Die direkte Produktion von Wasserstoff in Offshore-Windparks gilt als eine der Zukunftstechnologien. Noch gibt es aber viele Herausforderungen zu überwinden, wie bei einer Konferenz zum Vorhaben „H2-Mare“ deutlich wurde. Das von der Bundesregierung mit 100 Millionen Euro geförderte Projekt soll bis 2025 Grundlagen für die Produktion von Wasserstoff und weiterer Produkte auf hoher See schaffen. 35 Partner wie Siemens Gamesa, Siemens Energy, Thyssen Krupp, aber auch Energieversorger wie EnBW und diverse Forschungsinstitute sind mit dabei.
Umspannwerke entfallen
Ein großer Vorteil der Wasserstoffproduktion auf hoher See ist, dass sich mehr Energie über nur eine Leitung transportieren lässt als bei Strom, für dessen Abtranspaort mehrere Leitungen notwendig sind, betont Matthias Müller, der das Projekt für Siemens Energy betreut. Es gebe zudem weniger Übertragungsverluste. Auch teure Offshore-Umspannwerke entfallen. Allerdings sind die Herausforderungen, technische Anlagen auf hoher See zu betreiben, komplex und aktuell auch noch teuer.
Die direkte Herstellung von grünem Wasserstoff in Offshore-Anlagen aus Windenergie ohne Netzanbindung ist deutlich günstiger als die Erzeugung an Land. Das Leitprojekt „H2Mare“ untersucht, wie das funktionieren könnte. Grafik: Projektträger Jülich/BMBF
Die Forscher bei H2-Mare konzentrieren sich auf die deutsche Nordsee. Laut Analyse des Fraunhofer-Iwes besteht dort ein Stromerzeugungspotential von 184 Terawattstunden (TWh), die allerdings nicht allein für die Wasserstoffproduktion zur Verfügung stehen. Siemens Gamesa konzipiert für das Vorhaben geeignete Turbinen. Eine Besonderheit wird dabei sein, dass die Anlagen wegen des fehlenden Netzanschlusses ohne externe Stromversorgung auskommen müssen. „Wir schauen daher aktuell darauf, wo wir die Stromverbräuche reduzieren können“, sagt Thomas Schwabe von Siemens Gamesa.
Standardisierte Elektrolyseeinheit
Eine weitere Hürde ist die Verbindung der Offshore-Turbine mit der Elektrolyseeinheit, die von Siemens Energy kommen soll. Die Anlage wird dabei auf einer Plattform am Turm der Anlage stehen. Der Technologiekonzern setzt auf die PEM-Elektrolyse. Der Grund: Diese lasse sich sehr flexibel je nach Windangebot betreiben, so Müller. Zudem werde mit der Technologie sehr reiner Wasserstoff erzeugt. Das notwendige Wasser soll dabei vor Ort über Entsalzung gewonnen werden.
In Kooperation mit dem Branchendienst energate.
Im Vorhaben H2- Mare soll ein Prototyp für eine 5-MW-Offshore-Elektrolyseeinheit entstehen. Ziel sind Container-basierte Lösungen, um Kosten zu sparen, erläuterte Müller.
PtX-Plattform
Da Wasserstoff Ausgang vieler in der Industrie benötigter Produkte ist – etwa Ammoniak oder aber für synthetische Kraftstoffe wie flüssiges Methan oder Methanol -, sieht H2-Mare auch eine weitere Prozessstufe vor: die Weiterverarbeitung in eben jene Produkte, auf einer Plattform im Meer. Die Herausforderung liegt dabei darin, eine solche chemische Produktionsanlage mit allen Sicherheitsvorkehrungen auf hoher See zu betreiben. Geplant ist, zunächst eine Testplattform in Cuxhaven zu errichten und diese später vor Helgoland zu testen.