Methanolsynthese Abwasser: Methanolhaltige Rückstände Wasserstoff MAWE Abb. 6: Methanol- assistierte Wasserelektrolyse (MAWE) schließt den Wasserstoff-Kreislauf. Die Autorin Dr.-Ing. Ilka Gehrke leitet die Abteilung Umwelt und Ressourcennutzung am Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT. Kontakt: Dr.-Ing. Ilka Gehrke Fraunhofer UMSICHT Osterfelder Str. 3 46047 Oberhausen Tel.: 0208 8598-1260 E-Mail: ilka.gehrke@umsicht.fraunhofer.de Internet: www.umsicht.fraunhofer.de Quelle: Fraunhofer UMSICHT fallen, kann die Entsorgung großer Mengen salzhaltiger Konzentrate limitierend für die Wasserstoffproduktionskapazität sein. Binnengewässer leiden im Sommer infolge von langanhaltenden Trockenperioden regional unter Niedrigwasserständen und können keine Salzfrachten aufnehmen. Die Einleitung von Konzentraten in das Meer kann in Schutzgebieten kritisch werden, insbesondere wenn sie Scaling hemmende Chemikalien oder Nährsalze in hohen Konzentrationen enthalten. Auch Abwässer aus der Industrie sind mögliche Substrate für die Wasserstoffproduktion. Fraunhofer UMSICHT hat in einer Machbarkeitsstudie im Labormaßstab gezeigt, dass Methanolhaltige Abwässer aus der Produktion von Methanol in einer sogenannten Methanol-assistierten Wasserelektrolyse (MAWE) Wasserstoff erzeugen können. Die MAWE zeigt vergleichbare Ergebnisse zu synthetischer Methanol/ Wasser Lösung bei 0,3 bis 0,5 mol/l (450 mA, 3 h). In dem konkreten Fall gelang es, den Wasserstoffkreislauf zu schließen, indem aus dem Abwasser wieder Wasserstoff zur Methanolproduktion gewonnen wurde (Abb. 6). Nexus Wasser-Wasserstoff – praktische Lösungen Die grüne Wasserstoffwirtschaft ist eine zentrale Säule der Energie-, Mobilitäts- und Klimawende und als solche unbedingt planvoll umzusetzen. Allerdings erfordert dies eine sorgfältige Planung und Abstimmung mit den anderen Nutzern der Ressource Wasser. Dabei können folgende Maßnahmen unterstützen: • Bewusstsein bei den Verantwortlichen – energie- und wasserseitig – schaffen, um sie zu motivieren, bereits in der frühen Planungsphase eines Wasserstoff-Hubs oder einer Wasserstoffregion die Wassersituation zu berücksichtigen und alle Akteure einzubinden. • Wissenschaftlich begleitete Standortanalysen in Bezug auf die Wassersituation zur Entwicklung von transferierbaren Bewertungsmethoden durchführen. • Indikatoren für wasserstoffbedingten Wasserstress zur Vergleichbarkeit verschiedener Entwicklungsszenarien und Standorte entwickeln. • Alternative Wasserquellen analysieren und technisch erschließen. • Neue Geschäftsmodelle für die Versorgung mit alternativen Wasserquellen entwickeln und regulativ absichern. Diese Maßnahmen sollten möglichst zügig starten, damit die Wasserverfügbarkeit nicht mittel- bis kurzfristig zu einem Nadelöhr für die ambitionierten Ausbaupläne der Wasserstoffwirtschaft in Deutschland wird. P Literatur: [1] Umweltbundesamt: Wasserressourcen und ihre Nutzung, online unter: www.umweltbundesamt.de/daten/wasser/wasserressourcen-ihre-nutzung#wassernachfrage [2] Meldrum, J., Nettles-Anderson, S., Heath, G., Macknick, J.: Life cycle water use for electricity generation: a review and harmonization of literature estimates. In: Environmental Research Letters, 2013. [3] Statistisches Bundesamt: Stromerzeugung im 1. Halbjahr 2024: Mehr als 60 % aus erneuerbaren Energien. Online unter: www.destatis.de/DE/Presse/ Pressemitteilungen/2024/09/PD24_334_43312.html [4] Umweltbundesamt: Zeitreihen zur Entwicklung der erneuerbaren Energien in Deutschland, 2024. Online unter: www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/ medien/372/dokumente/zeitreihen-zur-entwicklung-der-erneuerbaren-energienin-deutschland_deu.pdf [5] DVGW-Factsheet: Genügend Wasser für die Elektrolyse, 2023. Online unter: www.dvgw.de/medien/dvgw/leistungen/publikationen/h2o-fuer-elektrolysedvgw-factsheet.pdf [6] Deutsches Klimarechenzentrum: Die SSP-Szenarien, online unter: www.dkrz.de/de/kommunikation/klimasimulationen/cmip6-de/die-ssp-szenarien [7] H2O-Studie Brandenburg – Wasserverbrauch im Kontext der Wasserstoffproduktion im Land Brandenburg, Studie für das Ministerium für Wirtschaft, Arbeit und Energie des Landes Brandenburg (MWAE), 04/24. [8] Fraunhofer UMSICHT: EnAqua-Dialog (Pressemitteilung), August 2024. Online unter: www.umsicht.fraunhofer.de/de/presse-medien/pressemitteilungen/2024/enaqua-dialog.html [9] Hennies‘ Brandbrief zum Thema Wasserstoffnutzung – Landvolk Niedersachsen Landesbauernverband e.V. Online unter: https://landvolk.net/lpdartikel/ hennies-brandbrief-zum-thema-wasserstoffnutzung/ [10] Fraunhofer UMSICHT: WHy: Wasser für die grüne Wasserstoffwirtschaft. Online unter: www.umsicht.fraunhofer.de/de/projekte/why.html 29 energie | wasser-praxis 03/2025
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