Wasserstoff offshore zu produzieren, ist weitaus effizienter als dessen Herstellung an Land. Zu diesem Ergebnis kommen Fraunhofer-Wissenschaftler in einer neuen Studie.

 

Als wesentlichen Vorteil der Produktion von Wasserstoff direkt auf hoher See sehen die Forscher die Nähe zu den Offshore-Windkraftanlagen. Sowohl Energieverluste als auch Investitionen in lange Stromtransportwege würden dadurch reduziert. Hintergrund der Studie sind die Pläne der Bundesregierung, die Offshore-Windenergie bis 2035 auf 70.000 MW auszubauen. Innovative Lösungen zur Energieerzeugung und -speicherung, wie die Wasserstoffproduktion auf See, kommen dabei zunehmend ins Visier.

Die Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Energiewirtschaft und Energiesystemtechnik IEE zeigen sich bei der Vorlage ihrer Studienergebnisse überzeugt: Die Offshore-Wasserstoffproduktion bringt nicht nur technische, sondern vor allem auch wirtschaftliche Vorteile mit sich. Im Vergleich zur Onshore-Erzeugung, bei der der grüne Strom erst ans Festland transportiert werden muss, entfallen bei der Offshore-Produktion viele Kosten und Energieverluste, die bei langen Transportwegen unvermeidlich sind.

Die Studie untersucht vornehmlich zwei Offshore-Energieinseln, die jeweils mit 10.000 MW Offshore-Windenergie verbunden sind: In einem Szenario wird der erzeugte Strom direkt vor Ort in Wasserstoff umgewandelt, in einem anderen Szenario wird der gesamte Strom per Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung (HGÜ) an Land geleitet und dort zur Elektrolyse genutzt. Der Vergleich der beiden Szenarien zeigt, dass die Offshore-Erzeugung von Wasserstoff klare wirtschaftliche Vorteile bietet.

Die Forscher prognostizieren durch den Aufbau einer Offshore-Wasserstoffproduktion eine jährliche Einsparung von bis zu 4,3 Milliarden Euro. Diese Einsparungen begründen sie vor allem durch geringere Kosten für den Netzausbau, da der Strom nicht in großen Mengen über weite Strecken von der Küste ins Inland transportiert werden muss. Stattdessen kann der auf See erzeugte Strom direkt vor Ort in Wasserstoff umgewandelt und anschließend transportiert werden, was die Kosten für neue Stromleitungen reduziert. Zudem wird durch eine effizientere Auslastung der bestehenden HGÜ-Leitungen weiteres Potenzial für Einsparungen erschlossen.

Nur Überkapazitäten zur Wasserstofferzeugung

Ein weiteres Ergebnis der Studie ist, dass sich die Flexibilität des gesamten Energiesystems durch die Offshore-Wasserstoffproduktion erhöht. So haben die beiden Offshore-Energieinseln nur eine begrenzte Anbindung an das Stromnetz und sind etwa 150 Kilometer von der Küste entfernt. Diese begrenzte Anbindung erfolgt über Offshore-Konverterplattformen, die auch andere Windparks mit dem Stromnetz verbinden. Dadurch kann der von den Windkraftanlagen auf den Inseln erzeugte Strom nur dann ins Netz eingespeist werden, wenn freie Kapazitäten vorhanden sind. Ansonsten wird der Strom vor Ort in Wasserstoff umgewandelt.

Laut den Forschern gibt diese Vorgehensweise den Betreibern die Möglichkeit, den Strom je nach Marktlage flexibel zu nutzen, was wiederum zu einer besseren Integration von erneuerbaren Energien ins Gesamtsystem führt.

Die Studie hebt auch hervor, dass in Zeiten niedriger Strompreise und eines hohen Angebots an erneuerbarer Energie der Strom direkt vor Ort in Wasserstoff umgewandelt wird. In Zeiten eines geringen Angebots an Erneuerbaren und tendenziell höherer Strompreise kann der auf den Offshore-Windparks erzeugte Strom hingegen zur Deckung des Strombedarfs auf dem Festland genutzt werden. Dieser flexible Ansatz hat, so Fraunhofer, positive Systemeffekte zur Folge. Er senke nicht nur die Kosten, sondern erhöhe auch die Versorgungssicherheit im deutschen Stromnetz.

Die Studie wurde im Auftrag des dänischen Offshore-Erneuerbaren-Projektierers „Copenhagen Energy Islands ApS“ durchgeführt. Die 32-seitige Studie „German offshore energy islands in the European energy system“  kann über die Internetseite des Fraunhofer IEE heruntergeladen werden.