Quelle: https://nelhydrogen.com/articles/in-depth/...oduction-is-world-first/
Dänische dynamische Ammoniakproduktion ist Weltneuheit
Intermittenz ist ein bekanntes Problem, wenn es um erneuerbare Energien geht. Der Wind weht nicht gleichmäßig, und die Sonnenstrahlen erreichen die Erdoberfläche nicht mit gleichmäßiger Intensität. Wolken sind im Weg, und der Wechsel der Jahreszeiten sorgt für zusätzliche Schwankungen.
Meistens ist die Rede davon, dass es nicht genug Wind oder Sonne gibt. In Ländern wie Dänemark mit gut ausgebauten Windkraftkapazitäten gibt es jedoch viele Tage, an denen zu viel potenzielle Energie vorhanden ist. Derzeit ist die einzige Lösung die Drosselung, bei der die Energieversorger die Stromerzeugung aus Angst vor einer Überlastung der Stromnetze einschränken.
Elektrolyseure verhindern verpasste Chancen
Dies ist einer der Hauptgründe dafür, dass Skovgaard Energy Nel mit der Lieferung seiner bewährten alkalischen Elektrolyseurtechnologie für ein von der dänischen Regierung finanziertes Pilotprojekt in Lemvig in Westjütland, Dänemark, beauftragt hat. Topsoe liefert die Ammoniak-Technologie, die Windkraftanlagen von Vestas liefern den Strom.
Der Elektrolyseur wird Teil einer dynamischen grünen Ammoniakanlage sein, der ersten ihrer Art, die von sechs Windturbinen angetrieben wird. Weitere 90 Hektar Photovoltaik-Anlagen sind derzeit im Bau. Der von diesen Anlagen erzeugte Strom, der nicht für das Stromnetz benötigt wird, wird in die dynamische Anlage umgeleitet, deren Ammoniak zur Herstellung von Düngemitteln oder zur Verbrennung als emissionsfreier Brennstoff genutzt werden kann.
Bei der konventionellen Ammoniakproduktion werden große Mengen Erdgas in gleichmäßiger Menge in eine Anlage eingespeist. Die Herstellung von grünem Ammoniak erfolgt nach einem anderen chemischen Verfahren, bei dem Wasserstoff aus der Wasserelektrolyse stammt. Dieser wird dann mit Stickstoff kombiniert.
Anpassungsfähigkeit ist der Schlüssel
Da die Stromerzeugung aus erneuerbaren Energiequellen unbeständig ist, schwankt die Menge des von den Nel-Elektrolyseuren erzeugten grünen Wasserstoffs. Aus diesem Grund muss der Reaktor, in dem sich die für die Synthese von grünem Ammoniak erforderlichen Gase und Katalysatoren befinden, äußerst anpassungsfähig bzw. dynamisch sein.
"Das Wichtigste ist, dass Temperatur und Druck konstant bleiben, während die Produktionsrate schwankt", sagt Pat Han, technischer Direktor bei Skovgaard Energy. Die Pilotanlage, die Ende 2023 in Betrieb genommen werden soll, kann bis zu einer Woche lang im Standby-Modus bleiben. "Das bedeutet, dass wir die Anlage innerhalb von 10 Minuten wieder anfahren können. Andernfalls würde es 10-12 Stunden dauern, bis die Anlage komplett kalt ist", sagt Han.
Diese schnelle Anlaufzeit bringt große Kosteneinsparungen mit sich. Han arbeitete früher in einem konventionellen Gaskraftwerk in Frankreich, wo die Wiederinbetriebnahme drei Tage dauerte und 500 000 Euro kostete (im Jahr 2012). Die dynamische Lösung von Skovgaard Energy kann in jeder bestehenden Ammoniakanlage nachgerüstet werden, so dass solche Kosten, Abfälle und Umweltbelastungen nicht mehr anfallen.
Kosteneffizienz ohne exotische Materialien
Die Pilotanlage ist nur etwa 1 % so groß wie eine kommerziell nutzbare Anlage, aber Hochrechnungen deuten darauf hin, dass der Betrieb einer Anlage in voller Größe bereits rentabel wäre, selbst wenn sie nur etwa 50 % ihrer Nennkapazität produzieren würde.
Die Rechnung geht auf, denn die Kosten der dynamischen Anlage wären weniger als 2 % höher als bei einer konventionellen Anlage, und die Gesamtproduktionskosten pro Einheit Ammoniak wären etwa halb so hoch wie bei der Verwendung von Erdgas zu den derzeitigen Preisen. Wenn dies der Fall ist, ohne dass Kohlenstoffsteuern erhoben werden, dann ist das Rentabilitätspotenzial klar, wenn es unweigerlich zu Strafzöllen kommt.
Han bezeichnet die dynamische Produktion von grünem Ammoniak als "Ei des Kolumbus": eine Idee, die unglaublich einfach zu sein scheint, sobald jemand den Einfallsreichtum hat, ihr Potenzial zu realisieren. Die Pläne von Skovgaard Energy stellen eine Lösung für das Problem der Energieknappheit dar, die im Gegensatz zum Einsatz von Batterieanlagen einen zusätzlichen Wert generiert und nicht von der Nutzung endlicher Ressourcen wie Lithium und Kobalt abhängt.
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