Technische Grundlagen der grünen Wasserstoff Herstellung

Was ist grüner Wasserstoff? Grüner Wasserstoff (H₂) ist ein klimaneutraler Energieträger, der mittels Protonenaustauschmembran-Elektrolyse (PEM) aus demineralisiertem Wasser unter Verwendung regenerativer Energien produziert wird. Bei der Herstellung von grünem Wasserstoff durch Wasserelektrolyse entstehen hochreiner Wasserstoff (99,999% Reinheit) und pharmazeutischer medizinischer Sauerstoff (O₂) – vollständig emissionsfrei ohne CO₂-Ausstoß. Wie wird grüner Wasserstoff hergestellt? Durch state-of-the-art PEM-Elektrolyseure mit einem Wirkungsgrad von bis zu 85%, die mit 100% photovoltaisch erzeugtem Solarstrom betrieben werden, erfolgt die elektrochemische Spaltung von Wasser (H₂O) in seine molekularen Bestandteile.

Das Investitionsprojekt «HydSun» integriert die Herstellung grüner Wasserstoff in Deutschland mit innovativer Solarbaumtechnologie und dezentraler Energieinfrastruktur. Unsere HydSun Bürger-Energieparks realisieren durch modulare PEM-Elektrolyse-Systeme sowohl die Produktion von grünem Wasserstoff (Reinheit 5.0) als auch medizinischem Sauerstoff für zu Hause nach Arzneibuch-Standard. Die grüner Wasserstoff Herstellung Deutschland erfolgt ressourcenschonend aus aufbereitetem Regenwasser oder entsalztem Meerwasser mittels Umkehrosmose. Als B2B-Partner bieten wir technische Gase für industrielle Anwendungen: Sie können bei uns medizinischen Sauerstoff kaufen und Sauerstoffflaschen (200 bar, verschiedene Volumina) für medizinische, industrielle und private Anwendungen beziehen.

Expertise und Projektentwicklung

Strategische Standortplanung für dezentrale Wasserstoffproduktion

Als Technologieinhaber und Systementwickler projektiert Dipl.-Ing. Wilhelm Brull die Realisierung eines Pilotprojekts auf einem verfügbaren Industrieareal in der Stadt Rees (Nordrhein-Westfalen) für diese zukunftsweisende, sozioökonomisch sowie ökologisch nachhaltige Energieinfrastruktur. In Kooperation mit kommunalen Entscheidungsträgern und institutionellen Investoren soll dort ein integrierter Bürger-Energiepark für die Herstellung von grünem Wasserstoff mit angeschlossener Forschungs- und Demonstrationsanlage entstehen.

HydSun-Parks sind als modulare, skalierbare Systeme für diverse Standortkonfigurationen in Deutschland sowie international konzipiert. Die grüner Wasserstoff Herstellung erfolgt dezentral und ist flexibel dimensionierbar von 100 kW bis Multi-MW-Anlagen.

Optimale Standortprofile für HydSun-Energieparks umfassen: Industrieareale, Gewerbeparks, Hotellerie- und Gastronomiebetriebe, Retail-Parkflächen, Logistikzentren, Güterverkehrsknotenpunkte, Autobahnraststätten sowie landwirtschaftliche Großbetriebe. Die dezentrale Vor-Ort-Produktion von technischen Gasen (Wasserstoff H₂ und Sauerstoff O₂) eliminiert Transportkosten und optimiert die Wertschöpfungskette.

Kommunale Kläranlagen und Wasseraufbereitungsinfrastrukturen bieten hervorragende Synergieeffekte für industrielle HydSun-Parks. Die Integration der Anlagen zur Produktion von grünem Wasserstoff und medizinischem Sauerstoff ermöglicht Prozessoptimierung, Energiekostenreduktion und erhöht die Gesamtbetriebseffizienz signifikant.

HydSun Bürger-Energieparks: Multifunktionale Energieinfrastruktur mit sozialem Mehrwert

Die integrierten Wasserstoff-Solarparks des «HydSun»-Konzepts vereinen industrielle Energieproduktion mit öffentlich zugänglicher Erholungsinfrastruktur nach dem Prinzip der „sozialen Akzeptanz durch Teilhabe“. Während die Elektrolyseanlagen grünen Wasserstoff produzieren, schaffen extensiv begrünte Parklandschaften, naturnahe Biotope und Aufenthaltszonen ein attraktives Umfeld für Bürger und fördern die Biodiversität gemäß EU-Taxonomie-Kriterien.

Jeder Solarbaum im HydSun-Energiepark fungiert als dezentraler Energieknotenpunkt mit integrierten Ladeinfrastrukturen: induktive und konduktive Ladestationen für Elektromobilität (E-Bikes, E-Scooter, PKW nach Typ-2-Standard), USB-C-Schnellladepunkte sowie 230V-Schuko-Anschlüsse. Die vollständig autarke Energieversorgung erfolgt photovoltaisch mit Pufferspeichern (Lithium-Ionen-Technologie).

Eine vollautomatisierte H₂-Tankstelle mit SAE J2601-konformen Zapfsäulen (350 bar und 700 bar) ist integraler Bestandteil jeder Elektrolyseanlage. Parallel erfolgt die pharmazeutische Aufbereitung, Druckspeicherung (bis 300 bar) und Abfüllung von medizinischem Sauerstoff nach Arzneibuch-Standard (Ph. Eur.). Als zertifizierter Lieferant können Sie Sauerstoffflaschen nachfüllen lassen und medizinischen Sauerstoff für unterwegs in mobilen Konzentratoren oder Druckgasflaschen beziehen.

Passive und aktive Klimatisierungskonzepte gewährleisten thermischen Komfort: Beschattungssysteme durch Solarbaumkronen reduzieren sommerliche Überhitzung um bis zu 8°C, während Wärmerückgewinnung aus Elektrolyseprozessen (Abwärme bei 60-80°C) und optionale Wasserstoff-Brennstoffzellen-KWK die Energieversorgung im Winter sichern. Ein IoT-basiertes Energiemanagementsystem (EMS) mit prädiktiver KI-Steuerung optimiert kontinuierlich die Produktion von grünem Wasserstoff sowie alle Energieflüsse im Park.

Proprietäre Solarbaumtechnologie: Patentierte Photovoltaik-Architektur

Zur Realisierung dieser hocheffizienten, flächenoptimierten Stromerzeugung für die Herstellung grüner Wasserstoff entwickelte Dipl.-Ing. Wilhelm Brull eine weltweit einzigartige Solarbaumtechnologie: dreidimensionale Photovoltaik-Strukturen mit bifazialen Hochleistungsmodulen (Wirkungsgrad >22%), die eine um 40% höhere Flächeneffizienz gegenüber konventionellen Freiflächenanlagen erreichen.

Die biomimetische Konstruktion der Solarbäume gewährleistet optimale Lichtdurchlässigkeit für Bodenpflanzen (PAR-Transmission 35-45%) und schafft mikroklimatische Zonen. Die selektive Beschattung reduziert Evapotranspiration um 60% und schützt Ökosysteme vor thermischem Stress (ΔT bis -8K). Diese Konzeption erfüllt die EU-Klimaadaptionsstrategie sowie nationale Hitzeschutzpläne und ermöglicht gleichzeitig landwirtschaftliche Doppelnutzung (Agri-PV nach DIN SPEC 91434).

Ganzheitliches Systemdesign: Energieautarkie, Ökologie und Versorgungssicherheit

Ein KI-gestütztes Precision-Irrigation-System (PIS) mit Bodenfeuchte-, Temperatur- und Evapotranspirationsmonitoring optimiert die Bewässerung der Parkvegetation aus Zisternen, Tiefbrunnen und Regenwasserretentionsbecken. Machine-Learning-Algorithmen prognostizieren den Wasserbedarf präzise und reduzieren den Verbrauch um bis zu 45% gegenüber konventionellen Systemen. Die energetische Versorgung der Pumpinfrastruktur erfolgt vollständig durch autarken Solarstrom aus dem parkinternen Microgrid.

Optionale thermische Freizeitinfrastrukturen (Schwimmbäder, Wellness-Bereiche) können mittels Wärmerückgewinnung aus Elektrolyseprozessen (Prozesswärme 60-80°C) oder durch Wasserstoff-Brennstoffzellen-KWK-Module (elektrischer Wirkungsgrad 50-60%, thermisch 30-40%) energieeffizient beheizt werden. Diese Sektorkopplung maximiert die Gesamtsystemeffizienz auf über 90%.

Die LED-Beleuchtungsinfrastruktur (CCT 3000-6500K, dynamisch steuerbar) wird über DC-gekoppelte Batteriespeicher (LiFePO₄-Technologie, 80 kWh pro Solarbaum) versorgt. Ein circadianes Beleuchtungsmanagement mit Dämmerungssensoren, Bewegungsdetektoren und KI-basierter Prädiktionslogik reduziert den Energieverbrauch um 75% gegenüber konventionellen Systemen bei gleichzeitiger Minimierung der Lichtverschmutzung (Dark Sky konform).

Anwendungsspektrum und Marktpotenzial von grünem Wasserstoff

Was ist grüner und blauer Wasserstoff? Die Farbcodierung differenziert Produktionsmethoden: Grüner Wasserstoff wird ausschließlich mittels Elektrolyse mit regenerativen Energien (Solar, Wind, Hydro) produziert und ist vollständig CO₂-emissionsfrei. Blauer Wasserstoff basiert auf Dampfreformierung fossiler Energieträger (Erdgas, CH₄) mit nachgelagertem Carbon Capture and Storage (CCS), weist jedoch systemische CO₂-Leckagen auf. Türkiser Wasserstoff nutzt Methanpyrolyse mit festem Kohlenstoff als Koppelprodukt. Nur grüner Wasserstoff erfüllt die EU-Taxonomie für nachhaltige Investitionen und ist zentral für die Dekarbonisierung schwer elektrifizierbarer Sektoren. Primäre Anwendungsdomänen umfassen:

Wärmeversorgung durch grünen Wasserstoff: Sektorkopplung für Industrie und Immobilienwirtschaft

Die in «HydSun» Wasserstoff-Solarparks produzierten Energieträger adressieren sowohl industrielle Großabnehmer als auch kommerzielle und residenzielle Endverbraucher mit skalierbaren Versorgungskonzepten.

Die Distribution erfolgt wahlweise über bestehende Erdgasnetze (H₂-Beimischung bis 20 Vol.-%, perspektivisch 100% H₂-ready) oder via mobile Trailer-Tankstellen (Tube-Trailer, 500 bar, 1.000 kg H₂-Kapazität). H₂-fähige Brennstoffzellen-Heizgeräte (Solid Oxide Fuel Cells – SOFC, Polymer Electrolyte Fuel Cells – PEFC) ermöglichen emissionsfreie Wärme- und Stromerzeugung in dezentralen KWK-Konfigurationen mit elektrischen Wirkungsgraden von 50-60% und Gesamtnutzungsgraden über 90%.

Intelligente Energiemanagementsysteme (EMS) mit Lastprofil-Analyse und prädiktiver Regelung optimieren die bidirektionale Energie- und Wärmeversorgung. Die Integration in Smart Grids ermöglicht Demand-Side-Management, Peak-Shaving und ermöglicht lukrative Geschäftsmodelle im Regelenergiemarkt.

Das Koppelprodukt demineralisiertes Wasser (Leitfähigkeit <0,1 µS/cm) findet vielfältige technische Verwendung in Laboren, industriellen Prozessen, Batterieherstellung sowie als Reinigungsmittel in Pharmazie und Lebensmittelproduktion.

Industrielle Wasserstoffnutzung: Wettbewerbsvorteile durch dezentrale On-Site-Produktion

Angesichts volatiler Erdgasmärkte und steigender CO₂-Zertifikatspreise im EU-ETS bietet grüner Wasserstoff aus HydSun-Parks signifikante Kostenvorteile: Produktionskosten von 3-5 €/kg H₂ (Ziel: <2 €/kg bis 2030) unterbieten perspektivisch fossile Alternativen. Die Einspeisung in bestehende Gasinfrastrukturen (nach DVGW G 260-1 zertifiziert) ermöglicht nahtlose Integration ohne Kapitalintensive Neuinvestitionen.

Logistische Wertschöpfung durch proximale On-Site-Produktion: Trailer-basierte H₂-Distribution (Type-I bis Type-IV Druckbehälter, LOHC-Systeme) oder Pipeline-Anbindung minimieren Transportkosten um bis zu 60% gegenüber zentralisierten Großanlagen. Lieferzeiten verkürzen sich von Tagen auf Stunden, was Just-in-Time-Versorgungskonzepte ermöglicht.

In KWK-Applikationen konvertiert H₂ mit Gesamtwirkungsgraden >90% in Strom und Prozesswärme. Die simultane Verfügbarkeit beider Energieformen optimiert industrielle Produktionsprozesse signifikant. Wasserstoff ermöglicht zudem Lastverschiebung und Netzdienstleistungen, die zusätzliche Erlösströme generieren.

Flexibles Blending: H₂-Beimischung zu Erdgas (0-100 Vol.-%) ist mit anpassbarer Infrastruktur technisch realisiert. Dies erweitert Anwendungsmöglichkeiten auf Bestandsanlagen und ermöglicht schrittweise Dekarbonisierung ohne disruptive Systemwechsel.

Wasserstoff-basierte Rückverstromung: Flexible Kapazitäten für Energiesystemtransformation

Solar-elektrolytisch produzierter grüner Wasserstoff zu Gestehungskosten von 3-5 €/kg ermöglicht dispatchable Stromerzeugung als systemkritische Ergänzung zu fluktuierenden erneuerbaren Energien. Brennstoffzellen-KWK-Anlagen (SOFC/PEMFC, 50-60% el. Wirkungsgrad) oder H₂-ready Gas-und-Dampf-Kombikraftwerke (GuD, 60-65% Wirkungsgrad) substituieren fossile Grundlast- und Spitzenlastkraftwerke wirtschaftlich ab einem CO₂-Preis von 80-100 €/t.

Wasserstoffherstellung für Medizin und Therapie

Gas wird immer teurer. Wasserstoff, der zukünftig umweltfreundlich in unseren Parks produziert wird, kann auch der Industrie über alte, geprüfte Gasleitungen als kostengünstige und umweltfreundliche alternative Energiequelle zum teureren Gas zur Verfügung gestellt werden.

Auch moderne Wasserstofftransporte verschiedener Art ermöglichen Lieferungen großer Wasserstoffmengen zu Industriekunden. Die nahegelegene Produktion aus HydSun-Parks in der direkten Nähe reduziert spürbar Lieferkosten und Lieferzeit.

Als Hauptprodukt wird aus Wasserstoff Strom produziert. Wärme kommt quasi als „Abfallprodukt“ dazu. Bedarfsorientierte individuelle Auslegung der Energieversorgung durch die Wasserstoffnutzung bringt einen besonders effizienten Verbrauch des Gases, der mit Erdgas kaum vorstellbar war.

Die Wasserstoffnutzung als einzelner Brennstoff oder als Beimischung zum Erdgas ist durch bestehende innovative Lösungen realisierbar und weitet die möglichen Einsatzgebiete dieses Produktes enorm aus.

Mit grünem Wasserstoff Strom erzeugen

Mit zukünftig durch Solarstrom und Elektrolyse aus Brunnenwasser günstig erzeugtem Wasserstoff wird eine echte Alternative zu der heutigen teuren Stromerzeugung durch Gas und Kohlekraftwerke geschaffen.

Wasserstoffherstellung für Medizin und Therapie

Es gibt bereits viele Hinweise, dass man Wasserstoff erfolgreich für Medizin und Therapie nutzen kann:

• Medizin der Zukunft? – Molekularer oder freier Wasserstoff gegen oxidativen Stress
• Wasserstoffgas für Therapie und Prävention
• Wasserstoff – mehr als nur eine Therapie | Naturmedizin | QS24 Gesundheitsfernsehen

Der in unseren Parks gewonnene grüne Wasserstoff ist so rein, dass er für die Medizin und Medizinprodukte sowie die Wasserstofftherapie und viele andere Bereiche des Gesundheitswesens eingesetzt werden kann.

Die genauen Anwendungen und Therapien müssen selbstverständlich mit entsprechenden Ärzten oder Heilpraktikern abgestimmt werden.

Unser Wunsch ist es, dass jeder zertifizierte, anerkannte und zugelassene Therapeut oder Heilpraktiker in unseren HydSun-Parks einen Platz für seine Praxis oder Einrichtung findet.

Wie kann der Sauerstoff verwendet werden?

Da Sauerstoff als Oxidationsmittel bekannt ist, sind viele verschiedene Anwendungsbereiche möglich. Von Beatmungsmaßnahmen im Gesundheitswesen bis hin zu Schmelzprozessen in der Stahlindustrie, von der Lebensmittelherstellung und -verarbeitung bis zur Abwasserreinigung, von der Medikamentenherstellung bis zum Abfallrecycling – überall wird Sauerstoff eingesetzt. Bei uns können Sie medizinischen Sauerstoff kaufen und O2-Flaschen beziehen.

Pharmazeutischer Sauerstoff: Zertifizierte Medizinprodukte nach Ph. Eur.

Der in HydSun-Parks elektrolytisch gewonnene medizinische Sauerstoff (O₂ ≥99,5 Vol.-%, Ph. Eur. 0417) erfüllt höchste pharmazeutische Qualitätsstandards für therapeutische Anwendungen und Medizinprodukte. Als zertifizierter Arzneimittelhersteller nach GMP-Richtlinien (Good Manufacturing Practice) bieten wir qualifizierten medizinischen Einrichtungen, Apotheken und Homecare-Providern die Möglichkeit, medizinischen Sauerstoff zu Hause kaufen zu können. Sie können medizinische Sauerstoffflaschen kaufen (Aluminium-Druckbehälter 2-50 Liter, 200 bar) für stationäre Sauerstofflangzeittherapie (LTOT) sowie portable O2-Flaschen und medizinischen Sauerstoff für unterwegs in leichten Composite-Behältern (2-3 kg). Unser pharmazeutischer Sauerstoff für zu Hause unterstützt Patienten mit COPD, Lungenfibrose, kardialen Erkrankungen und post-COVID-Syndromen bei Verbesserung der Lebensqualität und Mobilität.

Medizinische Anwendungen und Dosierungen unterliegen ärztlicher Verordnung gemäß AMG §21. Als zugelassener Fachhändler bieten wir medizinischen Sauerstoff nachfüllen als GMP-konformen Service mit vollständiger Chargendokumentation und Rückverfolgbarkeit.

Industrieller Sauerstoff: Wettbewerbsvorteile durch On-Site-Verfügbarkeit

Industrieller Sauerstoff (techn. O₂ ≥99,5%, Reinheiten bis 99,999%) ist kritischer Inputfaktor für oxidative und thermische Prozesse. Elektrolytischer O₂ aus HydSun-Parks bietet Kostenvorteile von 20-40% gegenüber kryogener Luftzerlegung (ASU) bei Abnahmevolumina <50 t/Tag. Wir liefern technische Gase in Druckgasflaschen (200 bar), Flüssigsauerstoff (LOX, -183°C) oder via Pipeline für prozessintegrierte Anwendungen.

Kernsegmente für industriellen Sauerstoff: Lebensmittelindustrie (Begasung, Ozonisierung), Pharmaindustrie (Fermentation, Oxidation), Stahlwerke (Oxyfuel-Technologie, EAF-Prozesse), thermische Abfallverwertung (MVA-Effizienzsteigerung), Recycling-Industrie (Pyrolyse), Baustoffindustrie (Glasschmelze, Zementherstellung), Chemie (Ethylenoxid, Propylenoxi d), Papierindustrie (Bleiche), Aquakultur (Sauerstoffanreicherung).

Der europäische Sauerstoffmarkt (>15 Mio. t/a) wächst mit 4-6% p.a. Die Nachfrage übersteigt das Stickstoffvolumen und weist signifikante Versorgungslücken auf, insbesondere in industriellen Clustern und strukturschwachen Regionen ohne ASU-Infrastruktur.

Sauerstoff für die Kommunen

Kommunen können durch den in den Parks günstig gewonnenen Sauerstoff profitieren, denn dieser wird zum Beispiel in Kläranlagen benötigt, um Abwasser energiesparend und effizient zu reinigen.

Ebenso besteht die Möglichkeit, den in «HydSun» Wasserstoff-Solarparks gewonnenen Sauerstoff für die Ozonproduktion in Schwimmbädern sowie Stadtbädern zu nutzen, um die Chlor-Mengen für die Wasserdesinfektion drastisch zu reduzieren. Dadurch kann ein wesentlicher Beitrag zur Gesundheit geleistet werden.

Beim Einsatz von Ozon für eine sehr hohe Reinigungswirkung auf Abwasser in Klärwerken werden alle Spurenelemente von Giftstoffen und Medikamenten beseitigt.

HydSun als integrierte Energieinfrastruktur und Bürgerbeteiligungsmodell

Investitionsprojekt für nachhaltige Wertschöpfung und Klimaschutz

«HydSun» Energieparks repräsentieren ein ganzheitliches Investitionsmodell für die Energietransformation mit ökonomischen, ökologischen und sozialen Dividenden. Die simultane Produktion von grünem Wasserstoff (5-50 t/Tag, skalierbar) und öffentlich zugänglicher Infrastruktur schafft langfristige Wertschöpfung bei hoher Stakeholder-Akzeptanz.

State-of-the-art Technologien werden nach Best-Available-Technology (BAT)-Prinzipien implementiert: PEM-Elektrolyse der neuesten Generation, bifaziale n-Type-Photovoltaik, KI-gestützte Steuerungssysteme, Sektorenkopplung durch Power-to-Gas und innovative Speicherlösungen. Die Integration von Energieproduktion, Freizeitinfrastruktur und Kulturangeboten schafft multifunktionale Nutzungskonzepte mit hoher volkswirtschaftlicher Effizienz.

Werden Sie Teil der Wasserstoffwirtschaft – Mit HydSun Bürger-Energieparks!