Ein grünes Ökosystem schaffen

Die flächendeckende Verfügbarkeit von grünem Wasserstoff als Kraftstoff hängt vom raschen Aufbau von Produktionsanlagen ab. Unternehmen wie Plug Power leisten hierbei Pionierarbeit und schaffen ein durchgängiges Ökosystem für grünen Wasserstoff. In diesem Umfeld ist die effiziente Bereitstellung ausreichender Wasserstoffmengen auf große Hubkolbenkompressoren angewiesen. Aus diesem Grund arbeitet Plug Power mit Burckhardt Compression zusammen, einem führenden Anbieter von Kompressionslösungen für nachhaltige Anwendungen, um Spezialausrüstung für neue Projekte bereitzustellen.

Plug Power und Burckhardt Compression arbeiten bei Wasserstoffprojekten zusammen.

Grüner Wasserstoff wird durch Elektrolyse von Wasser gewonnen, indem Wasserstoff- und Sauerstoffmoleküle gespalten werden. Dieser Prozess wird durch erneuerbare Energien wie Sonne, Wind oder Wasserkraft angetrieben. Wird das entstehende Gas in einer Brennstoffzelle genutzt, ist Wasser die einzige Emission. Grüner Wasserstoff verspricht daher, Industrie, Fahrzeuge und die Kraftstoffproduktion zu dekarbonisieren . Es gibt jedoch einen Haken: Wasserstoff ist ein extrem leichtes Gas, was die Lieferung in den benötigten Mengen an die Verbraucher erschwert. Daher muss er komprimiert oder, wie in diesem Fall, sogar verflüssigt werden, bevor er zu den Tankstellen transportiert werden kann .

Hohe Effizienz bei großen Anlagen

„Für den effizienten Transport großer Wasserstoffmengen sind Ringkompressoren besser geeignet als Zentrifugalkompressoren“, so Oliver Franz, Vertriebsleiter H2 für Mobilität und Energie bei Burckhardt Compression. „Unsere Konstruktionen bieten branchenführende Effizienz, was insbesondere bei Projekten im Bereich erneuerbarer Energien von Vorteil ist, wo die Maximierung der Produktionsleistung im Verhältnis zum Energieverbrauch entscheidend ist.“

Vor diesem Hintergrund wandte sich Plug Power an Burckhardt Compression, um eine große Anzahl von H2-Kolbenkompressoren in mehreren Phasen zu liefern und so den Bau mehrerer neuer Wasserstoffverflüssigungsanlagen zu unterstützen. Für die erste Phase der Kompressorlieferung musste das Team von Burckhardt Compression in den USA seine Kapazitäten rasch ausbauen.

„Wir betreiben seit acht Jahren ein Werk in Waller, Texas, und die Montage der für das Projekt benötigten Kolbenkompressoren vor Ort machte eine Erweiterung notwendig . Jeder Kompressor wiegt über 91 Tonnen (200.000 Pfund), was die Kapazität unseres Krans überstieg. Neben der Modernisierung der Anlagen mussten wir auch unser Team verstärken“, erklärte Michael Ciambella, Leiter der Kompressorentwicklung und -fertigung.

Steigerung der Kapazität und des Fachwissens

Die Produktionssteigerung der Kompressoren hing davon ab, dass ein vollständig montierter Kompressor bewegt werden konnte, um die Montage parallel durchzuführen. Burckhardt Compression investierte in ein hydraulisches Portalkransystem mit einer Tragfähigkeit von 450 Tonnen, das den sicheren und langsamen Transport der Kompressoren in der Werkstatt ermöglichte. Das Unternehmen arbeitete mit Experten zusammen, die alle Hebevorgänge während des Projekts installierten und überwachten.

Die Investitionen brachten Dividenden ein.

„Wir konnten unsere Montagekapazität in Waller um 50 % steigern, wodurch wir die erste Phase der Kompressorenlieferungen und alle weiteren Aufträge problemlos erfüllen konnten“, sagte Ciambella. „Die Montagezeit für jeden Kompressor verkürzte sich von sechs auf vier Wochen, und teilweise lieferten wir sogar noch schneller. Die erste Phase schlossen wir drei Tage früher als geplant und ohne Sicherheitsvorfälle ab.“

Elf neue Mitarbeiter verstärkten das Team, darunter ein Berater und ein Projektleiter mit 20 Jahren Erfahrung in Kompressorprojekten. Als global agierendes Unternehmen erhielt das US-Team zudem Schulungen von einem Burckhardt-Kompressionsexperten aus der Schweiz, der sechs Wochen lang im Unternehmen tätig war, um den Know-how-Transfer für die Montagearbeiten sicherzustellen. Die Kompressorkomponenten wurden in der Schweiz gefertigt und an das Team in den USA geliefert.

Speziell für Wasserstoff entwickelt

Burckhardt Compression entwickelte einen trockenlaufenden Kolbenkompressor mit hochgradig variabler Regelbarkeit, der exakt auf die Kundenbedürfnisse zugeschnitten ist. Dadurch können die Betreiber die Kompressorleistung optimal an die Prozessanforderungen anpassen und Energieverschwendung vermeiden.

„Diese Trockenkonstruktion verhindert, dass Schmieröl den Wasserstoff verunreinigt und die Kraftstoffqualität mindert“, erklärte Ciambella. „Aufgrund der großvolumigen Kolben der ersten Stufe entsteht durch Reibungskräfte viel Wärme. Daher muss das Antriebsband dieser Hitze standhalten und eine lange Lebensdauer gewährleisten. Wir verwenden firmeneigene Polymerwerkstoffe, die wir selbst entwickelt haben. Dies ermöglicht einen Betrieb von über einem Jahr ohne Wartung – ein unübertroffener Wert in puncto Verfügbarkeit.“

Die Kolben mit minimalem Gewicht wurden im Hinblick auf Energieeinsparung entwickelt und gewährleisten gleichzeitig die nötige Festigkeit zur Wasserstoffkompression. Die Kompressorkammern verfügen über eine feste Tasche, die sich zur Vergrößerung des Innenraums ausdehnen lässt. Speziell entwickelte Druckdichtungen tragen zusätzlich zu einer verlängerten Lebensdauer bei. Letztendlich besteht die Konstruktionsphilosophie darin, die optimale Balance zwischen Gastemperatur und der vom Kunden geforderten Produktionsleistung zu finden.

Eine Überwachungslösung der Digitalexperten von Burckhardt Compression, PROGNOST Systems, ist ebenfalls enthalten. Ein Sensorsystem liefert kontinuierlich Daten zur Leistung von Saug- und Druckventilen, Lagertemperaturen und Kolbenstangenlängen. Dadurch können die Bediener den Anlagenzustand überwachen, notwendige vorbeugende Wartungsmaßnahmen voraussagen und so die Anlagenverfügbarkeit optimieren.

Hervorragendes Fachwissen für einen neuen Markt

Stand 1. Quartal 2024 hat Burckhardt Compression den ersten Auftrag erfolgreich abgewickelt und arbeitet an weiteren Projekten. Dank der Erweiterung des Teams und der Produktionsanlagen konnte Burckhardt Compression durch diese Partnerschaft eine führende Rolle in der Wasserstoffproduktion einnehmen.

Ein wesentlicher Erfolgsfaktor dieser Partnerschaft war die Einsatzbereitschaft von Burckhardt Compression und die Flexibilität, dank der umfassenden Infrastruktur in den USA sowohl im In- als auch im Ausland tätig zu sein. Diese Fähigkeit gab Plug Power das Vertrauen, sich für die neue technische Lösung zu entscheiden. Die Zuverlässigkeit und Effizienz von Burckhardt Compression, gepaart mit dem hohen Anspruch an Kundenzufriedenheit, spielten eine entscheidende Rolle für die erfolgreiche Umsetzung dieser Projekte.

„Mit 175 Jahren Erfahrung im Kompressorenbau und über 50 Jahren im Bereich Wasserstoff können wir diesem vergleichsweise jungen Markt unser umfassendes Know-how zur Verfügung stellen“, so Ciambella. „Unsere Produkte decken die gesamte Wertschöpfungskette von Wasserstoff ab – von der Produktion bis zur Tankstelle. Burckhardt Compression unterstützt sogar Fremdhersteller mit Modernisierungslösungen, maßgeschneiderten Services und hochpräzisen Ersatzteilen. Wir sind überzeugt, dass die Qualität unserer Arbeit für sich spricht und dass wir auch in Zukunft wegweisende Projekte im Bereich erneuerbarer Energien wie dieses unterstützen können.“

„Obwohl die Energiewende spannende Chancen eröffnet, können die damit verbundenen Herausforderungen für unsere Kunden beunruhigend sein. Dank unserer kundenorientierten Unternehmenskultur bei Burckhardt Compression (US), Inc. setzen wir uns dafür ein, unseren Partnern wie Plug Power die besten Geschäftslösungen zu bieten. Der erfolgreiche Abschluss der ersten Anlagenphase ist ein hervorragendes Beispiel für die enge Zusammenarbeit mit unseren Kunden, unsere Produktführerschaft, unser technisches Know-how und unsere Projektkapazität. Wir freuen uns sehr, dass unsere bewährten Produkte und Dienstleistungen eine nachhaltige Energiezukunft unterstützen “, so Annie Savarimuthu, VP Systems Division, Burckhardt Compression (US) Inc.