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Foto: Linde/Horst Fechner
In Leuna entsteht das mit 24 Megawatt Leistung bei Inbetriebnahme weltgrößte Power-to-X-Anlagenprojekt zur Erzeugung und Verflüssigung von grünem Wasserstoff. 

Technologie-Neuheiten

Weltgrößte Power-to-X-Anlage und Batterie-Recycling

Langfristige Speicherung von Regenerativstrom durch Elektrolyse erreicht in Leuna eine neue Größenordnung. Derweil werden Lithium-Ionen-Speicher künftig besser recycelt.  

Die mit 24 Megawatt Leistung bei Inbetriebnahme weltgrößte Power-to-X-Anlage zur Erzeugung und Verflüssigung von grünem Wasserstoff nimmt gerade Chemie- und Raffinerie-Standort Leuna in Sachsen- Anhalt Gestalt an. Die geplante Elektrolyse-Anlage soll zu Beginn mithilfe von zertifiziertem Ökostrom, ab Mitte 2022 bis zu 3.200 Tonnen grünen Wasserstoff pro Jahr mit in der Nähe erzeugten erneuerbaren Energien herstellen.

Konstruktion, Bau und Betrieb der Anlage erfolgen aus einer Hand durch Linde. Die PEM (Proton Exchange Membrane)-Technologie der Elektrolyse stammt dabei von Lindes Joint-Venture-Partner ITM Power. Dabei ist Linde in der Lage, die komplette Wasserstoff-Wertschöpfungskette abzudecken – von der Verflüssigung, dem Tankstellenbau bis zur Logistik.

„Leuna eignet sich als Standort hervorragend für eine solche Anlage, denn wir versorgen seit vielen Jahrzehnten – eingebunden in eines der größten Industriecluster in Deutschland – mit einem kompletten Produktportfolio von Industriegasen unsere dort ansässigen Kunden sowie das umliegende Netzwerk. Durch die Elektrolyse-Anlage im industriellen Maßstab, insbesondere in Verbindung mit der aktuell erweiterten Verflüssigung, wird dieses Portfolio perfekt ergänzt“, sagte Jens Waldeck, bei Linde zuständig für das Gasegeschäft in Westeuropa. Für Leuna spreche außerdem das gut ausgebaute Rohrleitungsnetz und die hervorragende Infrastrukturanbindung. Die Elektrolyse-Technologie sei ein wichtiger Baustein in der gesamten Linde-Wasserstoff-Wertschöpfungskette. Dank der Kombination aus Engineering, Beschaffung, und Errichtungskompetenz sowie Technologieexpertise auf Seiten der ITM Linde Electrolysis GmbH können individuelle Kundenlösungen für elektrolysebasierte Wasserstoff- und Sauerstoff- Erzeugungsanlagen angeboten werden.

Das Bauprojekt umfasst neben der Elektrolyse einen neuen Wasserstoff-Verflüssiger, der jetzt in Betrieb geht, sowie infrastrukturelle Maßnahmen in Leuna in Zusammenarbeit mit dem Standortbetreiber Infraleuna GmbH. 

Ausgediente Lithium-Ionen-Speicher recyclen

Während Wasserstoff als langfristiger Speicher noch relativ wenig etabliert ist,  sind Lithium-Ionen-Batterien als kurzfristige Speicher kaum mehr aus dem Alltag wegzudenken. Ob E-Bike oder Smartphone – überall kommen sie zum Einsatz. Doch was passiert am Ende ihrer Nutzung mit ihnen? Dieser Frage widmet sich die Arbeitsgruppe Ressourcen am Institut für Infrastruktur – Wasser – Ressourcen – Umwelt der FH Münster (Iwaru) unter der Leitung von Sabine Flamme. In der vom Land NRW geförderten Studie „Demonstrationszentrum Batterie-Recycling“ hat das Iwaru zusammen mit der RWTH Aachen ein Konzept für ein Recycling-Zentrum entwickelt. „Das Zentrum soll auf die vorindustrielle Forschung ausgerichtet sein und alle Behandlungsschritte beinhalten, die für ein umfassendes Recycling von ausgedienten LIB notwendig sind. Somit dient es als Bindeglied zwischen Forschung und Entwicklung sowie Unternehmen aus dem Bereich der Anwendung und des Recyclings“, sagt Sabine Flamme, die am Fachbereich Bauingenieurwesen der FH Münster zu Ressourcen, Stoffstrom- und Infrastrukturmanagement lehrt und forscht. Mit dem Demonstrationszentrum für das Batterierecycling werde eine möglichst vollständige Kreislaufschließung für den Gesamtstoffstrom Batterien angestrebt und somit eine nachhaltige E-Mobilität abgesichert. Zudem sehen die Projektpartner die Chance, aus den Recyclingerfahrungen wichtige Impulse für die Entwicklung von neuen Batterietypen geben zu können.

Dies ist auch ein Ziel zweier weiterer Projekte, an denen das Iwaru beteiligt ist. In dem vom BMBF geförderten Projekt „DemoSens“ wird die Digitalisierung und Automatisierung der Demontage von sogenannten LIB-Packs unter Leitung des Iwaru weiterentwickelt. Dazu programmieren die beteiligten Projektpartner Roboter, entwickeln Algorithmen und setzen hochmoderne Sensortechnik ein. Schwerpunkt des Iwaru ist die Digitalisierung der mechanischen Aufbereitung demontierter Fraktionen – indem die Wissenschaftler sensorbasierte Sortiersysteme einsetzen und innovative Kennzeichnungssysteme entwickeln. Das Projekt „Aurrelia“ hat das Ziel, den Recyclingprozess von LIB zu optimieren. Das Iwaru wird hierbei eine Zerkleinerung im nassen Milieu entwickeln, die die bisherigen thermischen Vorbehandlungsschritte ersetzen soll. Die im Nassschredder-Prozess zerkleinerten LIB-Bestandteile werden stoffstromspezifisch weiterbehandelt. Im Vordergrund steht eine möglichst umfassende Rückgewinnung der LIB-Bauteile und des Leichtmetalls Lithium – ein nicht unerheblicher Effekt mit Blick auf eine verantwortungsvolle Rohstoffbeschaffung: Im September 2020 hat die EU Lithium in die Liste der kritischen Rohstoffe aufgenommen. 

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