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Wasserstoff: "Grünes" Gas für Bremerhaven

Grüner Wasserstoff aus Windstrom - Testbetrieb eines Elektrolyse-Testfeldes und von Anwendungsentwicklungen


Das Fraunhofer-Institut für Windenergiesysteme (IWES) baut in einem Modellprojekt ein Elektrolyse-Testfeld auf, um "grünen" Wasserstoff herzustellen. Ziel ist es durch Elektrolyse regenerativ erzeugten Strom in Wasserstoff umzuwandeln und so zu speichern.

Das Modellprojekt läuft erst einmal zwei Jahre. Ab Frühjahr 2020 soll im größten Hangar des früheren Flugplatzes mit dem Strom einer acht Megawatt Windenergieanlage durch Elektrolyse Wasserstoff produziert werden. Der Strom soll perspektivisch in der Industrie oder auf dem Mobilitätssektor verwendet werden. Dabei soll das Verfahren herstellerunabhängig geprüft und optimiert werden.

Das perspektivische Ziel ist es, in einem Forschungsbetrieb privaten Kunden die Möglichkeit zu geben, die elektrischen Eigenschaften von neuen Elektrolyseuren im Zusammenspiel mit der fluktuierenden Stromeinspeisung aus erneuerbaren Energien zu testen. Auch moderne Steuerungs- und Überwachungssysteme in Bezug auf Netzstabilisierung mit Hilfe der Wasserstoffspeicherung sowie Speichermethoden sollen erforscht und entwickelt werden.

Neben der Teststruktur wird auch die Erprobung von Anwendungsfeldern gefördert. Ziel der Forschung ist es, für insgesamt vier Bereiche eine CO2 neutrale Versorgung mittels Wasserstoff zu erreichen, beispielsweise alternative Kraftstoffe für die maritime Wirtschaft und Schifffahrt nutzbar zu machen.


Programme
EFRE Bremen 2014 - 2020
Prioritätsachse / Förderbereich
Prioritätsachse 3 - Die CO2-Achse
SZ9: Etablierung und Anwendung neuer Technologien zur Senkung der CO2- Emissionen in der Wirtschaft
Gesamtvolumen (in )
19.783.300,00
Volumenaufteilung
davon nationale öffentliche Mittel: € 9.891.650
davon EFRE-Mittel: € 9.891.650
Laufzeit
01.01.2020 - 31.12.2021
Umsetzungsort
Stadt Bremerhaven
Kontakt
Frau Maja Pfeifer
Die Senatorin für Wissenschaft und Häfen
Referat 34
Zweite Schlachtpforte 3,
28195 Bremen
Tel.: +49 421 361-8582
Fax: +49 421 496-8582
E-Mail: maja.pfeifer@wah.bremen.de


Wasserstoff – grünes Gas für Bremerhaven

Erneuerbare Energien und entsprechende Technologien zur Gewinnung sind ein zentrales, gesellschaftspolitisches Thema. Derzeit werden anwendungsorientierte Möglichkeiten regional identifiziert. In Norddeutschland hat die Windkraft ein erhebliches Ausbaupotential. Schwierig ist, dass das Energieaufkommen und der Energiebedarf zeitlich auseinanderfallen. Bisher kann regenerativer Strom daher häufig nicht genutzt werden, da dieser aufgrund von Netzengpässen nur begrenzt umverteilt werden kann.

Wasserstoff als ökologischer und ökonomischer Faktor

Wasserstoff spielt als Speichermöglichkeit von gewonnener „grüner“ Windenergie für Norddeutschland und das Land Bremen eine wesentliche Rolle. Der aus Windenergie gewonnene „grüne“ Strom soll durch Elektrolyse in Wasserstoff umgewandelt werden. Auf diese Weise kann der so gewonnene Wasserstoff als Energiespeichermedium genutzt werden und die gespeicherte Energie kann an einem anderen Ort und/oder zu einer anderen Zeit genutzt werden.

Im Mai 2019 wurden die „Eckpunkte einer Norddeutschen Wasserstoff-Strategie“ von der Konferenz der Norddeutschen Länder (KND) verabschiedet. Gemeinsam haben die Norddeutschen Länder festgestellt, dass „der Aufbau einer grünen Wasserstoffwirtschaft […] nicht nur eine bedeutende ökologische (Energiewende, Klimaschutz, Luftreinhaltung, Lärmminderung), sondern auch eine ökonomische (Wertschöpfung, Standortsicherung, Unternehmensgewinne, Steuereinnahmen) und soziale Dimension (Arbeitsplätze)“ hat. Ein Ausbau der Wasserstoffwirtschaft kann „deshalb als Beispiel für eine „Green Economy“ sowie eine ganzheitliche Umsetzung der Energiewende gelten und leistet somit einen Beitrag zur Erreichung der UN-Nachhaltigkeitsziele.“ Weiter wird formuliert, dass „die norddeutschen Länder […] ihre günstigen Standortbedingungen nutzen und daraus einen komparativen Standortvorteil für Norddeutschland generieren wollen, indem sie jetzt den Aufbau einer grünen Wasserstoffwirtschaft initiieren.“ Ziel dabei soll sein, eine „führende Region mit vollständiger Wertschöpfungskette einer grünen Wasserstoffwirtschaft zu etablieren und zu festigen und bis 2025 erste sichtbare Schritte beim Aufbau, insbesondere in den Bereichen Akteursvernetzung, Aufbau von technischen Anlagen sowie Fortschritte bei wettbewerbsfähigen Geschäftsmodellen zu erreichen.“

Derzeit ist die Wasserstofftechnologie noch nicht erfolgreich am Markt etabliert. Dies liegt zum einen an sehr hohen Investitions- und Betriebskosten und zum anderen an den ebenfalls hohen Umrüstungskosten auf der Nutzerseite. Ganzheitliche Modellversuche (Produktion, Verteilung, Nutzung) der Wasserstoffwirtschaft sollen diesen Wirkungskreislauf durchbrechen und damit die realen Kosten für Herstellung, Verteilung und Nutzung von Wasserstoff mittelfristig senken.

Bremerhaven als Wasserstoffstandort

Die Offshore-Windenergiewirtschaft hat sich in den letzten Jahren trotz aller Turbulenzen in Bremerhaven etabliert, angesiedelt im südlichen Fischereihafen in Bremerhaven. Im wissenschaftlichen Bereich wird seit 2009 das Fraunhofer-Institut für Windenergiesysteme IWES mit dem Rotorblattkompetenzzentrum und dem Gondelprüfstand (DynaLab) aufgebaut. Darüber hinaus ist die Hochschule Bremerhaven mit dem Institut für Windenergie (fk-wind) ebenfalls im Bereich der Windenergieforschung und der Anwendung von „grünem“ Wasserstoff tätig.

Vor diesem Hintergrund ist das Thema „Speicherung von Windenergie durch Wasserstoff“ am Standort Bremerhaven die konsequente Weiterentwicklung. Bremerhaven soll ein „Kompetenzzentrum für Wasserstoff“ werden und bei der Entwicklung eines neuen Wirtschaftszweiges eine wichtige Rolle einnehmen.

Der Bremer Senat hat sich zu dem Thema im Mai 2019 positioniert und sieht „durch den Aufbau einer neuen Wertschöpfungskette im Bereich des grünen Wasserstoffes einen wichtigen strukturpolitischen Anreiz, der zu zusätzlichen Arbeitsplätzen führen kann.“ (BB Drs. 19/2191, S. 8). Auch im Koalitionsvertrag der 20. Wahlperiode der Bremischen Bürgerschaft 2019-2023 wird hervorgehoben, dass zur Erreichung der Klimaziele „…Technologien wie Power-to-X und die Weiterentwicklung von Wasserstoff als Energieträger…“ eine wichtige Rolle spielen. Neben einem Fokus auf dem Mobilitätssektor (besonders ÖPNV, Schiffsverkehr und Bahn) soll „…besonderes Augenmerk auf der Erzeugung von grünem Wasserstoff…“ liegen und für den Standort Bremerhaven explizit herausgestellt werden (Z. 927ff).

Testgebiet Fischereihafen und angrenzende Gebiete

Im Herbst 2018 hat der Senator für Wirtschaft, Arbeit und Häfen im Rahmen des EFRE Programms 2014-2020 bei der Hochschule Bremerhaven ein integrales Nutzungskonzept „Grüner Wasserstoff“ (aus regenerativen Energien gewonnener Wasserstoff) für das Gebiet des Fischereihafen Bremerhaven und angrenzende Gebiete in Auftrag gegeben.

Untersuchungsgegenstand des Konzepts war es, ausgehend von den vorgegebenen Sachverhalten im definierten Gebiet Maßnahmen zur Produktion, Speicherung, Verteilung und Verwendung von Wasserstoff aufzuzeigen. Die Studie empfiehlt, ein modulares Elektrolyseursystem zur Produktion von „grünem“ Wasserstoff schrittweise und in Abhängigkeit zu der sich entwickelnden Nachfrage aufzubauen. Infolgedessen hat das Fraunhofer-Institut für Windenergiesysteme IWES ein Konzept für ein Modellprojekt (Elektrolyse-Testfeld) erarbeitet. Parallel ist geplant, eine Studie bei der Hochschule Bremerhaven zu beauftragen, die verschiedene Fragestellungen der Anwendungsentwicklung beinhaltet.

Angestrebtes Ziel ist es Voraussetzungen zu schaffen, um das Areal des Fischereihafens Bremerhaven sukzessive auf die Nutzung von Wasserstoff umzustellen. Außerdem soll das angrenzende Gebiet des nachhaltig zu entwickelnden Gewerbegebietes Lune Delta von Anfang an auf die Nutzung von Wasserstoff ausgelegt werden.

Projekt auf der Webseite des WK
Pressemitteilung des Senats
Pressemitteilung des Senats zur Wasserstoff-Strategie