För första gången har ett havsbaserat vindkraftverk framgångsrikt producerat grön vätgas utan att vara anslutet till elnätet. Detta är en viktig framgång för det tyska flaggskeppsprojektet H2Mare, som stöds av det federala utbildnings- och forskningsministeriet. Projektet har som mål att möjliggöra produktion av vätgas till en lägre kostnad genom att eliminera kostnaderna för anslutning till elnätet och minska energiförluster.
Även om den första framgången för H2Mare rapporteras från tester på land, där två elektrolysörer kopplades till ett vindkraftverk, är målet att i framtiden flytta tekniken till havsbaserade anläggningar. Projektpartners som Siemens Gamesa, RWE, Fraunhofer-institutet och Forschungszentrum Jülich arbetar tillsammans för att göra grön vätgasproduktion mer kostnadseffektiv.
– Vindförhållandena till havs är idealiska för att generera förnybar elektricitet. Genom att producera vätgas direkt från vindkraftverk utan nätanslutning kan vi minska kostnaderna avsevärt jämfört med landbaserad produktion, säger en representant från Siemens Gamesa.
Direktkoppling av elektrolysörer till vindkraftverk
H2Mare-projektet undersöker produktionen av grön vätgas och andra power-to-X-produkter till havs. Den direktkopplade tekniken gör att vindkraftverk kan generera vätgas utan behov av en anslutning till elnätet. Detta ger möjlighet till storskalig produktion till lägre kostnad och med högre effektivitet. Förutom de ovannämnda partnerna stöds Fraunhofer IWES av samarbeten med andra Fraunhofer-institut inom projektet, vilket bidrar till forskningen kring vätgasproduktion offshore.
Analyser och optimering av material och system
Inom projektet bedrivs också omfattande forskning för att analysera och modellera hur olika komponenter, såsom stackmaterial i elektrolysörer, beter sig under de tuffa förhållandena till havs. Fraunhofer IWES genomför kemiska, elektrokemiska och mekaniska tester på material för att fastställa deras egenskaper och nedbrytningsbeteende.
– Vi analyserar materialförändringar på mikronivå och korrelerar resultaten med driftsförhållanden och miljöfaktorer, säger en forskare från Fraunhofer IWES.
Denna analys hjälper forskare att förstå vilka materialoptimeringar som behövs för att förbättra prestandan och livslängden på vätgasproducerande system till havs.
Testanläggning för avsaltning och energilagring
Ett viktigt delmål inom H2Mare är att bygga en testanläggning för att undersöka avsaltning av havsvatten, kopplad direkt till en PEM-elektrolysör. Genom att använda spillvärme från elektrolysprocessen för att driva avsaltningsanläggningen kan effektiviteten i vätgasproduktionen öka avsevärt.
– Den dynamiska karaktären hos elektriciteten från vindkraftverk ställer krav på systemens kompatibilitet, men vi arbetar för att optimera systemet för att maximera effektiviteten, förklarar en av projektets ingenjörer.
Tekno-ekonomiska simuleringar för systemoptimering
För att utveckla optimala energisystem använder H2Mare-projektet co-simulering som ett verktyg. Genom att länka samman olika modeller, från energiproduktion till underhåll och drift, kan utvecklingstider kortas och simuleringsmodeller återanvändas i nya sammanhang. Det ger en mer flexibel och effektiv process.
– Co-simuleringen är avgörande för att säkerställa att vi kan bygga modulära system som är kostnadseffektiva och skalbara, säger en forskare vid Fraunhofer IWES.
Storskalig produktion i sikte
H2Mare-projektet, som startade i april 2021 och löper fram till 2025, syftar till att ta fram nyckelinsikter och demonstratorer för direktkopplad vätgaselektrolys till havs. Målet är att utveckla en demonstrator i megawattklassen och att på sikt påbörja storskalig vätgasproduktion i Nordsjön senare under detta decennium.
– Vi strävar efter att bana väg för en framtid där grön vätgas kan produceras i stor skala direkt från havsbaserade vindkraftverk, utan att förlita sig på elnätet, avslutar en talesperson för projektet.
Projektet H2Mare markerar en milstolpe inom vätgasproduktion och förnybar energi, och kan spela en avgörande roll för framtidens energiomställning.
Hydrogen News