Deckung des Wasserstoffbedarfs der Zukunft
Grüner Wasserstoff aus Offshore-Windenergie wird zu einem wichtigen Bestandteil der globalen Energiewende, aber die derzeitigen Wasserstoffproduktionstechnologien werden nur dann einen effektiven Beitrag leisten, wenn die Produktionsraten einen industriellen Maßstab erreichen. Zur Deckung des künftigen H2-Energiebedarfs werden enorme Mengen an Wasserstoff (H2) aus erneuerbaren Quellen benötigt, und Offshore-Anlagen sind der Schlüssel für die Produktion im industriellen Maßstab. Tractebel hat 2019 mit der Entwicklung eines einzigartigen Offshore-Wasserstoff-Plattformkonzepts eine innovative Lösung zur Deckung dieses Bedarfs entwickelt, gefolgt von einer optimierten, skalierbaren Version im folgenden Jahr. Und nun betreten die Experten von Tractebel Neuland mit der Entwicklung des weltweit ersten Offshore-Infrastruktur- und Verarbeitungsanlagenkonzepts für die Speicherung von Wasserstoff in Offshore-Kavernen.
Infrastruktur für die Wasserstoff-Produktion auf hoher See
Dieser Offshore-Plattformkomplex besteht aus einer sogenannten Wellhead-Plattform für den Betrieb der Kavernen und einer Reihe von Verdichterplattformen, die eine stufenweise Leistungssteigerung ermöglichen. Bei Bedarf kann die Anlage auch später noch ausgebaut werden. Die Studie geht von einer Kapazität aus, die der Umwandlung von 2 GW grünem Offshore-Windstrom in Wasserstoff entspricht. Erweiterungen und individuelle Anpassungen sind jederzeit möglich.
Solche Offshore-Verdichter- und Speicherzentren können die Flexibilität der kommenden Offshore-Wasserstoffproduktion weiter erhöhen. In dem Maß, wie der Verdichtungsaufwand in den Elektrolyseanlagen der Windparks sinkt, werden auch die Kosten für Offshore-Wasserstoffproduktionsanlagen im Allgemeinen sinken.
"Zentralisierte Offshore-Wasserstoff-Hubs erleichtern auch die Integration der Wasserstofferzeugung in kleinerem Maßstab, wie sie zum Beispiel bei Kapazitätserweiterungen im Zuge des künftigen Re-Powering von Offshore-Windparks zu erwarten ist. Zugleich bieten sie eine wirtschaftlich sinnvolle Option, da der Export- und die Verdichtung des offshore produzierten Wasserstoffs gebündelt werden kann. Das reduziert die Gesamtkosten für zukünftige Projekte erheblich", sagt Klaas Oltmann, Director Business Development bei der Tractebel Overdick GmbH.
Leistungsstarke Lösung mit nachhaltigem Nebeneffekt
Die neu konzipierten Speicher- und Verdichterplattformen können 400.000 Nm3/h Wasserstoff aufnehmen, der mit einem Druck von bis zu 180 bar in untertägigen Salzkavernen zwischengespeichert wird. Diese Speicher puffern die Produktionsspitzen, optimieren die Durchflussmengen und ermöglichen damit eine wirtschaftlichere Auslegung der Exportpipeline. Ein wichtiger Beitrag zur Nachhaltigkeit großer untertägiger Wasserstoffspeicher ist, dass bestehende Offshore-Infrastrukturen für ihren Betrieb direkt den grünen Wasserstoff anstelle anderer Energieträger verwenden können. Das trägt zur Dekarbonisierung der gesamten Offshore-Industrie bei.
Die Nordsee eignet sich aufgrund der geologischen Gegebenheiten und ihrer unterirdischen Steinsalzformationen gut für die Lösung. In diesen Formationen werden Kavernen ausgesolt, um große Speichervolumina zu schaffen. Die Studie geht von einem Gesamtspeichervolumen von bis zu 1,2 Mio. m³ als Startwert für eine effiziente Spitzenabdeckung der Offshore-H2-Produktionsraten aus. "Auch auf lange Sicht ist diese Speicherung erforderlich, denn sie wird ein essenzieller Baustein für das Gelingen der Energiewende sein", erklärt Oltmann, "Offshore-Kavernen können den produzierten erneuerbaren Strom in Form von Wasserstoff puffern und so die Abweichung zwischen den Energie-Produktions- und Bedarfsprofilen ausgleichen. Die vorgeschlagene Größe des Offshore-Speichers ist hier lediglich ein Startpunkt."
Teamarbeit für neues Konzept
An der Konzeptstudie waren neben den Tractebel Experten für erneuerbare Energien und Offshore auch die Ingenieurteams der DEEP.KBB GmbH und PSE Engineering GmbH mit ihrer langjährigen Erfahrung als wichtiger Bestandteil involviert. Diese zukunftsorientierte Allianz von Experten ermöglichte die ganzheitliche Entwicklung des Konzepts von der Geologie bis zur Prozessausrüstung. Dieses gebündelte Know-how ist ebenfalls das Fundament für weitere Optimierungen des Offshore-Wasserstoff-Hubs und für zukünftige H2-Projekte.
