H2 Mare
H2Mare ist ein 100-Millionen-Euro Forschungsprojekt des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF), das in Windanlagen im Offshore-Bereich Wasserstoff und andere nachhaltige Produktions- und Wandlungsprozesse zur Herstellung zukünftiger CO2-neutraler Kraftstoffe untersuchen will.
Die Offshore-Windenergieanlagen der Zukunft sollen als autarke Einheiten, bestehend aus Windenergieanlage und Elektrolyseur Wasserstoff herstellen und Kosten für einen elektrischen Netzanschluss sparen. Im nächsten Schritt kann der Wasserstoff in Anlagen auf künstlichen Inseln in synthetische Kraftstoffe und Energieträger umgewandelt werden, die von Tankschiffen[1] einfacher als Wasserstoff transportiert werden können.
Beschreibung
Im vom BMBF geförderten Leitprojektes H2Mare sollen unterschiedliche Ideen und Ansätze untersucht und realisiert werden.[2]
In H2Mare sollen neue Anlagen auf dem Meer oder auf künstlichen Meeresinseln untersucht werden, um zur direkten Wandlung des Windes über den elektrischen Strom in Wasserstoff und Kraftstoff mit Einsatz von Power-to-X-Verfahren zu kommen. Über entsprechende Pläne wurde bereits Ende Oktober 2018 in Berlin bei der Auftaktkonferenz vom Nationalen Masterplan Maritime Technologie (NMMT), berichtet.[3] Tennet stellte hier mit dem Projekt „North Sea Wind Power Hub“ einen grundlegend neuen Ansatz für eine langfristige Offshore-Energiegewinnung und Speicherung vor. Diese neu zu errichtende „Energie-Insel“ auf der Doggerbank sollte vornehmlich zur Wasserstofferzeugung- und speicherung dienen.
Dazu wird die gesamte Wertschöpfungskette betrachtet, um verschiedene industrielle Anschlussverwertungen und Speicher- und Transportoptionen zu ermöglichen. In vier Jahren will H2Mare in vier Verbundprojekten mit insgesamt 35 Partnern die nachhaltige Strom- und Kraftstofferzeugung optimieren. Dafür stehen 100 Millionen Euro zur Verfügung. Die übergreifende Koordination von H2Mare erfolgt von Siemens Energy und dabei sollen die vier H2Mare-Projekte voneinander unabhängig durchgeführt werden[4]
Offgrid Wind
Hier sollen Anlagenkonzepte untersucht werden, um die Elektrolyse mit hohen Wirkungsgraden direkt in der Offshore-Windenergieanlage zu realisieren. Die Windturbinenbauart und auch das Fundament ist dafür anzupassen, außerdem sind Speicher für den Wasserstoff zu integrieren. Für die Verbindung zu Schiffen oder Pipelines sind entsprechende Manifolds zu konstruieren und in die Türme einzubinden.
H2Wind
In H2Wind soll die Entwicklung einer auf die Offshore-Windenergieanlage optimierten PEM-Elektrolyse erfolgen. Die Elektrolyse-Anlagen müssen so konstruiert werden, dass sie den besonderen Bedingungen der Meeresumwelt mit deutlich erhöhten Salzgehalt angepasst sind. Weiterhin sind Verfahren zur Wasserversorgung und -entsalzung der Elektrolyse-Anlagen zu erarbeiten.
PtX-Wind
Hier soll die Vor-Ort-Wandlung in leichter transportierbare, synthetische Energieträger und Kraftstoffe wie Methanol und Ammoniak[5] untersucht werden, da der Wasserstofftransport aufgrund des Pipeline-Anschlusses ebenso wie die Wasserstoffverflüssigung sehr aufwendig ist. Neben Wasser werden auch Kohlendioxyd und Stickstoff benötigt. Es ist zu untersuchen, ob sie vor Ort aus der Luft bzw. aus dem Meer gewonnen werden können oder von Zubringerschiffen gebracht werden müssen.
Transfer Wind
Hier steht der Wissenstransfer in die Öffentlichkeit und der inhaltliche übergreifende Austausch im Vordergrund. Auch die Bearbeitung von Sicherheits- und Umweltfragen sowie Infrastrukturanforderungen gehört zu den Aufgabenfeldern diese Unterprojektes.
Partner
PtX-Wind – Offshore Power-to-X-Prozesse
- Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM), Berlin
- DECHEMA Gesellschaft für Chemische Technik und Biotechnologie e.V., Frankfurt am Main
- DECHEMA-Forschungsinstitut, Frankfurt am Main
- Deutsches Zentrum für Luft und Raumfahrt (DLR) e.V., Stuttgart
- Deutscher Verein des Gas- und Wasserfaches (DVGW) e.V., vertreten durch die DVGW-Forschungsstelle am Engler-Bunte-Institut des Karlsruher Instituts für Technologie, Karlsruhe
- EUCC - Die Küsten Union Deutschland, Rostock
- Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie (ICT), Pfinztal
- EnBW Energie Baden-Württemberg AG, Karlsruhe
- EnviroChemie GmbH, Roßdorf
- Helmholtz-Zentrum hereon GmbH, Geesthacht
- INERATEC GmbH, Karlsruhe
- Karlsruher Institut für Technologie, Engler-Bunte-Institut, Karlsruhe
- Max-Planck-Institut für Dynamik komplexer technischer Systeme Magdeburg, Magdeburg
- Northland Power
- Siemens Gamesa Renewable Energy GmbH & Co. KG
- Thyssenkrupp Industrial Solutions AG
- Technische Universität Berlin, Berlin
- Universität Stuttgart, Stuttgart
TransferWind – H₂Mare Forschungs-Transfer
- Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM), Berlin
- DECHEMA Gesellschaft für Chemische Technik und Biotechnologie e.V., Frankfurt
- DECHEMA-Forschungsinstitut, Frankfurt
- Deutscher Verein des Gas- und Wasserfaches (DVGW) e.V., vertreten durch die DVGW-Forschungsstelle am Engler-Bunte-Institut des Karlsruher Instituts für Technologie, Karlsruhe
- Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Karlsruhe
- Helmholtz-Zentrum hereon GmbH, Geesthacht
- INERATEC GmbH, Karlsruhe
- Siemens Energy Global GmbH & Co. KG
- Technische Universität Berlin, Berlin
- Universität Stuttgart, Stuttgart
- Hochschule Wismar, Wismar
- AQV – AquaVentus Koordinationsbüro, Helgoland
- Stiftung OFFSHORE-WINDENERGIE, Varel
- Fraunhofer-Institut für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen (IMWS), Halle (Saale)
- EUCC – Die Küsten Union Deutschland e.V., Rostock
