Veranstaltungsprogramm

Im Kontext der Transformation des Energiesystems werden in die Wasserstofftechnologie große Hoffnungen gesetzt. Nur schrittweise rückt in das öffentliche Bewusstsein, dass mit dieser Technologie eine neue Konkurrenz um die lebenswichtige Ressource Wasser die Bühne betritt.

Die Erzeugung von einer t H₂ durch Elektrolyse erfordert die Zersetzung von 9,01 t Wasser, welches dann ähnlich wie verdampfendes Kühlwasser am Ort des Verbrauchs dem lokalen Wasserkreislauf entzogen ist. Für die Wasserstoffelektrolyse wird zudem hochreines Wasser benötigt, was den tatsächlichen Wasserbedarf weiter erhöht und zum Anfall von salinen Abwässern führt. Würde man die gesamte im Jahr 2023 in Deutschland erzeugte Menge an Elektroenergie in Wasserstoff umwandeln wollen, wären hierfür stöchiometrisch ca. 80 Mio. m³ Wasser zu zersetzen. Auf Elektroenergie entfallen allerdings nur rund 15 % des gegenwärtigen Endenergieverbrauchs. Für eine umfassende Elektrifizierung würde daher ein Vielfaches dieser Wassermenge benötigt werden.

Grubenwässer stellen in diesem Kontext eine bislang ungenutzte und wenig beachtete Ressource dar. Das Aufkommen liegt in der Größenordnung des Bedarfs für eine großtechnische Wasserstoffelektrolyse und es wurde bereits im Pilotmaßstab demonstriert, dass sich diese Wässer elektrochemisch behandeln lassen, wobei in jedem Falle Wasserstoff entsteht. Allein das Potential hierfür liegt in den ost- und mitteldeutschen Bergbaurevieren bei mehreren 10 kt H₂/a, neben der Gewinnung anderer verwertbarer Stoffe, wie Sulfate (Ammoniumsulfat, Gips), Salzsäure, Chlor, Soda und einer Reihe von Metallen bzw. von Metallverbindungen. Auch als Vorstufe einer weitergehenden Wasserreinigung zur Erzeugung von hochreinem Speisewasser für die Wasserstoffelektrolyse weist die elektrochemische Grubenwasserbehandlung mehrere Vorteile auf.

Im Vortrag werden die Grundzüge von elektrochemischen Kombinationsverfahren zur Wasserbehandlung erläutert, die wesentlichen Unterschiede zwischen Grubenwasserelektrolyse und Wasserelektrolyse aufgezeigt, elektrochemische Behandlungskonzepte für unterschiedliche Grubenwässer vorgestellt (schwach/hoch salin, sulfathaltige und gemischt sulfat-und chloridhaltige Wässer sowie Abfallsolen) und die Möglichkeiten der Wasserstofferzeugung und derjenigen von anderen Koppelprodukten an Hand von Ergebnissen und stofflichen Bilanzierungen aus technischen Pilot- und aus Technikumsversuchen erläutert.