H₂News: Herr Ardjomandi, welche Bedeutung hat das Wasserstoffsegment für GF Piping Systems?

Cyrus Ardjomandi: Seine Relevanz wächst stetig. Unsere Anwendungen finden sich primär in der Wasserstoffproduktion. Darüber hinaus bieten wir Produkte an, die für den Transport von Wasserstoff zertifiziert sind, sowie wasserstofftaugliche Komponenten wie Sensoren und Werkstoffe für Brennstoffzellen. Zusammen mit unseren Kunden entwickeln wir zudem Produkte für die genannten Applikationen. Aufgrund seiner vielfältigen Eigenschaften, seiner Reusability und seiner niedrigen Kosten im Vergleich zu Metallalternativen, ist Kunststoff ein Schlüssel zur H2-Zukunft.

H₂News: Sie sind seit über zwei Jahren auf dem Wasserstoffmarkt aktiv. Wie beurteilen Sie die aktuelle Situation?

Ardjomandi: Wir beobachten gerade ein rasantes Wachstum der Kapazitäten zur Wasserstoffproduktion. Anfangs lieferten wir Elektrolyseurherstellern hauptsächlich Komponenten für Standardanlagen mit 1 bis 2 MW Leistung. Jetzt sehen wir vermehrt Großprojekte: 10 MW, 50 MW, 200 MW oder sogar 250 MW. Bei vielen ist sogar eine spätere Kapazitätserweiterung geplant.

H₂News: Um welche Art von Projekten handelt es sich dabei?

Ardjomandi: Es sind fast ausschließlich Vorhaben zur Produktion von grünem Stahl oder Power-to-X-Projekte, bei denen der Wasserstoff später zu e-Fuels oder anderen Energieträgern weiterverarbeitet wird, die für uns von Interesse sind. 2024 hat die Nachfrage hier spürbar an Dynamik gewonnen. Ein Grund dafür ist sicherlich, dass unsere Kunden zunehmend Betriebserfahrung sammeln. Angesichts der kurzen Zeiträume, in denen Projekte derzeit hochgefahren werden, ist das eine sehr gute Entwicklung.

H₂News: Können Sie die Zahl der H2-Projekte quantifizieren, an denen Sie beteiligt sind?

Ardjomandi: Eine konkrete Zahl kann ich nicht nennen, aber es sind etliche – darunter auch Großprojekte in Norddeutschland, unter anderem ein Projekt zur Erzeugung von grünem Stahl. In Standardausführungen haben wir bereits alle Arten von Elektrolyseuren ausgerüstet, also PEM, AEM und AEL. Nur bei der SOEC sowie anderen Elektrolyse-Optionen im Entwicklungsstadium sind wir noch nicht aktiv.

H₂News: Sehen sie auf dem Elektrolyseurmarkt einen Trend bezüglich einer dominierenden Technologie?

Ardjomandi: Momentan eindeutig die alkalische- und die PEM-Elektrolyse, teilweise in Kombination. Die richtige Wahl hängt immer davon ab, wie lange und zuverlässig die elektrische Energie zur Verfügung steht. Die AEM-Elektrolyse ist ebenfalls recht weit fortgeschritten, kleine Anlagen erreichen einen Technologiereifegrad von 8 oder 9. Für die Entwicklung größerer, leistungsfähigerer Stacks ist aber noch erhebliche Entwicklungsarbeit erforderlich. 

H₂News: Gibt es Kriterien, die alle Rohrleitungssysteme für den Einsatz in Elektrolyseuren erfüllen müssen?

Ardjomandi: Entscheidend ist, dass das aufbereitete Prozesswasser möglichst rein bleibt. Beim Eintrag von Verunreinigungen von Außen geht es um zwei Stoffgruppen: Organische Verunreinigungen, die über den TOC-Wert (Total Organic Carbon) gemessen werden, und Ionen, insbesondere Metallionen. Wir können die Rohrleitungen so anpassen, dass das durchfließende Wasser genau den Reinheitsgrad hat, den ein Hersteller benötigt. Wir haben eine Range von 0,05 Mikrosiemens bis unter 5 Mikrosiemens – das zeigt, wie unterschiedlich die Anforderungen verschiedener Elektrolysehersteller sind.

H₂News: Können Sie die Austräge aus Ihrem Material also präzise vorhersagen?

Ardjomandi: Wir können dem Kunden exakt mitteilen, welchen Leach-Out (Austrag) ein bestimmtes Material generieren wird. Dabei profitieren wir von unseren Erfahrungen aus der Halbleiterindustrie, in der die Wasserreinheit noch kritischer ist als in der Wasserstoffproduktion. Dort existieren bereits zahlreiche Spezifikationen – in der Elektrolyse kristallisieren sich ähnliche Grenzwerte für die Wasserreinheit erst allmählich heraus. Neben den beiden genannten Faktoren zählt dazu auch ein möglichst geringer Salzgehalt.

H₂News: Warum ist der Reinheitsgrad für die Elektrolyse so entscheidend?

Ardjomandi: Weil sich Verunreinigungen im Elektrolyseur kontinuierlich anreichern und Beläge oder Schädigungen im Elektrodenbereich oder in der Membran verursachen können, die sich innerhalb der Elektrolysezellen befindet. Unsere Stärke liegt darin, Material anzubieten, das diese Schädigungen minimiert und zugleich einen optimalen Kompromiss zwischen Qualität und Wirtschaftlichkeit bietet.

H₂News: Bietet die Nutzung von Kunststoffleitungen denn einen spürbaren wirtschaftlichen Vorteil für die Anwender?

Ardjomandi: Auf jeden Fall. Ein Kunde hofft, dass die Lebensdauer seines Elektrolyseurs durch den Einsatz von Kunststoffleitungen um etwa ein Drittel verlängert wird, da das Prozesswasser beim Transport deutlich weniger verunreinigt ist. Und ein Drittel Lebensdauer kann je nach Größe des Elektrolyseurs einen erheblichen finanziellen Unterschied ausmachen. Das ist gerade dann der Fall, wenn der Elektrolyseur schon kurz nach der Inbetriebnahme Gewinne erwirtschaften kann.

H₂News: Tritt bei Kunststoffrohrleitungen auch das von Stahlrohren bekannte Phänomen der Wasserstoffversprödung auf?

Ardjomandi: Nein, das gibt es bei Kunststoffen nicht. Allerdings kann es zu einem Materialstress kommen, durch den sich kleine Risse bilden, etwa aufgrund von zu hohem Druck, Verspannungen oder bestimmten Chemikalien. Alkalische Elektrolyseure arbeiten zum Beispiel bei 80 °C mit hochkonzentrierter Kalilauge. Davon wird selbst Edelstahl angegriffen. Daher muss man auf spezielle Materialien zurückgreifen, die aggressiven Umgebungen standhalten.

H₂News: Wie gehen Sie eigentlich bei der Entwicklung neuer Rohrleitungssysteme für Elektrolyseure vor? Arbeiten Sie eng mit den Herstellern zusammen?

Ardjomandi: Wir pflegen einen intensiven Austausch. Das ist wichtig, damit wir verstehen, worauf es den Herstellern ankommt. Unsere Werkstoffe müssen wir im Grunde nicht mehr weiterentwickeln, weil wir die Anforderungen der Wasserqualität schon aufgrund unserer langjährigen Erfahrung und der Zusammenarbeit mit Halbleiterproduzenten erfüllen, außerdem haben wir über 50 Jahre Expertise mit Kunststoffsystemen. Wir müssen jedoch lernen, welcher Werkstoff bei welcher Elektrolyse unter welchen Bedingungen am besten geeignet ist. Um das herauszufinden, berechnen wir simulierte Extremsituationen wie zum Beispiel Druckschläge. Die Version des CAD Programms, welches wir nutzen, ist mit den Daten aus unseren jahrzehntelangen Erfahrungen mit Thermoplasten gefüttert.

H₂News: Wie funktioniert das?

Ardjomandi: In unseren berechneten Simulationen führen wir auch Stressanalysen unterschiedlicher Werkstoffe durch. So lässt sich etwa ermitteln, welche Kunststoffzusammensetzungen am besten geeignet sind, da jedes Material eine andere Zusammensetzung besitzt. Auf diese Weise unterstützen wir unsere Kunden auch beim Design ihrer Anlage. Wir sagen zum Beispiel, wie Halterungen am sichersten ausgeführt werden, welche Temperatur für das Design minimal oder maximal gefahren werden darf, wo mögliche Problemzonen liegen und so weiter. In dieser Prüfung und Optimierung des Anlagendesigns unserer Kunden sehen wir einen unserer größten USPs. Die Werkstoffe beherrschen wir ohnehin.

Rohrleitungskomponenten in einem PEM-Elektrolyseur (© GF Piping Systems)

H₂News: Kommen wir von der Wasserstoffproduktion zum Transport. Inwiefern ist GF da aktiv?

Ardjomandi: Wir produzieren die Komponenten für Verteilleitungen für Erdgas – und natürlich auch für Wasserstoff. Dafür haben wir auch H2-ready Zertifizierungen vom DBI und der Kiwa erhalten. Momentan findet man diese Applikationen vor allem in Leuchtturmprojekten, wo sie kurze Niederdruck-Strecken zum Endkunden abdecken oder zur Verteilung des Wasserstoffs innerhalb eines Industriebetriebes. Bei diesen Systemen kommen andere Werkstoffe zum Einsatz als in den Elektrolyseuren; gängige Beispiele sind Polyamid und PE.

H₂News: Für viele Netzbetreiber und Stadtwerke ist die Umstellung ihrer Verteilnetze aktuell ein wichtiges Thema. Wie steht es Ihrer Ansicht nach um die H2-Readiness der Bestandnetze? 

Ardjomandi: Das ist eine schwierige Frage. Das deutsche Gasleitungsnetz wurde vom DVGW als 100% wasserstofftauglich eingestuft. Ich sehe die Herausforderungen vor allem bei den Dichtungen und mechanischen Verbindungen, weniger bei den Kunststoffrohrleitungen. Sie weisen ein gewisses Migrationsverhalten auf, aber das liegt im tolerierbaren Bereich. Unsere Rohrleitungskomponenten sind jedenfalls alle 100 % H2-ready. GF ist eines der wenigen Unternehmen, die dies bis DIN 110 durchgängig zertifiziert haben.

H₂News: Auch in der Mobilität finden Ihre wasserstofftauglichen Produkte Anwendung.

Ardjomandi:  Ja, wir entwickeln Leitfähigkeitssensoren für mobile Brennstoffzellen, die in Transportern oder Lkw namhafter Hersteller verbaut werden. Darüber hinaus sind wir bei den Typ-IV-Tanks zur H2-Speicherung aktiv. Wir konstruieren Liner aus Polyethylen und Polyamid, die mit Karbonfasern verstärkt werden. Aufgrund ihres geringen Gewichts und ihrer hohen Dichtheit eignen sie sich ausgezeichnet für den Automotive-Bereich.

H₂News: Sie haben Ihre Wasserstoff-Tanks erwähnt. Sind Sie im Bereich der H2-Speicherung auch an weiteren Forschungen beteiligt?

Ardjomandi: Bei den Typ IV-Tanks eher weniger, die beherrschen wir bereits gut. Für uns ist es spannend zu verfolgen, welche Wasserstoff-Speichermedien sich durchsetzen werden: Methanol, Ammoniak, LOHC, oder etwas ganz anderes? Es ist noch nicht klar, welche Industrie am Ende welchen Energieträger für Wasserstoff nutzen wird – es ist ein bisschen wie bei dem Wettrennen zwischen VHS und BetaMax. Für uns ist das eine sehr relevante Frage, um auf den entsprechenden Märkten frühzeitig dabei zu sein.

H₂News: Wasserstoff wird mit Nachhaltigkeit assoziiert, Kunststoff eher nicht. Kann man ihn trotzdem als nachhaltigen Werkstoff bezeichnen?

Ardjomandi: Zu diesem Thema führen wir einige Untersuchungen durch. Das Fazit: Schon in der Produktion haben Kunststoffe einen besseren CO2-Fußabdruck als z. B. Stahlwerkstoffe. Das gilt auch für die weitere Lebensdauer, denn Kunststoffe haben ein geringeres Gewicht und verursachen damit weniger Emissionen beim Transport und im Handling. Für die abschließende Beurteilung kommt es darauf an, welcher Kunststoff produziert wird und wie viel davon wieder in die Wertschöpfung zurückgeht. Diese „End-of-Life“-Reusability ist bei den meisten Kunststoffen ebenfalls sehr hoch. All das macht hochwertigen Kunststoff zu einem äußerst nachhaltigen Werkstoff. Wir können zum Beispiel bei Projekten sämtliche Daten zur Nachhaltigkeit unserer Produkte in Form einer Environmental Product Declaration (EPD) liefern, die nach der EN 15804+A1 genormt sind. Beispiele dazu finden Sie auf unserer Homepage.

H₂News: Wie wird sich der Wasserstoffmarkt aus Ihrer Sicht in den nächsten Jahren entwickeln?

Ardjomandi: Ich bin überzeugt, dass ein Mix aus Wasserstoff und Batterie die Zukunft ist und ich glaube auch, dass der Markt deutlich wachsen wird. Wir werden sicher mal einen kleinen Knick in der Entwicklung sehen, aber der Wasserstoff-Markt ist definitiv keine Blase. Dafür ist der Energieträger schlicht viel zu einfach zu handeln und ein zu vielseitiger Energieträger.

H₂News: Zum Abschluss eine persönlichere Frage: Welche Entwicklungen finden Sie besonders spannend?

Ardjomandi: Ich verfolge speziell die Wasserstoffprojekte der großen Stahlhersteller sowie alle Projekte, bei denen es um die Produktion wirklich großer Mengen Wasserstoff geht. Bisher habe ich nur Konzepte gesehen, aber die spannende Frage ist, wann der erste Großelektrolyseur tatsächlich installiert ist und welches der teils sehr unterschiedlichen Konzepte sich durchsetzen wird. Eine weitere Schlüsselkomponente für den Hochlauf ist das Kernnetz, und auch dezentrale Elektrolyseure machen für mich Sinn. Die Gretchenfrage lautet aber bei allem, wie es mit dem Ausbau der erneuerbaren Energien und des Stromnetzes weitergeht. Ein Anfang ist definitiv gemacht. Das ging in Deutschland vergleichsweise schnell, und das ist toll zu beobachten. In diesem Umfeld macht es für GF großen Spaß zu arbeiten.

H₂News: Herr Ardjomandi, vielen Dank für das Gespräch!

Cyrus Ardjomandi (r.) mit H2News-Redakteur Magnus Schwarz (l.) auf der ACHEMA 2024 in Frankfurt am Main