Erfolgreicher Projektabschluss für EU-Verbundprojekt HySTOC: Wasserstoffspeicherung und – transport mit patentierter LOHC-Technologie von Hydrogenious

(WK-intern) – Kokkola & Espoo/Finnland, Erlangen/Deutschland – Das im Januar 2018 gestartete, in Finnland angesiedelte EU-Projekt HySTOC wurde kürzlich von seinen finnischen, niederländischen und deutschen Partnern erfolgreich abgeschlossen.

Der Projektname steht für „Hydrogen Supply and Transportation using liquid Organic Hydrogen Carriers“ (LOHC).

Ziel des Projekts war es, eine effiziente Wasserstoff-Wertschöpfungskette von der Erzeugung bis zur Nutzung unter Anwendung der von Hydrogenious entwickelten LOHC-Technologie in Finnland aufzubauen und zu testen, im Sinne internationaler Learnings. Hydrogenious LOHC Technologies als Projektkonsortialführer verkündete, dass im entscheidenden Midstream-Prozess alle Erwartungen und Ziele erreicht wurden.

Die containerbasierten LOHC-Systeme des Marktführers aus Deutschland, Hydrogenious LOHC Technologies, zur Speicherung und Freisetzung von Wasserstoff aus dem flüssigen Träger, haben ihre Qualitäten als Demonstratoren im Rahmen des HySTOC-Projekts unter Beweis gestellt – im Langzeit- und Remote-Betrieb, rund um die Uhr, bei lokalen zweistelligen Minusgraden, sowie mit einer Wasserstoff-Freisetzung in der benötigten Reinheit. Die letzte Phase, die vor etwa 12 Monaten begann, war besonders wichtig: Die ReleaseBox 10 wurde in Espoo von VTT über 2.000 Stunden betrieben und die Qualität des freigesetzten Wasserstoffs wurde wissenschaftlich getestet, um eine Reinheit gemäß ISO 14687:2-2019 für die Verwendung in Brennstoffzellen zu gewährleisten. „Trotz der Herausforderungen, die in der fünfjährigen Projektlaufzeit auftraten – nicht nur die Pandemie, sondern auch der Verkauf der Geschäftseinheit, in der die direkte Wasserstofftankstellenanwendung stattfinden sollte, bei Projektpartner Woikoski –, ist das Gemeinschaftsprojekt HySTOC ein sehr erfolgreiches geworden“, erklärt Stefan Naser, Chief Operating Officer von Hydrogenious LOHC Technologies. „Aus unserem LOHC-Material wurde Wasserstoff in einer Menge von rund 2 Tonnen gespeichert und freigesetzt. Damit profitieren wir für unsere laufenden Upscaling-Implementierungen ganz klar durch dieses Demonstrationsprojekt.“

Das beteiligte VTT Technical Research Centre of Finland in Espoo, das die Wasserstofffreisetzungsanlage betrieb und die Qualität des wieder freigesetzten Wasserstoffs über mehrere Monate analysierte, erzielte zufriedenstellende Ergebnisse hinsichtlich der Reinheitsanforderungen und des Anlagenbetriebs. Das Projekt vermittelte praktische Betriebserfahrungen mit der LOHC-Technologie und ihrer künftigen Anwendung. Der erfolgreiche Transport von Wasserstoff in der LOHC-Flüssigkeit wurde zwischen den Teststandorten Kokkola und Espoo über eine Entfernung von 500 km nachgewiesen. Die Analyse der Wasserstoffqualität ergab, dass die Qualität des Wasserstoffs im Durchschnitt die einschlägigen Grenzwerte der ISO-Norm erfüllte, was ein wichtiges Ziel des Projekts war.

Dabei zeigte sich auch die positive Wirkung der so genannten Druckwechseladsorption (PSA) des Projektpartners HyGear. Diese sorgt dafür, dass der aus dem LOHC freigesetzte Wasserstoff so gereinigt wird, dass er den Standards für Wasserstoffkraftstoffe entspricht, mit denen Autos oder Lastwagen mit Brennstoffzellenmotoren betankt werden können. Der aufgereinigte Wasserstoff erfüllte die Reinheitsspezifikation, und durch die Optimierung der PSA-Steuerung wurde während des Vollbetriebs der ReleaseBox10 eine Wasserstoffausbeute von über 90 Prozent gemessen.

Der andere wissenschaftliche Forschungspartner in diesem Projekt ist die Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (Institut für Chemische Reaktionstechnik (crt)): Auch das crt zieht ein positives Resümee im Hinblick auf seine spezifischen Forschungsaktivitäten während des Projekts. Insbesondere der Einsatz eines neuen LOHC-Materials, das sich noch besser für kalte Umgebungen eignet und eine verbesserte Wasserstofffreisetzungsrate aufweist, kann als wichtige Erkenntnis genannt werden. Darüber hinaus kann durch die Integration eines elektrochemischen Wasserstoffkompressors (EHC) in den Wasserstofffreisetzungsprozess der aus dem LOHC freigesetzte Wasserstoff in einer Einheit gereinigt und verdichtet werden. Im Weiteren verbessert die Möglichkeit, mit dem EHC ein Vakuum im Reaktor zu erzeugen, die Wasserstofffreisetzungsreaktion und ermöglicht aus thermodynamischer Sicht niedrigere Reaktionstemperaturen aufgrund der Verschiebung des chemischen Reaktionsgleichgewichts. Die Ergebnisse dieser Kombination aus LOHC- und EHC-Technologie wurden in der weithin anerkannten Fachzeitschrift International Journal of Hydrogen Energy veröffentlicht.

Die StorageBox 10 von Hydrogenious LOHC Technologies wurde im Frühjahr 2021 in der Wasserstoffproduktionsstätte von Woikoski Oy in Kokkola erfolgreich in Betrieb genommen – trotz der dort herrschenden -23 Grad Celsius. Woikoski errichtete die Testeinrichtungen und montierte die StorageBox/ReleaseBox sowohl am Wasserstoffproduktionsstandort Kokkola als auch beim VTT in Espoo. Woikoski produzierte den Wasserstoff für den Test und war Betreiber der Storage und der ReleaseBox, d.h. speicherte den Wasserstoff in das flüssige organische Trägermaterial ein, für den Transport, und gab den Wasserstoff anschließend in der ReleaseBox erneut aus dem LOHC für weitere Tests des VTT frei.

Erfolgreicher Abschluss des EU Verbundprojekts HySTOC, das die patentierte LOHC-Technologie und entsprechende Demonstrator-Anlagensysteme von Hydrogenious einsetzt, für Wasserstoffspeicherung und -transport in Finnland (von links nach rechts: Cornelius Randing und Vinzent Ruf, Project Lead bei Hydrogenious LOHC Technologies; Johan Tallgren und Aki Braunschweiler, Project Lead bei VTT) © HySTOC project

Über das Projekt HySTOC (Hydrogen Supply and Transportation using Liquid Organic Hydrogen Carriers):

Das HySTOC-Projekt demonstriert den kosteneffizienten Transport und die Speicherung von hochreinem Wasserstoff (ISO 14687:2-2012) zu einer kommerziell betriebenen Wasserstofftankstelle (HRS) in Woikoski, Finnland, unter Verwendung der Liquid Organic Hydrogen Carrier (LOHC)-Technologie in einem Feldtest. Das Projekt adressiert die gesamte Verteilungskette von der zentralen Wasserstoffbeladung über den Transport bis hin zur Freigabe und Nutzung vor Ort. HySTOC umfasst fünf Partner (darunter zwei KMU, 1 industrieller und 2 wissenschaftliche Partner) aus drei europäischen Ländern (Finnland, Deutschland, Niederlande). Die Partner decken die gesamte Wertschöpfungskette von der Grundlagenforschung und Erprobung (FAU & VTT) über die Entwicklung der Kerntechnologie (Hydrogenious LOHC Technologies und HyGear) bis hin zum Endanwender ab, der die LOHC-basierte Wasserstoffinfrastruktur betreiben wird (Woikoski). www.hystoc.eu

Über Hydrogenious LOHC

Hydrogenious LOHC stellt das fehlende Bindeglied für leistungsstarke Wasserstoff-Wertschöpfungsketten weltweit. Basierend auf seiner proprietären und erprobten Liquid Organic Hydrogen Carrier (LOHC)-Technologie mit Benzyltoluol als Trägermedium ermöglicht Hydrogenious eine flexible Wasserstoffversorgung von Verbrauchern in Industrie und Mobilität weltweit, die auf konventionelle Infrastruktur für Flüssigbrennstoffe zurückgreift. Gegründet im Jahr 2013, umfasst das Portfolio des marktführenden Pioniers und seiner Joint-Venture-Unternehmen heute stationäre und mobile (On-Board) LOHC-basierte Anwendungen: Hydrogenious LOHC Technologies mit Sitz in Erlangen bietet – in einer Partnerschaft mit Bilfinger – schlüsselfertige (De-)Hydrieranlagen, Betrieb & Wartung sowie LOHC-Logistikdienstleistungen an, die eine sichere, einfache und effiziente Speicherung, den Transport und die Verteilung von Wasserstoff gewährleisten. Hydrogenious LOHC Emirates, ein Joint Venture mit Emirates Specialized Contracting & Oilfield Services (ESCO) mit Sitz in den Vereinigten Arabischen Emiraten, fungiert seit Ende 2021 als regionale Speerspitze im Nahen Osten. Hydrogenious LOHC Maritime, 2021 gemeinsam mit der Reederei Østensjø Group gegründet und in Norwegen ansässig, entwickelt ein emissionsfreies Antriebssystem mit einer vielversprechenden LOHC/Brennstoffzellen-Lösung für die globale Schifffahrtsindustrie. Mit seinen >130 Mitarbeiter*innen und den Investoren AP Ventures, Royal Vopak, Winkelmann Group, Mitsubishi Corporation, Covestro, JERA Americas, Temasek, Hyundai Motor Company, Chevron Technology Ventures und Pavilion Capital ist Hydrogenious LOHC ein bedeutender Wegbereiter und Beschleuniger der Energiewende.
www.hydrogenious.net | www.hydrogenious-emirates.ae | www.hydrogenious-maritime.net

Über Hydrogenious LOHC’ Storage und ReleaseBox 10

Die im Projekt eingesetzten Hydrier- und Dehydrieranlagen (StorageBox19 und ReleaseBox 10) sind jeweils 30-Fuß-Container. Diese Anlagenleistungsklasse setzt pro Stunde etwa ein Kilogramm Wasserstoff aus etwa 20 Litern LOHC-Material frei. Ein 24-Stunden-Betrieb ist möglich. Die Freisetzung erfolgt mit einer Druckstufe von 45 bar. Von der ReleaseBox gelangt der Wasserstoff dann in einen Zwischenspeicher, der die Verdichtung auf die für die Betankung erforderlichen 350 bar (Bus, LKW) und 700 bar (PKW, leichte Nutzfahrzeuge) sicherstellt. Für Tankstellen großer Wasserstoff-LKW- und Busflotten stehen größere Freisetzungsanlagen im Leistungsbereich von etwa 1,5 Tonnen Wasserstoff pro Tag zur Verfügung. Diese werden an entsprechend große Erdtanks angeschlossen.

Über HYGEAR

Wir bei HyGear glauben, dass Wasserstoff der Kraftstoff der Zukunft sein wird. Mit modernsten Technologien zur Erzeugung und Wiederaufbereitung von Wasserstoff am Standort des Endverbrauchers oder in dessen Nähe bietet HyGear die optimalste und kosteneffizienteste Versorgung mit der besten Zuverlässigkeit und der geringsten Umweltbelastung. HyGear bietet weltweite Dienstleistungen auf dem bestehenden Industriegasemarkt und dem aufstrebenden Markt für Wasserstoffenergie an und hat es sich zur Aufgabe gemacht, weltweit lokale Wasserstoffquellen zu etablieren. Als Mitglied der Xebec Group setzen wir uns dafür ein, die Welt beim Übergang zu einer kohlenstoffarmen Zukunft zu unterstützen. Gemeinsam mit unseren verbundenen Unternehmen liefern wir Premium-Technologien für erneuerbares Erdgas, Wasserstoff als sauberen Energieträger der Zukunft sowie die Vor-Ort-Erzeugung und das Recycling von Industriegasen. Mit einem globalen Netzwerk von technischen Dienstleistungsunternehmen sind wir in der Lage, Installation, Service und Wartung unserer Anlagen weltweit anzubieten. www.hygear.com | www.xebecinc.com

Über Woikoski

Woikoski Oy, ein innovatives und zukunftsorientiertes Unternehmen, gegründet 1882, ist ein unabhängiges finnisches Familienunternehmen, das sich auf die Gasindustrie spezialisiert hat. Wir produzieren Gase und arbeiten unter anderem an Gasnetzlösungen, Dienstleistungen und Geräten. Darüber hinaus bieten wir Geräte für den medizinischen Bereich sowie Schweißprodukte und Dienstleistungen an. Mit der Herstellung von Wasserstoff haben wir bereits im Jahr 1913 begonnen. In den Jahren 2010 bis 2014 bauten wir die damals effektivste Wasserstoffanlage Europas und drei Wasserstofftankstellen, zwei in Finnland und eine in Schweden, außerdem investierten wir in Wasserstofftransporteinheiten. https://www.woikoski.fi

Über Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg & Institut für chemische Reaktionstechnik (CRT)

Die Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) ist eine der wenigen Volluniversitäten in Deutschland mit einer starken Fakultät für Ingenieurwissenschaften. Das Institut für Chemische Reaktionstechnik (CRT) (Institutsleiter: Prof. Peter Wasserscheid) ist Teil dieser Fakultät im Fachbereich Chemie- und Bioingenieurwesen. Seit 2009 konzentriert die Gruppe von Prof. Wasserscheid ihre Forschungsanstrengungen auf chemische Energiespeichertechnologien, insbesondere auf die Wasserstoffspeicherung mittels Liquid Organic Hydrogen Carrier (LOHC-Systemen. Die Gruppe entwickelt die Technologie für stationäre und mobile Anwendungen. Die Kernkompetenz von CRT liegt in der Katalysatorentwicklung sowie im Design und Testen neuartiger Reaktorkonzepte. CRT hat eine exzellente Erfolgsbilanz im erfolgreichen Technologietransfer und agiert an der Schnittstelle zwischen ingenieurwissenschaftlicher Grundlagenforschung und F&E zur technischen Kommerzialisierung. www.crt.tf.fau.de

Über VTT

VTT Technical Research Centre of Finland Ltd ist eine staatlich kontrollierte, gemeinnützige Gesellschaft mit beschränkter Haftung, die unter der Steuerung des finnischen Ministeriums für Arbeit und Wirtschaft arbeitet. VTT ist wirkungsorientiert und kann aufgrund seiner breiten multitechnologischen Wissensbasis verschiedene Technologien kombinieren, Informationen produzieren, technologisches Wissen aktualisieren und Business Intelligence und Mehrwert für seine Stakeholder schaffen. VTT hat 2.400 Mitarbeiter und einen Umsatz von 258 M€ (2017). VTT erhält etwa ein Drittel seiner Gesamteinnahmen direkt von der finnischen Regierung. Dies ermöglicht es VTT, risikoreiche strategische Forschung durchzuführen und in Forschungs- und Technologieinfrastrukturen zu investieren, die notwendig sind, um das Wissen und die Expertise zu generieren, die zur Erfüllung des öffentlichen Auftrags von VTT erforderlich sind. Die VTT-Brennstoffzellenforschung unterstützt die Produktentwicklung der Industrie, indem sie eine Entwicklungsplattform unterhält, die aus einer großen Auswahl an Forschungseinrichtungen, einer Auswahl an entwickelten Modellierungswerkzeugen und Fachwissen besteht, das die verschiedenen Technologien in der gesamten Geschäftskette umfasst. Die Hauptforschungsbereiche sind heute PEMFC und SOFC, einschließlich Systeme, Anwendungen, Demonstrationen, Stacks, Komponenten und Materialien. Darüber hinaus ist die Brennstoffzellenforschung eng mit den Arbeiten zur Elektrolyse und Wasserstoffqualität verbunden. VTT ist Mitglied der N.ERGHY Research Grouping. https://www.vttresearch.com/

Dieses Projekt wurde vom Joint Undertaking Fuel Cells and Hydrogen 2 (jetzt Clean Hydrogen Partnership) unter der Finanzhilfevereinbarung Nr. 779694 gefördert. Das Joint Undertaking wird durch das Forschungs- und Innovationsprogramm Horizont 2020 der Europäischen Union, Hydrogen Europe und Hydrogen Europe Research unterstützt. www.hystoc.eu

Über Clean Hydrogen Partnership

Die Clean Hydrogen Partnership unterstützt Forschungs- und Innovationsaktivitäten (F&I) im Bereich der Wasserstofftechnologien in Europa. Sie zielt darauf ab, die Entwicklung fortschrittlicher, marktreifer Anwendungen für sauberen Wasserstoff in allen Endverbrauchssektoren wie Energie, Verkehr, Bauwesen und Industrie zu beschleunigen und gleichzeitig die Wettbewerbsfähigkeit der Wertschöpfungskette für sauberen Wasserstoff zu stärken. Die Mitglieder der Partnerschaft sind die Europäische Kommission, die Brennstoffzellen- und Wasserstoffindustrie, vertreten durch Hydrogen Europe, und die Forschungsgemeinschaft, vertreten durch Hydrogen Europe Research.

PM: HYDROGENIOUS LOHC TECHNOLOGIES GmbH

PB: EU-Verbundprojekt HySTOC: Wasserstoffspeicherung und – transport / © Hydrogenious LOHC Technologies GmbH