Generic filters
Exact matches only
FS Logoi

Mit Umkehrosmose zu grünem Wasserstoff: Wasseraufbereitungstechnologie von Grünbeck unterstützt die Dekarbonisierung

Die Energiewende baut zu einem wesentlichen Teil auf Wasser auf: auf H₂O als Grundstoff, aus dem grüner Wasserstoff per Elektrolyse erzeugt wird. Das Gas ist ein entscheidendes Element für die Dekarbonisierung von Wirtschaft und Gesellschaft. Für die Elektrolyse ist allerdings Reinstwasser erforderlich, dass sich vorzugsweise durch Umkehrosmose und Elektrodeionisation herstellen lässt. Mit dieser bewährten Technologie unterstützt der Wasseraufbereitungsspezialist Grünbeck die Umstellung der Energiewirtschaft.

von | 15.09.23

Komfortabel vormontiert: Grünbeck stellt die individuellen Komplettanlagen als auf einem Rahmenmodulsystem montierte Einheit zur Verfügung
Grünbeck Wasseraufbereitung GmbH
Grünbeck Wasseraufbereitung GmbH

15. September 2023 | Die Energiewende baut zu einem wesentlichen Teil auf Wasser auf: auf H₂O als Grundstoff, aus dem grüner Wasserstoff per Elektrolyse erzeugt wird. Das Gas ist ein entscheidendes Element für die Dekarbonisierung von Wirtschaft und Gesellschaft. Für die Elektrolyse ist allerdings Reinstwasser erforderlich, dass sich vorzugsweise durch Umkehrosmose und Elektrodeionisation herstellen lässt. Mit dieser bewährten Technologie unterstützt der Wasseraufbereitungsspezialist Grünbeck die Umstellung der Energiewirtschaft.

Um den Klimawandel aufzuhalten, setzt die Welt auf Dekarbonisierung. Die Abkehr von kohlenstoffhaltigen Energieträgern ist in den meisten Anwendungsfällen gleichbedeutend mit dem Wechsel zu elektrischem Strom. Doch der lässt sich zu wirtschaftlich vertretbaren Kosten nicht massenhaft speichern. Die Speicherung erhält jedoch mit der Energiewende hin zu der nicht steuerbaren Stromerzeugung aus Sonnen- und Windenergie noch größere Bedeutung. Hier kommt als universelle Lösung grüner Wasserstoff ins Spiel.

Effizient in den verschiedensten Industrie- und Wirtschaftsbereichen: Anwendungsgebiete für Umkehrosmoseanlagen.

Effizient in den verschiedensten Industrie- und Wirtschaftsbereichen: Anwendungsgebiete für Umkehrosmoseanlagen (Quelle: Grünbeck Wasseraufbereitung GmbH)

Nutzt man Strom aus regenerativen Quellen, um durch Elektrolyse Wasser (H₂O) in Wasserstoff (H₂) und Sauerstoff (O₂) zu spalten, so ist die Energie des Stroms weitgehend im Wasserstoff gespeichert. In Brennstoffzellen kann Wasserstoff CO₂-frei Strom erzeugen. Verbrennt man ihn etwa als Erdgas- oder Kraftstoffersatz entsteht dabei ebenfalls lediglich wieder Wasser, aber kein CO₂.

Ein kg Wasserstoff setzt so viel Energie frei wie 2,75 kg Ottokraftstoff. In der chemischen und Stahlindustrie kann er Erdgas oder Koks ersetzen. So lässt sich beispielsweise praktisch CO₂-freier Stahl produzieren. Transportieren lässt sich Wasserstoff durch Pipelines oder gekühlt oder unter Druck in Tanks. Andere Verfahren für den Wasserstofftransport, wie die Umwandlung in Ammoniak (NH3), werden zurzeit erforscht.

Weltweit hygienisch einwandfreies Wasser

Anspruch von Grünbeck ist es, dass Menschen weltweit hygienisch einwandfreies Wasser zur Verfügung steht. Mit Know-how, Produkten und Kommunikation setzen wir als Wasseraufbereitungsspezialist alles daran, dieses Recht umzusetzen und langfristig zu erhalten. Unser Leitspruch lautet folgerichtig:  „Wir verstehen Wasser.“

In diesem Sinn entwickeln die Grünbeck-Teams couragiert ein innovatives Angebot zur Wasseraufbereitung, das Haushalte, Gewerbe und Industrie mit qualitativ exzellentem Wasser versorgt. Bei der Grünbeck Wasseraufbereitung GmbH arbeiten rund 700 Experten, die ihr Wasserwissen teilen wollen. Sie sprechen mit den Kunden, um deren Bedürfnisse klar zu verstehen. Als Ergebnis steht ein kontinuierlich steigender Umsatz von derzeit jährlich rund 150 Mio. €.

Um den Wasserstoff in Elektrolyseuren herzustellen, ist neben Strom reinstes Wasser erforderlich. Sonstige Wasserinhaltsstoffe können zu Störungen der Redoxreaktion führen. Je nach Elektrolyseart wird daher Wasser bis zu einer elektrischen Leitfähigkeit von < 0,1 μS/cm gefordert (vollentsalztes Wasser). Je nach Hersteller werden verschiedene Methoden angewandt, sodass beispielsweise Wasseraufbereitungsanlagen für Frischwassernachspeisung oder Kreislaufaufbereitung benötigt werden. Ein effizientes Verfahren, um die benötigten Wasserqualitäten zu erreichen, ist die von Grünbeck eingesetzte Kombination von Umkehrosmose als erster Stufe mit einer nachgeschalteten Elektrodeionisation.

Umkehrosmose: Eine der wichtigsten Technologien zur Wasseraufbereitung

Die Umkehrosmose ist eine der wichtigsten und umweltfreundlichsten Technologien in der Wasseraufbereitung. Sie ist, wie der Name bereits sagt, die Umkehrung der aus der Natur bekannten Osmose. Bei der Wasseraufbereitung mittels Umkehrosmose wird das Rohwasser mit hohem Druck durch eine halbdurchlässige Membran gepresst. Sie lässt fast nur Wassermoleküle passieren. Nach dem Durchströmen der Membran wird das Wasser als Permeat bezeichnet und ist nahezu frei von Kalk, Schwermetallen, Bakterien, Keimen, Partikeln sowie gelösten organischen Substanzen und sonstigen Verunreinigungen. Im Permeat findet sich lediglich ein Restsalzgehalt von 1 bis 5 %. Auf der anderen Seite der Membran bleibt das sogenannte Konzentrat zurück.

Umkehrosmose hält selbst kleinste Teilchen zurück: Vergleich membranbasierter Filterverfahren.

Umkehrosmose hält selbst kleinste Teilchen zurück: Vergleich membranbasierter Filterverfahren (Quelle: Grünbeck Wasseraufbereitung GmbH)

Um den Salzgehalt weiter zu senken, kann der Wasseraufbereitungsspezialist Grünbeck die Systeme zweistufig ausführen. Das Permeat durchfließt also eine zweite Umkehrosmose. In Anlagen für die Erzeugung von Wasser für Elektrolyseure kombiniert Grünbeck oft eine Umkehrosmoseanlage mit einer nachgeschalteten Elektrodeionisationsanlage. Diese Kombination erzeugt beim ersten Durchfließen Wasser mit Leitfähigkeiten < 0,2 μS/cm. Durch den Einsatz einer Ionenaustauscheranlage wird die Leitfähigkeit des Wassers im Elektrolysekreislauf konstant niedrig gehalten (< 0,1 μS/cm).

Das bewährte Grünbeck-Verfahren der Elektrodeionisation (EDI) kombiniert die Membrantechnik mit dem Ionenaustausch: Spezielle Membranen halten Ionen entsprechend ihrer Ladung zurück. Die anderen Ionen lagern sich am Harz an, das durch Strom kontinuierlich regeneriert wird. Umkehrosmose wie auch Elektrodeionisation kommen ohne Regenerierchemikalien wie Säuren oder Laugen aus, die bei sauren oder basischen Ionenaustauschern benötigt werden. So fallen auch Beschaffung, Bevorratung, Dosierung, Entsorgung und die mit diesen Chemikalien verbundenen Risiken weg. Ebenso fällt kein Abwasser an, das behandelt werden müsste. Als Voraufbereitung wird der Umkehrosmose eine Enthärtungsanlage oder alternativ eine Antiscalant-Dosierung vorgeschaltet.

700 Experten teilen ihr Wasserwissen

Anspruch von Grünbeck ist es, dass Menschen weltweit hygienisch einwandfreies Wasser zur Verfügung steht. Mit Know-how, Produkten und Kommunikation setzen wir als Wasseraufbereitungsspezialist alles daran, dieses Recht umzusetzen und langfristig zu erhalten. Unser Leitspruch lautet folgerichtig: „Wir verstehen Wasser.“ In diesem Sinn entwickeln die Grünbeck-Teams couragiert ein innovatives Angebot zur Wasseraufbereitung, das Haushalte, Gewerbe und Industrie mit qualitativ exzellentem Wasser versorgt. Bei der Grünbeck Wasseraufbereitung GmbH arbeiten rund 700 Experten, die ihr Wasserwissen teilen wollen. Sie sprechen mit den Kunden, um deren Bedürfnisse klar zu verstehen. Als Ergebnis steht ein kontinuierlich steigender Umsatz von derzeit jährlich rund 150 Mio. €.

Allein im vergangenen Jahr hat Grünbeck über 70 Systemanlagen für 1- bis 10-MW-Elektrolyseure ausgeliefert, viele weitere befinden sich in der Produktion. Aufträge für Anlagen mit noch höheren Leistungen von mehr als 100 Megawatt zeichnen sich ab. Diese Grünbeck-Technologie bietet die Grundlage für die derzeit weltweit geplanten Anlagen für Wasserstofftankstellen, im Kraftwerksbereich, in energieintensiven Industrieparks sowie im Bereich von Kommunen.

Fazit:

Für die Dekarbonisierung von Wirtschaft und Gesellschaft ist grüner Wasserstoff unabdingbar. Die Umkehrosmose als bewährter physikalischer Prozess ist das Verfahren der Wahl, um Wasser für die Elektrolyse aufzubereiten. Der Wasseraufbereitungsspezialist Grünbeck bringt in diesem Feld sein über 70 Jahre aufgebautes Technologie-Know-how ein, um eine effiziente Wasserstofferzeugung zu ermöglichen. Der Wasserwirtschaft stellt er auf einem Rahmenmodulsystem montierte Komplettanlagen zur Verfügung, die je nach Kundenwunsch individualisiert werden. Der Mittelständler forscht, entwickelt und produziert an seinem Stammsitz im bayerischen Höchstädt, von wo aus er auch sein flächendeckendes deutschlandweites Servicenetz koordiniert.

Weitere Informationen finden Sie hier
Anlagenfertigung bei Grünbeck: Der Mittelständler forscht, entwickelt und produziert an seinem Stammsitz im bayerischen Höchstädt.

Anlagenfertigung bei Grünbeck: Der Mittelständler forscht, entwickelt und produziert an seinem Stammsitz im bayerischen Höchstädt (Quelle: Grünbeck Wasseraufbereitung GmbH)

 

(Grünbeck Wasseraufbereitung GmbH/2023)

Jetzt Newsletter abonnieren

Brennstoff für Ihr Wissen, jede Woche in Ihrem Postfach.

Hier anmelden

Milliardenförderung: Startschuss für 23 deutsche Wasserstoffprojekte
Milliardenförderung: Startschuss für 23 deutsche Wasserstoffprojekte

Offizieller Startschuss für den Wasserstoffhochlauf in Deutschland: Bundeswirtschaftsminister Robert Habeck hat gestern (15. Juli) mit den Wirtschaftsministern der 10 beteiligten Bundesländer die Förderbescheide für 23 große Wasserstoffprojekte übergeben. Insgesamt 4,6 Milliarden Euro fließen damit in die IPCEI-Vorhaben, weitere 3,3 Milliarden Euro an Privatinvestitionen sollen folgen. Mit dem Geld sollen unter anderem 1,4 GW an Elektrolyseleistung und 2.000 Kilometer H2-Pipelines entstehen.

mehr lesen
H2Global: Erste Wasserstoff-Importe kommen aus Ägypten
H2Global: Erste Wasserstoff-Importe kommen aus Ägypten

Die Stiftung H2Global hat das Ergebnis ihrer ersten Ausschreibung bekanntgegeben. Demnach fließen fast 400 der insgesamt 900 Millionen Euro an den emiratischen Düngemittelhersteller Fertiglobe, der damit als einziger Sieger aus der Auktion hervorgeht. Ab 2027 will der Konzern grünes Ammoniak vom Suezkanal im großen Stil nach Deutschland exportieren.

mehr lesen
Hafenlogistik: Wasserstoff-Testfeld startet in Hamburg
Hafenlogistik: Wasserstoff-Testfeld startet in Hamburg

Die Hamburger Hafen und Logistik AG (HHLA) hat im Hamburger Hafen das erste Testfeld für wasserstoffbetriebene Hafenlogistik samt Wasserstofftankstelle eröffnet. Hier probt der Hafenbetreiber den Einsatz von Wasserstoff unter Realbedingungen, etwa mit Brennstoffzellen-Lkw und -Zugmaschinen.

mehr lesen
Für Gaskraftwerke: Wasserstoffmotoren so effizient wie Erdgas
Für Gaskraftwerke: Wasserstoffmotoren so effizient wie Erdgas

Gaskraftwerke sollen ab 2035 überwiegend mit grünem Wasserstoff betrieben werden. Aktuell fehlen dazu jedoch technisch ausgereifte Motoren, die für den grünen Energieträger geeignet sind. Die Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) und Rolls-Royce Power Systems wollen dies nun ändern. Gemeinsam haben sie das Verbundprojekt Phoenix gestartet. Im Rahmen des Projekts wollen sie einen Prototypen für eine neue Generation von Wasserstoffmotoren entwickeln. Das Ziel: ein Motor, der im Wasserstoffbetrieb die gleiche Leistungsdichte und den gleichen Wirkungsgrad erreicht wie im Betrieb mit Erdgas.

mehr lesen

H2 Talk

Tobias Gruber, Head of Products bei der Infener AG
VOSS
Stefanie Kopchick, General Manager, Clean Energy Venture at The Chemours Company

Publikationen

Datenschutz
h2-news.de, Inhaber: Vulkan-Verlag GmbH (Firmensitz: Deutschland), würde gerne mit externen Diensten personenbezogene Daten verarbeiten. Dies ist für die Nutzung der Website nicht notwendig, ermöglicht aber eine noch engere Interaktion mit Ihnen. Falls gewünscht, treffen Sie bitte eine Auswahl:
Datenschutz
h2-news.de, Inhaber: Vulkan-Verlag GmbH (Firmensitz: Deutschland), würde gerne mit externen Diensten personenbezogene Daten verarbeiten. Dies ist für die Nutzung der Website nicht notwendig, ermöglicht aber eine noch engere Interaktion mit Ihnen. Falls gewünscht, treffen Sie bitte eine Auswahl: