Geht es um die energetische Zukunft in unserem Land, soll Wasserstoff eine immer größere Rolle spielen. Denn das energiereiche Gas eignet sich für zahlreiche Anwendungen und lässt sich mithilfe regenerativer Energien nachhaltig und klimaschonend herstellen. Der flächendeckende Einsatz des zukunftsfähigen Energieträgers setzt jedoch eine effiziente Logistik voraus. Druckgascontainer für größere Mengen Wasserstoff helfen dabei, diese zu realisieren. Was die speziellen Tanks auszeichnet und wann es sich Lohnt, einen Druckgascontainer für Wasserstoff zu mieten oder zu kaufen, darüber informieren wir in den folgenden Abschnitten.
Die Themen im Überblick
Bedeutung des Wasserstofftransports auf Straßen und Schienen wächst
110 Terawattstunden pro Jahr: So groß ist der Bedarf an Wasserstoff nach den Berechnungen der Bundesregierung. Diese misst dem Energieträger in Zukunft eine sehr große Bedeutung bei und hat die Einführung im Rahmen der nationalen Wasserstoffstrategie geplant. Während die Herstellung des energiereichen Gases auf verschiedene Art und Weise möglich ist, geht es der Bundesregierung hier vor allem um grünen Wasserstoff. Einfach beschrieben entsteht dieser mit Strom aus regenerativen Energien. Dieser kommt in einem Elektrolyseur zum Einsatz, um Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff aufzuspalten. Da grüner Strom hierzulande nicht in den benötigten Mengen verfügbar ist, soll der Bezug von grünem Wasserstoff zu einem großen Teil über den Seeweg aus anderen Ländern erfolgen.
Übrigens:
Grüner Wasserstoff für die deutsche Energiewende kommt zukünftig vor allem aus Nordafrika und Südeuropa. Auch Nordamerika kommt als Importquelle für den Energieträger der Zukunft in Betracht.
Verteilung im Inland über Leitungsnetz, Schienen oder Straßen möglich
Von Überseehäfen ist der Energieträger dann zu den Verbrauchsstellen im Inland zu verteilen. Neben Wasserstofftankstellen sind das vor allem Raffinerien oder Fabriken, die sich mit Wasserstoff nachhaltig und weitestgehend CO2-neutral versorgen. Für den Transport zwischen Importterminals und Verbrauchern kommen verschiedene Wege infrage. Günstig wäre etwa die Verteilung über Pipelines, die im Moment jedoch nicht zur Verfügung stehen. Alternativ kommen Schienen und Straßen infrage. Diese sind bereits vorhanden und mit der richtigen Technik vergleichsweise schnell für den Wasserstofftransport mit speziellen Tanks wie H2-Druckgascontainern nutzbar.
Übrigens:
Um Wasserstoff über weite Strecken zu transportieren, lässt es sich mit Stickstoff aus der Luft zu Ammoniak verbinden. Dieser kommt auf dem Seeweg zu H2-Terminals, an denen industrielle Anlagen beide Stoffe wieder voneinander trennen. Der Weitertransport erfolgt dann tiefkalt verflüssigt oder stark komprimiert.
Flüssig oder gasförmig: Voraussetzung sind spezielle Wasserstofftanks
Um große Mengen Wasserstoff über Schienen oder Straßen zu transportieren, ist das Gas entweder zu verdichten oder tiefkalt zu verflüssigen. Letzteres gilt als sehr energieintensiv. Es erfordert Wasserstoffcontainer mit Superisolierung und funktioniert nicht ohne Verluste. Diese treten auf, wenn das Gas unter Einfluss von Wärme verdampft und aus dem Tank entweicht.
Eine Alternative stellt der Transport von verdichtetem Wasserstoff dar. Während die Verdichtung ebenfalls mit einem hohen Energieaufwand verbunden ist, fallen die Verluste bei Lagerung und Transport niedriger aus. Voraussetzung dafür sind allerdings spezielle Druckgascontainer und -tanks für größere Mengen Wasserstoff.
Übrigens:
Wasserstoff lässt sich auch gebunden an andere Stoffe oder stark verdichtet in Gasflaschen und Gasflaschenbündeln transportieren. Bei hohen Bedarfen ist das jedoch mit einem erheblichen Aufwand verbunden und daher weniger praktikabel.
Druckgascontainer ermöglichen das Speichern und Transportieren von H2
Während die Verflüssigung von Wasserstoff rund 30 Prozent des Heizwertes verbraucht, sind es bei der Verdichtung „nur“ zwölf Prozent. Energetisch gesehen ist das günstiger und daher zu priorisieren, wenn es um die Lagerung und den Transport von Wasserstoff geht.
Voraussetzung sind allerdings Lager- und Transportbehälter, die Drücken von 500 bar und mehr standhalten. Geht es um große Wasserstoffmengen, kommen dazu spezielle Druckgascontainer zum Einsatz. Diese erfüllen die technischen Anforderungen. Sie haben in der Regel Standard-Containermaße und eignen sich dadurch für den kombinierten Transport per Bahn, Binnenschiff oder Lastkraftwagen.
Durch speziellen Aufbau eignen sich Wasserstoffcontainern für hohe Drücke
Das Besondere an Druckgascontainern für Wasserstoff ist ihr Aufbau. Denn anstelle eines länglichen Gastanks kommen hier mehrere kleinere Behälter zum Einsatz. Diese sind miteinander verbunden und stehen oder liegen in einem stabilen Stahlgerüst bzw. Frachtcontainer. Experten sprechen dabei auch von sogenannten MEGC’s. Die Abkürzung steht für Multi-Element-Gas-Container und beschreibt Gascontainer aus mehreren einzelnen Tanks/Elementen. Letztere bestehen unter anderem aus speziellen Verbundwerkstoffen. Diese sind leicht und halten problemlos Druckwerten von 300 bis über 600 bar stand.
Abmessungen und Füllmengen innovativer Wasserstoff-Druckgascontainer
Verfügbar sind Druckgascontainer für Wasserstoff in unterschiedlichen Dimensionen. So zum Beispiel in einem Standard-Containermaß von 20 Fuß, das sich sehr gut für den kombinierten Transport auf Straßen, Schienen und Flüssen eignet. Die folgende Tabelle zeigt die Eigenschaften und Abmessungen am Beispiel eines 20-Fuß-Containers.
| Kriterium für Wasserstofftanks | Eigenschaften |
|---|---|
| Aufbau | MEGC (Multi-Element-Gas-Container bzw. Gascontainer aus mehreren einzelnen Tanks/Elementen) |
| Druckgascontainer Größe | 20 Fuß (Standard-Container-Maß) |
| Äußere Abmessungen (L x B x H) | 6,10 x 2,44 x 2,59 m |
| Gewicht | 12.800 kg |
| Wasserstoff-Kapazität bei – 40 °C | 599 kg |
| Wasserstoff-Kapazität bei + 15 °C | 510 kg |
| Wasserstoff-Kapazität bei + 65 °C | 450 kg |
| Zertifizierung | ADR, RID und ADN |
Verfügbar sind darüber hinaus auch 10 oder 40 Fuß Druckcontainer sowie MEGCs in Sonderabmessungen (zum Beispiel Anhängercontainer). Die Druckstufen variieren dabei in der Regel zwischen 300, 500 und über 600 bar.
Die folgende Tabelle zeigt die Standardabmessungen anderer Containermaße im Überblick.
| Containergröße | Länge | Breite | Höhe |
|---|---|---|---|
| 10 Fuß | 2,99 m | 2,44 m | 2,59 m |
| 20 Fuß | 6,06 m | 2,44 m | 2,59 m |
| 40 Fuß | 12,19 m | 2,44 m | 2,59 m |
Die Angaben in den Tabellen verstehen sich als Richtwerte, die von Container zu Container abweichen können. Sie geben aber einen ersten Überblick und helfen dabei, die potenziellen Kapazitäten der Druckgascontainer für Wasserstoff besser einschätzen zu können.
Anforderungen an Auslegung, Bau und Fertigung der Druckgascontainer
Anforderungen an Druckgascontainer für Wasserstoff bzw. Gascontainer aus mehreren Elementen (MEGC) finden sich im Abschnitt 6.7.5.1 der ADR. Demzufolge handelt es sich bei den Speichern für Wasserstoff und andere Gase unter Druck, um Einheiten aus Flaschen, Großflaschen und Flaschenbündeln. Diese sind untereinander verbunden sowie in einem stabilen Rahmen montiert. Für den sicheren und zuverlässigen Einsatz müssen sie folgende Vorgaben erfüllen:
- Druckgascontainer lassen sich wie konventionelle Tanks befüllen und entleeren. Die zum Betrieb nötige Ausrüstung muss dazu nicht ab- oder ummontiert werden.
- Für einen sicheren und unkomplizierten Transport sind die einzelnen Elemente der Wasserstoffcontainer gegen Umfallen oder Aneinanderstoßen gesichert. Die Container selbst müssen die einzelnen Elemente schützen und für den sicheren Transport mit Kran, Stapler oder ähnlichem geeignet sein.
- Der Transport mit verschiedenen Fahrzeugen setzt darüber hinaus entsprechende Befestigungs- und Sicherungspunkte voraus.
Hinweise zur Verwendung von Wasserstofftanks aus mehreren Elementen
Auch wenn es um den Einsatz der speziellen Tanks geht, stellt die ADR einige Voraussetzungen. So ist es beispielsweise Pflicht, die einzelnen Elemente der MEGC’s für Wasserstoff in regelmäßigen Abständen zu kontrollieren. Sie müssen für das Gas zugelassen sein und dürfen bei Verladung oder Transport nicht aneinanderstoßen. Wichtig ist außerdem, dass die Öffnungen zum Befüllen oder Entleeren nach dem Befüllen oder Entleeren mit Kappen oder Stopfen verschlossen werden. Ist der Druckgascontainer befüllt, fordert die ADR Nutzer außerdem dazu auf, die Dichtheit von Ausrüstungsteilen und Verschlüssen zu prüfen.
Einsatzbereiche der Wasserstoffcontainer mit hoher Druckbeständigkeit
Geht es um den Einsatz der Druckgascontainer, sind viele Bereiche denkbar. Neben dem klassischen Transport auf Schiene, Straße oder Wasserwegen eignen sich die Behälter dabei auch als Speicher. Sie sind mobil einsetzbar und lassen sich sogar in Land- und Wasserfahrzeuge integrieren.
Die folgende Übersicht zeigt einige Beispiele für die Einsatzbereiche der Wasserstoffcontainer:
- Transport von komprimiertem Gas: Der Transport von komprimierten Wasserstoffgas stellt den Haupteinsatzbereich der Druckgascontainer dar. Er erfolgt in der Regel per Binnenschiff, Bahn oder Lkw und ist durch die Standardmaße der Transporteinheiten auch systemübergreifend problemlos möglich.
- Stationäre Wasserstoffspeicherung: Als fluktuierender Energieträger ist grüner Wasserstoff regional zu puffern. Die stationäre Speicherung lässt sich dabei mit sicheren und zertifizierten Druckgascontainern realisieren. Von Vorteil ist dabei die einfache Skalierbarkeit. So lassen sich problemlos mehrere MEGCs einsetzen, um die Größe des Wasserstoffspeichers an den Bedarf anzupassen. Auch nachträglich ist möglich.
- Mobile Wasserstoffspeicherung: Geht es darum, das energiereiche Gas nur vorübergehend vorzuhalten, eignen sich Druckgascontainer für H2 gleichermaßen. Ob in der Industrie, im Bereich der Energieversorgung oder bei Veranstaltungen: Wasserstoffcontainer lassen sich nahezu überallhin transportieren und aufstellen.
- Integration in Land- und Wasserfahrzeuge: Bei Lkws und Schiffen kommt H2 auch als Kraftstoff zum Einsatz. Die Bevorratung realisieren Hersteller dabei zum Beispiel mit speziellen Druckgascontainern. Während diese eher auf großen Schiffen zum Einsatz kommen, lassen sich Landfahrzeuge mit kleineren Tanks ausstatten.
Die Übersicht zeigt: Überall dort, wo Wasserstoffgas benötigt wird oder wo es zu transportieren ist, kommen Druckgascontainer für größere Mengen Wasserstoff infrage.
Container für Wasserstoff mieten oder kaufen: Eine Entscheidungshilfe
Benötigen Sie H2-Druckgascontainer oder Wasserstoffspeicher, können Sie diese in aller Regel kaufen oder mieten. Ersteres lohnt sich für den dauerhaften Einsatz – etwa als Langzeitspeicher in einer ortsfesten Anlage.
Besteht der Bedarf nur vorübergehend, können Sie den Druckgascontainer für Wasserstoff mieten. In diesem Fall entstehen zwar wiederkehrende Kosten in der Zeit des Einsatzes. Dafür sind die Ausgaben insgesamt niedriger. Sie müssen sich weder um Wartung noch um Pflege kümmern und können bei Bedarf auf die nötige Speicherkapazität zurückgreifen.
Welche Lösung sich mehr lohnt, hängt von den individuellen Gegebenheiten und Voraussetzungen ab. Sind Sie unsicher, empfehlen wir die Beratung durch einen Anbieter oder Hersteller für Wasserstoff-Druckgascontainer (MEGC’s).
Alternative: Lokale Herstellung von H2 in mobilen Wasserstoffcontainern
Geht es um die Bevorratung kleiner Mengen Wasserstoffgas, kommen alternativ zu 10, 20 oder 40 Fuß Druckgascontainern auch kleinere Einheiten infrage. Dabei handelt es sich um Druckgasflaschen, Gasflaschenbündel oder Bündelbatterieanlagen. Für größere Bedarfe gibt es hingegen spezielle Wasserstofftanks für tiefkalt verflüssigte Gase.
Eine weitere Alternative stellen mobile Wasserstoffcontainer zur lokalen H2-Herstellung (auch Power-to-Gas- oder PtG-Container) dar. Hierbei handelt es sich ebenfalls um Frachtcontainer im Standardformat. Anders als Druckgascontainer sind diese jedoch mit der nötigen Technik zur lokalen Wasserstoffproduktion ausgestattet. Neben Speicherbehältern gehört dazu auch ein Elektrolyseur, eine Wasseraufbereitungsanlage, eine Leistungselektronik mit Gleichrichter und ein passendes Kühlsystem für die Anlagentechnik.
Die Power-to-Gas-Container lassen sich nahezu überall aufstellen und betreiben. Sie ermöglichen eine weitestgehend ortsunabhängige Energieversorgung und bieten eine hohe Flexibilität.
FAQ: Häufig gestellte Fragen und Antworten zum Transport von Wasserstoff
Was ist ein Druckgascontainer für Wasserstoff und was zeichnet diesen aus?
Ein Druckgascontainer ist ein spezieller Gastank zur Speicherung von komprimiertem Wasserstoff. Er hält Druckwerten von über 500 bar stand und ist in der Regel in Frachtcontainer-Standardmaßen ausgeführt. Letzteres erlaubt es, die Container per Schiff, Bahn oder Lkw zu transportieren. Auch der kombinierte Transport ist mit Druckgascontainern für Wasserstoff problemlos möglich.
Wie sind Wasserstoffcontainer (MEGC’s) aufgebaut und wie funktionieren sie?
Anders als konventionelle Gascontainer bestehen Druckgascontainer nicht aus nur einem Tank, sondern aus zahlreichen Kleintanks. Die einzelnen Elemente sind dabei besonders stabil und über eine gemeinsame Leitung miteinander verbunden. Letzteres ermöglicht es, die Tanks wie üblich über einen zentralen Anschluss zu befüllen oder zu entleeren. Alle Einbauteile der Tanksysteme befinden sich außerdem in einem stabilen Gerüst oder Container, wodurch sie vor mechanischen Schäden von außen geschützt sind.
Wie groß sind die Tanks und wie viel Wasserstoff lässt sich darin bevorraten?
Üblich sind Wasserstoff-Druckgascontainer der Maße 10, 20 und 40 Fuß. Diese sind 2,44 Meter breit, 2,59 Meter hoch und 2,99, 6,06 oder 12,19 Meter lang. 20 Fuß Wasserstoffcontainer bevorraten dabei je nach Temperatur etwa 400 bis 600 Kilogramm (-40, 15 oder 65 Grad Celsius). Sie sind von einem schützenden Stahlgerüst oder stabilen Containerwandungen umgeben und für den Transport per Kran oder Stapler geeignet.
In welchen Bereichen kommen Druckgascontainer für Wasserstoffgas zum Einsatz?
Container für Wasserstoff kommen in zahlreichen Bereichen zum Einsatz. Hauptnutzen ist der Transport von komprimiertem Wasserstoffgas auf Seewegen, Schienen oder Straßen. Alternativ dazu eignen sich Druckgascontainer auch als stationäre oder mobile Wasserstoffspeicher. Sie versorgen Anlagen dauerhaft oder vorübergehend mit dem energiereichen Gas und lassen sich sogar in Fahrzeuge integrieren. Interessant ist dabei vor allem die Installation auf Schiffen, wo der gespeicherte Wasserstoff als Kraftstoff zum Einsatz kommt.
Welche Alternativen gibt es zu den großen Wasserstoffspeichercontainern?
Geht es um die Bevorratung kleiner Wasserstoffmengen, kommen auch Druckgasflaschen, Gasflaschenbündel oder Bündelbatterieanlagen zum Einsatz. Bei größeren Mengen können sich hingegen auch Tanks für tiefkalt verflüssigte Gase rentieren. Diese verfügen über eine besonders effiziente Isolierung, um möglichst wenig Wärme ins Tankinnere hindurchzulassen. Eine weitere Möglichkeit ist es, das Gas in mobilen Wasserstoffcontainern selbst herzustellen. Die Container haben dabei in der Regel auch Standardmaße und sind mit allerhand Technik ausgestattet. Dazu gehören die Speicher selbst sowie ein Elektrolyseur, eine Wasseraufbereitungsanlage, eine Leistungselektronik mit Gleichrichter und ein passendes Kühlsystem für die Anlagentechnik.
