(Freiburg) – Wasserstofferzeugung auf dem Meer ist mit einem PEM-Elektrolyseur in großem Stil machbar. Ein technisches Konzept haben Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE im Rahmen des Projekts „OffsH2ore“ entwickelt und die Ergebnisse jetzt vorgestellt. Diese könnten „als Blaupause und Ausgangspunkt für die Entwicklung von Pilot- und Großprojekten und die Erarbeitung entsprechender Regularien dienen“, so das Institut.
500-MW-Elektrolyse in Offshore-Windpark
Grundlage ist ein Offshore-Windpark, der direkt mit einer 500-Megawatt-Elektrolyseplattform verbunden ist. Diese kann bis zu 50.000 Tonnen grünen Wasserstoff pro Jahr erzeugen. Das System mit modularem Aufbau lasse sich leicht an unterschiedliche Kapazitäten der Wasserstofferzeugung anpassen. „Mit dem vom Konsortium vorgelegten Konzept ist eine schnelle und großskalige Umsetzung realistisch geworden“, sind die Forscher überzeugt.
Das Frischwasser für den PEM-Elektrolyseur wird durch Entsalzung von Meerwasser bereitgestellt. Der erzeugte Wasserstoff wird gereinigt und getrocknet, komprimiert und auf ein Schiff umgeladen. Pro Transport liefert es dem Plan zufolge bis zu 400 Tonnen Wasserstoff von der Offshore-Plattform an Land – unabhängig von Pipelines.
Technologie ist skalierbar
„Die PEM-Elektrolyse ist die bevorzugte Technologie für die Offshore-Umgebung“, so die Wissenschaftler. „Wir können mit diesem Elektrolyseur auf das begrenzte Platzangebot auf der Plattform angemessen reagieren und nutzen das dynamische Betriebsverhalten “, erklärt Anna Wunsch, die die technische Auslegung des Systems berechnete. Mit PEM-Elektrolyseuren könnten die Betreiber zügig auf Schwankungen der zugeführten Energie reagieren und den Elektrolyseur problemlos auch in Teillast betreiben.
„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“, sagt Marius Holst, Koordinator der Arbeitspakete am Fraunhofer ISE. Sie biete eine hohe Zahl an Volllaststunden und zugleich die Chance, die gesamte Wertschöpfungskette auf nationaler Ebene abzudecken. Offshore-Windausbau und Netzausbau würden zudem entkoppelt, so Holst.
Das Konsortium
Die Arbeiten erfolgten im Rahmen des vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) geförderten zweijährigen Projekts „OffsH2ore“. Beteiligt waren neben dem Fraunhofer ISE die PNE AG als Projektkoordinator, ein internationaler Projektierer für und Betreiber von erneuerbaren Energieanlagenprojekten. Ebenfalls dabei: das Engineering- und Anlagenbau-Unternehmen Silica Verfahrenstechnik GmbH, die Kongstein GmbH, die beratend unter anderem für Offshore-Wind- und Wasserstofftechnologien tätig, ist, und die Wystrach GmbH, ein Anbieter von Hochdruckspeichern für Wasserstoff.
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Das Projektkonsortium entwickelte das Anlagenkonzept und Design für eine 500-Megawatt-Offshore-Wasserstoffproduktion nebst Abtransport des Energieträgers per Schiff. © PNE AG
