Durch die Transformation der Energiewirtschaft hin zur Klimaneutralität steigt auch die Bedeutung von und die prognostizierte Nachfrage nach grünem Wasserstoff. Neben dem Import und der Offshore-Erzeugung wird davon ausgegangen, dass dezentrale Wasserstoffproduktionsanlagen in küstenfernen Regionen eine wichtige Rolle spielen werden. Ein möglicher Standort hierfür sind Kläranlagen, da der Betrieb eines Elektrolyseurs dort mehrere Synergieeffekte mit sich bringt. Dies wurde im Rahmen der Machbarkeitsstudie „H2ZVK“ am Klärwerk Steinhäule in Ulm/Neu-Ulm untersucht. Der Fokus der Studie lag dabei auf der Analyse konkreter Standortpotenziale, die sich im Wesentlichen aus der Flächenverfügbarkeit, der Genehmigungsfähigkeit, einer leistungsstarken Stromversorgung und den Wasserstoffvertriebsmöglichkeiten zusammensetzen. Mit Hinblick auf die Nutzung von Synergieeffekten liegt ein zusätzliches Hauptaugenmerk auf der Erzeugung von Reinstwasser aus gereinigtem Kläranlagenablauf zur Versorgung des Elektrolyseurs, dem Abwärmenutzungspotenzial vor Ort und der Verwertung des Elektrolysesauerstoffs in der biologischen Reinigungsstufe. Aufbauend auf den Potenzialen wird eine Simulation der Energie- und Stoffströme und eine Grobkostenrechnung für unterschiedliche Elektrolysegrößen (5, 10 und 20 Megawatt) durchgeführt. Anhand dieser Ergebnisse werden Aussagen zu erwartbaren Gesamtinvestitions- und Wasserstoffgestehungskosten getätigt.
von Jan Singer, Yair Morales, Prof. Dr. Harald Horn, Dr.-Ing. Florencia Saravia (alle: DVGW-Forschungsstelle am Engler-Bunte-Institut des Karlsruher Instituts für Technologie), Florian Weiß, Dr. Christian Kley (beide: Steinbeis Innovationszentrum energieplus), Jonathan Fuchs, Erwin Schäfer (beide: Zweckverband Klärwerk Steinhäule) & Dr. Aennes Abbas (Umwelttechnik BW GmbH)
Die Energiewende wird als gesamtgesellschaftliche Aufgabe von dem überwiegenden Teil der Bevölkerung positiv wahrgenommen. Gleichzeitig bestehen Herausforderungen und Konfliktpotenziale innerhalb dieses Transformationsprozesses, die bisher kaum adressiert werden. So geschieht es, dass Nutzungskonflikte um die Ressource Wasser bei der Planung von Wasserstoff-Hubs bisher nicht als systemische Herausforderung erkannt und damit auch nicht adäquat thematisiert werden. Denn Deutschland ist ein wasserreiches Land, dessen Wasserressourcen auf nationaler Ebene für die Erzeugung von grünem Wasserstoff ausreichen. Doch ist diese Annahme auch für Wasserstoffregionen, die jetzt schon unter extremer Trockenheit und Wasserknappheit leiden, und angesichts des fortschreitenden Klimawandels gültig und für die regionalen Akteure nachvollziehbar?
von Dr.-Ing. Ilka Gehrke (Fraunhofer UMSICHT)
Der Hochlauf der Wasserstoffwirtschaft in Deutschland bleibt hinter den Erwartungen zurück, was innovative Lösungen für die nachhaltige Produktion unabdingbar macht. Das Projekt „BioH2Ref“ zeigt, wie durch die dezentrale Dampfreformierung von Biogas effizient und klimafreundlich Wasserstoff erzeugt werden kann. Gemeinsam mit Forschungspartnern entwickelte die BtX energy GmbH eine Pilotanlage, die sämtliche Reinheitsanforderungen erfüllt und mit einem negativen THG-Fußabdruck überzeugt. Im Projekt wurden thermodynamische und kinetische Herausforderungen gemeistert, wodurch eine Leistung von 115 kg Wasserstoff pro Tag bei einem Kaltgaswirkungsgrad von über 60 Prozent erreicht werden konnte. Die Technologie bietet eine marktreife, THG-negative Lösung für erneuerbaren Wasserstoff und trägt wesentlich zur Reduktion von Treibhausgasen und zur Erreichung der Klimaziele bei. Der vorliegende Beitrag beschreibt die technologischen Grundlagen sowie die Ergebnisse des Projektes.
von Dr.-Ing. Andy Gradel, Leon Müller-Noell (beide: BtX energy GmbH) & Christopher Wünning (RWTH Aachen)
Die Einführung der fahrzeuggestützten Methode zur Abbildung von Methanemissionen auf dem Verteilnetz ist eine rechtssichere Entscheidung und bietet eine einmalige Chance hinsichtlich Digitalisierung und Prozessoptimierung. Der vorliegende Fachbeitrag geht auf die konkreten Vorgaben der Verordnung ein und erläutert im Anschluss, mit welchen Methoden und Lösungen Branchenakteure die Einhaltung der entsprechenden Vorgaben erreichen können.
von Martin Endras (Picarro Sarl)
Das Grundwasser unter dem Grundstück der Stadtwerke Rinteln ist mit Cyaniden belastet. Die Schadstoffe sind Altlasten der vormaligen Gasproduktion (1896 bis 1964) aus Kohle und Koks am Standort. Für die nachhaltige Grundwassersanierung nutzt der Versorger seit Anfang 2022 ein innovatives biologisches Verfahren, bei dem Mikroorganismen die Cyanide zersetzen und so nachhaltig abbauen. Die beteiligten Unternehmen führen das Verfahren in dieser Größenordnung zum ersten Mal durch. Im vergangenen Jahr hat das Pionierprojekt einen ersten Erfolg erzielt: Der erste Reinigungszyklus konnte abgeschlossen werden.
von Ulrich Karl, Jan-Philipp Giltmann, Sarah Albrecht (alle: Stadtwerke Rinteln GmbH), Aglaia Nagel (M&P Ingenieurgesellschaft mbH) & Sophie Leroy (trurnit Pressewerk GmbH)
Die Hauptaufgabe der Trinkwasserverteilung besteht darin, kontinuierlich Trinkwasser in hygienisch einwandfreier Qualität, ausreichender Menge und mit dem nötigen Druck bereitzustellen. Ein intaktes Verteilnetz, das die Wasserbereitstellung mit den Endkunden verbindet, ist dafür unerlässlich. Diese Überlegungen konzentrieren sich auf die Rohrleitungen im Verteilnetz, können jedoch auch auf andere Komponenten des Trinkwasserverteilnetzes angewendet werden.
von Jan Patrick Linossier & Sebastian Ponsa (beide: RheinNetz GmbH)
Die Wasserwirtschaft sieht sich in Zeiten von Klimawandel, demografischen Umbrüchen und weiteren Herausforderungen mit der anspruchsvollen Aufgabe konfrontiert, unter immer schwierigeren Bedingungen die Versorgung von Bevölkerung und Wirtschaft mit Trinkwasser sicherstellen zu müssen. Der vorliegende Fachbeitrag beschreibt vor diesem Hintergrund, wie das Innovationscluster WasserWirtschaft die Wasserwirtschaft in eine nachhaltige, resilientere und effizientere Zukunft begleiten kann.
von Lisa Mammitzsch & Thomas Ebert (beide: Schönborner Armaturen GmbH)
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