetz gespeichert und als Gemisch mit Erdgas kostengünstig zu einzelnen Verbrauchern transportiert werden. Um den Wasserstoff darüber hinaus als Rohstoff für die chemische Industrie bzw. für Anwendungen in der Mobilität in Brennstoffzellenqualität nutzen zu können, muss er in reiner Form aus dem Erdgasgemisch wieder zurückgewonnen werden.

Im Projekt HylyPure wird am Institut für Verfahrenstechnik, Umwelttechnik und Technische Biowissenschaften (IVT) der Technischen Universität (TU) Wien in Kooperation mit der OMV ein maßgeschneidertes Verfahren auf Basis der Membran-Gaspermeation und Adsorption zur energieeffizienten Rückgewinnung von Wasserstoff aus einer Mischung mit Erdgas entwickelt. Ziele sind die optimale Auswahl der Membranen und der Trennsequenzen, das Sicherstellen der Anlagenflexibilität (Wasserstoff-/Methan-Zufuhr, Kapazität) sowie die Entwicklung von Regelungskonzepten.

Die Auswirkungen von Nebenkomponenten (wie beispielsweise CO2, andere Kohlenwasserstoffe, Schwefelwasserstoff) in der Gasmischung auf die Trennperformance und die Produktqualität des produzierten Wasserstoffs werden ebenfalls untersucht. Eine vollständige Abtrennung anderer Begleitgase des Erdgasstroms erfordert abhängig von der Qualitätsspezifikation des H2 zusätzliche Trennschritte. Daher ist eine Kombination der Gaspermeation mit anderen unterstützenden Prozessen, wie Adsorption oder Absorption notwendig. Im Rahmen des Projekts wurden verschiedene Adsorbentien auf ihre Eigenschaften zur Feinreinigung des Wasserstoffs getestet.

Das Ergebnis der Entwicklungen ist eine kompakte Anlagentechnik, die im Labor am IVT der TU Wien aufgebaut wird und im Testbetrieb mit Gasmischungen der Mischstrecke vom OMV Standort Auersthal versorgt wird. Die Wasserstoffabtrennung erfolgt über ein ökologisch und ökonomisch effizientes dreistufiges Konzept: In Stufe eins sorgt eine Membran-Gaspermeation für eine höchst energieeffiziente Vorab-Aufkonzentrierung und für eine drastische Mengenreduzierung.
In Stufe zwei wird Wasserstoff in einer nachfolgenden Druckwechseladsorption (PSA, Pressure Swing Adsorption) weiter angereichert.
Schritt drei kann je nach Bedarf als weitere adsorptive Feinreinigung zugeschaltet werden und gewährleistet die gewünschte Produktqualität.

Das restliche Stoffgemisch wird auf den Ausgangsdruck gebracht und in die Erdgasleitung rückgespeist. Sofern die benötigte elektrische Energie aus alternativen Energiequellen stammt, handelt es sich um ein CO2-neutrales Abtrennungsverfahren.

DI Dr. Walter Böhme MSc, MBA  Leiter Science & Innovation OMV AG , Foto OMV
DI Dr. Walter Böhme MSc, MBA
Leiter Science & Innovation OMV AG, Foto: OMV
„Wasserstoff ist für die OMV die erste Wahl bei Energietechnologien der Zukunft. Mit der Forschung an diesen neuen Technologien stellen wir uns den Herausforderungen des Klimawandels. Damit wollen wir unseren Beitrag für den Brückenschlag zwischen der Gegenwart und den langfristigen Klimazielen leisten. Voraussetzung dafür sind marktfähige Lösungen, von der Erzeugung über Speicherung und Transport bis hin zur Anwendung, wie z. B. in Brennstoffzellen von Fahrzeugen.“

 

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