Überschüssigen Windstrom nutzen, um industrielle Prozesse von Unternehmen umweltfreundlicher zu machen. Das ist die Idee hinter dem Projekt Westküste100 in Schleswig-Holstein. Dafür setzt das Forschungsteam auf Wasserstoff. Wo die Partner das Gas einsetzen wollen und wie sie damit den Ausstoß von Treibhausgasen senken.

Die Windenergie-Region im Norden Deutschlands ist seit dem 1. August offiziell Schauplatz für das erste Reallabor der Energiewende mit dem Schwerpunkt Wasserstoff. Ziel des Vorhabens Westküste100: Das Energiesystem sowie den Industriesektor dekarbonisieren, also dazu bringen, weniger Kohlenstoffdioxid (CO₂) auszustoßen und so umweltfreundlicher zu machen. Im Zentrum des Projekts stehen deshalb die nachhaltige Erzeugung von Wasserstoff sowie die systematische Erforschung von Speicher- und Transporttechnologien des Gases. Getestet wird das in industriellem Maßstab.

Aus Offshore-Windstrom wird nachhaltiger Wasserstoff

Der Schwerpunkt der Arbeit in dem Reallabor liegt darauf, sogenannten grünen, mittels Öko-Strom hergestellten Wasserstoff im Rahmen von Elektrolyseverfahren zu erzeugen. Die Energie für diesen Umwandlungsprozess sollen Offshore-Windenergieanlagen liefern. Dazu wird in der Raffinerie Heide ein integriertes 30-Megawatt-Elektrolysesystem aufgebaut, das Wasser in seine elementaren Bestandteile, Wasserstoff und Sauerstoff, zerlegt. Die Wärme, die dabei als Nebenprodoukt entsteht, wird in ein bestehendes Wärmenetz eingeleitet und kann so beispielsweise in einem Gewerbepark genutzt werden.

Das Forschungsteam von Westküste100 untersucht außerdem, wie der hergestellte Wasserstoff optimal unterirdisch gespeichert und stets zuverlässig und sicher transportiert werden kann.

Nicht nur die Prozesswärme ist ein Nebenprodukt der Elektrolyse. Der Sauerstoff, der dabei entsteht, könnte wie der Wasserstoff dazu beitragen, Industrieprozesse sauberer zu machen. Ein Forschungsteam ermittelt im Zementwerk Lägerdorf, wie die Abgase, die bei der Verbrennung entstehen, mithilfe des Sauerstoffs verringert werden können.

Kreislaufwirtschaft stärken und CO₂ als Rohstoff nutzen

Vollkommen lässt sich der Ausstoß von Kohlenstoffdioxid bei dem Verbrennungsprozess jedoch nicht vermeiden. Allerdings soll das klimaschädliche Treibhausgas nicht mehr vollständig in die Atmosphäre entweichen. Stattdessen soll das CO₂ als Rohstoff verwendet werden, um etwa den chemischen Grundstoff Methanol oder Öko-Treibstoff für Flugzeuge herzustellen. Auch dies ist Teil des Verbundprojekts Westküste100.

Insgesamt elf Verbundpartner beteiligen sich neben dem Koordinator Raffinerie Heide an dem Reallabor Westküste100: Hynamics Deutschland, Holcim Deutschland, Open Grid Europe, Ørsted, Stadtwerke Heide, thyssenkrupp Industrial Solutions, H2 Westküste, Thüga sowie die Entwicklungsagentur Region Heide und die Fachhochschule Westküste. Das bewilligte Fördervolumen zum Projektstart am 1. August 2020 beläuft sich auf 30 Millionen Euro.

Die Reallabore der Energiewende tragen im Rahmen des 7. Energieforschungsprogramms der Bundesregierung dazu bei, dass neue Technologien und Lösungen für die Energiewende unter bestehenden Bedingungen und im industriellen Maßstab getestet werden. So gelingt der Transfer von der Wissenschaft in den Markt künftig noch schneller. (kkl)