H2-Mare – Wasserstoffproduktion direkt auf hoher See

Die Wasserstoff Leitprojekte des BMBF:
H2-Mare – Wasserstoffproduktion direkt auf hoher See
ARTIKEL DER WOCHE

Bild: Projektträger Jülich im Auftrag des BMBF

Gemeinsam mit H2Giga und TransHyDE bildet H2Mare die drei Wasserstoff-Leitprojekte des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF). Sie dienen als ein zentraler Beitrag zur Umsetzung der Nationalen Wasserstoffstrategie. Hervorgegangen sind sie aus 32 Ideenskizzen im Rahmen des „Ideenwettbewerb Wasserstoffrepublik Deutschland“. In Summe bilden H2Giga, TransHyDE und H2Mare die größte Förderinitiative des BMBF zum Thema Energiewende. Im April 2021 konnten über 200 Partner in den drei Wasserstoff-Leitprojekten mit ihrer Arbeit beginnen. Die Projektlaufzeit beträgt vier Jahre. Edelstahl Aktuell stellt die drei Leitprojekte vor.

H2Mare

Zur Erzeugung von erneuerbarem Stroms herrschen auf See beste Bedingungen. Die direkte Herstellung von Grünem Wasserstoff in Offshore-Anlagen aus Windenergie ohne Netzanbindung kann nach Aussage des BMBF die Kosten gegenüber der Erzeugung auf Land deutlich senken. Das Leitprojekt H2Mare werde daher die Offshore-Erzeugung von grünem Wasserstoff und anderen Power-to-X-Produkten erforschen.

Laut BMBF erzeugen Offshore-Windenergieanlagen deutlich und mehr Strom als Onshore-Anlagen: die mittlere Nennleistung von Onshore-Windrädern beträgt rund 3,5 Megawatt gegenüber 5 Megawatt von Offshore-Anlagen. Dieses Potenzial soll H2Mare nutzen. Durch die Integration des Wasser-Elektrolyseurs direkt in eine Windkraftanlage solle der auf See gewonnene Strom unmittelbar zur Produktion von Wasserstoff und Wasserstoff-Folgeprodukten genutzt werden.

Vorteile

Von der Kopplung Windkraftanlage mit Elektrolyseur versprechen sich die Projektbeteiligten eine Minimierung der Kosten für die Wasserstoffproduktion. Denn ohne Anbindung ans Stromnetz könnten Infrastrukturkosten erheblich gesenkt werden. Gleichzeitig sei mit einer Entlastung für örtliche Netzstrukturen zu rechnen. Ein weiterer Vorteil der Wasserstoff-Herstellung im Meer seien die weit größeren Flächen zur Erzeugung von Windenergie als an Land.

Das Leitprojekt H2Mare unterteilt sich in vier Projekte:

  • OffgridWind
  • H2Wind
  • PtX-Wind
  • TransferWind

OffgridWind: Neue Windanlage für die Integration eines Elektrolyseurs

Was sind die Voraussetzungen, um einen Elektrolyseur direkt in eine Windanlage integrieren zu können? Das H2Mare-Projekt OffgridWind erforscht eine neue Windturbinenart und Fundament. Zusätzlich wird die Speicherung des produzierten Wasserstoffs in der Windanlage sowie dessen Transport an Land untersucht. Zur Ermittlung der Bedingungen, unter welchen sich Anlagen – wie die in H2Mare entwickelte – gewinnbringend betreiben lassen, berechnet OffgridWind die Kosten über den gesamten Lebenszyklus.

H2Wind: Effiziente Wasserelektrolyseure auf hoher See

Trotz rauer Bedingungen auf See soll der Elektrolyseur, den H2Mare in eine Windanlage integrieren will, effizient und autark arbeiten. Das H2Mare-Projekt H2Wind erarbeitet Verfahren der Wasseraufbereitung und -bereitstellung für die Elektrolyse, aber auch zur Speicherung des produzierten Wasserstoffs. Ferner soll H2Wind den Betrieb simulieren und die Kosten des Elektrolyseurs in der Windenergieanlage berechnen.

PtX-Wind: Offshore-Produktion weiterer Power-to-X-Produkte

Das PtX-Wind-Projekt von H2Mare soll die Erzeugung von Folgeprodukten auf See, wie etwa Methanol und Ammoniak, untersuchen. Neben Wasser werde hierfür auch CO2 und Stickstoff benötigt. Diese Eingangsstoffe sollen nach Vorstellung von H2Mare aus der Luft oder dem Meerwasser gewonnen werden. Zudem müssten Ansätze wie die Wasserdampf-Elektrolyse und die Meerwasser-Elektrolyse weiter vorangetrieben werden. Bei erfolgreicher Anwendung der Meerwasserelektroyse, müsse das aus dem Meer gewonnene Wasser vor der Elektrolyse nicht mehr entsalzt werden.

TransferWind: Mit geteiltem Wissen zu neuen Lösungen

Das Projekt TransferWind schließlich solle Antworten auf offene Fragen zu Sicherheit und möglichen Umweltauswirklungen erarbeiten, ebenso wie zu Infrastrukturanforderungen. In TransferWind sollen die Ergebnisse der übrigen H2Mare-Projekte zusammengeführt werden und Handlungsoptionen für den sicheren Bau und Betrieb von zukünftigen Offshore-Anlagen erarbeitet werden.

Catrin ist Redakteurin bei Edelstahl Aktuell. Stahl zieht sich wie ein roter Faden durch ihr Berufsleben. Sie hat eine Ausbildung bei einem Großhändler für Rohr- und Rohrzubehör absolviert und in verschiedenen Funktionen bei einem Hersteller und Lieferanten von Analysegeräten für die Metallindustrie gearbeitet.

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