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So naheliegend das Prinzip der Kreislaufwirtschaft erscheint – angesichts steigenden Energie- und Rohstoffbedarfs gerät es oft ins Hintertreffen. Doch aus den „Müllkutschern“ früherer Jahrzehnte sind längst moderne Vertreter eines Systems geworden, das auf maximale Verwertung setzt. Dennoch bleibt für viele Materialien wie Kunststoffe, Altholz oder biomassehaltige Restabfälle häufig nur die thermische Verwertung – ein Euphemismus für Verbrennung. Dabei hat die Entsorgungsbranche längst bewiesen, dass sie Innovationstreiber sein kann – gerade auch im Hinblick auf die Wasserstoffwirtschaft. Man denke etwa an wasserstoffbetriebene Müll- und Reinigungsfahrzeuge mit Brennstoffzellenantrieb.
CO2-negative Produktion
Der in den Waste-to-Hydrogen-Anlagen von GHT produzierte Wasserstoff gilt durch die integrierte CO2-Verflüssigung als CO2-negativ, da Emissionen, die durch die alternative Abfallverbrennung entstehen würden, unmittelbar vermieden werden. Der neue strategische Partner Westfalen, spezialisiert auf Technische Gase, Kälte und Wärme, Tankstellen und Mobilität, plant, mit dem aus GHT-Anlagen gewonnenen Energieträger Kunden in der Mobilität und in der Industrie zu versorgen. Auch wenn die Waste-to-Hydrogen-Anlagen von GHT perspektivisch überall entstehen können, liegt der Fokus der neuen Partnerschaft zunächst auf der Belieferung des süddeutschen Raums.
Westfalen plant, jährlich bis zu 1.000 t H2 und flüssiges CO2 aus GHTs dezentralen Waste-to-Hydrogen Anlagen abzunehmen. Abgewickelt wird das über die Energy Transformation Platform („ETP“). Der abgenommene Wasserstoff soll zur kostengünstigen und sicheren Versorgung von Westfalens wachsendem Wasserstoff-Tankstellen-Netz sowie den mittelständischen Industriekunden beitragen. GHT will im Gegenzug den für den Prozess benötigten Sauerstoff von Westfalen erwerben.
Bündnis für Wasserstoff aus Abfall
Während die Technologie zur Wasserstoffnutzung bereits vorhanden ist, bleibt die Frage nach der Herkunft des – idealerweise grünen – Stroms zur Herstellung. Hier kommt das Greentech-Start-up Green Hydrogen Technology (GHT) ins Spiel. Gemeinsam mit dem Energieversorger Rheinenergie, dem zur DEVK-Gruppe gehörenden Wasserstoff-Lkw-Vermieter Hylane und dem mittelständischen Recyclingunternehmen ETG wurde ein strategisches Bündnis geschmiedet. Ziel: Die Errichtung einer Pilotanlage für die Wasserstoffproduktion aus Abfall, und zwar ohne Umweg über die Stromerzeugung.
Das Bündnis nahm Ende vergangenen Jahres in Ebersbach an der Fils bei Stuttgart mit einem Richtfest erste Formen an. Seit Februar ist auch die Westfalen-Gruppe aus Münster mit an Bord – ein Unternehmen, das sowohl Industrie als auch Mobilitätskunden mit Wasserstoff versorgen will.
Noch bevor öffentliche Fördermittel in Anspruch genommen wurden, investierten die vier Gründungsunternehmen einen hohen einstelligen Millionenbetrag, um aus biogenen Reststoffen hochreinen Wasserstoff und ebenso hochreines flüssiges Kohlendioxid zu gewinnen.
Die Auswahl der Unternehmen macht deutlich, wie die strategische Ausrichtung aussieht:
Rheinenergie ist ein deutschlandweit agierender Energiedienstleister. Er wird künftig die Wasserstoff-Anlagen als Kundenlösung im Contracting ohne Vorabinvestitionen anbieten, also die Finanzmittel beispielsweise für Entsorger bereitstellen, die die Fläche, das Inputmaterial und das Knowhow für einen Anlagenbetrieb haben, aber eben nicht das Geld. Ein solcher Entsorger ist im konkreten Fall die ETG Entsorgung+Transport GmbH in Göppingen, die zusammen mit der Fetzer Rohstoffe + Recycling GmbH (Eislingen), der PET Recycling GmbH und der MRG Metallrecycling Göppingen GmbH die Dachmarke „DU: Willkommen in der Umwelt“ bildet.
„Unsere typischen ersten Kunden sind Entsorgungsbetriebe“, erklärt Robert Nave, CEO Green Hydrogen Technology GmbH. „Unternehmen wie bei uns die ETG müssen schauen, dass sie ihre Reststoffe möglichst vernünftig verwertet bzw. vermarktet bekommen − außerhalb der Verbrennung.“
Das Unternehmen Hylane GmbH mit Sitz in Köln fällt unter diese Kategorie. Hylane ist Europas größter Logistikvermieter von Wasserstoff-Lkw. Rund 120 Lkw rollen derzeit über die Straßen, elektrisch angetrieben durch Strom aus einer Wasserstoff-Brennstoffzelle.
Die Westfalen-Gruppe schließlich verfügt für die Belieferung ihrer Industriekunden über eine eigene Wasserstoff-Trailerflotte.
Doch damit sich dieser Kreis schließt, war eine Menge Erfindergeist und natürlich einiges an Geldmitteln notwendig. Harald Mayer ist in Österreich ein bekannter Multiunternehmer und Investor. Nach einigen erfolgreichen Firmengründungen und -beteiligungen gründete er 2020 die Green Hydrogen Technology – nachdem er den Erfinder Alfred Edlinger kennenlernte, der mehr als 600 Patente hält. Nach Patentierung des Flugstromreaktors entwickelte die GHT das Industriedesign einer Pilotanlage zur Erzeugung von Wasserstoff aus Abfallstoffen. Im März 2022 wurden die zugehörigen Patente veröffentlicht und die Anlage am Standort Leoben in der österreichischen Steiermark errichtet.
Auf Wasserstoffantrieb spezialisiert
Die Kölner Hylane GmbH betreibt nach eigener Einschätzung Europas größte Wasserstoff-Lkw-Flotte auf Mietbasis. Dieselfahrzeuge oder Lkw mit Batteriebetrieb sind keine im Bestand. Derzeit laufen bei Hylane 122 Brennstoffzellen-Lkw – von europaweit insgesamt überhaupt nur 140 Lkw mit Wasserstoffantrieb. In Deutschland sind es nach Erhebungen der Europäischen Kommission 92. Bei Hylane liegt der Jahresbedarf an Wasserstoff bei 7–10 t/a. Im Portfolio des Vermieters befinden sich ausschließlich Lkw der Hersteller Hyundai und Iveco zum Warentransport und keine Abfallsammel- oder Straßenreinigungsfahrzeuge.
„Die Mietpreise für Wasserstoff-Lkw sind etwa 20–30 % höher“, so eine Unternehmenssprecherin bei Hylane. Dafür seien die Fahrzeuge aber nachhaltig, und immer mehr Spediteure forderten klimaschonende Transporte und seien bereit, dafür auch zu zahlen. „Für unsere Kunden wird der Einsatz der Fahrzeuge deshalb zum Wettbewerbsvorteil, der sich auszahlt,“ meint die Sprecherin.
Die Kundenresonanz sei sehr positiv. Eine häufige Resonanz ist, dass die Lkw stabil laufen und sich als zuverlässig und effizient erwiesen haben. „Zudem berichten unsere Kunden, dass die Fahrzeuge bei den Fahrern sehr beliebt sind. Die bestehende Nachfrage nach Motorwagen können wir bedienen. Für Sattelzugmaschinen müssen sich Interessenten auf eine Warteliste setzen lassen“, erklärt Hylane. Wasserstoff-Lkw sind, so die Erfahrungen, weniger störanfällig als welche mit Diesel-Antrieb; die Elektromotoren unterliegen kaum einem Verschleiß. Allerdings erfordert die H₂-Technologie eine andere Qualifikation und bei den Mechanikern entsprechende Weiterbildung. „Eine Chance für Betriebe, hier ein neues Geschäftsfeld aufzubauen“, sagt die Unternehmenssprecherin von Hylane.
Ende 2023 wurde die Partnerschaft mit den genannten Unternehmensgruppen besiegelt, „um in der Nähe von Göppingen unsere erste kommerzielle Wasserstoff-Produktionsanlage zu bauen“, so CEO Nave. Diese werde zwar noch keine großen Gewinne abwerfen, dient aber als Nukelus zur weiteren Skalierung unserer Technologie, meint Nave.
Dazu muss sich die GHT auch an den Marktpreisen für Wasserstoff orientieren. H2 an der Auto-Tankstelle liegt derzeit bei 10–12 €/kg − allerdings bei grauem Wasserstoff aus dem Erdgasreforming. Die Erzeugungskosten bei H2 aus der Elektrolyse liegen derzeit bei 7,50–9,00 €/kg − ebenfalls in „grauer“ Qualität und nicht etwa aus grünem Strom erzeugt. „Namhafte Quellen sprechen in mehreren Studien davon, dass die Wasserstoff-Erzeugungskosten per Elektrolyse in Deutschland bis 2030 nicht unter 6 €/kg sinken werden“, meint Robert Nave. Da seien günstigere Strompreise und verbesserte Elektrolysetechniken bereits einkalkuliert.
Doch die GHT möchte hier gegen den Strom schwimmen: Die fast fertiggestellte Anlage bei Göppingen soll Wasserstoff zu einem Preis von maximal 5 €/kg erzeugen − eher noch darunter. „Wir sind dann ja noch in der ersten Ausbaustufe“, gibt Nave zu bedenken. Wenn die Anlage dann um den Faktor vier hochskaliert würde, könne man den begehrten Stoff für die Brennstoffzellen schon für 1,50 €/kg erzeugen.
Basis des Verfahrens ist eine Flugstromvergasung mit einem Reaktor, der kohlenstoffhaltiges Material bei rund 1.600 °C bis auf die Molekülebene aufschließt. „Die Flugstromvergasung an sich ist nichts Neues“, erklärt Robert Nave. Doch man habe ein Verfahren entwickelt, das diese biogenen Abfallstoffe nahezu rückstandsfrei aufschließe − ohne dass im Reaktor Teer, Ruß oder Schlacke entstehe, wie in vergleichbaren Anlagen. Dadurch könne man den Vergaser relativ kompakt bauen, wie überhaupt die gesamte Anlage in der ersten Skalierungsstufe mit einem Platzbedarf von 400 bis 500 m² eher übersichtlich ausgelegt ist. Das käme dem dezentralen Charakter der Wasserstofferzeugung sehr entgegen, heißt es bei der GHT, schließlich habe man mit dem Anlagenprinzip eher den mittelständischen, meist familiengeführten Entsorgungsbetrieb im Blick.
Auch wenn als biogenes Inputmaterial von Altkunststoffen bis hin zum Altholz alles in Frage kommt, so konzentriert sich GHT zunächst auf biogene Reststoffe wie Altholz der Klasse A2, einem Material, das nahezu unbehandelt ist. Zu einem späteren Zeitpunkt soll dann A4-Holz verarbeitet werden, das mit Lasuren, Farben oder Holzschutzmittel für den Außenbereich bearbeitet wurde und üblicherweise kostenintensiv in speziellen Anlagen verbrannt wird.
Derlei Material wird im Reaktor zwar rückstandsfrei aufbereitet, doch bei der anschließenden Gaswäsche entsteht sehr wohl Asche. Pro 12 kg Abfall sind das etwa 1 kg Asche. „Das einzige Beiprodukt neben unserer hochreinen Wasserstoff- und Kohlendioxidproduktion“, versichert der CEO des Unternehmens GHT. Diese Asche gilt als unbelastet. Sie wird nach der Düngemittelverordnung analysiert und dann als Dünger verwertet. Sollten die Grenzwerte für Schwermetalle oder PAK überschritten werden, müssten die Rückstände über die Müllverbrennung entsorgt werden.
Perspektivisch möchte die GHT auch Ersatzbrennstoffe, die bislang in die Zementindustrie gehen, für die Wasserstoffgewinnung nutzen. „In zwei bis drei Jahren, wenn wir in einer stabilen Phase sind, denken wir dann auch an Altkunststoffe,“ verspricht Ingenieur Daniel Buchholz, technischer Projektleiter bei der GHT.
Doch das ist erst der dritte Schritt. Als erstes startete im März dieses Jahres die Verwertung von Altholz. Bei 1.200 t/a werden derzeit jede Stunde 300 kg Synthesegas gewonnen. Dieses Synthesegas besteht zu 30 % aus Wasserstoff (H2), zu 50 % aus Kohlendioxid (CO2), zu 10 % aus Kohlenmonoxid (CO) und etwa zu weiteren 10 % aus Wasserdampf (H2O). „Nach Tests der Sensoren, Aktoren, der gesamten Verfahrens- und Sicherheitstechnik sind wir im April mit der Heiß-Inbetriebnahme der Anlage gestartet“, so Daniel Buchholz.
Auch bei Robert Nave schwingt Stolz mit, denn der gesetzte Zeitplan wurde bislang recht genau eingehalten. Im Juni 2025 kamen zum Altholz weitgehend sortenreine und pulverförmige Kunststoffe. „Die ersetzen wir dann nach und nach durch gröberes Material und dann auch durch Mischkunststoffe“, verspricht Nave.
Wasserstoff-Synthesegas ins BHKW
Über die Verwendung des Synthesegases gibt es noch keine endgültige Entscheidung. Ein Viertel des Gases ist notwendig, um den Synthesegas-Prozess thermisch aufrecht zu erhalten. Drei Viertel könnten zur Trocknung von Altholz oder bei der Aufbereitung von Papieretiketten im benachbarten Entsorgungsbetrieb dienen. Als wahrscheinlicher gilt derzeit die Verstromung der Energie mittels Blockheizkraftwerk (BHKW).
Der zweite Schritt soll Anfang 2026 folgen. Dann startet die eigentliche Wasserstoff- und Kohlendioxiderzeugung aus dem Synthesegas. 100 t Wasserstoff sollen es dann jährlich sein.
Für diese zweite Ausbaustufe wurde ein vom Land Baden-Württemberg getragenes Förderprogramm und ein Co-Finanzierungsprogramm der Region Stuttgart bewilligt. Von den Gesamtkosten in Höhe von 8,61 Mio. € übernimmt die Region 4,29 Mio. €.
Wohin mit dem Kohlenstoffdioxid?
Da neben H2 auch CO2 entsteht, stellt sich die Frage nach dessen Verwendung. GHT sieht das entspannt; schließlich brauche die Chemische Industrie für ihre Produktion jede Menge hochreines CO2 und auch die Lebensmittel- und Getränkeindustrie sei willkommener Abnehmer. Blicke man in die Zukunft, so Robert Nave, müsse man bedenken, dass alle grünen Gase letztlich aus Wasserstoff und Kohlendioxid gewonnen würden. Carbon Capture Utilization (CCU) werde ein bedeutender Markt werden und die Verfahren, CO2 an Bauschutt anzulagern, seien sehr erfolgversprechend.
Energiefreie Wasserstofferzeugung
Die Flugstromvergasung kommt durchweg ohne Energiezufuhr von außen aus, das heißt ein Input an Energie ist nur bei der initialen Feuerung zum Hochfahren der Anlage notwendig. Da ein Teil des entstehenden Synthesegases abgezweigt und zur Synthetisierung verwendet wird, hält sich der Prozess ohne äußere Energiezufuhr am Laufen. „Der Vergasungsprozess ist nahezu energieautark − die Energie steckt in den zugeführten Reststoffen“, so Robert Nave.
Die Nachfrage aus der deutschen Entsorgungswirtschaft nach kleinen, dezentralen Wasserstoff-Erzeugungsanlagen ist nach Aussagen der GHT-Geschäftsführung überraschend groß. In Zukunft könnten nach Einschätzung der GHT in Deutschland jährlich ein bis zwei weitere H2-Anlagen gebaut werden.
In drei Schritten zum Wasserstoff
Das GHT-Verfahren besteht aus drei Modulen: Synthesegaserzeugung, Synthesegasreinigung und Synthesegasauftrennung.
In der ersten Phase wird prozesseigenes Synthesegas mit Sauerstoff verbrannt und so ein Heißgas von 1.500 bis 1.700 °C erzeugt. In den Heißgasstrom wird im patentierten ChemQuench-Verfahren von GHT Kunststoff oder Altholz eingeblasen und vergast. Es entsteht energieeffizient ein wasserstoffhaltiges Synthesegas.
Das Synthesegas wird dann von Asche, Verunreinigungen und Wasser befreit. Ein Teil des Gases wird zur Heißgaserzeugung zurückgeführt. Die Asche kann z. B. als Produkt zur Zementherstellung beigemischt werden. Das gereinigte Synthesegas wird mittels Druckwechseladsorption zu Wasserstoff 5.0 aufbereitet; 5.0 steht dabei für einen Reinheitsgrad von H2 von 99,999 %. Zusätzlich entsteht hochreines, flüssiges CO2, das als technisches Gas weiterverwendet werden kann.
Martin Boeckh
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