Was versteht man unter grünem Wasserstoff?

Wasserstoff wird durch Elektrolyse gewonnen – einem Prozess, bei dem Wasser mithilfe von Strom in Wasserstoff und Sauerstoff aufgespalten wird. Bei grüner Wasserstoffproduktion gilt: Der eingesetzte Strom muss aus erneuerbaren Quellen stammen.

Im Gegensatz dazu stehen zum Beispiel:

  • Grauer Wasserstoff, der aus fossilen Brennstoffen erzeugt wird,
  • pinker Wasserstoff, bei dem durch die eingesetzte Atomenergie zwar kein CO₂ entsteht, aber radioaktiver Abfall,
  • sowie blauer Wasserstoff, bei dem CO₂ abgeschieden und gespeichert wird (Carbon Capture).

Die Elektrolyse bildet somit den ersten – und entscheidenden – Schritt in der Wasserstoff-Wertschöpfungskette.

Entdecken Sie, wie Automatisierung die Prozesse entlang der gesamten Wertschöpfungskette verbessern kann.

1. Produktion

Der Startpunkt in der Wasserstoff-Wertschöpfungskette ist die Elektrolyse. Dabei wird Wasser mithilfe von Strom aus erneuerbaren Energien in Wasserstoff und Sauerstoff zerlegt. Je nach Rahmenbedingungen kommen unterschiedliche Elektrolyseur-Technologien zum Einsatz:

  • PEM für flexible Lastwechsel,
  • alkalische Verfahren, basierend auf bewährten Prozessen, oder
  • SOEC für maximale Wirkungsgrade durch Hochtemperaturelektrolyse.

Eine automatisierte Steuerung sorgt dafür, dass Temperatur, Druck und Medienfluss jederzeit im optimalen Bereich liegen – für maximale Effizienz und Anlagenverfügbarkeit.

2. Wasserstoffaufbereitung

Frisch erzeugter Wasserstoff ist selten sofort rein. Er enthält oft Feuchtigkeit, Sauerstoffreste oder andere Verunreinigungen. Spezielle Anlagen zur Wasserstoffaufbereitung bringen ihn auf die erforderliche Qualität – bis zu 99,999 % Reinheit. Das ist ein entscheidender Faktor, um Korrosion, Effizienzverluste oder Schäden an nachfolgenden Anlagen zu vermeiden. Automatisierte Systeme überwachen alle relevanten Prozessparameter in Echtzeit, reagieren auf Abweichungen und optimieren den Einsatz von Energie und Betriebsmitteln. Das erhöht nicht nur die Sicherheit, sondern macht den gesamten Prozess effizienter und leichter skalierbar.

3. Kompression und Speicherung

Wasserstoff besitzt bei Normaldruck eine sehr geringe Energiedichte. Um ihn effizient transportieren oder lagern zu können, gibt es mehrere Möglichkeiten:

  • die gasförmige Verdichtung mit Kompressoren auf 350 bis 500 bar,
  • die Verflüssigung durch starke Abkühlung, oder
  • die chemische Umwandlung des Moleküls in wasserstoffhaltige Verbindungen.

Druckregelung, Befüllung und Überwachung müssen dabei lückenlos und zuverlässig ablaufen. Mit präzise arbeitender Ventiltechnik und zuverlässiger Sensorik wird für einen stabilen, sicheren Betrieb gesorgt.

4. Verteilung und Transport

Der Weg vom Produktionsort zum Einsatzort kann sehr unterschiedlich aussehen: Von Pipelines oder Trailern bis hin zur Vor-Ort-Erzeugung ist alles möglich. In jedem Fall gilt: Der Transport muss sicher, verlustarm und wirtschaftlich erfolgen. Automatisierte Überwachungssysteme erkennen Leckagen oder Druckschwankungen frühzeitig und steuern Durchfluss und Ventilstellungen in Echtzeit.

5. Anwendung

Die Einsatzzwecke von grünem Wasserstoff sind vielfältig. Er kann direkt als Molekül in der chemischen Industrie und zur Stahlproduktion genutzt werden und kommt bei der Herstellung von synthetischem Erdgas oder Kraftstoffen zum Einsatz. In Brennstoffzellen kann Wasserstoff dann wieder zur Stromerzeugung genutzt werden und trägt so in entsprechenden Fahrzeugen zu einer Reduktion des CO2-Ausstoßes in der Mobilität bei. Jede Anwendung bringt eigene Herausforderungen mit sich – Automatisierungstechnik hilft, diese zuverlässig und flexibel zu meistern. Prozesse können so jederzeit an wechselnde Bedingungen und Lastprofile angepasst werden und erfüllen wichtige Sicherheitsanforderungen.

Why automation is key to scaling

Green hydrogen is only competitive if it can be produced and utilised safely, reliably and efficiently. This can be achieved when using automation solutions with valve terminals and modular controllers in combination with real-time diagnostic functions. For example, they can help to:

  • Minimise downtimes
  • Meet regulatory requirements (ATEX, SIL)
  • Reduce system complexity

Festo – your partner along the entire value chain

Festo supports companies along the entire hydrogen value chain with industry-specific automation solutions. With our scalable systems, digital diagnostic functions and certified components, we help to make processes safe and future-proof, whether in electrolysis, gas treatment or mobile applications such as trailer control systems.