Wasserstoff gilt als deutscher Hoffnungsträger zur Klimaneutralität. Dass es dafür mehrere Millionen Tonnen jährlich braucht, steht fest. Ein Teil davon soll auf unterschiedlichen Wegen, wie beispielsweise im Projekt H2Mare vorgestellt, in Deutschland selbst produziert werden. Den deutlich größeren Teil wird die Bundesrepublik jedoch importieren müssen. Beide Szenarien erfordern eine effiziente Wasserstoff-Transport-Infrastruktur, denn nur selten wird Wasserstoff dort genutzt, wo er produziert wird. Ohne geeignetes Verteilernetz keine funktionierende Wasserstoffwirtschaft!

Im Projekt TransHyDE fokussieren sich Forschende des KIT gemeinsam mit weiteren Industrie- und Forschungspartnern auf die Entwicklung, Bewertung und Demonstration diverser Technologien für eine effiziente Wasserstoffverteilung. Welches Transportsystem am geeignetsten ist hängt dabei stark von den Anwendungsanforderungen, den Produktionsbedingungen sowie der zu überwindenden Distanz ab. Um verschiedene Szenarien abzudecken beleuchten die Forschenden in unterschiedlichen Teilprojekten mehrere Technologien: Der Wasserstofftransport in Hochdruckbehältern, in bestehenden Gasleitungen, mittels LOHC und in Ammoniak gebunden. Das Institut für Technische Physik (ITEP) am KIT koordiniert innerhalb von TransHyDE das Verbundprojekt „AppLHy!“, das sich mit Flüssigwasserstoff beschäftigt. Ein Ansatz, den die Forschungsgruppe rund um Frau Prof. Dr. Tabea Arndt, Direktorin am ITEP, verfolgt, ist die hybride Energie-Pipeline. Die Idee: Der zeitgleiche Fluss von chemischer und elektrischer Energie durch Kombination aus Flüssiggas-Pipeline und Supraleiterkabel. „Flüssiger Wasserstoff weist bei größter Reinheit auch die höchste Energiedichte auf. Am KIT nutzen wir die Energie und die Kälte des flüssigen Wasserstoffs, indem wir sie mit elektrotechnischen Anwendungen vereinen, wie etwa im Energietransport mit Hochtemperatur-Supraleitern“, beschreibt Arndt das Potenzial der Idee. Die Symbiose macht sich dabei die Vorteile beider Technologien zunutze. Beim Pipeline-Transport von flüssigem Wasserstoff kann chemische Energie sehr platzsparend übertragen werden. Supraleiterkabel können elektrische Energie kompakt und verlustfrei übertragen, ohne dabei Wärme zu produzieren. Ersetzt man das gängige Kühlmittel flüssigen Stickstoff durch den noch kälteren flüssigen Wasserstoff, wird die Leistungsfähigkeit von Supraleitern zusätzlich gesteigert. Bei der Vereinigung beider Technologien in einer hybriden Energie-Pipeline entsteht durch die zeitgleiche Übertragung chemischer und elektrischer Energie ein besonders effizienter Energietransport.

Bild: Amadeus Bramsiepe / KIT