Multimodularer Ansatz für die großindustrielle Wasserstoffproduktion

Von der Chlor-Alkali-bis zur Wasserstoffelektrolyse

Asahi Kasei verfügt über ein halbes Jahrhundert Erfahrung in der industriellen Chlor-Alkali-Produktion. Das Unternehmen ist einer der weltweit führenden Hersteller von Ionenaustauschmembranen (IEM), Zellen und Zellrahmen. Als Komplettanbieter liefert Asahi Kasei dabei alle Kernkomponenten – von Elektroden, Zellen, Membranen und Zellrahmen bis hin zu kompletten Elektrolyseursystemen und digitalen Kontrollsystemen.
Dieses bewährte Know-how bildet die technologische Grundlage für die Entwicklung hocheffizienter alkalischer Wasserelektrolyseure unter dem Markennamen Aqualyzer.

Praxistests unter realen Bedingungen

Seit 2020 betreibt Asahi Kasei eine 10-MW-Pilotanlage im japanischen Namie, die mit Strom aus einem benachbarten 20-MW-Solarpark versorgt wird. Ziel des Projekts ist es, die Langzeitstabilität und Effizienz des Systems unter realen Bedingungen zu validieren. Nach mehr als 14.000 Betriebsstunden hat sich die hohe Zuverlässigkeit des Elektrolyseurs bestätigt. Das System hat damit seine Eignung für den Dauereinsatz in der industriellen Wasserstofferzeugung unter Beweis gestellt.
Ein zweites Pilotprojekt wurde 2024 in Kawasaki, in der Nähe von Tokio gestartet. Dort testet Asahi Kasei erstmals seinen multimodularen Ansatz unter kommerziellen Bedingungen: Vier Testmodule mit jeweils 0,8 MW (Gesamtleistung 3,2 MW, max. 465 Nm³/h Wasserstoff), die Zellen und Membranen in derselben Größe wie in kommerziellen Anlagen verwenden, werden hier parallel betrieben. Das Projekt untersucht die Langzeitbeständigkeit der Komponenten, wie die Module auf variable Stromlieferungen von Photovoltaik- und Windkraftanlagen reagieren und wie effizient sie bei häufigem Start-Stopp-Betrieb arbeiten.
Das zentrale Element ist das Multi-Modul-Steuerungssystem (MMCS), das die Energieverteilung flexibel steuert. Dadurch kann die Wasserstoffproduktion dynamisch an den verfügbaren Strom angepasst werden. Nach mehr als 5.000 Stunden Dauerbetrieb haben sich die Module als äußerst robust und effizient erwiesen.
Die aus beiden Pilotprojekten gewonnenen Daten bilden die Grundlage für den nächsten Schritt: Wasserelektrolyseanlagen mit einer maximalen Leistung von 100 MW pro Anlage, bestehend aus bis zu zehn parallel geschalteten 10-MW-Modulen, die 20.000 Nm³/h Wasserstoff produzieren. Die Anzahl der Module kann angepasst werden, was eine vollständige Flexibilität entsprechend den Kundenanforderungen ermöglicht.