Wasserstoffgas wird gesammelt und für verschiedene Anwendungen gespeichert, während Sauerstoffgas für andere Zwecke verwendet oder sicher in die Atmosphäre freigesetzt werden kann

Erster Schritt

Entnahme von Meerwasser

Der erste Schritt umfasst die Entnahme von Meerwasser, einer reichlich vorhandenen und unverzichtbaren Quelle für die Wasserstoffproduktion. Ihre allgemeine Verfügbarkeit macht sie zu einer idealen Ressource für diesen Prozess

Nach der Entsalzung wird das gereinigte Wasser einer Elektrolyse unterzogen. Angetrieben von erneuerbaren Energiequellen wie Wind- und Solarenergie trennt die Elektrolyse das Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff. Dieser Prozess umfasst das Durchleiten eines elektrischen Stroms durch das Wasser, was zur Dissoziation der Wassermoleküle (H2O) führt. Die Wasserstoffionen (H+) wandern zur Kathode, während die Sauerstoffionen (O2-) zur Anode wandern

Gewinnung von Wasserstoff durch Elektrolyse

Entsalzung des Wassers

Nach der Entnahme des Meerwassers erfolgt die Entsalzung, bei der Salz und Verunreinigungen aus dem Wasser entfernt werden. Entsalzungsmethoden wie Umkehrosmose oder Destillation sorgen dafür, dass das Wasser für nachfolgende Prozesse wie die Elektrolyse geeignet ist

Isolierung

Aufgrund der extrem niedrigen Temperaturen, die notwendig sind, um Wasserstoff in flüssigem Zustand zu halten, ist eine angemessene Isolierung entscheidend, um den Wärmetransfer zu minimieren und eine erneute Verdampfung des Wasserstoffs zu verhindern. Isolationsmaterialien wie Vakuumpaneele oder Mehrschicht-Isolationssysteme werden verwendet, um die niedrigen Temperaturen innerhalb der Speichertanks aufrechtzuerhalten und Energieverluste zu minimieren

Die Handhabung und Lagerung von Flüssigwasserstoff erfordern strenge Sicherheitsmaßnahmen aufgrund seiner niedrigen Temperatur, seiner Entflammbarkeit und seines Potenzials zur schnellen Verdampfung. Sicherheitsvorrichtungen wie Druckentlastungssysteme, Entlüftungsmechanismen und Leckerkennungssysteme sind in die Lagerinfrastruktur integriert, um einen sicheren Betrieb zu gewährleisten und Unfälle zu vermeide

Speicherbehälter

Sicherheitsmaßnahmen

Flüssigwasserstoff wird in speziellen Behältern gelagert, die für die extrem niedrigen Temperaturen und den Druck des Flüssigkeitszustands ausgelegt sind. Diese Behälter sind in der Regel doppelwandig und vakuumisoliert, um eine thermische Isolierung zu bieten und die Stabilität des Flüssigwasserstoffs zu gewährleisten

Kompression

Bevor die Hydrierung stattfinden kann, wird der gasförmige Wasserstoff in der Regel komprimiert, um seine Dichte zu erhöhen. Die Kompression reduziert das vom Wasserstoffgas eingenommene Volumen, wodurch es handlicher und besser für die weitere Verarbeitung geeignet wird

Während das Wasserstoffgas abgekühlt wird, durchläuft es eine Kondensation und verwandelt sich in eine Flüssigkeit. Bei kryogenen Temperaturen verlangsamt sich die Molekularbewegung des Wasserstoffs, wodurch die Gasmoleküle dichter zusammenrücken und eine flüssige Phase bilden. Der Flüssigwasserstoff wird gesammelt und in speziell dafür entworfenen Containern oder Tanks gelagert

Kondensation

Kühlung

Nach der Kompression wird das Wasserstoffgas auf extrem niedrige Temperaturen abgekühlt. Der Kühlungsprozess erfolgt mittels kryogener Systeme wie Verflüssigern oder Kälteeinheiten, die verschiedene Kühlmittel wie flüssigen Stickstoff oder Helium verwenden

Kryogene Isolierung

Im gesamten Pipeline-System werden Isolationsmaßnahmen umgesetzt, um den Wärmetransfer zu minimieren und die niedrigen Temperaturen aufrechtzuerhalten, die notwendig sind, um den Wasserstoff flüssig zu halten. Die Pipelines sind in der Regel doppelwandig und vakuumisoliert, um eine effektive Wärmedämmung zu bieten und Energieverluste zu verhindern

Der Transport von Flüssigwasserstoff durch Pipelines unterliegt regulatorischen Anforderungen und Sicherheitsstandards. Die Betreiber müssen diese Vorschriften einhalten, um eine sichere Handhabung, den Transport und den Transfer von kryogenen Flüssigkeiten zu gewährleisten. Die Einhaltung der Vorschriften kann regelmäßige Inspektionen, Wartungsaktivitäten und die Beachtung von Sicherheitsprotokollen umfassen

Überwachungs- und Sicherheitsysteme

Regulatorische Anforderungen

Der Transport von Flüssigwasserstoff durch Pipelines erfordert robuste Überwachungs- und Sicherheitsysteme, um die Integrität der Pipeline-Infrastruktur zu gewährleisten und Lecks oder Unfälle zu verhindern. Sensoren, Zähler und Überwachungsgeräte sind entlang der Pipeline installiert, um kontinuierlich Parameter wie Temperatur, Druck, Durchfluss und Zusammensetzung zu überwachen. Automatisierte Sicherheitssysteme können Anomalien erkennen und entsprechende Maßnahmen ergreifen, wie das Schließen von Ventilen oder die Aktivierung von Notfallverfahren

Pipeline-Infrastruktur

Ein spezialisiertes Pipeline-Netzwerk wird eingerichtet, um die Wasserstoffproduktionsanlagen, in denen der Flüssigwasserstoff gespeichert wird, mit dem Verladeterminal im Hafen zu verbinden. Die Pipeline-Infrastruktur besteht aus einer Reihe von miteinander verbundenen Rohren, die dafür ausgelegt sind, kryogene Flüssigkeiten wie Flüssigwasserstoff bei extrem niedrigen Temperaturen und hohen Drücken zu transportieren

Am Verladeterminal sind spezialisierte Lade- und Entladeeinrichtungen installiert, um den Transfer des Flüssigwasserstoffs zwischen der Pipeline und den Transportfahrzeugen, wie Wasserstoff-Tankern oder Tankern, zu verwalten. Diese Einrichtungen umfassen Laderohre, Anschlüsse und Sicherheitssysteme, die für den Umgang mit kryogenen Flüssigkeiten ausgelegt sind

Lade- und Entladeeinrichtungen

Transferstationen

Entlang der Pipeline-Route sind strategisch platzierte Transferstationen eingerichtet, um den Transfer des Flüssigwasserstoffs zwischen den Speichertanks und der Pipeline zu erleichtern. Diese Stationen sind mit der notwendigen Ausrüstung und Kontrolleinrichtungen ausgestattet, um sichere und effiziente Transferoperationen zu gewährleisten. Sie umfassen in der Regel Pumpen, Ventile, Druckregelungssysteme und Überwachungsinstrumente