Einzigartige großtechnische Speicherlösung ebnet den Weg für die Offshore-Wasserstoff-Produktion.

Tractebel und Partnerunternehmen haben das weltweit erste Offshore-Infrastruktur- und Anlagenkonzept für die Speicherung von Wasserstoff in Offshore-Kavernen entwickelt. Die von den Offshore-Experten der Tractebel Overdick GmbH vorgestellte Konzeptstudie skizziert eine innovative Lösung für die großtechnische Wasserstoffspeicherung auf hoher See: eine skalierbare Offshore-Plattform zur Verdichtung und Speicherung von bis zu 1,2 Millionen 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.

Deckung des Wasserstoffbedarfs der Zukunft

Grüner Wasserstoff aus Offshore-Windenergie wird zu einem wichtigen Bestandteil der globalen Energiewende, aber die derzeitigen Wasserstoffproduktionstechnologien werden nur dann einen effektiven Beitrag leisten, wenn die Produktionsleistungen einen industriellen Maßstab erreichen. Zur Deckung des künftigen H₂-Bedarfs werden enorme Mengen an Wasserstoff (H₂) aus erneuerbaren Quellen benötigt, und Offshore-Anlagen sind der Schlüssel für die Produktion im industriellen Maßstab. Tractebel hat 2019 mit der Entwicklung eines einzigartigen Offshore-Wasserstoff-Plattformkonzepts eine innovative Lösung zur Deckung dieses Bedarfs entwickelt, gefolgt von einer optimierten, skalierbaren Version im folgenden Jahr. Und nun betreten die Experten von Tractebel Neuland mit der Entwicklung des weltweit ersten Offshore-Infrastruktur- und Anlagenkonzepts für die Speicherung von Wasserstoff in Offshore-Kavernen.

Infrastruktur für die Wasserstoff-Produktion auf hoher See

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, wie sie zum Beispiel bei Kapazitätserweiterungen im Zuge des künftigen Re-Powering von Offshore-Windparks zu erwarten ist. Zugleich bieten sie eine wirtschaftlich attraktive und praktikable Option, da der Export- und die Verdichtung des offshore produzierten Wasserstoffs gebündelt werden kann. Das reduziert die Gesamtkosten für zukünftige Projekte erheblich”, sagt Klaas Oltmann, Director Business Development bei Tractebel Overdick.

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 Lösung. In diesen Formationen werden Kavernen ausgesolt, um große Speichervolumina zu schaffen. Die Studie geht von einem Gesamtspeichervolumen von bis zu 1,2 Mio. m³ als Startwert für eine effiziente Spitzenabdeckung der Offshore-H2-Produktionsraten aus. „Auch auf lange Sicht ist diese Speicherung erforderlich, denn sie wird ein essenzieller Baustein für das Gelingen der Energiewende sein“, erklärt Oltmann, „Offshore-Kavernen können den produzierten erneuerbaren Strom in Form von Wasserstoff puffern und so die Abweichung zwischen den Energie-Produktions- und Bedarfsprofilen ausgleichen. Die vorgeschlagene Größe des Offshore-Speichers ist hier lediglich ein Startpunkt.“

Teamarbeit für neues Konzept

An der Konzeptstudie waren neben den Tractebel Experten für erneuerbare Energien und Offshore auch die Ingenieurteams der DEEP.KBB GmbH und PSE Engineering GmbH mit ihrer langjährigen Erfahrung als wichtiger Bestandteil involviert. Diese zukunftsorientierte Allianz 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.

Bild 1: Experten von Tractebel Overdick und Partnerunternehmen entwickelten das weltweit erste Konzept für eine dezidierte offshore Infrastruktur auf Basis von Wasserstoff-Kavernen. Bild: Tractebel Overdick

Bild 2: Das Konzept von Tractebel Overdick für einen Offshore-Wasserstoff-Hub umfasst zwei Verdichter-Plattformen und eine Wellhead-Plattform (rechts). Bild: Tractebel Overdick

Bild 3: Schematische Schnitt-Darstellung der innovativen Offshore-Infrastruktur mit den Kavernen. Bild: Tractebel Overdick

Bild 4: Klaas Oltmann, Director Business Development, Tractebel Overdick GmbH.

Über Tractebel

Tractebel bietet als globale Ingenieurgesellschaft bahnbrechende Lösungen für eine klimaneutrale Zukunft. Mit unserer 150-jährigen Erfahrung und lokalen Know-how entwickeln wir zukunftsorientierte Lösungen für komplexe Projekte im Bereich Energie, Wasser, nuklearer Rückbau und städtischer Infrastruktur. Unsere Gemeinschaft von 5.000 ideenreichen Fachleuten unterstützen mit Strategie, Design, Engineering und Projektmanagement Unternehmen und Behörden dabei, eine nachhaltige Welt zu erschaffen, in der die Menschen, die Erde und die Wirtschaft gemeinsam gedeihen. Mit Niederlassungen in Europa, Afrika, Asien, dem Nahen Osten und Lateinamerika erzielte das Unternehmen im letzten Jahr 2020 einen Umsatz von 581 Millionen Euro. Tractebel ist Teil der ENGIE Gruppe, einem internationalen Unternehmen für kohlenstoffarme Energie und Dienstleistungen. www.tractebel-engie.com

 Über Tractebel Overdick

Tractebel Overdick ist seit mehr als 20 Jahren im Bereich der Offshore-Technologie tätig – insbesondere im Bereich der erneuerbaren Energien. Das in Hamburg ansässige Unternehmen mit rund 50 Mitarbeitern hat in den letzten zehn Jahren bei den wesentlichen Schlüsselprojekten im Offshore-Wind-Sektor mitgewirkt. Vor allem für die Konzeption von großen Gleichstrom-Konverter-Plattformen ist das Unternehmen bekannt. Seit Oktober 2018 ist Overdick Teil der Tractebel Gruppe mit Sitz in Brüssel.

 Über DEEP.KBB

Die DEEP.KBB GmbH ist eine unabhängige Ingenieurgesellschaft, die Untertage-Energiespeicher sowie Solegewinnungsanlagen im Lösungsbergbau plant, baut und betreibt. Die Energiespeicherung in verschiedenen geologischen Strukturen wie Salzformationen, Aquiferschichten und ausgeförderten Lagerstätten ist das Fachgebiet der Experten. Alle dazu erforderlichen ingenieurtechnischen und geowissenschaftlichen Dienstleistungen zählen zum Leistungsportfolio. Mit langjähriger Erfahrung und umfangreichem Fachwissen ist das Unternehmen der richtige Ansprechpartner für die Projektkoordinierung und berät umfassend zu allen Fragen der Untergrundspeicherung.

 Über PSE

PSE Engineering ist ein hochspezialisiertes Unternehmen, das sich auf Planung und Engineering für Anlagentechnik und Komponentenlieferung konzentriert. Bei der Suche nach optimalen Lösungen für die Industrie folgen die Experten einem klaren Prinzip: besser sein. Durch technologieübergreifende Aktivitäten nutzen sie immer wieder entstehende Effizienzvorteile und Technologietransfers. Die Entwicklung und Anwendung neuer Technologien im Bereich Produktion und Speicherung von Wasserstoff aber auch die Separation und langfristige sichere Verbringung von Kohlenstoffdioxid beschäftigen die Ingenieure mit viel Eifer und Tatendrang. PSE steht für ebenso anspruchsvolle wie individuelle und nachhaltige Lösungen. Handeln und Bestreben des Unternehmens ist die tägliche Suche nach der besten Lösung eines jeden Projekts. Mit diesem Anspruch realisiert PSE seit vielen Jahren national wie international erfolgreiche Projekte.

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