HydrASys: Hydrogen-Autonomous Energy System

Auf einen Blick

• Autonome Messeinrichtungen auf dem Meer werden zwar meist über Kleinwindenergie- oder PV-Anlagen versorgt, verfügen aber häufig auch über ein Dieselnotstromaggregat. Diese sind nicht nur aufwändig und teuer in der Wartung, sondern stellen durch die Verwendung fossiler Treibstoffe eine CO₂-Quelle dar.
• Im Forschungsprojekt HydrASys entwickeln die Projektpartner ein industrietaugliches System zur Verwendung von reinem Wasserstoff als Energieträger für autonome Messeinrichtungen im Offshore-Bereich.
• Das projektkoordinierende Fraunhofer IWES ist unter anderen für den Aufbau und Test des HydrASys-Prototyps verantwortlich.

Herausforderung

In der Deutschen See sind unzählige autonome Messeinrichtungen wie Messtonnen oder Plattformen im Einsatz, um meteorologische und hydrologische Daten zu erfassen. Für den weiteren Ausbau der Offshore-Windenergie werden zudem Langzeitmessungen nötig, um die notwendige Datenbasis für künftige Projekte zu sammeln. Die Energieversorgung dieser Messeinrichtungen wird in der Regel von regenerativen Energiequellen wie Wind und Solar gedeckt. Solarzellen und Kleinwindenergieanlagen können aber durch Stürme und Wellenschlag beschädigt werden. Daher verfügen die Messstationen zusätzlich über ein Notstromaggregat, bei dem es sich meist um ein Dieselaggregat handelt. Dieselaggregate müssen regelmäßig gewartet werden. Zudem sind sie reparaturanfällig und ein Ausfall zieht meist kostenintensive Offshore-Einsätze nach sich, welche oftmals nur bei gutem Wetter möglich sind. Nicht zu vergessen sind der Ausstoß von CO₂ und die Gefahr von Öl- und Treibstoffleckagen im sensiblen Ökosystem des Meeres.

Naheliegend ist daher, die Notstromversorgung der Messeinrichtungen auf grünen Wasserstoff umzustellen. Die große Herausforderung ist hier die Speicherung ausreichend großer Mengen grünen Wasserstoffs für den Betrieb über einen möglichst langen Zeitraum. So ist bei herkömmlichen Druckbehältern mit 300 bar nur ein Bruchteil der benötigten Energiemengen in der Boje speicherbar, da oftmals der Platz sehr begrenzt ist.

Lösung

Hier setzt das Verbundprojekt HydrASys an. Die Projektpartner entwickeln ein industrietaugliches System zur Verwendung von grünem Wasserstoff als Energieträger für autonome Messeinrichtungen im Offshore-Bereich. Im Zentrum steht eine innovative Speichertechnologie auf Basis eines Unterwasser-Metallhydrid-Speichers, die eine höhere volumetrische Speicherkapazität als herkömmliche Druck- oder Flüssigspeicher ermöglicht. Ferner soll ein industrietaugliches Betankungssystem entwickelt werden, das ein Auftanken von Bord eines Schiffes aus ermöglicht.

Das projektkoordinierende Fraunhofer IWES ist unter anderem für den Aufbau und Test des HydrASys-Prototyps verantwortlich. Die Implementierung des Speichers in die am Institut entwickelte LiDAR-Messboje wird die Praxistauglichkeit des Systems unter Beweis stellen.

Mehrwert  

HydrASys trägt dazu bei, die Offshore-Windindustrie klimafreundlicher zu gestalten. So werden beispielsweise die drei Forschungsplattformen FINO I bis III bislang ausschließlich mit Diesel versorgt, was einen hohen CO2-Ausstoß verursacht. Zudem sind unzählige Stromaggregate in verschiedenen Systemen auf See verbaut, welche mit fossilen Treibstoffen betrieben werden.

Gleichzeitig hilft HydrASys, das „Henne-Ei-Problem“ der Wasserstoffindustrie zu lösen. Das Forschungsprojekt sorgt für ein größeres Nutzungsspektrum von Wasserstoff und erweitert den Kreis der Abnehmer. Dadurch wird die Produktion von grünem Wasserstoff wirtschaftlich und energetisch interessanter.