Grüner Wasserstoff soll ungenutzte Offshore-Windressourcen retten

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Wenn grüner Wasserstoff im Spiel ist, bekommt das Thema „stranded asset“ eine ganz neue Bedeutung. Stranded asset bezieht sich im Allgemeinen auf fossile Energieressourcen, die in einer dekarbonisierten Wirtschaft an Marktwert verlieren. Windenergie-Akteure verwenden den Begriff auch für Offshore-Standorte, an denen der Wind optimal ist, aber kein Netzanschluss verfügbar ist. Anstatt die Hände in der Hand zu halten, greifen einige auf grünen Wasserstoff und die richtige Kombination von Umständen zurück, um Hilfe zu erhalten.

Grüner Wasserstoff könnte ungenutzte Offshore-Windressourcen retten …

Die Kombination aus grünem Wasserstoff und Offshore-Windkraft hat die CleanTechnica Radar ab und zu. In einer Variante dieser Idee wird überschüssiger Strom aus Offshore-Windturbinen hauptsächlich nachts in Elektrolyseursysteme umgeleitet, wenn die Windgeschwindigkeit zunimmt, die Stromnachfrage jedoch abnimmt (weitere Hintergrundinformationen zu grünem Wasserstoff finden Sie in unserem Wasserstoffarchiv).

Die Elektrolyse kann an Land erfolgen, wenn ein Netzanschluss vorhanden ist. Ist dies nicht der Fall, können die Elektrolyseure zusammen mit Offshore-Windturbinen entweder auf eigenen Plattformen oder an einzelnen Turbinen angebracht werden. Unter sonst gleichen Bedingungen könnten Windparks auch dann weiter von der Küste entfernt errichtet werden, wenn die Windgeschwindigkeiten optimal sind, wenn kein Netzanschluss möglich ist. Der von Offshore-Elektrolyseuren erzeugte Wasserstoff würde per Pipeline oder Schiff an Land transportiert.

…wenn die richtigen Umstände zusammenkommen

Auf der anderen Seite ist der Bau neuer Windparks weit vor der Küste, der ausschließlich der Produktion von grünem Wasserstoff dient, wirtschaftlich kaum vertretbar.

Ein Faktor, der zur Verbesserung der finanziellen Lage beitragen könnte, ist die Möglichkeit, bereits vorhandene Infrastruktur zu nutzen. Und genau hier kommen die richtigen Umstände zusammen. Die schottische Organisation Net Zero Technology Centre untersucht das Potenzial für die Umnutzung von Offshore-Öl- und Gasbohrinseln für die Produktion von grünem Wasserstoff.

Das Programm mit dem Namen HOP2 (Hydrogen Offshore Production Project) basiert auf einer Machbarkeitsstudie aus dem Jahr 2018. In die Berechnungen werden sowohl neue als auch bestehende Infrastrukturkosten einbezogen.

„Wind Europe hat festgestellt, dass ein beträchtlicher Teil der kostengünstigen Offshore-Windressourcen Europas in der Nordsee liegt, und zwar größtenteils in beträchtlicher Entfernung von der Küste und der bestehenden elektrischen Infrastruktur“, erklärt Net Zero.

„Diese Konfiguration bietet eine große Chance für die Produktion und Speicherung von Wasserstoff an der Quelle der Offshore-Stromerzeugung und unter Nutzung der vorhandenen Infrastruktur in der Region“, fügt die Organisation hinzu.

Die Teile des grünen Wasserstoffs fügen sich langsam zusammen

Eine Folgestudie aus dem Jahr 2020 „stellte klar fest, dass die Offshore-Erzeugung von Wasserstoff in umfunktionierten oder neuen Anlagen die kostengünstigste Option für die groß angelegte Produktion von grünem Wasserstoff sein könnte“, wie Net Zero beschreibt.

In den neuesten Nachrichten gab das Ingenieur- und Beratungsunternehmen Apollo am 19. Juni den Abschluss einer weiteren HOP2-Studie bekannt, in der es „realisierbare Optionen für ein neues Offshore-Asset oder die Wiederverwendung von bestehende Offshore-Anlagenstrukturen.”

Apollo wies darauf hin, dass die Umnutzung einer vorhandenen Unterkonstruktion eine anspruchsvolle Aufgabe sei, plädierte jedoch auch für weitere Untersuchungen und erklärte, dass „das Potenzial für erhebliche Kosteneinsparungen zusätzliche Anstrengungen rechtfertigt, um den Platzbedarf für solche Anlagen präziser zu bestimmen.“

Unter anderem WasserstoffprojekteApollo hat an einer Machbarkeitsstudie mitgearbeitet, die sowohl Onshore- als auch Offshore-Windenergie für eine Elektrolyseuranlage am Sullom Voe Terminal auf den Shetlandinseln umfasste.

Das Rennen um grünen Wasserstoff hat begonnen

Die Uhr tickt für die Pläne von Net Zero für grünen Wasserstoff, sowohl an Land als auch im Meer. Die Organisation hat sich bereits verpflichtet, eine 10-Gigawatt-Exportpipeline an die EU, teilweise basierend auf der Feststellung, dass grüner Wasserstoff aus Schottland innerhalb der nächsten 21 Jahre mindestens 22 Prozent, potenziell bis zu 100 Prozent, des deutschen Wasserstoffvolumens liefern könnte.

In der Zwischenzeit waren die Akteure in anderen Ländern mit grünem Wasserstoff beschäftigt. Besonders interessant ist die Entwicklung, die der globale Investmentmanager Copenhagen Infrastructure Partners und der führende Offshore-Windkraftentwickler Vattenfall am 1. Juni gestartet haben. Zeevonk, ein neues Joint Venture, das das geplante 2-Gigawatt-Kraftwerk IJmuiden Ver Beta Offshore-Windpark zum Leben vor der Westküste der Niederlande.

Ein Elektrolyseursystem ist ebenfalls Teil des Projekts, aber der wirklich interessante Teil ist eine schwimmende Offshore-Solaranlage mit einer Spitzenleistung von 50 Megawatt. Schwimmende Solarenergie ist ein relativ neues Feld, das auf Stauseen und anderen von Menschenhand geschaffenen Infrastrukturen schnell an Bedeutung gewinnt. Solarmodule aufs Meer zu schicken, stellt Herausforderungen der nächsten Stufe dar, und es wird interessant sein zu sehen, wie Zeevonk diese angehen will.

Was ist mit Fahrzeugen mit Wasserstoff-Brennstoffzellen?

Natürlich ist kein Gespräch über Wasserstoff vollständig, ohne Elektrofahrzeuge mit Wasserstoffbrennstoffzellen zu erwähnen. Obwohl sie sich in den USA nur langsam durchsetzen, drängen Brennstoffzellen-Elektrofahrzeuge in Europa und anderswo auf den Markt.

Eine aktuelle Entwicklung ist eine neue Zusammenarbeit zwischen der HYVIA-Abteilung der Renault-Gruppe (ein Joint Venture mit der US-Firma Plug) und dem französischen Wasserstofftaxi-Spezialist HYPEDie am 12. Juni angekündigte Partnerschaft zielt darauf ab, die Versorgung mit grünem Wasserstoff mit Tankstellen zu koordinieren und Tankstellenverfügbarkeit mit Brennstoffzellen-Elektrofahrzeugen.

Andere Automobilhersteller, die im Bereich der Brennstoffzellen-Elektrofahrzeuge tätig sind, konzentrieren sich auf den Markt für größere Fahrzeuge mit höherem Leistungsbedarf. Quantron ist ein solches Beispiel. Am 12. Juni kündigte das deutsche Unternehmen Quantron, das auch eine Niederlassung in den USA hat, die Einführung neuer leichter und schwerer Brennstoffzellen-Lkw an, mit dem Ziel, „Kostenparität für emissionsfreie Nutzfahrzeuge“ zu erreichen.

Angesichts der hohen Kosten sowohl von Brennstoffzellen als auch von grünem Wasserstoff dürfte das eine harte Nuss sein. Quantron hat jedoch angekündigt, ein Netzwerk von Partnern einzusetzen, um das Ziel der Kostenparität zu erreichen.

In der Zwischenzeit, zurück im Labor …

Für diejenigen unter Ihnen, die sich noch nicht mit dem Thema auskennen: Grüner Wasserstoff bezieht sich in erster Linie auf Wasserstoff, der in einem Elektrolyseursystem aus Wasser gewonnen wird, wobei der Strom aus erneuerbaren Ressourcen gewonnen wird. Dies steht in scharfem Kontrast zur konventionellen Wasserstoffproduktion, bei der er aus Erdgas oder Kohle gewonnen wird.

Außer seiner Verwendung als Kraftstoff findet Wasserstoff in der Industrie und in der Nahrungsmittelindustrie vielfältige Anwendungsmöglichkeiten. Daher ist die Säuberung der Wasserstoffversorgungskette ein Schlüsselelement der weltweiten Dekarbonisierungsbewegung.

Die hohen Kosten für Elektrolyseursysteme haben die Entwicklung verlangsamt, aber Forscher arbeiten unermüdlich an neuen Strategien zur Kostensenkung. Ein Schwerpunkt liegt dabei auf dem Ersatz des teuren Platins, das üblicherweise in Elektrolyseurkatalysatoren verwendet wird, durch Rutheniumwie Forscher in Italien kürzlich beschrieben haben.

Auch der Transport und die Lagerung von Wasserstoffgas stehen auf dem Prüfstand der Kostensenkungsmaßnahmen. Ein Forschungsteam der Stanford University ist eines von denen, die sich mit diesem Aspekt im Rahmen des aufstrebenden Forschungsgebiets befassen. flüssige organische Wasserstoffträgerbei der Wasserstoff in Form von „Flüssigbatterien“ eingesetzt wird und seine Funktion als Energieträger und Speichermedium genutzt wird.

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Foto: Bestehende Offshore-Öl- und Gasplattformen könnten zu Anlagen zur Produktion von grünem Wasserstoff umfunktioniert werden, indem Strom aus Offshore-Windparks (mit freundlicher Genehmigung von Apollo).