Wilhelmshaven Green Energy Hub

Wilhelmshaven Green Energy Hub

PROJEKTE

Wilhelmshaven Green Energy Hub

Der Import von grünem Wasserstoff über Wasserstoff-Terminals stellt eine entscheidende Voraussetzung für den Aufbau einer Wasserstoffwirtschaft in Deutschland dar. Die niedersächsische Küste mit ihrem Tiefwasserhafen in Wilhelmshaven bietet hierfür ideale Gegebenheiten. Die Tree Energy Solution (TES) hat sich daher dazu entschieden, ein Wasserstoff-Terminal in Wilhelmshaven zu errichten, das den Import von grünem Wasserstoff im Großmaßstab ermöglicht. Das geplante Terminal umfasst dabei sechs Schiffsliegeplätze und insgesamt zehn Tanks mit einer Speicherkapazität von 2.000.000 Kubikmeter. Laut Planungen können in Zukunft über das Terminal bis zu 250 TWh grüne Gase pro Jahr importiert und daraus mehr als 5 Millionen Tonnen Wasserstoff erzeugt werden – was einem Zehntel des gesamten jährlichen Primärenergiebedarfs in Deutschland entspricht.

Zur Deckung des Wasserstoffbedarfs wird Deutschland in Zukunft aus verschiedenen Ländern grünen Wasserstoff importieren müssen. Hierfür ist die entsprechende Infrastruktur nötig, welche die Anlandung, die Einspeicherung und den Transport in das Wasserstoffleitungsnetz ermöglicht. Genau dies ist im Projekt Wilhelmshaven Green Energy Hub vorgesehen, das von Tree Energy Solution (TES) umgesetzt wird.  In Wilhelmshaven sollen hierzu sechs Schiffsliegeplätze errichtet werden, die „Suezmax-kompatibel“ sind – sodass auch große Schiffe in Wilhelmshaven anlanden können („Suezmax“ beschreibt eine Schiffsgröße, die für die Durchfahrt durch den Suezkanal in beladenem Zustand zulässig ist).

TES will den grünen Wasserstoff dabei auch selbst herstellen – in Ländern mit einem sehr hohen Angebot an Wasser-, Wind oder Solarkraft. Die Erneuerbaren werden in den Erzeugerländern zur Elektrolyse genutzt, um zunächst grünen Wasserstoff herzustellen. Nach der Elektrolyse wird dem Wasserstoff Kohlenstoffdioxid hinzugefügt, um grünes CH4 (Methan) herzustellen, welches anschließend per Schiffsflotte nach Wilhelmshaven transportiert werden kann. Hier wird das CH4 wieder in Wasserstoff umgewandelt, das entstehende CO2 abgeschieden und in einem Kreislaufsystem wieder in die Erzeugerländer zur weiteren Verwendung zurückgeführt.  

Wilhelmshaven Green Energy Hub im Modell © Tree Energy Solution

Ab 2026 ist der Betriebsbeginn des Terminals geplant und damit der erste Import grüner Moleküle. In dieser Anfangsphase werden voraussichtlich 25 TWh grünes Methan pro Jahr importiert – hieraus kann mehr als eine halbe Million Tonnen Wasserstoff erzeugt werden. Während der Hochlaufphase ab dem Jahr 2030 wird die Leistung sukzessive gesteigert, sodass schließlich bis zu 250 TWh pro Jahr – und damit mehr als 5 Millionen Tonnen Wasserstoff – importiert bzw. erzeugt werden kann.  

Das Projekt will dabei die guten Standortbedingungen in Wilhelmshaven nutzen und auf die Speicher- und Transportinfrastruktur zurückgreifen, die aktuell in Niedersachsen aufgebaut wird. So soll eine Anknüpfung an die unterirdischen Salzkavernen-Speicher in Etzel hergestellt werden und die im Rahmen des Projekts H2ercules errichteten und umgewidmeten Leitungen genutzt werden, die den Transport in den Westen und Süden Deutschlands zu den industriellen Abnehmern ermöglichen. Durch die hohen Importvolumen von bis zu 250 TWh soll das Projekt zur Versorgungssicherheit in Deutschland und der EU beitragen.

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Über TES

Tree Energy Solutions (TES) ist ein Unternehmen für grünen Wasserstoff, das Industrie und Verbraucher mit CO2-neutraler Energie versorgt – in Form von grünem Wasserstoff, grünem Gas und grünem Strom. Um ein Netz mit globaler Reichweite aufzubauen, entwickelt TES derzeit in Deutschland, Belgien, Frankreich, den Niederlanden und den Vereinigten Staaten Standorte für den Import und die Verteilung von Energie.

Logo: © Tree Energy Solution

H2ercules

H2ercules

PROJEKTE

Hydrogen economy

Das geplante Wasserstoffleitungsnetz. ©H2ercules, OGE sowie RWE

H2ercules

Für den Aufbau der Wasserstoffwirtschaft und die erfolgreiche Umsetzung der Energiewende spielt die Infrastruktur eine maßgebliche Rolle. Im Bereich des Wasserstoffs gilt es daher, ein Wasserstoff-Leitungsnetz aufzubauen, das Orte der Wasserstoff-Herstellung im Norden Deutschlands mit den Industriezentren verknüpft. Um diesen bedeutsamen Prozess zu beschleunigen, haben OGE und RWE das Infrastrukturprojekt „H2ercules“ entwickelt, das Verbraucher im Süden und Westen mit der heimischen Wasserstoffproduktion im Norden verbinden soll. Hierfür sind nicht nur 1.500 Kilometer Leitung, sondern auch bis zu 1 Gigawatt Elektrolyse-Kapazität geplant. 

Für den Aufbau des künftigen Wasserstoffnetzes kann ein Großteil des deutschen Erdgasnetzes genutzt werden, da dieses bereits gut ausgebaut ist. Die Umstellung dieser Erdgasleitungen auf Wasserstoff stellt nicht nur die kosteneffizienteste Lösung dar, sondern ermöglicht auch ein schnelles Vorgehen. Allerdings soll das bisherige Gasnetz durch Neubauten ergänzt werden, da es laut der Projektpartner einer strukturellen Neuausrichtung der Gas-Infrastruktur bedarf. Statt von Ost nach West und Süd, muss das Gas, bzw. der Wasserstoff künftig von den Erzeugungsstandorten in Niedersachsen zu den Verbrauchszentren im Westen und Süden fließen. Um dieses Ziel zu erreichen, müssen daher Lücken geschlossen und neue Quellen an das bestehende Leitungsnetz angebunden werden.

Das Projekt wird dabei in zwei Schritten umgesetzt: 2028 soll das Netz von West nach Nord – also vom Ruhrgebiet nach Wilhelmshaven – fertiggestellt werden, bevor 2030 das Netz in den Süden finalisiert wird. Durch diese zeitnahe Umsetzung wollen die Projektpartner die Wasserstoffversorgung der Industrie möglichst zeitnah sicherstellen. Hierdurch soll das bekannte Henne-Ei-Problem durchbrochen werden, da der Industrie der Umstieg auf Wasserstoff durch vorhandene Infrastruktur deutlich erleichtert wird. Die Aufgabenteilung zwischen den Projektpartnern ist dabei klar geregelt: OGE wird die benötigten Leitungen neu errichten, bzw. auf Wasserstoff umstellen und RWE wird eine Elektrolyse-Kapazität von bis zu 1 Gigawatt aufbauen und zudem grünen Wasserstoff importieren.

Das geplante Leitungsnetz. © H2ercules

Neben der Elektrolyse-Kapazität und dem Auf- und Umbau der Pipelines sollen im Rahmen des Projekts „H2ercules“ auch Gaskraftwerke mit mindestens 2 Gigawatt und entsprechende Speicher auf Wasserstoff umgerüstet werden. Bestehende Gaskraftwerke und Gasspeicher an der niederländischen Grenze sollen hierzu umgestellt bzw. an das künftige Wasserstoff-Leitungssystem angeschlossen werden. Hierdurch können weitere Backup-Kapazitäten geschaffen werden, die die künftige Energieversorgung sichern.

Das Projekt soll auch zum Aufbau des europäischen Wasserstoffmarktes beitragen. Denn im Rahmen von H2ercules wird Deutschland an wesentliche Importrouten angeschlossen, sei es über Pipelines aus Belgien und den Niederlanden oder auch aus Norwegen.

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Projektpartner

Die Open Grid Europe GmbH (OGE) ist ein europäischer Fernleitungsnetzbetreiber mit einem Leitungsnetz von ca. 12.000 km.

Logo: © Open Grid Europe GmbH 

RWE_Logo_2018.spng

RWE beschäftigt weltweit rund 19.000 Mitarbeitende und hat das Ziel, bis 2040 klimaneutral zu werden. Hierzu beitragen sollen auch verschiedene Tätigkeiten im Wasserstoff-Sektor. 

Logo: © RWE

H2Move

H2Move

PROJEKTE

H2Move

Das Erdölfeld Mittelplate ist das förderstärkste Erdölfeld Deutschlands und wird seit 35 Jahren von Wintershall Dea betrieben. Das Feld befindet sich im schleswig-holsteinischen Wattenmeer, weshalb ein möglichst umweltschonender Betrieb vorgesehen ist. Im Projekt H2Move sollen die Versorgerschiffe der Bohr- und Förderinsel Mittelplate auf Wasserstoff-Hybrid-Antriebe umgestellt werden. Der hierfür nötige Wasserstoff soll CO2-neutral in Cuxhaven erzeugt werden.

In Cuxhaven wird aktuell eine Elektrolyseanlage mit einer Leistung von 2 Megawatt für die Erzeugung von grünem Wasserstoff errichtet. Dieser soll bei den Versorgerschiffen der Bohr- und Förderinsel Mittelplate zum Einsatz kommen. Um die Tankvorgänge möglichst schnell durchzuführen, werden in Cuxhaven zudem Speicher mit verschiedenen Druckstufen gebaut.

Nach Fertigstellung der Anlage ist vorgesehen, den in Cuxhaven erzeugten Wasserstoff in sogenannten Tankcontainern unter einem Druck von bis zu 350 bar auf die Mittelplate-Schiffe zu befördern. Aus den Containern wird der Wasserstoff dann einer Brennstoffzelle zugeführt, die Strom erzeugt und schließlich den Elektromotor der Mittelplate-Schiffe antreibt.

Die vier Versorgungsschiffe der Mittelplate-Flotte legen laut Angaben von Wintershall Dea jährlich zusammen etwa 12.500 Seemeilen zurück. Als erster Versorger wird das Schiff Coastal Liberty umgerüstet. Allein dieses Schiff verbraucht rund 275.000 Liter Diesel pro Jahr und hat ein Einsparpotenzial von jährlich bis zu 700 Tonnen CO2.

Die Entwicklung und Umsetzung der landseitigen Versorgungsinfrastruktur wird durch die Turneo GmbH umgesetzt, einem Joint Venture aus der Hamburger Karlsson GmbH und der EWE Gasspeicher GmbH aus Oldenburg. Die Firma EnTec Industrial Services GmbH hatte zuvor eine Machbarkeitsstudie in Cuxhaven erfolgreich abgeschlossen. Das Projekt soll letztlich auch den Grundstein für den Aufbau einer regionalen Wasserstoffinfrastruktur in Cuxhaven legen.

Mehr zu dem Projekt gibt es hier.

 

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Über Wintershall Dea

Wintershall Dea sucht und fördert weltweit Öl und Erdgas. Seit mehr als 30 Jahren fördert das Unternehmen am Standort Mittelplate Erdöl. Zunehmend ist das Unternehmen jedoch auch in den Bereichen Wasserstoff und Carbon Capture and Storage (CCS) aktiv.

Logo © Wintershall Dea

Wasserstofftrocknung durch Absorption

Wasserstofftrocknung durch Absorption

PROJEKTE

   

©Uniper

Die Wasserstofftrocknungsanlage von Bilfinger soll die großtechnische Wasserstoffbehandlung ermöglichen.

© Bilfinger

Dezentrale Wasserstofftrocknung durch Absorption

Die Speicherung von grünem Wasserstoff ist ein zentrales Instrument, um die Versorgungssicherheit mit erneuerbaren Energien zu gewährleisten. Kavernenspeicher können dabei – insbesondere in Niedersachsen – geeignete Speichermöglichkeiten bieten. Um den Wasserstoff jedoch wieder verstromen oder aus den Kavernen ins Leitungsnetz einspeisen zu können, muss dieser zuvor getrocknet werden. Bilfinger entwickelt in diesem Zusammenhang aktuell in Cloppenburg eine Demonstrationsanlage, in welcher der Wasserstoff durch Absorption von Feuchtigkeit befreit wird. Diese sogenannte „Absorptionstrocknung“ wird bereits in großem Maßstab für Erdgas zur Gasspeicherung realisiert – und soll nun auch zur Trocknung großer Mengen Wasserstoffs eingesetzt werden.

Der im Rahmen des Projekts entwickelte Trocknungs-Prozess ermöglicht eine effiziente und großtechnische Wasserstoffbehandlung, die für die Speicherung und anschließende Netzeinspeisung von grünem Wasserstoff essenziell ist. Da die Technologie im Rahmen der Erdgastrocknung bereits erprobt ist, können in der Anlage auch große Mengen Wasserstoff kostengünstig getrocknet werden, welche für den Aufbau der Wasserstoffwirtschaft nötig sind. Nach der Ausspeicherung – zum Beispiel aus Kavernen – wird der Wasserstoff im Rahmen der Absorptionstrocknung mittels einer geeigneten Waschflüssigkeit getrocknet und kann anschließend entweder verstromt oder in das Transportnetz eingespeist werden. Durch die Anlage soll Wasserstoff ähnlich flexibel zur Energieversorgung beitragen können wie Erdgas.  

Das gemeinsame Projekt der Bilfinger Engineering & Maintenance GmbH und des Instituts für Thermodynamik der Leibniz Universität Hannover wird vom Land Niedersachen gefördert und ist ein wichtiger Bestandteil der Energiewende, wie der niedersächsische Umweltminister Olaf Lies betont: „Die Umsetzung dieses Projektes ist ein großer Schritt für die Energiewende. Dezentrale Wasserstofftrocknung durch Absorption für Gasspeicher und Netzeinspeisung, ist ein wesentlicher Schritt für die Wasserstoffwirtschaft. Mit dieser Technologie kann der Wasserstoff großtechnisch ökonomisch behandelt werden und das ermöglicht die Integration von Erneuerbaren Energien in unser Energiesystem. So kann der mit Hilfe von Wind- und Solarstrom erzeugte Wasserstoff oder der demnächst in Kavernen gespeicherte Wasserstoff in das Transportnetz eingespeist werden.“

Nach Fertigung bei der Bilfinger Engineering & Maintenance GmbH im niedersächsischen Cloppenburg erfolgt Anfang 2023 eine Testphase sowie ein Demonstrationsbetrieb in Rüdersdorf in Brandenburg, wo die EWE Gasspeicher GmbH aktuell im Rahmen des Projekts HyCAVmobil eine Salzkaverne als potenziellen Speicherort für Wasserstoff untersucht.

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Projektbeteiligte

Bilfinger ist ein international tätiger Industriedienstleister. Ziel der Konzerntätigkeit ist es, die Effizienz von Anlagen der Prozessindustrie zu steigern, ihre Verfügbarkeit zu sichern, Emissionen zu reduzieren und die Instandhaltungskosten zu senken. Bilfinger bietet dabei Leistungen in verschiedenen Bereichen an; im Consulting, Engineering, in der Fertigung, Montage und Instandhaltung bis hin zu Umwelttechnologien und digitalen Anwendungen.

Die Bilfinger Engineering & Maintenance GmbH ist Teil des internationalen Bilfinger Konzerns und im Industrieservice tätig. Mehr als 3.000 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter planen und überwachen Anlagen in der Prozessindustrie u.a. in den Bereichen Chemie, Petrochemie und Pharma.

Die Gottfried Wilhelm Leibniz Universität Hannover ist mit rund 30.000 Studierenden Niedersachsens größte Universität. Das Institut für Thermodynamik vertritt die Technische Thermodynamik in der Fakultät für Maschinenbau der Leibniz Universität Hannover in der Lehre und Forschung.

 

Green Wilhelmshaven

Green Wilhelmshaven

PROJEKTE

Green Wilhelmshaven

Laut Nationaler Wasserstoffstrategie soll der deutsche Wasserstoffbedarf durch eine Kombination aus Eigenproduktion und dem Import von Wasserstoff aus anderen Ländern gedeckt werden. In dem Projekt Green Wilhelmshaven wird dieser Gedanke aufgegriffen, indem der Import von Wasserstoff mittels Ammoniaks im Großmaßstab ermöglicht wird, gleichzeitig jedoch auch grüner Wasserstoff per Elektrolyse vor Ort produziert wird. Hierdurch werden Kapazitäten aufgebaut, die zusammen 10-20 % des Wasserstoff-Bedarfs ganz Deutschlands im Jahr 2030 decken könnten.

Im Zentrum des Projekts von Uniper steht ein Importterminal für grünes Ammoniak in Wilhelmshaven – inklusive eines sogenannten „Ammoniak-Crackers“, der die Umwandlung von Ammoniak in grünen Wasserstoff und Stickstoff ermöglicht. Grünes Ammoniak kann gut zum Transport von Wasserstoff genutzt werden, da es neben einer hohen Energiedichte auch eine gute Lagerbarkeit besitzt.

Bevor das grüne Ammoniak in Deutschland in Wasserstoff umgewandelt werden kann, muss es im exportierenden Land zunächst jedoch per katalytischer Synthese aus Stickstoff und grünem Wasserstoff hergestellt werden. Anschließend kann es aufgrund der guten Transportfähigkeit z.B. per Schiff nach Wilhelmshaven verschifft und im Ammoniak-Cracker (in der NH3-Spaltanlage) schließlich wieder in grünen Wasserstoff umgewandelt werden. Die Herstellung des Ammoniaks vor dem Transport und die Wiederumwandlung zu Wasserstoff in Deutschland bedeuten jedoch Verluste, die den Gesamtwirkungsgrad reduzieren. Aufgrund der guten Transporteigenschaften kann das grüne Ammoniak aber entscheidend dazu beitragen, die Versorgungssicherheit mit grünem Wasserstoff deutlich zu erhöhen. Die Anlage in Wilhelmshaven soll die erste skalierte Anlage dieser Art in Deutschland werden.

Zusätzlich ist im Projekt „Green Wilhelmshaven“ eine Elektrolyse-Anlage in einer Größenordnung von etwa einem Gigawatt geplant. Der erzeugte grüne Wasserstoff soll insbesondere der Versorgung der lokalen Industrie dienen, kann aber auch ins Netz eingespeist werden. Zusammen mit der Wasserstoff-Produktion im „Ammoniak-Cracker“ können laut Planungen schließlich 300.000 Tonnen Wasserstoff erzeugt werden – was ca. 10-20 % des vorgesehenen Wasserstoff-Bedarfs Deutschlands im Jahr 2030 entspricht.

In dem Projekt „Green Wilhelmshaven“ können zudem infrastrukturelle Vorteile der Region genutzt werden, da mit den Salzkavernen in Etzel oder Krummhörn die großtechnische Speicherung von Wasserstoff möglich ist.

Mehr zu dem Projekt gibt es hier.

Über Uniper

Uniper ist ein internationales Energieunternehmen mit rund 11.500 Mitarbeitenden in mehr als 40 Ländern. Das Unternehmen plant, in der europäischen Stromerzeugung bis 2035 CO2-neutral zu werden. Mit rund 33 Gigawatt installierter Kapazität gehört Uniper zu den größten Stromerzeugern weltweit.

© Uniper

Green Crane

Green Crane

PROJEKTE

   

Green Crane

Im Rahmen des Projekts Green Crane soll die Wasserstofferzeugung in Spanien mit den Nachfragezentren in Mittel- und Nordeuropa – u.a. Lingen im Emsland – verbunden werden. Hierzu soll in Spanien zunächst grüner Wasserstoff mittels Windenergie und Photovoltaik hergestellt werden. Anschließend soll der grüne Wasserstoff mit Hilfe eines flüssigen organischen Trägermaterials (Liquid Organic Hydrogen Carrier, kurz: LOHC) transportfähig und lagerbar gemacht werden – und auf dem Seeweg über Rotterdam sowie anschließend über die Ems nach Lingen verschifft werden. In der dortigen BP Raffinerie wird der grüne Wasserstoff schließlich wieder freigesetzt und für die Industrie vor Ort nutzbar gemacht sowie in das lokale Wasserstoff-Pipelinenetz eingespeist.

Um den Wasserstoffbedarf Deutschlands zu decken, muss laut der Nationalen Wasserstoffstrategie ein großer Teil des grünen Wasserstoffs importiert werden. Im Projekt Green Crane soll genau dies im Großmaßstab geschehen. Der grüne Wasserstoff wird dabei in Spanien mittels Windenergie und Photovoltaik produziert und mit Hilfe der LOHC-Technologie transportfähig und lagerbar gemacht.

Der grüne Wasserstoff kann so auf dem Seeweg zunächst nach Rotterdam gebracht und per Binnenschiff nach Lingen transportiert werden. Am Standort der BP Raffinerie in Lingen soll der Wasserstoff dann bedarfsgerecht freigesetzt werden – und für die Industrie vor Ort nutzbar gemacht oder in das lokale Wasserstoff-Pipelinenetz eingespeist werden. Geplant ist zunächst die Speicherung und der Transport von bis zu 3.000 Tonnen Wasserstoff pro Jahr mittels LOHC.

Ziel von Green Crane ist es, eine großvolumige europäische Wertschöpfungsketten für grünen Wasserstoff mit Hilfe von LOHC aufzubauen. Das Projekt wird daher vom Wirtschafts- und Klimaschutzministerium gefördert und wurde im Jahr 2021 auch als Wasserstoff-IPCEI (Important Projects of Common European Interest) vorausgewählt.

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Partner

Die Hydrogenious LOHC Technologies GmbH mit Sitz in Bayern wurde im Jahr 2013 gegründet und bietet mit der LOHC-Technologie Lösungen für den sicheren und effizienten Transport von Wasserstoff. 

© Hydrogenios LOHC Technologies GmbH

©Tennet

Enagás mit Sitz in Madrid ist ein börsennotierter spanischer Fernleitungsnetzbetreiber für Gas. Enagás betreibt etwa 10.000 km Pipelines in Spanien und setzt vermehrt auf erneurbare Gase.

© Enagás

©Tennet

Naturgy ist ein spanisches Unternehmen im Energiesektor und ist im Feld der Energieversorgung und Energievermarktung aktiv. Der Fokus soll dabei zunehmend auf erneuerbaren Strom und grünen Wasserstoff gelegt werden. 

© Naturgy

©Tennet

Vopak ist ein niederländisches Unternehmen, das sich mit der Lagerung und Distribution von Öl, Gas und Chemieprodukten beschäftigt. Das Unternehmen will neue Wertschöpfungsketten der Wasserstoffwirtschaft erschließen und die Wasserstoff-Mobilität ausbauen.

© Vopak