Konzernen in der Chlor-Alkali-Industrie – konzentrieren sie sich nur noch auf Chlor- und Alkaliprodukte? Dann sind sie veraltet

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Derzeit konzentrieren sich viele Chlor-Alkali-Unternehmen im Inland nur auf Chlor- und Alkaliprodukte und übersehen oft den Wert des als Nebenprodukt entstehenden Wassers. Mit der Unterstützung neuer energieeffizienter Technologien könnte die Nutzung von Wasserstoff zu einer wichtigen Richtung bei der Strukturanpassung der Chlor-Alkali-Industrie im Zeitraum „13. Fünfjahresplan“ werden, wobei Wasserstoffbrennstoffzellen eine wichtige Möglichkeit darstellen könnten. 　　Zhang Xinru, stellvertretender Generalsekretär des Chinesischen Verbands für die Chlor-Alkali-Industrie, sagte gegenüber Reportern der China Chemical Industry News, dass die ersten Sauerstoff-Kathoden-Ionenmembran-Elektrolyseanlagen sowie Wasserstoffbrennstoffzellen in unserem Land zu Beginn der „13. Fünfjahresplan-Periode“ in Betrieb genommen werden. Diese Technologie wird für die Chlor-Alkali-Unternehmen in den östlichen Regionen von Interesse sein. Wasserstoffbrennstoffzellen werden dabei eine wichtige Möglichkeit zur Nutzung des bei der Herstellung von Chlor und Alkalien anfallenden Wassstoffs darstellen. 　　“Derzeit konzentrieren sich viele chinesische Chlor-Alkali-Unternehmen nur auf Produkte aus Chlor und Alkalien und übersehen oft den Wert des als Nebenprodukt entstehenden Wassers. Das Wasserstoffgas wird kaum genutzt – in vielen Fällen wird es einfach verschwendet. Laut Statistiken beträgt die Menge an Wasserstoff, der jährlich von den Chlor-Alkali-Unternehmen in unserem Land verschwendet wird, bis zu 30 %. Dabei ist noch nicht einmal die derzeit niedrige Betriebsrate der PVC-Anlagen berücksichtigt. Angesichts der extremen Verschwendung von Wasserstoffressourcen in der chinesischen Chlor-Alkali-Industrie ermöglicht die Wahl eines geeigneten Nutzungskonzepts für Wasserstoff nicht nur, diesen Verlust zu vermeiden, sondern auch dessen Nutzwert zu steigern. Dadurch wird die Gesamtkonkurrenzfähigkeit der Unternehmen sowie die Effizienz bei der Energieeinsparung und -reduzierung verbessert. Daher muss die Suche nach neuen chlor- und wasserstoffverbrauchenden Produkten gleichzeitig erfolgen. ”Zhang Jiaxing, Generalmanager von Yingchuang Sanzheng (Yingkou) Fine Chemicals Co., Ltd., erzählte den Reportern davon. 　　Der Reporter erfuhr, dass es derzeit hauptsächlich folgende Möglichkeiten gibt, das bei der Herstellung von Chloralkali anfallende Wasserstoffgas zu nutzen: Als Rohgas zur Herstellung von Ammoniak ； Für den Einsatz in der Erdölverarbeitung, z. B. bei der Hydrokracking-Verfahren ； Zur Synthese in der Chemie und der organischen Feinchemie ； Es ist möglich, hochreinen komprimierten Wasserstoff herzustellen, der direkt zum Verkauf angeboten werden kann ； Zur Erzeugung von Dampf als Brennstoff ； Außerdem gibt es die Möglichkeit, mit Wasserstoff-Brennstoffzellen-Technologie Wasserstoffkraftwerke zu errichten. Aufgrund der großen Produktionsmengen in der Ammoniaksyntheseindustrie sowie in der Erdölverarbeitungsindustrie sowie des hohen Wasserstoffverbrauchs können die Mengen an Wasserstoff, die bei der Herstellung von Chloralkaliprodukten anfallen, die Bedürfnisse dieser Branchen nicht decken. Die schrittweise Reifung der Brennstoffzelltechnologie sowie der Oxydkatoden-Elektrolyse-Technologie bietet Chlor-Alkali-Unternehmen, denen keine Verwendung für Wasserstoff einfällt, eine völlig neue Lösung. 　　Wasserstoff-Brennstoffzellen wandeln Wasserstoff in elektrische Energie um; das Grundprinzip ist die Umkehrreaktion der Wasserelektrolyse. Dieses Produkt weist nicht nur einen schadstofffreien und geräuscharmen Herstellungsprozess auf, sondern auch eine hohe Umwandlungsleistung. Im gesamten Prozess entstehen keine schädlichen Stoffe – als Nebenprodukt entsteht reines Wasser. Die Effizienz bei der Erzeugung von Elektrizität liegt bei über 80 %. Es ist möglich, chemische Energie direkt in elektrische Energie umzuwandeln, ohne dass dabei Wärme- oder mechanische Energie benötigt wird. Daher stellt diese Technologie das wichtigste Potenzial für Energieeinsparungen in der Chlor-Alkali-Industrie unseres Landes im Rahmen des 13. Fünfjahresplans dar. 　　Zhang Jiaxing erklärte, dass die Technologie der Wasserstoff-Brennstoffzellen auf internationaler Ebene bereits ausgereift ist. Diese Technologie wird nicht nur zur Antriebstechnik neuer Autos eingesetzt, sondern auch beim Bau großer Kraftwerke mit Wasserstoff-Brennstoffzellen hat sie Erfolg gezeigt. Dabei hat die erste 70-kW-Kraftanlage seit 2007 in der AkzoNobel-Chlorgasfabrik in den Niederlanden Strom aus dem als Nebenprodukt des Chlorgasaufbereitungsprozesses gewonnenen Wasserstoff erzeugt und ist bereits seit über 45.000 Stunden erfolgreich im Betrieb. Durch den Einsatz dieser Technologie zur Errichtung von Wasserstoffkraftwerken, die mit Chlor-Alkalie-Anlagen gekoppelt sind, kann der als Nebenprodukt entstehende Wasserstoff direkt genutzt werden – ohne dass ein Reinigungsprozess erforderlich ist. Durch Wasserstoffkraftwerke können 20 % der gesamten elektrischen Energie sowie 10 % der Wärmeenergie der Elektrolyseeinheiten wiedergewonnen werden. Im Jahr 2011 entwickelten die Niederlande erfolgreich Wasserstoff-Brennstoffzellen in MW-Klasse, die in der Solvay-Fabrik in Belgien installiert wurden. Auch dort wurde Strom mithilfe des als Nebenprodukt bei der Chlor-Alkali-Produktion entstehenden Wasserstoffs erzeugt. Die einzigartigen Vorteile von Wasserstoff-Brennstoffzellen machen sie zu einer bevorzugten Lösung für die Nutzung von Wasserstoff in Chlor-Alkali-Werken. 　　Im Vergleich zu einer anderen Wasserstofflösung – der Oxydkathoden-Elektrolyse-Technologie – dient die Brennstoffzellentechnologie dazu, die bereits vorhandenen Wasserstoffressourcen aus der Chlor-Alkali-Produktion zu nutzen. Dabei werden durch die Brennstoffzellen 20 % der elektrischen Energie sowie 10 % der Wärmeenergie, die in der Elektrolyseeinheit verbraucht wird, zurückgewonnen ； Die Sauerstoff-Kathoden-Technologie richtet sich an Unternehmen, die kein Wasserstoff benötigen, sondern nur Älkalien und Chlor. Durch die Sauerstoff-Kathode wird die Spannung in den Zellen verringert, sodass die Elektrolysezellen nur noch Älkalien und Chlor erzeugen – keinen Wasserstoff mehr. Außerdem sind Wasserstoff-Brennstoffzellen strukturell zuverlässig und weisen eine höhere Stabilität auf. Der Betriebszustand der Wasserstoffkraftwerke hat keinen Einfluss auf den stabilen Betrieb der Elektrolyseure. Die Chlor-Alkali-Industrie in China verfügt über die größte Produktionskapazität der Welt. Aufgrund der einseitigen Produktstruktur hängt der Verbrauch von Chlor und Wasserstoff stark vom Polyvinylchlorid (PVC) ab. Dadurch ist das Gleichgewicht zwischen Alkalien, Chlor und Wasserstoff in dieser Industrie sehr schlecht. Zudem wird Wasserstoff nur unzureichend genutzt. Viele Unternehmen in der Chlor-Alkali-Industrie geben Wasserstoff über lange Zeit hinweg in die Atmosphäre ab – wodurch der Wert von Wasserstoff seit langem unterschätzt wird. Im Zuge der Strukturanpassung in der chinesischen Chlor-Alkali-Industrie sollte man neben der Entwicklung neuer Chlorprodukte als Ersatz für PVC auch der Nutzung von Wasserstoff ausreichend Aufmerksamkeit schenken.