Elektrolyseure zur Elektrifizierung der Industrie

Gesamtbedarf an Speisewasser für die Wasserstoffproduktion mit Elektrolyseuren zur Elektrifizierung der niederländischen Industrie im Jahr 2050

Laut der Elektrifizierungs-Roadmap für die niederländische Industrie wird der Gesamtbedarf an elektrischer Energie bis 2050 voraussichtlich deutlich steigen, da der Sektor elektrifiziert wird. Der zusätzliche Strombedarf für die industrielle Nutzung könnte bis 2050 bis zu 130 TWh erreichen und damit 60 % des gesamten Energiebedarfs der Industrie decken. Dies stellt eine erhebliche Steigerung dar, etwa das Drei- bis Vierfache des derzeitigen Stromverbrauchs der niederländischen Industrie. Um die Energiewende und Nachhaltigkeitsziele zu erreichen, muss dieser Strom aus erneuerbaren Quellen wie grünem Wasserstoff gewonnen werden.

Um diesen Bedarf vollständig mit grünem Wasserstoff zu decken, müssen bis zu 6,5 Millionen Tonnen pro Jahr produziert werden, was eine Elektrolysekapazität von 75 GW erfordert. Dies wiederum müsste durch eine gleichwertige Kapazität an erneuerbarer Energie, wie Offshore-Wind, angetrieben werden. So streben die Niederlande bis 2050 eine Offshore-Windkapazität von 70 GW an, die eng mit dem Energiebedarf für die Produktion von grünem Wasserstoff korrespondiert.

Neben Strom erfordert die Produktion von grünem Wasserstoff erhebliche Mengen Wasser als Rohstoff. Um das Ziel zu erreichen, wären etwa 60 Millionen m³/Jahr Reinstwasser erforderlich, was 80 Millionen m³/Jahr Trinkwasser entspricht. Zum Vergleich: Der aktuelle jährliche Wasserverbrauch in den Niederlanden beträgt etwa 1.200 Millionen m³, wobei die Verbraucher 800 Millionen m³ und die Industrie 400 Millionen m³ verwenden, hauptsächlich als Trinkwasser.

Regenwasserkonzept: gereinigtes Regenwasser als Elektrolyseur-Speisewasser zur Unterstützung der Produktion von grünem Wasserstoff

Die Produktion von grünem Wasserstoff erfordert erhebliche Mengen Wasser als Rohstoff. Um das Ziel zu erreichen, wären etwa 60 Millionen m³/Jahr Reinstwasser erforderlich, was 80 Millionen m³/Jahr Trinkwasser entspricht.

Um die Auswirkungen der Wasserstoffproduktion auf die bestehende Wasserversorgung zu minimieren, können alternative Quellen wie Oberflächenwasser, Grundwasser oder Meerwasser in Betracht gezogen werden. Eine innovative Lösung ist das Hemelwater-Konzept, bei dem gereinigtes Regenwasser als Speisewasser für Elektrolyseure verwendet wird. Dieser Ansatz, der bereits in Gewächshäusern weit verbreitet ist, bietet zahlreiche Vorteile für die Produktion von grünem Wasserstoff. Die Verwendung von Regenwasser würde den Bedarf an Trinkwasser senken und es für wichtige Anwendungen erhalten. Darüber hinaus ist Regenwasser von Natur aus weich und enthält weniger gelöste Feststoffe als Leitungswasser, sodass es einfacher und kostengünstiger zu reinigen ist.

Eine Anlage mit einer Elektrolyseurkapazität von 1 GW würde etwa 1,1 Millionen m³/Jahr Speisewasser benötigen. Da in den Niederlanden durchschnittlich 75 cm Niederschlag pro Jahr fallen, würde für eine solche Anlage eine Regenwassersammelfläche von 1,5 km² ausreichen. Um den gesamten Bedarf an Speisewasser für die Produktion von grünem Wasserstoff zu decken, wäre eine Gesamtsammelfläche von etwa 106 km² erforderlich – das entspricht etwa der Hälfte der Größe von Amsterdam.