Offshore-Wasserstoff: Mit Druck an Land

Grüner Wasserstoff aus Offshore-Windenergie wird zu einem wichtigen Baustein der Energiewende. Einen wirkungsvollen Beitrag können wasserstofferzeugende Technologien aber nur leisten, wenn die Produktion in großtechnischem Maßstab gelingt. Tractebel Ingenieure haben dafür bereits Lösungen gefunden. Doch wie kommt der offshore produzierte Wasserstoff an Land?

Es werden enorme Wasserstoffmengen aus erneuerbaren Quellen erforderlich sein, um einen nennenswerten Teil des Energiebedarfs künftig mit H₂ zu decken. Offshore-Standorte sind für die Produktion in industriellem Maßstab prinzipiell geeignet – beispielsweise mit einer von Tractebel entwickelten Hochsee-Plattform. Erste Pionierprojekte sind bereits in Planung. Parallel dazu müssen die entsprechenden Infrastrukturen wie Speicher, Verdichteranlagen und Pipelines entwickelt werden.

Infrastruktur für die Wasserstoff-Produktion auf hoher See

Die jetzt präsentierte Konzeptstudie von Tractebel Overdick skizziert eine innovative Lösung für die großtechnische Wasserstoff-Speicherung auf hoher See: Eine skalierbare Offshore-Plattform zur Verdichtung und Speicherung von bis zu 1,2 Mio. m³ Wasserstoff. Sie nutzt untertägige Salzkavernen als Speicher und Puffer für den offshore produzierten Wasserstoff, bevor das Gas über eine Pipeline in das Leitungsnetz an Land und schließlich zu den Verbrauchern und Abnehmern gelangt.

Dieser Offshore-Plattformkomplex besteht aus einer sogenannten Wellhead-Plattform für den Betrieb der Kavernen und einer Reihe von Verdichterplattformen, die eine stufenweise Leistungssteigerung ermöglichen. Bei Bedarf kann die Anlage auch später noch ausgebaut werden. Die Studie geht von einer Kapazität aus, die der Umwandlung von 2 GW grünem Offshore-Windstrom in Wasserstoff entspricht. Erweiterungen und individuelle Anpassungen sind jederzeit möglich.

Solche Offshore-Verdichter- und Speicherzentren können die Flexibilität der kommenden Offshore-Wasserstoffproduktion weiter erhöhen. Sie verringern den Verdichtungsaufwand an den Elektrolyseanlagen, die sich in der Nähe oder in den Windparks befinden. Das wird die Kosten für die Offshore-Wasserstoff-Produktionsstandorte senken. „Darüber hinaus erleichtern zentralisierte Offshore-H₂-Hubs auch die Integration der Wasserstofferzeugung in kleinerem Maßstab.

Leistungsstarke Lösung mit nachhaltigem Nebeneffekt

Die neu konzipierten Speicher- und Verdichterplattformen können 400.000 Nm³/h Wasserstoff aufnehmen, der mit einem Druck von bis zu 180 bar in untertägigen Salzkavernen zwischengespeichert wird. Diese Speicher puffern die Produktionsspitzen, optimieren die Durchflussmengen und ermöglichen damit eine wirtschaftlichere Auslegung der Exportpipeline.

Ein wichtiger Beitrag zur Nachhaltigkeit großer untertägiger Wasserstoffspeicher ist, dass bestehende Offshore-Infrastrukturen für ihren Betrieb direkt den grünen Wasserstoff anstelle anderer Energieträger verwenden können. Das trägt zur Dekarbonisierung der gesamten Offshore-Industrie bei.

Die Nordsee eignet sich aufgrund der geologischen Gegebenheiten und ihrer unterirdischen Steinsalzformationen gut für die präsentierte Lösung. In diesen Formationen werden Kavernen ausgesolt, um große Speichervolumina zu schaffen

Teamarbeit für neues Konzept

An der Konzeptstudie waren neben Partnern aus den internen Arbeitsgruppen von Tractebel auch die Ingenieurteams der DEEP.KBB GmbH und PSE Engineering GmbH mit ihrer langjährigen Erfahrung als wichtiger Bestandteil involviert. Dieser zukunftsorientierte Zusammenschluss von Experten ermöglichte die ganzheitliche Entwicklung des Konzepts von der Geologie bis zur Prozessausrüstung. Dieses gebündelte Know-how ist ebenfalls das Fundament für weitere Optimierungen des Offshore-Wasserstoff-Hubs und für zukünftige H₂-Projekte.

„Einen wirkungsvollen Beitrag zur Energiewende können wasserstofferzeugende Technologien nur leisten, wenn die Produktion, die Speicherung und der Transport zum Verbraucher in großtechnischem Maßstab gelingt. Unser Konzept skizziert, wie die Zukunft mit grüner Offshore-Energie CO2-neutral gestaltet werden kann“, sagt Klaas Oltmann, Director Business Development bei Tractebel Overdick.

Experten von Tractebel Overdick und Partnerunternehmen entwickelten das weltweit erste Konzept für eine dedizierte offshore Infrastruktur auf Basis von Wasserstoff-Kavernen. Bild: Tractebel Overdick.

Das Konzept von Tractebel Overdick für einen Offshore-Wasserstoff-Hub umfasst zwei Verdichter-Plattformen und eine Wellhead-Plattform (rechts). Bild: Tractebel Overdick

Schematische Schnitt-Darstellung der innovativen Offshore-Infrastruktur. Bild: Tractebel Overdick.