In den letzten Jahren hat sich in Politik und Industrie ein massiver Wandel in Richtung Wasserstoff vollzogen: Politische Entscheidungsträger auf der ganzen Welt schreiben Wasserstoff eine Schlüsselrolle im Kampf gegen den Klimawandel zu. Sie legen nationale Ziele fest und bauen internationale Partnerschaften auf. Weltweit verbinden Experten mit Wasserstoff die Hoffnung, unser Energiesystem flexibler zu machen und gleichzeitig die Abhängigkeit von den schwindenden fossilen Ressourcen zu verringern. Erwartet wird, dass Innovationen und technologischen Durchbrüche im Bereich des grünen Wasserstoffs der Menschheit helfen, Klimaschutzziele zu erreichen und nachhaltiger zu leben.
Dieses chemische Element bietet wirklich vielfältige Möglichkeiten: Wasserstoff ist nicht nur eine vielseitige Energiequelle, sondern kann auch als Energieträger, als Möglichkeit zur Speicherung enormer Energiemengen oder als Kraftstoff für Fahrzeuge genutzt werden. Wird er zum Beispiel in einer Brennstoffzelle verwendet, entsteht als Emission lediglich Wasserdampf. Während viele Technologieunternehmen an der Lösung der verschiedenen Herausforderungen bei der Wasserstofftechnologie arbeiten, ist es vor allem entscheidend, grünen Wasserstoff einzusetzen, der mit erneuerbaren Energien und gleichzeitig zu erschwinglichen Kosten hergestellt wird. Der Ausbau der erneuerbaren Energieerzeugung und der massive Aufbau von Elektrolysekapazitäten sind daher Voraussetzungen für eine wirklich nachhaltige Wasserstoffwirtschaft. Infineon ist bereit, diesen Wandel zu unterstützen.
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Vielfältige Anwendungsbereiche für grünen Wasserstoff
In vielen Industriezweigen mit besonders hohem Energieverbrauch, wie der Metallurgie, der Zementindustrie oder im Bereich industrieller Heizung, könnte in Zukunft grüner Wasserstoff fossile Brennstoffe in großem Umfang ersetzen. Das Gleiche gilt für den Chemiesektor (z. B. Kunststoffsynthese) und die Landwirtschaft (z. B. Düngemittel), die Wasserstoff in großen Mengen nutzen werden. Für die CO2-Reduktion im Transportsektor wird der Einsatz von Wasserstoff in Brennstoffzellen entscheidend sein, z. B. für Eisenbahnen, Lkw oder Schiffe.
Und im Bereich der Energieerzeugung setzen sich erneuerbare Energien wie Solar- und Windenergie immer mehr durch. Ihre Erzeugung ist aber tageslicht- und wetterabhängig, weshalb auch die Energiespeicherung im großen Maßstab mit Wasserstoff als Speichermedium immer wichtiger wird. In all diesen Bereichen geht es um Energieeffizienz, d.h. es soll möglichst wenig Energie bei der Umwandlung oder Übertragung verloren gehen – und hier spielen intelligente Halbleiterlösungen eine entscheidende Rolle.
Die Kombination aus erneuerbaren Energien und effizienten Leistungshalbleitern von Infineon ist eine wichtige Voraussetzung für die großflächige Produktion von grünem Wasserstoff.
Deshalb gestaltet Infineon die Entwicklung einer grünen Wasserstoffwirtschaft entscheidend mit – überall dort wo technologische Herausforderungen auf dem Weg gemeistert werden müssen. Die Kernfrage lautet: Welcher technische Beitrag kann dabei helfen, dem Ziel der Dekarbonisierung mit Hilfe grünen Wasserstoffs näher zu kommen? Als führender Hersteller von Leistungshalbleitern für Windkraft- und Photovoltaik-Wechselrichter ermöglicht Infineon die Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien, die für die Produktion von grünem Wasserstoff entscheidend ist.
Die industrielle Produktion von grünem Wasserstoff in großem Maßstab ist nur mit Leistungshalbleitern möglich: Sie ermöglichen die Elektrolyse-Technologie, eine wichtige Methode zur Herstellung von Wasserstoff, bei der Wasser in seine Grundbestandteile zerlegt wird. Die Synthese aus erneuerbaren Energien und effizienten Leistungshalbleitern von Infineon ist hier ein entscheidender Hebel, denn der Elektrolyseprozess zur Herstellung von grünem Wasserstoff benötigt sehr starke Gleichströme. Das bedeutet, dass der Wechselstrom (AC) aus dem Stromnetz zunächst mit Hilfe der Hochleistungshalbleiter von Infineon in Gleichstrom umgewandelt werden muss. Mehrere synchronisierte Hochleistungsschalter ermöglichen eine kombinierte Systemleistung von über 50 Megawatt.
Infineon‘s Leistungshalbleiter ermöglichen eine energieeffiziente Versorgung, indem sie den vom Stromnetz gelieferten Wechselstrom (AC) effizient in Gleichstrom (DC) umwandeln oder den Gleichstrom aus Solaranlagen anpassen, die mit Elektrolyseanlagen gekoppelt sind. Auf diese Weise erhöhen Infineon-Leistungshalbleiter nicht nur die Energiemenge, die zum Beispiel aus Solaranlagen kommt. Sie helfen auch dabei, Energieverluste bei der Übertragung zu minimieren.
Lösungen von Infineon ermöglichen die energieeffiziente Nutzung von grünem Wasserstoff zum Beispiel in den Bereichen Mobilität und Verkehr. Hier sind unsere Komponenten der Schlüssel, um die Prozesskette von der Energieerzeugung in der Brennstoffzelle bis zur Energieumwandlung im Antriebsmotor zu überwachen. Bei Gefahren wie Gasaustritt, Kurzschluss oder Überhitzung bringen die Komponenten das System in einen sicheren Zustand. Dazu bietet Infineon die notwendigen Sensoren (für Gas, Druck, Strom und Geschwindigkeit) und spezielle ICs zur Überwachung von Batterie und Brennstoffzelle. Außerdem verfügt Infineon über ein breites Portfolio an Automotive Mikrocontrollern, die speziell für sicherheitskritische Echtzeitanwendungen entwickelt wurden.
Wie in den meisten Aspekten unseres modernen Lebens spielt die verlässliche Konnektivität eine entscheidende Rolle auch beim grünen Wasserstoff - in allen Bereichen von der Erzeugung, der Übertragung bis zum Verbrauch. Infineon-Halbleiter für drahtlose Technologien wie Wi-Fi oder Bluetooth® sind das Rückgrat vieler Ultra-Low-Power-Konnektivitätslösungen. Sie ermöglichen maximale Sicherheit und interoperable Kommunikationsdienste bei minimalem Energieaufwand.
Wie man mit Wasserstofftechnologie CO2-Emissionen im Transportsektor reduzieren kann
Der Transportsektor ist ein Schlüsselsektor, um die gesteckten CO2-Ziele zu erreichen. Als Marktführer bei Halbleitern im Automobilbereich ist Infineon ein wichtiger Taktgeber im Bereich Elektrofahrzeuge und unterstützt die Automobilindustrie bereits jetzt auf ihrem Weg zur kohlenstofffreien Mobilität. Um die Dekarbonisierung in verschiedenen Mobilitätsbereichen zu ermöglichen, werden sowohl batterieelektrische Fahrzeuge als auch wasserstoffbasierte Brennstoffzellen-Elektroantriebe benötigt. Die ersten wasserstoffbetriebenen Personenzüge sind in Europa bereits auf den Gleisen unterwegs. Und bald werden wir Wasserstoff auch in Nutzfahrzeugen wie Lastwagen sehen. Der wasserstoffbasierte Brennstoffzellenantrieb wird wahrscheinlich die bevorzugte Option für schwerere Lasten und längere Strecken sein, während batterieelektrische Antriebe die vorherrschende Lösung für leichte Nutz- und Personenfahrzeuge mit Reichweiten von bis zu 400 km sein werden.
Produktion von grünem Wasserstoff am Infineon-Standort Villach
Die Industrie muss noch wichtige Herausforderungen lösen, um das volle Potenzial von Wasserstoff auszuschöpfen. Das gilt für die Bereiche Produktion, Speicherung, Transport, aber auch den Verbrauch von grünem Wasserstoff. Die erste Herausforderung ist sicherlich, die erneuerbare Energieerzeugung deutlich auszubauen. Sie ist die Grundlage für die Erzeugung von grünem Wasserstoff. Darüber hinaus wird eine sehr starke Infrastruktur mit enormen Elektrolysekapazitäten benötigt, um grünen Strom in Wasserstoff zu verwandeln.
Entsprechend hat sich Infineon verpflichtet, bis zum Jahr 2030 Kohlenstoffneutralität zu erreichen, und ist auf dem besten Weg, dies mit grünem Wasserstoff in der Halbleiterindustrie umzusetzen. Die Chip-Produktion benötigt Wasserstoff als Träger- und Prozessgas, so dass mit der steigenden Nachfrage nach Chips auch der Bedarf an hochreinem Wasserstoff steigt. Infineon wird daher gemeinsam mit Linde am Infineon-Produktionsstandort Villach die erste Elektrolyse-Anlage zur Vor-Ort-Produktion von grünem Wasserstoff in der Halbleiterindustrie errichten.
Breitgefächtertes Portfolio für die Erzeugung und den Verbrauch von grünem Wasserstoff
Halbleiterlösungen von Infineon unterstützen die Entwicklung einer nachhaltigen Wasserstoffwirtschaft entlang der gesamten Energieversorgungskette. Entdecken Sie unser Portfolio für grünen Wasserstoff:
