Wasserstofftank liegend

Wasserstofftank für die Industrie mieten oder kaufen

Wasserstoff ist ein Energieträger, der in Zukunft immer stärker zum Einsatz kommt. War das Gas früher vor allem in der Raumfahrt bekannt, setzen heute auch viele Gewerbe- und Industriebereiche auf den energiereichen Rohstoff. Mit den Bereichen Energieversorgung und Mobilität kommen in Zukunft völlig neue Sektoren hinzu. Ganz gleich, ob auf dem Firmengelände oder an der Wasserstofftankstelle: Wer viel Gas benötigt, muss einen Wasserstofftank mieten oder kaufen. Erhältlich sind dabei unterschiedliche Lösungen. Während große Drucktanks wenig Gas bevorraten, sind Flüssigwasserstofftanks deutlich kompakter. Allerdings ist der Aufwand zur Herstellung von Flüssigwasserstoff (LH2) höher. Warum sich die Wasserstoff Großtanks dennoch lohnen, erklären wir in den folgenden Abschnitten.

Die Themen im Überblick

Drucktanks oder Flüssig-Wasserstofftanks für die Industrie

Wer Wasserstoff in der Industrie benötigt, bekommt den Rohstoff heute in ganz unterschiedlichen Lieferformen. Kompakt und mehr oder weniger handlich sind Gasflaschen, die das Gas unter hohem Druck bevorraten. Sie lassen sich besonders gut mobil einsetzen, bieten aber eine sehr begrenzte Reichweite. Bei größeren Bedarfswerten geht das mit einem hohen Aufwand für Lagerung, Beschaffung und Austausch der Gasflaschen einher.
Geht es um die lokale Nutzung, sind Wasserstoff Bündel deutlich günstiger. Denn diese bestehen aus bis zu 12 50 Liter Gasflaschen, die miteinander verbunden und in einem stabilen Rahmen untergebracht sind. Die Entnahme erfolgt über ein gemeinsames Ventil, wodurch das Handling deutlich einfacher ist. Letzteres gilt vor allem dann, wenn Anlagenbetreiber mehrere Wasserstoff Flaschenbündel zu einer Bündel Batterie Anlage zusammenschließen. Bei einem Druck von 300 bar lassen sich auf diese Weise etwa 1.800 Kubikmeter Wasserstoff gasförmig speichern.

Für große Industriebetriebe ist aber auch das zu wenig. Diese können größere Wasserstofftanks mieten oder kaufen. Zur Auswahl stehen dabei konventionelle Druckgastanks sowie moderne Flüssiggastanks.

CGH2-Druckgastanks für CGH2 für Anlagen mit ausreichend Platz

Lange Zeit waren Drucktanks üblich, um Wasserstoff auf dem eigenen Firmengelände zu bevorraten. Bei dem Rohstoff handelt es sich um komprimierten, gasförmigen Wasserstoff (kurz CGH2 für Compressed Gaseous Hydrogen). Die Anlagen stehen unter einem Druck von 50 bis 70 bar, wodurch sie einiges aushalten müssen. Auch wenn die Gewinnung des Rohstoffs bei diesen Konditionen vergleichsweise sparsam abläuft (Verbraucht etwa 6 bis 7 Prozent der gespeicherten Energie), haben Druck-Wasserstofftanks einen erheblichen Nachteil: Sie sind schwer und benötigen viel Platz. Denn bei diesem Druck ist der Energieinhalt relativ gering. Aus diesem Grund lohnen sich große Wasserstofftanks für CGH2 vor allem auf Firmengeländen, die ausreichend Platz bieten. Bei der Dimensionierung der Anlagen und der Auswahl der passenden Tank-Größe bekommen Gewerbe- und Industrieunternehmen individuelle Unterstützung von den Anbietern der Wasserstoff Großtanks.

Große Wasserstofftanks für tiefkalt verflüssigte Gase

Kühlen Hersteller das Gas auf unter – 253 °C ab, geht es in den flüssigen Aggregatzustand über. Das führt dazu, dass das Volumen des Rohstoffs etwa um den Faktor 840 schrumpft. Das heißt: Aus einem Liter tiefkalt verflüssigtem Wasserstoff (kurz LH2 für Liquefied Hydrogen) lassen sich 840 Liter Gas gewinnen. Das ist deutlich kompakter als Druckgas und bringt viele Vorteile mit sich. So lässt sich mehr Wasserstoff in Großtanks bevorraten. LKWs können mehr Gas transportieren und die Transport- und Lagerkosten sinken. Nachteilig ist lediglich, dass die Herstellung von LH2 etwa 30 Prozent der im Gas gespeicherten Energie verbraucht. Dennoch: Aufgrund der zahlreichen Vorteile sehen Experten in Wasserstofftanks für LH2 die Zukunft. Sie kommen für Industriebetriebe zum Einsatz und eignen sich immer dann, wenn auf kleinstem Raum viel Wasserstoff zu bevorraten ist. So zum Beispiel an Wasserstofftankstellen.

Besondere Anforderungen an Lagertanks für verflüssigte Gase

Bei einer Temperatur von – 253 °C lässt es sich kaum vermeiden, dass Wärme von außen in das Tankinnere eindringt. Die thermische Energie erhitzt den flüssigen Rohstoff, der dadurch verdampft und in den gasförmigen Aggregatzustand übergeht. Um den Wasserstofftank vor zu hohen Druckwerten zu schützen, blasen die Anlagen Gase von Zeit zu Zeit ab – Experten Sprechen dabei von sogenannten Boil-off-Verlusten, die sich kaum vermeiden lassen. Wichtig ist es aber, diese auf ein Minimum zu reduzieren.

Möglich ist das mit doppelwandigen Tanks, deren Zwischenraum isoliert ist. Hinzu kommt eine Superisolation, die die Wärmeübertragung nahezu unterbindet. Trotz all dem sind Verluste von 1 bis 2 Prozent des Volumens pro Tag üblich.

Übrigens: Wissenschaftler forschen an Lösungen, die abgeblasenen Gase weiter zu nutzen. Dabei stellen sie mehrere Wasserstofftanks in eine umschließende Hülle. Letztere fängt die Gase auf und leitet sie zu Verbrauchern weiter.

LH2 Großtanks: Abmessungen und mögliche Lagervolumen

Gastanks für tiefkalt verflüssigten Wasserstoff sind heute in verschiedenen Größen erhältlich. So gibt es isolierte Behälter mit einem Rauminhalt von etwa 3.000 bis zu 80.000 Litern, aus denen sich über 50.000 Kubikmeter Gas entnehmen lassen. Die folgende Tabelle informiert über typische Größen der Wasserstofftanks.

Tankvolumen 3.160 Liter 6.365 Liter 11.535 Liter 20.355 Liter 49.020 Liter 80.360 Liter
Gasinhalt
(1 bar, 15 °C)
ca. 2.500 m³ ca. 5.000 m³ ca. 9.500 m³ ca. 15.000 m³ ca. 40.000 m³ ca. 65.000 m³
Durchmesser
x Höhe
1,6 x 4,11 m 1,6 x 7,01 m 2,0 x 7,38 m 2,4 x 8,33 m 3,0 x 11,51 m 3,0 x 18,03 m
Leergewicht 2,51 to 4,91 to 5,91 to 10.13 to 19,77 to 30,60 to

Wichtig zu wissen ist, dass sich die Werte in der Tabelle lediglich als Richtwerte verstehen. Sie geben eine grobe Orientierung und ermöglichen es, die Dimensionen der Anlage abzuschätzen. Wer einen Wasserstofftank kaufen oder mieten möchte, bekommt individuelle Angaben von einem Anbieter. Die Experten helfen dann auch dabei, die richtige Größe der Lagertanks zu definieren.

Entnahme von Wasserstoff aus Großtanks mit CGH2 oder LH2

Während die Entnahme bei Druckgastanks über einen speziellen Druckminderer funktioniert, sind bei großen Wasserstofftanks für Flüssiggas weitere Bauteile erforderlich. Besonders wichtig ist dabei ein Verdampfer, der die Flüssigkeit mit ausreichend Energie versorgt. Einfache Geräte bestehen aus mehrfach umgeleiteten Rohrleitungen, an denen Lamellen befestigt sind. Die Systeme übertragen Umgebungsenergie auf die Flüssigkeit, um diese zu erwärmen und zu verdampfen. Regelungstechnik überwacht den Vorgang und stellt sicher, dass das Gas mit dem richtigen Druck und den richtigen Temperaturen in die Anlage strömt.

Übrigens: Während die Verdampferleistung der Luft-Wärmeübertrager vergleichsweise klein ist, können Anlagenbetreiber mit Elektro-, Dampf- oder Heißwasser-Wärmeübertragern auch höhere Wasserstoffmengen entnehmen.

Belieferung der Wasserstofftanks: komprimiert oder verflüssigt

 

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Nähert sich der Füllstand in den Großtanks dem Ende, registrieren Anbieter das. Denn viele Anlagen sind mit einem Fernmeldemodul ausgestattet. Die Telemetrie übermittelt den Füllstand kontinuierlich und Lieferanten können die Befüllung selbsttätig veranlassen. Abhängig von der Art der Tanks schicken sie dann Lastkraftwagen mit Druckgastanks oder superisolierten Flüssiggastanks zu ihren Kunden. Letztere befördern bei weniger als 40 Tonnen Gesamtgewicht fast 3,5 Tonnen Wasserstoff. Die schweren Trailer für komprimierte Gase kommen auf etwa ein Zehntel dessen.

Alternative: Wasserstoff für den Großtank selbst herstellen

Möglich ist es heute auch, das Gas selbst zu gewinnen. So zum Beispiel mit der Dampfreformierung aus Erdgas oder Flüssiggas. Eine Alternative bietet die Wasser-Elektrolyse, die sich zum Beispiel mit Strom aus Solar- oder Windkraftanlagen realisieren lässt. Da die Erträge der Anlagen sehr gering sind, lohnt sich der Einsatz jedoch nur in Bereichen mit geringen Bedarfswerten, etwa in Häusern mit Brennstoffzelle. Einen Wasserstofftank für die Industrie auf diese Weise selbst zu befüllen, ist in der Regel besonders kostenintensiv und wenig wirtschaftlich.

Einsatzbereiche der großen Wasserstofftanks in der Industrie

Das energiereiche Gas, das früher vor allem in der Raumfahrt zum Einsatz kam, eignet sich für immer mehr Bereiche. Neben der Metallverarbeitung und der Chemieindustrie wächst die Rolle von Wasserstoff auch in der Energie- und Mobilitätsbranche. So sehen einige Experten bereits das Zeitalter der Wasserstoffwirtschaft voraus. Praktische Beispiele für die Verwendung des Rohstoffs gibt die folgende Übersicht.

  • Metallurgie: In der Metallbearbeitung und -verarbeitung spielt Wasserstoffgas vor allem im Zusammenhang mit Edelstahl eine wichtige Rolle. Es kommt beim Glühen, Sintern, Blankglühen, Löten oder Schweißen zum Einsatz und wirkt als Reduktionsmittel bei der Metallgewinnung.
  • Chemie: In der chemischen Industrie ermöglicht der Rohstoff die Hydrierung, Hydrodesulfurierung sowie die Katalysatorregeneration von Fein-, Spezial- und Petrochemikalien. Mit einem großen Wasserstofftank laufen Prozesse hier lange störungs- sowie unterbrechungsfrei.
  • Elektrotechnik: Ein weiteres Einsatzgebiet ist die Elektrotechnik. Hier kommt das Gas unter anderem bei der Herstellung von Halbleiterelementen oder bei der Montage sowie der Prüfung integrierter Schaltkreise zur Anwendung. Wasserstoff hat dabei die Aufgabe, Metalloxide in den Prozessen zu oxidieren.
  • Mobilität: Auch im Mobilitätssektor wächst der Bedarf an dem Gas rasant. Während sich Stapler mit Wasserstoffantrieb einfacher und kostengünstiger handeln lassen, fahren Autos, Busse und Lastkraftwagen deutlich sauberer mit Wasserstoff. Das Gleiche trifft auch auf Schiffe und Flugzeuge zu.

Zum Einsatz kommt das Gas darüber hinaus auch in der Haustechnik (Brennstoffzellenheizung), bei der Glasherstellung oder in der Lebensmittelindustrie.

Wasserstoff Großtanks kaufen oder mieten: Die Kosten entscheiden

Üblicherweise bieten Gashändler Wasserstofftanks zum Mieten an. Sie kümmern sich dabei um Planung, Installation und Betrieb. Die Experten nehmen Kunden auch Wartungs- und Prüfpflichten ab, sodass sich diese komplett auf ihr Geschäft konzentrieren können. Dank Fernmeldemodul und Telemetrie müssen sich Anlagenbetreiber bei einer solchen Lösung nicht einmal um die Belieferung kümmern – die erfolgt automatisch, wenn der Füllstand einen vorher festgelegten Wert unterschritten hat. Wie viel ein Wasserstofftank kosten kann, hängt dabei sehr stark von der Größe und den individuellen Gegebenheiten ab. Informationen bekommen Interessenten hier von einem spezialisierten Anbieter.

Gastank kaufen: Viele Arbeiten gehen in die eigene Verantwortung über

Möglich ist es auch, einen Wasserstofftank zu kaufen. Wer sich für diese Lösung entscheidet, muss allerdings mit hohen Anfangsinvestitionen rechnen. Hinzu kommt die Tatsache, dass Wartungs- und Prüfarbeiten und die gesamten Betreiberpflichten dann genau so in die eigene Verantwortung fallen, wie das Gewährleisten eines zuverlässigen Betriebs. Deshalb kommt es praktisch nicht vor, das dies von einem Unternehmen in Eigenregie gemacht wird. Es wird auf die Expertise der Fachfirmen zurückgegriffen und der Tank inklusive Service gemietet.

Vorteile der großen Wasserstofftanks für die Industrie

Je größer der Vorrat, umso komfortabler lassen sich Wasserstoffanlagen nutzen. Bei Großtanks profitieren Anlagenbetreiber daher von einer unterbrechungsfreien Gasversorgung. Sie müssen sich selbst meist um nichts kümmern und beziehen Wasserstoff aus dem Lagertank wie Strom aus der Steckdose. Ein weiterer Vorteil liegt in den Gaspreisen, die bei höheren Bestellmengen meist niedriger ausfallen. Die folgende Übersicht zeigt die wichtigsten Vorteile der Lagertanks:

  • Zuverlässige Gasversorgung ohne zeit- und kostenintensive Unterbrechungen
  • Anbieter beliefern die Gastanks automatisch, wenn der Füllstand sinkt
  • rund um die Uhr erreichbare Ansprechpartner bei Fragen oder Störungen

Nachteilig ist lediglich die Tatsache, dass die Gastanks ortsfest sind. Sie lassen sich also nicht mobil nutzen.