Wasserstofferzeugung auf dem Meer
Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme (ISE) haben mit weiteren Projektpartnern ein technisches Anlagenkonzept und ein Design für eine - für den Einsatz auf dem Meer optimierte - Wasserstoff-Erzeugungsanlage entwickelt.
Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme (ISE) haben mit weiteren Projektpartnern ein technisches Anlagenkonzept und ein Design für eine - für den Einsatz auf dem Meer optimierte - Wasserstoff-Erzeugungsanlage entwickelt. . Die Ergebnisse sollen zeigen, dass die Wasserstofferzeugung direkt auf dem Meer mit einem PEM-Elektrolyseur technisch und ökonomisch machbar ist.
Die energetische Versorgung der Elektrolyse erfolgt mittels eines Offshore-Windparks. Das nun vorliegende Ergebnis könne als Blaupause und Ausgangspunkt für die Entwicklung von Pilot- und Großprojekten und die Erarbeitung entsprechender Regularien dienen, teilt das Fraunhofer ISE mit. Eine solche Offshore Wasserstofferzeugung in der Größenordnung von 500 MW sei bisher noch nicht realisiert worden. Mit dem vom Konsortium vorgelegten Konzept sei eine schnelle und großskalige Umsetzung realistisch geworden.
"Nachhaltig aus erneuerbaren Energien hergestellter grüner Wasserstoff wird zu einer wichtigen Säule für die Defossilisierung unserer Energiesysteme werden", sagt Marius Holst, der als Koordinator die Arbeitspakete für das Fraunhofer ISE federführend bearbeitet. "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 mit Hilfe der Offshore-Windenergie eine zusätzliche Option." Die Wasserstofferzeugung auf dem Meer biete gleichzeitig hohe Volllaststunden und die Chance, die gesamte Wertschöpfungskette auf nationaler Ebene abzudecken, bei gleichzeitiger Entkopplung von Offshore-Windausbau und Netzausbau.
Grundlage des Konzepts ist ein Offshore-Windpark, der direkt mit einer 500-MW-Elektrolyseplattform verbunden ist. Diese kann bis zu 50.000 Tonnen grünen Wasserstoff pro Jahr erzeugen. Das System hat einen skalierbaren, modularen Aufbau, der sich leicht an unterschiedliche Kapazitäten der Wasserstofferzeugung anpassen lassen soll.
Das Frischwasser für den PEM-Elektrolyseur wird durch Entsalzung von Meerwasser bereitgestellt, wobei die Abwärme der Elektrolyse genutzt wird. Der erzeugte Wasserstoff wird gereinigt und getrocknet, auf bis zu 500 bar komprimiert und auf ein Transportschiff umgeladen. Pro Transport werden mit dem Schiff bis zu 400 Tonnen Wasserstoff von der Offshore-Plattform an Land liefert. Dieses Konzept ist unabhängig von Wasserstofftransportleitungen und bietet Flexibilität bei der Standortwahl.
"Die PEM-Elektrolyse ist die bevorzugte Technologie für die Offshore-Umgebung", sagt Anna Wunsch, die dieses Arbeitspaket betreut und die technische Auslegung des Systems berechnet. "Wir können mit diesem Elektrolyseur auf das begrenzte Platzangebot auf der Plattform angemessen reagieren und nutzen das dynamische Betriebsverhalten dieser Elektrolysevariante." Mit PEM-Elektrolyseuren könnten die Betreiber zügig auf Schwankungen der zugeführten Energie reagieren und den Elektrolyseur problemlos auch in Teillast betreiben.
