Fraunhofer ISE mit Konzept für Wasserstoffproduktion auf See
Schematische Darstellung der Offshore Wasserstoffproduktion mit schiffsbasiertem Wasserstofftransport (Foto: Fraunhofer ISE)
Das Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme (ISE) hat ein technisches Anlagenkonzept für eine Wasserstoff-Erzeugungsanlage zum Einsatz auf dem Meer entwickelt. Laut den Forschern zeigten die Ergebnisse, dass die H2-Gewinnung auf See technisch und ökonomisch machbar sei.
Bis zu 50.000 Tonnen grüner Wasserstoff pro Jahr versprechen sich die Forscher von ihrem Konzept. Sie hatten sich zum Ziel gesetzt, ein technisch und wirtschaftlich optimiertes Design einer integrierten Offshore-Erzeugungsanlage für Wasserstoff zu entwickeln, wobei der Strom für die 500-MW-Elektrolyseplattform aus Windkraftanlagen vor Ort kommt. Das entworfene System besitze einen skalierbaren, modularen Aufbau, der sich leicht an unterschiedliche Kapazitäten der Wasserstofferzeugung anpassen lasse.
Neben der H2-Gewinnung an sich wurde auch ein Konzept für den Transport des gewonnenen Rohstoffs an Land erdacht: Nachdem das Wasser in Sauerstoff und Wasserstoff aufgespalten wurde, wird letzterer gereinigt und getrocknet, auf bis zu 500 bar komprimiert und auf ein Transportschiff umgeladen. Pro Fahrt könnten bis zu 400 Tonnen Wasserstoff von der Offshore-Plattform an Land geliefert werden, so die Wissenschaftler. Damit sei das Konzept unabhängig von Transportleitungen und biete Flexibilität bei der Standortwahl.
„Das nun vorliegende Ergebnis kann als Blaupause und Ausgangspunkt für die Entwicklung von Pilot- und Großprojekten und die Erarbeitung entsprechender Regularien dienen“, so die Wissenschaftler, die gemeinsam mit weiteren Projektpartnern wie dem Cuxhavener Erneuerbaren-Unternehmen PNE an dem Konzept gearbeitet haben. Die Arbeiten erfolgten im Rahmen des vom Bundeswirtschaftsministerium geförderten zweijährigen Projekts »OffsH2ore«.
Knackpunkt bei dem Elektrolyse-Einsatz auf See ist die Behandlung des Meerwassers. Um es nutzen zu können, muss ihm zunächst das enthaltene Salz entzogen werden und so Frischwasser für den Proton-Exchange-Membran-Elektrolyseur (PEM) entstehen. Das Fraunhofer-Konzept sieht vor, dass hierfür die Abwärme der Elektrolyse genutzt werden soll, um die Entsalzung zu realisieren. „Die PEM-Elektrolyse ist die bevorzugte Technologie für die Offshore-Umgebung. Wir können mit diesem Elektrolyseur auf das begrenzte Platzangebot auf der Plattform angemessen reagieren und nutzen das dynamische Betriebsverhalten dieser Elektrolysevariante“, sagte Fraunhofer-Forscherin Anna Wunsch.
„Für Länder wie Deutschland, in denen die großtechnische Erzeugung von grünem Wasserstoff aufgrund von beispielsweise Landnutzungskonkurrenz bereits jetzt eine Herausforderung ist, ist die Wasserstofferzeugung auf dem Meer mithilfe der Offshore-Windenergie eine zusätzliche Option“, sagte Marius Holst, Projektkoordinator für das Fraunhofer ISE. Die Wasserstofferzeugung auf dem Meer biete hohe Volllaststunden und die Chance, die gesamte Wertschöpfungskette auf nationaler Ebene abzudecken.
