Der Wettbewerb der Elektrolyseverfahren ist in vollem Gange – und für alle hat Aperam die richtigen Werkstoffe. Unter einem Dach finden sich dort nichtrostender Stahl, Nickel- und andere Legierungen, Präzisionsband-Fertigung und ineinander verzahnte Forschungseinrichtungen. Die Verbindung zur industriellen Serienfertigung schafft eine flächendeckende konzerneigene Servicecenter-Infrastruktur.
Wasserstoff ist viel mehr als nur ein Energieträger, er ist ein Hoffnungsträger. Wie schnell es gelingt, unsere Industriegesellschaft zu dekarbonisieren und gleichzeitig wettbewerbsfähig zu halten, hängt davon ab, ob wir Wasserstoff in den erforderlichen Mengen, zu akzeptablen Kosten und mit der gebotenen Versorgungssicherheit beschaffen können. Die Verfahren sind bekannt, einige bereits industriell bewährt. Aber die Entwicklungsgeschwindigkeit ist weiterhin hoch.
Welche Verfahren sich wo durchsetzen werden, ist auch eine Frage der eingesetzten Werkstoffe. Die müssen hochgradig korrosionsbeständig sein, elek-trisch leitfähig und mechanisch beanspruchbar. Dieses Anforderungsprofil läuft auf nichtrostende Stähle und hochlegierte Metallwerkstoffe hinaus. Aperam bietet beides. Gute Gründe für das Unternehmen, die Energiewende zur strategischen Priorität zu erheben.
Navigationshilfe
Dazu hat Aperam mit einem sogenannten Innovation Lab seine Forschungskompetenzen und -kapazitäten am Edelstahl-Standort Isbergues mit denen der Legierungsproduktion in Imphy verschränkt. Und auch produktionstechnisch gibt es Synergien, etwa in der Herstellung von Präzisionsband oder Bandmaterial, dessen Oberfläche für den späteren Auftrag zusätzlicher metallischer Deckschichten optimiert ist.
Die Karte der technologischen Entwicklungslinien ist komplex. Um auf bewegter See die richtige Route einzuschlagen, hat Aperam einen Navigator berufen, Dr. -Adolfo Kalergis Do Nascimento Viana. In seiner Funktion als Head of Market Innovation and Business Development – CCUS, New Energies & Hydrogen lotet er aus, wo bestehende Aperam- und Imphy-Produkte schon heute passen.
Wichtiger noch: Mit Blick auf die Zukunft schätzt er ab, wo neue Werkstoffentwicklungen aussichtsreich sind und welche industriellen Partner für Gemeinschaftsentwicklungen in Frage kommen. Dabei mobilisiert er die Synergien zwischen den Geschäftsbereichen nichtrostender Stahl, Legierungen und Service-Center.
Einen wichtigen Verbündeten im deutschsprachigen Markt hat Adolfo Kalergis in Ralf Behle, –Senior Business Development Manager für Imphy-Legierungen. Behle weiß aus seiner Praxis zu berichten: „Bei Elektrolyseuren haben wir mit einem Kontinuum von Werkstoffanforderungen zu tun. Es reicht von ferritischen Grundsorten nichtrostender Stähle bis hin zu reinem Nickel und Titan. Genauso nahtlos wie dieses Kontinuum ist auch der Austausch von Erkenntnissen und Erfahrungen zwischen den beiden Aperam-Geschäftsbereichen.”
Allzeit bereit
Mehrere Verfahren der Wasserstofferzeugung stehen zur Verfügung: alkalische Elektrolyse (AEL), Protonen-Austausch-Membranen (PEM), Anionen-Austausch-Membranen (AEM) sowie Festoxid-Elektrolysezellen (SOEC). Danach gefragt, welche Technologie er für die erfolgversprechendste halte, meint -Kalergis: „Der Wind bläst mal aus der einen, mal aus der anderen Richtung. Aperam stellt sich technologieoffen auf und hat für jede Technik eine Werkstoffpalette parat.“
Gegenwärtig ist AEL das ausgereifteste und daher auch das dominierende Verfahren. In Zukunft könnte aber PEM die Führungsrolle übernehmen. Derzeit haben AEL und PEM gemeinsam einen Marktanteil von rund 90 %.
Das Prinzip der alkalischen Elektrolyse dürfte vielen noch als Schulexperiment in Erinnerung sein. Wasser wird durch Zusatz einer Säure oder Lauge leitfähig gemacht. Taucht man dann zwei Elektroden ein und legt Gleichstrom an, perlen am Pluspol Sauerstoff- und am Minuspol Wasserstoffbläschen nach oben.
In der großtechnischen Anwendung funktioniert das mit starken Laugen bei Betriebstemperaturen von 60 bis 90 °C. Für diese äußerst korrosiven Bedingungen liefert Aperam geeignete Werkstoffe, für Elektroden und Bipolarplatten insbesondere die Nickellegierung 201, die hohe Korrosionsbeständigkeit mit guter elektrischer Leitfähigkeit verbindet. Versehen mit einem Nickelüberzug, können aber auch austenitische Sorten wie Aperam 316L, 316A, 310L und 904L oder die Duplex-Sorte DX2205 kostenoptimierte Alternativen darstellen.
Für Zellrahmen, Gehäuse und Rohrleitungen kommen Standardaustenite wie Aperam 304 (EN 1.4301) oder 316L (EN 1.4404) in Betracht.
Die AEL-Technologie ist industriell bewährt und robust, die Investitionskosten sind vergleichsweise moderat. Ihr elektrischer Wirkungsgrad liegt bei 60 bis 70 %. Sie eignet sich vor allem für den großmaßstäblichen Dauerbetrieb an Standorten, an denen kontinuierlich Strom zur Verfügung steht.
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