Schwimmende Wasserstoffproduktionsinsel soll Offshore-Windkraft nutzen CRUSE Offshore will grünen Wasserstoff auf schwimmenden Plattformen in tiefem Meer produzieren – und die Logistik der Ölindustrie für den Transport der Zukunft nutzen.

Was sind die entscheidenden Vorteile von Offshore-Windkraftanlagen mit eingebauter Wasserstoffproduktion, insbesondere in tiefem Wasser?

Es gibt eine ganze Reihe von Vorteilen:

Vor der Küste gibt es reichlich Platz für den Sektor der erneuerbaren Energien, um Wasserstoffparks im GW-Maßstab in windreichen Offshore-Gebieten zu errichten.

Die Nordsee und die Ostsee sind zwei flache Meere, die mit Wassertiefen von bis zu etwa 50 Metern weltweit eine gewisse Ausnahme darstellen. In Norwegen und Schottland sind solche Gebiete selten, und dort werden schwimmende Anlagen zur Norm werden. Vor der Westküste der USA und in Japan betragen die Wassertiefen mehrere hundert Meter. Die Verlegung von Kabeln wäre dort daher recht komplex und teuer. Aus diesem Grund baut die Ölindustrie meist keine Pipelines in tiefen Gewässern, sondern setzt stattdessen Shuttle-Tanker ein. Dank LOHC konnten wir dieses Prinzip auf unsere Anlagen übertragen und anpassen.

Wir stehen nicht im Wettbewerb um Platz mit der Offshore-Stromerzeugung, die so nah wie möglich an der Küste errichtet wird. Weiter draußen auf See erwarten wir deutlich günstigere Auktionspreise und stärkere Winde.

Bei großen Windparks wie Dogger Bank entfallen 50 Prozent der Investitionskosten auf den Netzanschluss. Hier können wir Einsparungen erzielen.

 

Welche Standorte weltweit sehen Sie als besonders vielversprechend für die Kombination von Offshore-Windkraft und Wasserstoffproduktion? Was sind die Zielmärkte für die Offshore-H2-LOHC-Wertschöpfungskette?

Wir betrachten windreiche Seegebiete in der Nähe von Industriehäfen. In der Vergangenheit haben sich dort auch Industriezweige wie Stahlwerke und Chemiewerke angesiedelt. Diese befanden sich oft im Hinterland, jedoch entlang von Flüssen oder Kanälen. Neben anderen Industriezweigen benötigen insbesondere diese beiden enorme Mengen an Wasserstoff für die Herstellung von „direkt reduziertem Eisen“ (DRI) sowie für die Produktion nachhaltiger Flugkraftstoffe (SAF). Siehe  Diagramm Abbildung 1.

Welche spezifischen Standortbedingungen müssen gegeben sein, damit die der Gesamtwirkungsgrad eine LOHC-Wertschöpfungskette wirtschaftlich ist?

 

Die Standortbedingungen erfordern einen möglichst hohen Kapazitätsfaktor. Ein Beispiel: In der Nähe von Leverkusen erreicht eine Windkraftanlage einen Kapazitätsfaktor von knapp über 20 Prozent. Auf der Wiking Bank, zwischen den Shetlandinseln und Südnorwegen, liegt dieser Wert bei knapp unter 60 Prozent. Dies entspricht bei der Turbinenjahresleistung einem Wirkungsgrad bedingt nur durch den Aufstellungsort der Turbine von 300 Prozent.

Die Hydrierung (bei der der Wasserstoff im „Liquid Organic Hydrogen Carrier“ gespeichert wird) auf dem schwimmenden „Offshore-H₂-Generator“ ist ein exothermer Prozess. Dabei wird chemisch so viel Wärme freigesetzt, dass das durch Verdampfung/Kondensation entstehende Süßwasser ausreicht, um den Bedarf des Elektrolyseurs zu decken. Zur Dehydrierung beim industriellen Off-taker des sicher verpackten Wasserstoffs aus dem LOHC wird eine große Menge an Wärme benötigt. Diese Wärme wird synchron während des DRI-Verfahrens, der FT-Synthese (SAF) oder in einer Festoxid-Brennstoffzelle (SOFC) erzeugt und für die interne Sektorenkopplung genutzt, siehe Abbildung 2. Viel wichtiger als der Wirkungsgrad ist jedoch der Preis den der Off-Taker zahlen muss, da oft die Infrastruktur für die Lagerung und den Transport mehr Kosten erzeugt als die Produktion selbst.

Wer hat in Ihrem Konzept die wissenschaftliche Validierung übernommen und was sind die Kernerkenntnisse? Welche weiterführenden Forschungsansätze gibt es?

Die Technische Universität Hamburg (TUHH), Institut für Strömungslehre und Schiffstheorie (FDS) ist für die  Offshore-Simulationen der Verankerung, des Schwimmkörpers und der Windkraftanlage tätig. Nachdem sie ihr Fachwissen aus der Schiffspropellertheorie erfolgreich auf Windrotoren übertragen haben, haben sie sich unter der Leitung von Herrn Prof. Moustafa Abdel-Maksoud in den letzten Jahren zu einem der weltweit führenden Institute für schwimmende Windenergieanlagen entwickelt. Zudem wurde dort die Strömungsdynamik im Hydrierungsreaktor simuliert. Die Chemiker der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) haben eng mit der TUHH zusammengearbeitet, um den Betrieb des LOHC-Hydrierungsreaktors auf einer schwimmenden Plattform sicherzustellen. Das Institut unter der Leitung von Professor Peter Wasserscheid und der Doktorandin Bilge Su Subasi hat herausgefunden, dass die Anlage effizienter arbeitet als eine statisch an Land befestigte Anlage. Interessierte finden diese Veröffentlichung hier.

 

Was sind die wichtigsten Erkenntnisse der Forschung zur CO₂‑Abscheidung aus Meerwasser und zur möglichen offshore‑Herstellung von Methanol?

 

Das Verfahren zur „CO₂-Abscheidung aus Meerwasser“ wurde ebenfalls in Norddeutschland entwickelt, genauer gesagt am Geomar in Kiel unter der Leitung von Herrn Prof. Anton Eisenhauer. Das Schweizer Klimatechnologieunternehmen CarbonOcean AG und seine in Kiel ansässige Tochtergesellschaft, die CarbonOcean Engineering GmbH, haben sich die Kommerzialisierung dieser Technologie zur Aufgabe gemacht. Wir sind sehr daran interessiert, diese Technologien mit unseren eigenen zu kombinieren, damit wir Methanol direkt aus CO₂ und H₂ herstellen können. Allerdings wollen wir nicht den zweiten Schritt vor dem ersten tätigen.

Welchen Zeitplan haben Sie für das laufende Fördervorhaben bis Ende 2026? Wann kann der Prototypenbau und perspektivisch die Serienproduktion beginnen?

Wir werden das Vorhaben erfolgreich zum Jahresende abschließen können. Bis dahin haben wir unser „Conceptual Design“ fertiggestellt.

Alle Beteiligten haben nachgewiesen, dass die Anlage keinen Engpass hat, mit Standardkomponenten schnell auf Schiffswerften zusammenbaubar ist, optimiert und sehr effektiv funktioniert. Der Wasserstoff lässt sich in LOHC kostengünstig zu industriellen Off-Taker mit bestehender Infrastruktur der Ölindustrie transportieren.

Die CRUSE Offshore GmbH baut einen projektbegleitenden Ausschuss aus mehreren Zulieferern und spezialisierten Ingenieurbüros auf. Dieses soll das „Basic Design“ einschließlich der Prüfung durch Klassifikationsgesellschaften bis Herbst 2027 abschließen. Anschließend wird der Bauauftrag an eine Werft vergeben werden.

Im Sommer 2028 beginnen die ersten Tests der einzelnen Systeme. Voraussichtlich 2028/2029 geht das Pilotprojekt für etwa zwei Jahre in das METCentre in Norwegen.

Was sind die bevorzugten Partner bzw. Bauort für das Pilotprojekt?

Bevorzugt sind strategische Partner wie Reedereien oder große industrielle Off-Taker. Auch Risikokapitalpartner, die in den laufenden Ausstieg aus fossilen Brennstoffen investieren, haben gute Chancen auf einen sehr vorteilhaften Ausstieg. Das Pilotprojekt wird voraussichtlich auf einer Werft in Norddeutschland realisiert.

Welche industriellen Partner sind für den Prototypenbau und den anschließenden Hochlauf von Wasserstoffparks besonders wichtig?

Es ist zu erwarten und zu wünschen, dass die Offshore-Energieunternehmen bis dahin daran interessiert sein werden, unser Verfahren zu nutzen, um schrittweise mit erneuerbarer Energie flüssiges LOHC statt fossiler Brennstoffe zu produzieren, zu handeln und zu liefern. Auf diese Weise werden die Ölkonzerne zu „grünen Molekül“-Unternehmen und können den „Champagner“ der Energiewende zu erschwinglichen Schaumweinpreisen anbieten.

Was macht das Projekt für Investoren besonders spannend? Welche Arten von Investoren werden gesucht?

Nachhaltige Gewinne durch grüne Energie erzielen. Investoren, die langfristig in ein regionales Energieversorgungssystem investieren möchten, das mithilfe der bestehenden Infrastruktur rasch ausgebaut werden kann. „The Hamburg Declaration“ von Anfang 2026 und die politisch gewünschte „europäische Energiesouveränität“ sind nur einige neue Stichworte in der logischen Entwicklung, die wir derzeit erleben.