Als nachhaltiges Unternehmen setzen wir von VOSS Fluid stets auf zukunftsfähige Ideen und Ansätze. Zu diesem Zweck entwickeln wir unsere Produkte mit dem Ziel, fortschrittliche Antriebsarten zu unterstützen. Es ist kein Geheimnis, dass wir uns seit einigen Jahren stark dem Thema Wasserstoff widmen. In diesem Blogbeitrag gehen wir zunächst auf den aktuellen Stand der Technik ein.
Auf Wasserstoff basierende Technologien gehören zu den wichtigsten Faktoren, wenn es darum geht, emissionsfreie Alternativen in der Energieversorgung zu finden. Wasserstoff soll fossile Brennstoffe wie Kohle, Öl und Erdgas fortlaufend ersetzen. Analysen zeigen, dass sein Einsatz in Brennstoffzellen nicht nur Klimagase vermindert, sondern auch neue Möglichkeiten schafft, Kraftstoff bereitzustellen. Gleichzeitig ist Wasserstoff essenziell für industrielle Anwendungen. Als Prozessmittel ist er ein wichtiger Grundstoff für die Synthese von chemischen Verbindungen sowie bei Reduktionsreaktionen in der Metallurgie. Da reiner Wasserstoff kein natürliches Vorkommen ist, muss er durch Einsatz von Energie erzeugt werden. Hierbei hat sich die Unterscheidung des Wasserstoffs nach Farben etabliert.
Die zwei meistverbreiteten Herstellungsarten sind Wasserstoff aus Kohlenwasserstoff und Wasserstoff aus Wasser. Vorzugsweise wird Wasserstoff aus Erdgas oder auch langkettigeren Kohlenwasserstoffen (Benzin) gewonnen. Ein ebenfalls etabliertes Verfahren ist die Dampfreformation bei der die Kohlenwasserstoffe in mehreren Schritten unter Druck und Temperatur mit Wasserdampf zu H2, CO und CO2 aufgespalten werden. Bei der Gewinnung aus Wasser ist die Elektrolyse meist das Verfahren der Wahl. Hierbei wird unter Verwendung von Strom Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff aufgespalten. Kommt der Strom aus nachhaltigen Energiequellen wird dieser gebräuchlich als grüner Wasserstoff bezeichnet, beispielsweise wenn er aus Windkraft, Wasser oder Solarparks gewonnen wird. Das Konzept der Wandlung von Überschussstrom in Wasserstoff bietet dabei eine besonders attraktive Möglichkeit, die hohe Verfügbarkeit von nachhaltigen Energiequellen effizient zu nutzen.
Besondere Herausforderungen von Wasserstoff im Hochdruckbereich
Doch auch Wasserstoff hat seine Tücken, sodass sich im Umgang mit dem Gas einige Herausforderungen ergeben. Unter anderem sind die technischen Anforderungen an Anlagen zur Verarbeitung von Wasserstoff sehr hoch, da die verwendeten Drücke und Temperaturen die eingesetzten Werkstoffe stark belasten. Denn aufgrund seiner geringen Molekülgröße führt Wasserstoff bei Metallen schnell zu Versprödungen des Materials. Auch die leichte Brennbarkeit des Gases ist eine Herausforderung, weshalb entsprechend große Sicherheitsstandards eingehalten werden müssen. Im Vergleich zum Austritt von Öl beispielsweise werden Gas-Leckagen in der Regel erst zu spät erkannt. Umso bedeutender ist eine geeignete Verbindungstechnologie unter den Wasserstoffleitungen. Gerade bei Hochdruckanwendungen (bis ca. 700 bar) sind Lösungen gefordert, die diesem Druck im wahrsten Sinne des Wortes standhalten. Genau hier liegt unsere Herausforderung in der Anwendung mit Wasserstoff. Für unsere Verbindungslösungen ist es essenziell, selbst geringe Leckagemengen zu vermeiden. Dass Wasserstoff das kleinste Molekül der Welt ist, macht die Sache nicht leichter. Aber auch im Niederdruckbereich (bis 100 bar), in dem beispielsweise Kunststoffe zu durchlässig sind, wird dies zum Problem. Es empfehlen sich daher Stahlleitungen, die im Hochdruckbereich ohnehin Standard, aber natürlich auch teurer sind. Doch hier lohnt sich die Investition: Bei klassischem Edelstahl sind viele Probleme auf Anhieb ausgeschlossen.
Rohrumformung hält jedem Druck stand
Auf der Suche nach einer zuverlässigen Lösung für diese Herausforderungen, haben wir uns für einen neuen Ansatz entschieden: Einen Rohrumformprozess, bei dem eine Dicht- und Haltekontur an das Rohrende angeformt wird. Das Ergebnis ist unser bekanntes System VOSS Lok 40. Es ermöglicht eine wirtschaftlich optimierte, kompakte und dauerhaft sichere Verbindung von Rohren in Wasserstoff-Anwendungen – sowohl im Hoch- als auch im Niederdruckbereich. Dies resultiert zum einen aus dem Zusammenspiel von Rohrkontur und Verschraubungsstutzen und zum anderen aus der Montagesicherheit des Systems. Der speziell konzipierte, maschinelle Umformprozess mit kurzen Taktzeiten führt zu einer sicheren Vormontage und schließt Fehler nahezu aus.
Fazit
Zusammengefasst lässt sich sagen, dass die technischen Anforderungen an Anlagen zur Verarbeitung von Wasserstoff hoch sind. Doch der Aufwand lohnt sich. Wasserstoff ist zweifelsfrei ein Energieträger der Zukunft, mit dem wir bei VOSS noch viel forschen werden – und stellen uns damit der weltweiten Herausforderung Klimawandel.
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