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Leitprojekt »H2Mare«

Wasserstoff nachhaltig auf hoher See gewinnen

23. August 2021, 10:21 Uhr | Kathrin Veigel

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Fortsetzung des Artikels von Teil 1

Insgesamt vier Projekte bei »H2Mare«

Die vier »H2Mare«-Projekte laufen unabhängig voneinander:

OffgridWind: Verfolgt die Umsetzung eines Anlagenkonzeptes, das die Elektrolyse direkt in der Offshore-Windenergieanlage realisiert und dabei auf einen hohen Wirkungsgrad abzielt.
H2Wind: Beinhaltet die Entwicklung einer an die Offshore-Umgebung optimal angepasste und auf die Windenergieanlage abgestimmte PEM-Elektrolyse (Proton Exchange Membrane). Neben der Langlebigkeit der Anlagen und der Herausforderung der Meerwasseraufbereitung ist die maximale Ausbeute der Windenergie ein Ziel des Projektes.
PtX-Wind: Im Unterschied zur reinen Offshore-Wasserstoffproduktion steht die Wandlung in leichter transportierbare, synthetische Energieträger und Kraftstoffe wie Methanol und Ammoniak im Fokus. Über die Hochtemperatur-Elektrolyse und die CO₂-Gewinnung aus der Luft oder aus dem Meer werden die Power-to-X-Produkte erzeugt. Auch eine direkte Salzwasserelektrolyse wird erprobt.
TransferWind: Wissenstransfer in die Öffentlichkeit als auch der inhaltliche Projekt-übergreifende Fachaustausch werden in TransferWind adressiert. Dabei werden auch Sicherheits- und Umweltfragen sowie Infrastrukturanforderungen betrachtet.

Ein wichtiger Teil der Untersuchungen ist die Integration von Einzelprozessen zu Gesamtsystemen: So kann zum Beispiel durch die Wärmeintegration der Hochtemperatur-Elektrolyse in PtX-Verfahren der Wirkungsgrad des Gesamtprozesses erhöht werden. Dies umfasst auch die Konzeption zur Lagerung und zum Abtransport des Wasserstoffs oder anderer Power-to-X-Produkte per Schiff und Pipeline. Die Wechselwirkungen zwischen den verschiedenen Prozessen und der Anlage sowie ihre Auswirkung auf die Umwelt am Standort werden für den gesamten Lebenszyklus untersucht, bewertet und weiterentwickelt.

Herausfordernd auf Materialebene ist die Anwendung zum Teil bestehender Technik erstmals in Offshore-Umgebung, beziehungsweise die Erforschung neuer Materialien und Komponenten für die Offshore-Nutzung. Die Entwicklung digitaler Zwillinge zu den verschiedenen Anlagenkomponenten und darauf aufbauender technischer und wirtschaftlicher Analysen erfolgt in allen vier »H2Mare«-Projekten.

Die drei Wasserstoff-Leitprojekte

»H2Mare« ist eines von drei Leitprojekten des Bundesministeriums für Bildung und Forschung. Mit seiner bislang größten Forschungsinitiative zum Thema Energiewende unterstützt es Deutschlands Einstieg in die Wasserstoffwirtschaft.

Die drei Wasserstoff-Leitprojekte »H2Giga«, »H2Mare« und »TransHyDE« sind das Ergebnis eines Ideenwettbewerbs und bilden einen zentralen Beitrag des BMBF zur Umsetzung der Nationalen Wasserstoffstrategie.

Über vier Jahre sollen sie vorhandene Hürden, die den Einstieg Deutschlands in eine Wasserstoffwirtschaft erschweren, aus dem Weg räumen. Dabei geht es um die serienmäßige Herstellung großskaliger Wasser-Elektrolyseure (»H2Giga«), die Erzeugung von Wasserstoff und Folgeprodukten auf See (»H2Mare«) sowie Technologien für den Transport von Wasserstoff (»TransHyDE«).

In den Wasserstoff-Leitprojekten arbeiten über 240 Partner aus Wissenschaft und Industrie zusammen. Im Frühjahr sind die Projekte auf Basis unverbindlicher Förder-Inaussichtstellungen gestartet. Insgesamt soll die Förderung bis zu 740 Millionen Euro betragen.

Das Fraunhofer-Insitut für Windenergiesysteme (IWES) ist Projektpartner in den Verbundprojekten OffgridWind und H2Wind und assoziierter Partner in TransferWind. Die Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen modellieren verschiedene Szenarien für wasserstoffproduzierende Windparks und führen spezifische Tests zur Wärmekopplung und Meerwasseraufbereitung durch.