Im Wasserstoff-Leitprojekt „H2Mare“ haben Forscher erfolgreich eine Windkraftanlage mit zwei Elektrolyseuren gekoppelt. Noch steht sie an Land.

 

Die nun installierte Anlage soll die direkte Erzeugung von Wasserstoff auf hoher See an Offshore-Anlagen ermöglichen. Auf dem Meer herrschen durch den starken und konstanten Wind ideale Bedingungen für die Erzeugung erneuerbaren Stroms. Wird dieser Strom direkt zur Produktion von grünem Wasserstoff genutzt, ließen sich die Kosten im Vergleich zur Produktion an Land erheblich senken. Sowohl die teure Netzanbindung als auch die Energieverluste durch zusätzliche Umwandlungsprozesse würden dadurch entfallen. So die These der an dem Projekt „H2Mare“ beteiligten Forschungseinrichtungen. 

Um dies zu erreichen, müssen Windkraftanlage und Elektrolyseur möglichst direkt elektrisch miteinander verbunden werden. Eine Herausforderung dabei ist die schwankende Stromversorgung, die die Basis für den gesamten nachfolgenden Umwandlungsprozess, einschließlich der Wasseraufbereitung und der Regelung des Systems, ist. Nun ist es Wissenschaftlern erstmals gelungen, diese Herausforderung in einer Versuchsanlage im Megawattmaßstab zu bewältigen.

An Land − im dänischen Floe − haben sie im H2Mare-Projekt „OffgridWind“ eine Demonstrationsanlage installiert, um die direkte Kopplung und deren Auswirkungen praktisch zu erproben. Siemens Gamesa hat zwei Elektrolyseure zur Wasserstoffproduktion so mit der Windkraftanlage verbunden, wie es später auch offshore geschehen soll. Mit diesem Setup kann das Projektteam auch das Umschalten zwischen zwei Systemen testen. Die Projektpartner wollen in dieser Konfiguration die Auswirkungen auf die Steuerung beobachten, bewerten und bei Bedarf anpassen.

In den kommenden Monaten wird H2Mare untersuchen, wie sich die schwankende Stromproduktion auf die Funktionsweise der Anlage auswirkt. Neben Siemens Gamesa zählen zu den Partnern von H2Mare der Energiekonzern RWE sowie die beiden Fraunhofer-Institute ICT (Institut für Chemische Technologie) und IWES (Institut für Windenergiesysteme).

Im Rahmen von H2Mare haben die Partner bereits analysiert, wie ein Windrad mit integrierter Wasserstoffproduktion aussehen könnte. Das Ergebnis: In Zukunft könnten alle notwendigen Anlagen auf einer Plattform direkt an einem Offshore-Windrad untergebracht werden (siehe Grafik).
 
H2Mare ist eines von drei Wasserstoff-Leitprojekten des Bundesministeriums für Bildung und Forschung. Diese Leitprojekte sollen die Hindernisse für eine deutsche Wasserstoffwirtschaft beseitigen. Dabei konzentriert sich H2Mare auf die Offshore-Erzeugung von grünem Wasserstoff und anderen Power-to-X-Produkten.