Energiemanagement mit Offshore-Windparks und Wasserstoffspeicherung

Hauptursache für Probleme bei der Netzanbindung erneuerbarer Energiequellen ist deren fluktuierende Bereitstellung von Leistung. Angesichts der geplanten Dimensionen von Offshore-Windparks gewinnt diese Problematik mehr und mehr an Bedeutung.

Offshore-Windparks sind Anlagen mit dem Potenzial zur Erzeugung von großen Mengen elektrischer Energie. Für den deutschen Küstenraum sind bis zum Jahr 2030 Parks mit einer installierten Leistung von über 30 GW geplant. Der Windpark Sandbank 24  zum Beispiel, der in der Nordsee entstehen wird, soll in sieben Stufen mit knapp 1.000 Windkraftanlagen ausgerüstet werden. Die gesamte installierten Leistung wird mehr als  3 GW betragen.

Allein für die 80 Anlagen der Pilotphase wird mit einem jährlichen Ertrag von 1,6 Milliarden kWh gerechnet. Das entspricht rund einem Drittel des Stromverbrauchs im Bundesland Bremen.

Die Kombination von Windparks mit der Speicherung von Energie in Form von Wasserstoff kann die Integration der Windenergie in die bestehende Stromversorgungsstrukturen erleichtern. Darüberhinaus kann Wasserstoff dazu beitragen, das Nutzungsspektrum von Windenergie erweitern. Mit einem System aus Elektrolyseur, Wasserstoff-Speicher  und Brennstoffzellen  wird ein flexibles Energiemanagement möglich:

• Der Hauptteil des erzeugten Windstroms wird direkt ins elektrische Verbundnetz eingespeist.
• Überschüsse der Stromproduktion, die den aktuellen Bedarf übersteigen, spalten im Elektrolyseur Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff. Der Sauerstoff wird in die Umgebungsluft entlassen, der Wasserstoff gespeichert.
• Die Speicherung des Wasserstoffs erfolgt in Druckspeichern oder in Metallhydrid-Speichern.
• In Brennstoffzellen wird der Wasserstoff mit (Luft-) Sauerstoff unter Erzeugung von elektrischem Strom in Wasser zurückverwandelt. Dieser Prozess kann innerhalb von Sekunden gestartet werden und lässt sich somit auch zur Erzeugung von Regelenergie  und Spitzenlaststrom einsetzen.
• Die Brennstoffzellen außerdem dazu beitragen, die vom Gesamtsystem Windpark und Wasserstoff-/ Brennstoffzelleneinheit abgegebene Leistung zu verstetigen.

Die technische Entwicklung von Wind-Wasserstoff-Systemen wird in verschiedenen Forschungs- und Entwicklungsvorhaben vorangetrieben. PLANET trägt in den Projekten HyWindBalance und RES2H2 dazu bei.

Ein Teil des Wasserstoffs kann in andere Bereiche der Energienutzung vermarktet werden, zum Beispiel in den Verkehrssektor.

mehr: Mit Wasserstoff zu sauberem Straßenverkehr