H2Mare ist eines von drei Wasserstoff-Leitprojekten, die das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) mit insgesamt bis zu 740 Millionen Euro fördert. Im Rahmen des Projektes wollen 32 Partner aus Wissenschaft und Industrie innerhalb von vier Jahren untersuchen, wie grüner Wasserstoff aus Offshore-Windkraft gewonnen werden kann. Mit vier seiner Institute unterstützt das Helmholtz-Zentrum Hereon die Technologieentwicklung für eine nachhaltige und umweltfreundliche Energieproduktion.

Auf dem Meer stehen große Flächen mit beständigerem Wind zur Verfügung und es gibt weniger Konflikte um die Nutzung als an Land. Um dieses Potenzial zukünftig zu nutzen, will man in H2Mare die direkte Produktion von Wasserstoff und anderen PtX-Produkten wie Ammoniak, Methanol und synthetischen Kraftstoffen in maritimer Umgebung erforschen. Denn dies bietet auch die Chance, die Herausforderung der Netzanbindung zu umgehen und die fluktuierende erneuerbare Energie speicherbar und transportfähig zu machen. Zudem entlastet das die Stromnetze dauerhaft. Das Helmholtz-Zentrum Hereon ist an zwei Verbundprojekten von H2Mare beteiligt. Das Projekt „PtX-Wind“ entwickelt und testet Möglichkeiten einer Plattform im offenen Meer, auf der grüner Wasserstoff aus Offshore-Windkraft und PtX-Produkte direkt hergestellt werden. Das zweite Verbundprojekt mit Hereon-Beteiligung heißt „TransferWind“. Hierbei geht es um die Umsetzung der entwickelten Technologien und dem Wissensaustausch zwischen Wissenschaft, Politik, Wirtschaft und Gesellschaft.

Grüner Wasserstoff aus Offshore-Windkraft: Viele offene Fragen

Offene Fragen und Herausforderungen, die die Forscher:innen in den Projekten beantworten wollen, beziehen auf die Umweltauswirkungen. Weitere Fragen betreffen den Betrieb und die Nachhaltigkeit, Kosten und Wirtschaftlichkeit sowie die gesellschaftliche Akzeptanz. Hierbei sind vier verschiedene Hereon-Institute sind. Das Institut für Membranforschung, das Institut für Umweltchemie des Küstenraumes, das Institut für Küstensysteme – Analyse und Modellierung und das Climate Service Center Germany (GERICS).

Das Institut für Membranforschung stellt sich der Herausforderung, langzeitstabile Membranen zur Meerwasseraufbereitung für Elektrolyseverfahren herzustellen. Denn das sogenannte Fouling auf der Membranoberfläche muss man minimieren. Hierzu will man die Membranen chemisch so modifizieren, dass die Bildung eines Biofilms reduziert wird. „Wir werden für diesen Prozess Membranen mit verbesserten Eigenschaften entwickeln, um das Meerwasser für die verschiedenen Prozesse aufzubereiten“, sagt Volkan Filiz, Abteilungsleiter am Institut für Membranforschung.

Das Institut für Umweltchemie des Küstenraumes bringt vor allem chemisch-analytische Erfahrung zur Untersuchung von Schadstoffen in marinen Umweltproben ein. Somit hilft das, mögliche Emissionen der Offshore-Plattformen wie Schwermetalle oder organische Schadstoffe frühzeitig zu benennen und folglich Emissionen weiter zu verringern. „Emissionen können etwa aus Abwasserreinigungsanlagen, Seekühlwassersystemen, Brandschutzsystemen, Öleinleitungen, vermehrtem Schiffsverkehr oder durch die notwendigen Korrosionsschutzmaßnahmen der Bauwerke entstehen“, so Daniel Pröfrock, Abteilungsleiter am Institut für Umweltchemie des Küstenraumes.

Sicherheitskonzepte für Produktionsplattformen

Das Institut für Küstensysteme – Analyse und Modellierung untersucht die Wetter- und Umweltbedingungen, um auf dieser Grundlage Sicherheitskonzepte zu erarbeiten. „Dafür erstellen wir Daten, die eine Beurteilung der Gefährdung der Plattformen und des Abtransportes der PtX-Produkte ermöglichen. Diese Daten umfassen die Windgeschwindigkeiten und Windrichtungen sowie den Seegang und Strömungsverhältnisse“, sagt Beate Geyer, Küstenforscherin am Institut.

Das GERICS beschäftigt sich mit der Frage, welchen möglichen Einfluss die Herstellung von Wasserstoff und anderen PtX-Produkten auf dem Meer auf die regionale Bevölkerung und andere Interessensgruppen, wie etwa Fischerei, Naturschutz oder Tourismus hat. Damit verbunden untersuchen die Forschenden auch die Akzeptanz für eine Offshore PtX-Plattform. „Wir setzen auf den Dialog mit den Beteiligten. Das erlaubt, die verschiedenen Positionen offenzulegen und sie gemeinsam mit Projektpartnern zu diskutieren“, sagt GERICS-Abteilungsleiter Paul Bowyer.

Entwicklung einer serienreifen PtX-Produktionsplattform

Die Ziele, die H2Mare verfolgt, sind Voraussetzungen zu schaffen, um klimaneutrale und leicht transportierbare Energieträger offshore zu produzieren. Dabei will man ins Gespräch kommen mit den Akteuren vor Ort und Insellösungen erarbeiten Denn der Anschluss an das Stromnetz auf See soll entfallen. Außerdem sollen die Erfahrungen, die in die Entwicklung einer serienreifen PtX-Produktionsplattform einfließen, auch Anwendungen in anderen Ländern und Kontexten finden. Daher kann grüner Wasserstoff aus Offshore-Windkraft nicht nur den Aufbau der deutschen Wasserstoffwirtschaft unterstützen. Er bietet auch das Potenzial, einen globalen Beitrag zur Reduktion des CO₂-Fußabdruckes zu liefern.

Weitere Informationen zum Wasserstoff-Leitprojekt H2Mare sind unter diesem Link zu finden.

29.8.2022 | Quelle: Helmholtz-Zentrum Hereon | solarserver.de © Solarthemen Media GmbH