Ammoniak: Cracker soll 10 Tonnen Wasserstoff pro Tag erzeugen
Am Fraunhofer-Institut für Mikrotechnik und Mikrosysteme (IMM)(öffnet im neuen Fenster) ist eine Pilotanlage für das dezentrale und effiziente Aufbrechen oder Cracken von Ammoniak gebaut worden. Sie gilt als wichtiger Baustein, um eine breite und kostengünstige Nutzung von Wasserstoff etablieren zu können.
Während Wasserstoff zwar eine hohe Energiedichte bezogen auf die Masse aufweist, ist seine Energiedichte pro Volumeneinheit extrem gering. Flüssiges Ammoniak speichert pro Liter die doppelte Energiemenge im Vergleich zu flüssigem Wasserstoff. Zumal die Verflüssigung von H 2 technisch anspruchsvoll und wiederum energieintensiv ist.
Hochlauf dank Ammoniak
Aus diesem Grund werden unter anderem am Fraunhofer-Institut zahlreiche Projekte vorangetrieben, die sich mit einer klimaneutralen Schifffahrt(öffnet im neuen Fenster) und dem dezentralen Umwandeln von Ammoniak(öffnet im neuen Fenster) in Wasserstoff und umgekehrt beschäftigen. Für die gesamte Kette ist zudem das Leitprojekt Ammon Vektor(öffnet im neuen Fenster) vorgesehen.
Technischer Sprung
Aktuell besitzt der Cracker, der in Mainz entwickelt wurde, eine Kapazität von 20 kg pro Stunde. Aus so viel Ammoniak können 3,5 kg Wasserstoff erzeugt werden, mit denen zum Beispiel ein Fahrzeug mit Brennstoff mehr als 300 km weit fahren kann.
Die Anlagen sind aber vor allem für die chemische Industrie und die lokale Strom- und Wärmeerzeugung aus Wasserstoff gedacht. Geplant sind Anlagen, die zwischen 100 kg, was dem Pilotprojekt entspricht, und bis zu 10 Tonnen Wasserstoff pro Tag aus Ammoniak erzeugen können.
Der Wirkungsgrad liegt aktuell bei knapp 90 Prozent, was laut dem Bericht einer Verbesserung von 30 Prozent gegenüber bisherigen Ammoniakcrackern entspricht. Gleichzeitig soll die Anlage 90 Prozent kleiner sein als andere Umwandler.
Arbeit an der gesamten Kette
Das führt direkt zu weiteren Einsatzmöglichkeiten. So wird ein Frachter für den Transport mit einem Ammoniakcracker ausgestattet, der eine Leistung von 400 Kilowatt besitzt. Anschließend kann eine Brennstoffzelle aus dem Wasserstoff unmittelbar Strom erzeugen.
Laut Gunther Kolb, dem stellvertretenden Institutsleiter des Fraunhofer IMM, werden in Chile und Australien die ersten großen Elektrolyseanlagen für die Ammoniakerzeugung errichtet. Der wird anschließend per Schiff nach Europa, genauer nach Rotterdam, transportiert.
Von dort aus kann der wieder umgewandelte Wasserstoff voraussichtlich ab 2032 durch ein 9.000 km langes Netzwerk verteilt werden. Wo keine Wasserstoffverbindung verfügbar ist, soll das dezentrale Ammoniakcracken Abhilfe schaffen.
Übersichtliche Mengen
Mit 100 kg Wasserstoff könnten schon eine kleine Tankstelle oder eine 100-Kilowatt-Brennstoffzelle betrieben werden, genug für ein paar Hundert Haushalte. 10 Tonnen Wasserstoff dagegen, die laut Planung mit einer großen Anlage erzeugt werden sollen, könnten 100.000 Liter Benzin ersetzen. 63 Tonnen Ammoniak wären dafür nötig.
Ob dieses Ammoniak, produziert auf der anderen Seite der Erde und mehrfach umgewandelt, dann preislich mit anderen, vor Ort erzeugten Energieträgern konkurrieren kann, dürfte sich aber erst in ein paar Jahren zeigen. Die aktuellen Projekte des Fraunhofer-Instituts laufen zwischen 3 und 5 Jahren.