Partnerschaft sucht nach wasserstoffbasierter Stromerzeugungslösung für Rechenzentren

Neben den konzeptionellen und technischen Herausforderungen ist die Unsicherheit, ob ausreichende Mengen und Qualität des Brennstoffs sowie die Infrastruktur für dessen Bereitstellung zur Deckung des Kundenbedarfs zur Verfügung stehen, ein großes Hindernis für den Einsatz von Wasserstoff in allen Anlagen. Die Kosten für die Wasserstoffproduktion und die daraus resultierenden höheren Kosten für die Endverbraucher spielen ebenfalls eine Rolle.

Mesa Solutions plant die Produktion eines vollständig mit Wasserstoff betriebenen Generatorenaggregats, das seinen Erdgasmodellen ähnelt. (Foto: Mesa Solutions)

Mesa Solutions, ein Anbieter von Vor-Ort-Stromerzeugung mit Sitz in Loveland, Colorado, und Modern Hydrogen, ein Anbieter von dezentralem Wasserstoff- und Kohlenstoffmanagement mit Sitz in Bothell, Washington, bündeln ihre Kräfte mit dem Ziel, diese Hindernisse in ausgewählten Märkten zu überwinden.

Auf der PowerGen International 2025 in Dallas, Texas, unterzeichneten die beiden Unternehmen eine Absichtserklärung (MoU), die eine Partnerschaft zur Entwicklung eines neuen Stromerzeugungsangebots für Rechenzentren formalisierte. Die Partnerschaft kombiniert Mesas Expertise im Bereich Multi-Megawatt-Generatoren mit der dezentralen Technologie von Modern Hydrogen zur Umwandlung von Erdgas in Wasserstoff.

Wasserstoffbetriebene Energie

Mesa ist in der Öl- und Gasindustrie für seine Erdgasgeneratoren bekannt und stellte auf der letztjährigen PowerGen eine neue Reihe gasbetriebener Motoren vor , die aus Motorblöcken von Hyundai Infracore (HDI) entwickelt wurden. Neben diesen Modellen war auch ein Modell eines von HDI entwickelten Hubkolbenverbrennungsmotors zu sehen, der mit 100 % Wasserstoff betrieben werden soll.

Im Jahr 2025 wird am Mesa-Stand die funktionierende Version des Wasserstoffmotors ausgestellt. Mesa präsentierte ihn als Hintergrund für die Ankündigung seiner Pläne zur Produktion eines vollständig wasserstoffbetriebenen Generators.

Mesa zeigte diesen nicht funktionierenden HDI-Wasserstoffmotor auf der PowerGen 2024. Ein funktionierendes Modell war auf der PowerGen 2025 zu sehen. (Foto: Becky Schultz)

„Wir planen in den nächsten Jahren, diesen Motor zu einem Generator umzubauen, der unseren anderen rein erdgasbetriebenen Generatoren theoretisch ähnelt“, sagte Tom Poteet, Vizepräsident für Unternehmensentwicklung bei Mesa Industrial. „Das wäre ein kohlenstofffreier Verbrennungsmotor.“

Die Versorgung dieses Generatorenaggregats mit sauberem Wasserstoff wird eine von Modern Hydrogen entwickelte Vor-Ort-Lösung sein, die Pyrolysetechnologien (extrem hohe Temperaturen ohne Sauerstoff) nutzt, um Erdgas in Wasserstoff und kommerziell nutzbare Kohlenstofffeststoffe umzuwandeln.

„Uns interessiert, dass der gesamte Kohlenstoff austritt und reiner Wasserstoff entsteht“, sagte Poteet. „Das Gerät befindet sich noch in der Entwicklungsphase. Es gibt zwar einige Prototypen, aber die Marktreife wird wohl erst in zwei Jahren erreicht.“

In den nächsten zwei Jahren werden die Partner ihre Lösungen individuell weiterentwickeln und gemeinsam untersuchen, wie sich Mesas wasserstoffbetriebenes Generatorenaggregat und Modern Hydrogens Wasserstoffproduktionssystem optimal kombinieren lassen, um die Bedürfnisse der Kunden zu erfüllen. Ziel sind zunächst kleinere Rechenzentren, von denen viele auf Edge Computing ausgerichtet sind.

„Die meisten dieser Edge-Rechenzentren liegen wahrscheinlich im 5- bis 10-MW-Bereich. Genau das wollen wir in den nächsten Jahren gemeinsam mit Modern Hydrogen erforschen“, sagte Poteet. „Gemeinsam werden wir versuchen, den Markt für Rechenzentren zu erschließen und den Markt für das Produkt zu validieren.“

Eine Win-Win-Win-Situation

„Der Strombedarf von Rechenzentren explodiert“, so Poteet weiter. „Es wird viel Strom benötigt. Wir prüfen derzeit mehrere Vorschläge für den Einsatz unserer Erdgasgeneratoren mit Hunderten von Megawatt. Unsere Basiseinheit hat im Standby-Betrieb eine Leistung von etwa 500 kW. Für eine Last von 100 MW wären also 200 unserer Generatoren im Einsatz.“

Die Versorgung eines solchen Mikronetzes erfordert die Möglichkeit, die Generatoren direkt an den Erdgasanschluss anzuschließen. Deshalb suchte Mesa nach einer ähnlichen Lösung für ein Wasserstoffaggregat, wenn auch zunächst in kleinerem Maßstab.

Neben Wasserstoff gewinnt Modern Hydrogen mit seinem Pyrolyseverfahren auch kommerziell nutzbare Kohlenstofffeststoffe. (Foto: Modern Hydrogen)

„Mesa ist ein führendes Unternehmen im Bereich der Stromerzeugung, weil das Unternehmen gezielt darauf bedacht ist, den Bedarf der Energiebranche an erstklassigem Service zu decken“, kommentierte Mothusi Pahl, Vizepräsident für Geschäftsentwicklung und Regierungsangelegenheiten bei Modern Hydrogen. „Mesa hat neue Maßstäbe für die Bereitstellung schlüsselfertiger Energielösungen gesetzt – maßgeschneidert, praxisnah und kundenorientiert.“

„Mesa hat mich vor sechs, acht Monaten kontaktiert und gesagt: ‚Wir möchten uns einfach an Modern anschließen und den Brennstoff für die Mesa-Anlage über einen Erdgasanschluss beziehen. So kann Mesa weiterhin zuverlässigen, planbaren Strom liefern, und das jetzt dank einer integrierten Lösung mit extrem niedrigem CO2-Ausstoß.‘“

Die daraus resultierende Zusammenarbeit soll genau eine solche Lösung liefern und sich an diejenigen richten, die bereit sind, einen Aufpreis für kohlenstofffreien Strom zu zahlen.

„Die größten Namen im Rechenzentrums-Ökosystem sind absolut preisbewusst, möchten ihren Kunden aber auch eine CO2-ärmere Rechenleistungslösung bieten“, so Pahl. „Durch die Entfernung von Kohlenstoff aus Erdgas, bevor es in den Generator gelangt, entsteht eine wirklich einzigartige Chance für Stromerzeugungsdienstleister, Rechenzentren, Prozessstromverbraucher und im Frontend auch für die OEM-Hardware-Unternehmen, die tatsächlich hinter der Stromerzeugung stehen.“

„Entlang der gesamten Wertschöpfungskette sehen wir die dezentrale Erdgaspyrolyse als eine bedarfsgerechte und zuverlässige Möglichkeit, bestehende Anlagen und Infrastruktur zu nutzen und die Energiesicherheit für Rechenzentren der nächsten Generation zu gewährleisten“, fuhr er fort. „Das ist das eigentliche Ziel unserer strategischen Partnerschaft mit Mesa. Dies eröffnet Mesa einen einzigartigen Weg, die sauberen Moleküle zu gewinnen, die sie benötigt, um den von ihren Kunden gewünschten sauberen Strom zu liefern.“

Lieferung sauberer Kraftstoffe

Poteet stimmte zu. „Wenn wir diesen Generator bauen, der ausschließlich mit Wasserstoff betrieben werden kann, haben wir eine solide Planungsgrundlage und können sicher sein, dass wir vor Ort eine Wasserstoffquelle haben, die wir dort einsetzen können, wo Strom benötigt wird.“

Zusammenfassend erklärte Pahl: „Wir liefern sauberen Kraftstoff für die Stromerzeugung. Wenn wir das vorkonfigurieren und mit einem Unternehmen wie Mesa integrieren können, wird es für die Rechenzentren weltweit deutlich einfacher, die gewünschte CO2-arme Rechenleistung zu erreichen, ohne sich Gedanken darüber machen zu müssen: ‚Woher bekomme ich den Kraftstoff? Wie lauten die Kraftstoffspezifikationen? Lässt er sich überhaupt in die OEM-Hardware integrieren?‘ Vielmehr können wir eine kombinierte Lösung liefern, von der alle profitieren.“

Eine moderne Variante der H2-Produktion

Modern Hydrogen wurde vor etwa einem Jahrzehnt gegründet und war ursprünglich darauf ausgerichtet, Wärme mithilfe einer Festkörpertechnologie in Elektrizität umzuwandeln.

Modernes Wasserstoffsystem im NW Natural Central Resource Center, Portland, Oregon. (Foto: Modern Hydrogen)

„Vor etwa drei Jahren haben wir begonnen, unsere Aktivitäten in der Wasserstoffproduktion vor Ort und der sogenannten dezentralen Erdgaspyrolyse zu intensivieren“, sagte Mothusi Pahl von Modern Hydrogen. „Wir haben in den letzten drei Jahren eine bedeutende Umstellung vollzogen: Von der parallelen Führung beider Geschäftsbereiche hin zur dezentralen Erdgaspyrolyse.“

Das Unternehmen setzt sich nun dafür ein, Energie sauberer und günstiger zu machen, und zwar durch die CO2-Entfernung aus Erdgas für gewerbliche und industrielle Anwendungen, so Pahl. Zu seinen Kunden zählen Großkonzerne wie die Industrie, Gasversorger und andere Großverbraucher wie Rechenzentren.

Moderne Systeme nutzen hohe Hitze, um Erdgas vor der Verbrennung in Wasserstoff und festen Kohlenstoff zu zerlegen. „Erdgaspyrolyse bedeutet lediglich, das Erdgasmolekül in seine Bestandteile Wasserstoff und Kohlenstoff zu zerlegen“, sagte Pahl. „Pyrolyse ist nichts Neues – nur die Idee, das Gas in diese Moleküle zu zerlegen.“

Bei dem Technologie-Stack handelt es sich im Wesentlichen um eine „Box“, die entlang einer Gaspipeline angebracht ist und Gas direkt aus der Leitung entnimmt, um vor Ort am oder in der Nähe des Verbrauchsorts Wasserstoff zu produzieren.

„Der moderne Pyrolyse-Ansatz ist unserer Meinung nach dezentral angelegt. Das heißt, er ist nicht für den Masseneinsatz an einem zentralen Standort konzipiert, wo man Wasserstoff in einen LKW füllt und Hunderte von Kilometern zum Verbraucher fährt“, erklärte Pahl. „Vielmehr nutzen wir die bestehende Erdgasinfrastruktur, um Erdgas dorthin zu transportieren, wo es benötigt wird, und spalten es dann kurz vor dem Bedarf.“

Neben Wasserstoff werden bei diesem Verfahren auch kommerziell nutzbare Kohlenstofffeststoffe gewonnen, die als Rohstoff für Straßenbeläge und andere Produkte verwendet werden können. Sie eignen sich auch als leistungssteigernder Zusatzstoff für Asphaltbindemittel.

Der Ansatz von Modern Hydrogen besteht darin, Wasserstoff direkt am Einsatzort zu produzieren. (Foto: Modern Hydrogen)

„Durch die Beimischung moderner Kohlenstoffadditive zum Asphalt verbessert sich die Leistung des Asphalts bei höheren Temperaturen, ohne dass die Leistung bei niedrigen Temperaturen nachlässt. Das bedeutet eine stabilere Straße mit geringerem Wartungs- und Instandhaltungsaufwand und zu geringeren Kosten“, so Pahl.

„Diese Idee der Nebenprodukte aus Erdgas ist der eigentliche Kern unserer Arbeit“, fügte er hinzu, „und die Hälfte unseres Geschäfts liegt in der Asphaltbelagsindustrie.“

Anmerkung des Herausgebers: Diese Geschichte erschien erstmals in der April-Ausgabe 2025 von Power Progress.