Den Klimawandel zu bremsen und die Energiewende zu meistern, ist dringlicher denn je. Tractebel bietet eine Lösung an. Ein erfahrenes Team aus Energie-Experten der Tractebel Engineering GmbH und Offshore-Ingenieuren der Tractebel Overdick GmbH hat ein weltweit einzigartiges Konzept für eine Plattform auf dem Meer entwickelt. Damit ist die Produktion von umweltfreundlichem, „grünem“ Wasserstoff in industriellem Maßstab aus Offshore-Windenergie mittels Elektrolyse möglich. Mit bis zu 400 MW übertrifft eine solche Anlage die Leistung bisheriger Technologien um ein Vielfaches. Dieses zukunftsorientierte Konzept kann schon heute beispielsweise in der Nordsee realisiert werden.

Auf Basis der innovativen Hochsee-Plattform können mehrere Aufgaben zugleich gelöst werden. Erstens lässt sich damit der Anteil „grünen“ Wasserstoffs (H2) am Energiemix wirkungsvoll und CO2-neutral erhöhen. Zweitens entlasten die vielfältigen Transportmöglichkeiten von H2 die Stromübertragungsnetze, deren Kapazitäten begrenzt sind. Und drittens gleicht H2 als effizienter Energiespeicher saisonale Schwankungen von erneuerbaren Energien aus.

ENGIE

Enormes Potential

Die Rolle von Wasserstoff im Energiemix nimmt an Bedeutung zu. Denn er dient als leistungsfähiger Speicher und ist leicht transportierbar. Dafür kann die vorhandene Infrastruktur aus Gasleitungen und Speicheranlagen, wie untertägige Kavernen, genutzt werden. Auch auf Schiffen kann H2 gespeichert und weltweit transportiert werden. Als Energieträger treibt H2 Gasmotoren, Gasturbinen und Brennstoffzellen an, kann aber auch als Ergänzung von Erdgas beispielsweise im privaten Haushalt genutzt werden. Zudem ist Wasserstoff ein wichtiger Industrierohstoff und Ausgangsstoff beispielsweise für die Herstellung von Ammoniak. Er kann auch in der Stahlherstellung Kohlekoks als CO2-neutrales Reduktionsmittel ablösen.

 

„In großen Offshore-Windparks in der deutschen Nordsee und andernorts steckt ein enormes Potential zur CO2-neutralen Herstellung von grünem Wasserstoff”, sagt Klaas Oltmann, Leiter Business Development von Tractebel Overdick. Er und seine Tractebel Kollegen arbeiteten mit dem neuartigen Plattform-Modell erstmals detailliert eine Lösung aus, wie dieses in industriellem Maßstab (bis zu 400 MW) genutzt werden kann. Auf ihr finden alle technischen Komponenten Platz, die für die Herstellung von „grünem“ Wasserstoff benötigt werden. Dazu zählen unter anderem Elektrolyseeinheiten und Transformatoren zur Umspannung des Stroms, den die Offshore-Windkraftanlagen liefern, aber auch Meerwasserentsalzungsanlagen, um das Reinstwasser herzustellen, das für die Elektrolyse benötigt wird.

 

Wachsende Flexibilität

Die Transportwege der so gewonnenen Energie sind vielfältig und flexibel. Derzeit übertragen Hochspannungskabel auf dem Meeresgrund den Windkraftstrom ans Festland. Diese Kapazitäten sind begrenzt – ein Grund dafür, dass der Ausbau von Offshore-Windparks in Deutschland ins Stocken geraten ist. Offshore hergestellter Wasserstoff als Energieträger eröffnet zusätzliche Wege. Denn dieser kann sowohl über eine Pipeline als auch via Schiff transportiert werden. Auf diese Weise könnte die Offshore-Herstellung von H2 den weiteren Ausbau von Windanlagen ermöglichen, ohne die aktuell begrenzte Netzkapazität zu belasten. Und auch an Land kann Wasserstoff einen wichtigen Dienst leisten, indem er die Situation der Stromverteilung von Nord nach Süd entspannt.

 

Wettbewerbsfähige Kosten

Im Vergleich zu den Herstellungskosten von „grauem” Wasserstoff aus fossilen Quellen liegen die Kosten für „grünen” Wasserstoff derzeit noch etwas höher. „Mit den wirtschaftlichen Skaleneffekten, die wir derzeit bei groß-technischen Elektrolyseanlagen beobachten, sowie mit einer höheren Abgabe für CO2-Emissionen wird sich das ändern”, sagt Tractebel Projektingenieur Felix Knicker, “dadurch lässt sich eine Chancengleichheit der unterschiedlichen Technologien herstellen.” Entscheidender Kostenfaktor ist das Design des Systems und die Effizienz der Anlagen zur Herstellung von „grünem“ Wasserstoff. „Unser Konzept enthält die passenden Lösungen für kostenoptimierte Konstruktionen und den effizienten Betrieb“, stellt Knicker fest.

 

Auch die künftige Nachfrage wird die Wettbewerbsfähigkeit der neuen Technologie erhöhen: „Offshore-Windkraft ist die einzige Quelle für erneuerbare Energien in Deutschland, die über genügend Ausbaupotenzial verfügt. Windparks auf See werden künftig in immer größeren Küstenentfernungen und Wassertiefen installiert. Das verteuert den Bau der Anlagen und den Transport mittels Hochspannungsleitungen. Wir bieten dazu eine wirtschaftlich interessante Alternative an”, betont Dr. Hubert Schillings, Business Development Manager bei Tractebel.

 

Zeitnahe Realisierung möglich

Aktuell bereitet die deutsche Bundesregierung eine Ausschreibung von Testfeldern für die Umwandlung von Strom in Wasserstoff (Power-to-X) im Flächenentwicklungsplan der Nord- und Ostsee vor. Dies bietet die Möglichkeit, Offshore-Wasserstoff-Produktionsplattformen in der Größenordnung von mehreren 100 MW zu realisieren. Investitionen wie diese können für Windparkbetreiber ebenso interessant sein wie für Energieversorger oder Industrieunternehmen, die Wasserstoff im Produktionsprozess nutzen.

 

Tractebel verfügt bereits heute über das passende Konzept – von der Machbarkeitsstudie bis hin zur Detailplanung. Das Unternehmen ist als Teil des ENGIE Konzerns optimal aufgestellt, um Offshore- H2-Plattformen als EPC-Lieferant zu realisieren, zu betreiben und Lösungen für die großtechnische Speicherung anzubieten. „Wir rechnen mit einer möglichen Errichtung und Inbetriebnahme von Offshore- H2-Plattformen ab dem Jahr 2025. Einzelne Demonstrationsanlagen können bereits vorher gebaut werden”, ergänzt Schillings.

 

 

 

Über Tractebel

Tractebel bietet eine breite Palette an Ingenieur- und Beratungsleistungen über den gesamten Projekt-Lebenszyklus. Als aktiver Treiber der Energiewende bietet Tractebel umfassende Engineering- und Beratungsleistungen über den gesamten Lebenszyklus seiner Kundenprojekte, einschließlich Design und Projektmanagement. Als eines der größten Ingenieurbüros der Welt mit mehr als 150 Jahren Erfahrung ist es unsere Mission, die Welt von morgen aktiv mitzugestalten. Mit rund 5.000 Experten und Niederlassungen in 33 Ländern erarbeiten wir multidisziplinäre Lösungen in den Bereichen Energie, Wasser und Infrastruktur. www.tractebel-engie.de

 Seit Dezember 2014 gehört die Tractebel Engineering GmbH (vormals Lahmeyer International mit Sitz in Bad Vilbel bei Frankfurt a.M.) zu Tractebel und ist damit Teil der ENGIE Gruppe. Der Offshore-Spezialist Tractebel Overdick GmbH mit Sitz in Hamburg gehört seit 2018 zu Tractebel.

BILDER

 Grafik 1 und 2: Das Plattform-Modell von Tractebel enthält eine komplette Anlage zur industriellen CO2-neutralen Herstellung von “grünem” Wasserstoff aus Offshore-Windenergie.

Grafik 3: Schematische H2-Offshore Pfade in der Nordsee