Das Fraunhofer IEE hat eine Studie zur Effizienz der Offshore-Wasserstoffproduktion veröffentlicht. Die Untersuchung kommt zu dem Schluss, dass die Erzeugung von Wasserstoff auf See wirtschaftlicher ist als an Land. Grund dafür ist die direkte Nähe zu den Offshore-Windkraftanlagen.
Die Studie betrachtet die Ausweitung des deutschen 70-GW-Ausbauziels für Offshore-Windenergie und untersucht die wirtschaftlichen Auswirkungen der Wasserstoffproduktion. Die Forschenden verglichen zwei Szenarien: die Wasserstoffproduktion auf zwei Offshore-Energieinseln, die mit jeweils 10 GW Offshore-Windenergie verbunden sind, und den vollständigen Stromtransport über Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung (HGÜ-) Kabel ans Festland. Der Standort der Energieinseln liegt etwa 150 Kilometer von der Küste entfernt.
Die Studie prognostiziert jährliche Einsparungen von bis zu 4,3 Milliarden Euro für das deutsche Energiesystem durch Offshore-Wasserstoffproduktion. Diese Einsparungen resultieren hauptsächlich aus geringeren Netzausbaukosten, insbesondere für Leitungen von der Küste ins Landesinnere, sowie durch eine höhere Auslastung der HGÜ-Leitungen.
Schematische Modellierung von Offshore-Windparks mit den elektrischen Verbindungsleitungen im Nordseeraum (© Fraunhofer IEE)
Vergleich verschiedener Ausbau-Szenarien
Die Untersuchung betrachtet zwei Szenarien für den 70-GW-Ausbau der Offshore-Windenergie in Deutschland:
- Wasserstoff-Pipeline-Verbindung zu den Inseln ohne Netzanschluss
- Wasserstoff-Pipeline-Verbindung mit begrenzter Netzanbindung
Das zweite Szenario beinhaltet eine zusätzliche AC-Verbindung zwischen den Inseln und den Offshore-Konverterplattformen, die eine Verbindung zu anderen Windparks herstellt. Dies erhöhe die Flexibilität des Gesamtsystems und steigere die Effizienz des Energiesystems.
In Zeiten niedriger Preise und eines hohen Angebots an erneuerbarem Strom wird der Strom aus der Offshore-Windenergie in Wasserstoff umgewandelt, während in Zeiten eines geringen Angebots an erneuerbarer Energie und tendenziell höherer Preise der Offshore-Strom zur Deckung des Strombedarfs genutzt und damit direkt in das deutsche Stromnetz eingespeist wird. Dies erhöhe die Flexibilität des gesamten Energiesystems und führe zu positiven Systemeffekten.
Die Studie wurde im Auftrag der Copenhagen Energy Islands ApS durchgeführt. Durch die unmittelbare Nähe zur erneuerbaren Energiequelle werden durch die Offshore-Wasserstofferzeugung Energieverluste minimiert und Investitionen in lange Stromtransportwege reduziert. Dies führe zu erheblichen Effizienzgewinnen für das gesamte Energiesystem.
