Hintergrundbericht: Kostengünstige Offshore Wasserstoffgewinnung und Nutzung von Infrastrukturen der Ölindustrie

Die Möglichkeit, innerhalb Europas erneuerbare Energie im industriellen Maßstab verfügbar zu machen und daraus Wasserstoff als CO2-freien mobilen Energieträger zu generieren, gewinnt zunehmend an Bedeutung. Eine der effektivsten Möglichkeiten ist die Windenergie, vorausgesetzt, dass sehr große windreiche Gebiete zugänglich sind. Dies gilt besonders für den Nordatlantik. Dort kann Windenergie zeitlich und mengenmäßig nahezu unbegrenzt geerntet werden, was für die nordwestlichen europäischen Anrainerstaaten Irland, Großbritannien und Norwegen von großem Interesse ist. Der Erfolg von grünem Wasserstoff hängt weitgehend davon ab, ob er der Industrie zeitnah, kostengünstig und in großen Mengen zur Verfügung gestellt werden kann. Die chemische und petrochemische Industrie verwendet aktuell bereits sehr viel grauen Wasserstoff als notwendigen Rohstoff für ihre Prozesse. Dieser soll zur Dekarbonisierung durch grünen Wasserstoff ersetzt werden. Auch für die zukünftige Electro-Sustainable Aviation Fuel (eSAF)-Produktion und für die modernen Hochöfen zur Herstellung von direkt reduziertem Eisen (DRI) werden immense Mengen von grünem Wasserstoff zu erschwinglichen Preisen aus zuverlässigen Quellen benötigt.

Grüner Wasserstoff wird durch Elektrolyseure erzeugt, die mit Strom aus erneuerbaren Quellen betrieben werden. Die bisher hohen Stromkosten, die begrenzte Netzkapazität und die Verfügbarkeit in Europa veranlassen die Regierungen aktuell dazu, den Import von grünem Wasserstoff anzustreben, da die heimische Nachfrage mit den regional verfügbaren Ressourcen nicht gedeckt werden kann. Eine weitere Herausforderung ist die Wirtschaftlichkeit der Speicherung und des Transports. Der erzeugte Wasserstoff wird zumeist entweder unter sehr hohem Druck in gasförmigem Zustand oder bei sehr niedrigen Temperaturen in flüssigem Zustand gespeichert. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, ihn als grüne Ammoniakverbindung (NH3) bei -33 °C zu speichern, was jedoch mit einer hohen Toxizität verbunden ist. Alle oben genannten Formen erfordern eine spezialisierte Infrastruktur für Lagerung und Transport. Dies erhöht die Investitions- und Betriebskosten erheblich und hemmt den Markthochlauf.

Die oben aufgezeigten Probleme bei der Erzeugung von grünem Wasserstoff können durch den Einsatz eines schwimmenden Offshore-Wasserstoffgenerators gelöst werden. Diese Anlage ist vom landgestützten Stromnetz abgekoppelt und verbraucht, wie auf einem Schiff, den selbst erzeugten Strom vor Ort. Dieses geschieht hauptsächlich durch den Elektrolyseur. Speicherungs- und Transportprobleme des erzeugten Wasserstoffs können durch die Verwendung von „Liquid Organic Hydrogen Carrier” (LOHC) als Trägerfluid maßgeblich entschärft werden. Ähnlich wie bei schwimmenden Produktions-, Lager- und Verladeeinheiten (engl. Floating Production Storage and Offloading Unit - FPSO), die sich in der Offshore-Ölindustrie als Alternative zu Pipelines bewährt haben, wird der LOHC in regelmäßigen zeitlichen Abständen mit einem herkömmlichen Shuttle-Tanker ausgetauscht. Mit solchen Tankern wird der mit Wasserstoff beladene LOHC zu Industriehäfen wie Hamburg, Antwerpen, Amsterdam, Rotterdam oder Dünkirchen transportiert. Diese Häfen sind in der Regel sehr gut an Binnenwasserstraßen- und Eisenbahnnetze angeschlossen. Der LOHC kann unter Umgebungsdruck und -temperatur auf See und an Land gefahrlos gelagert und transportiert werden.

Die vorhandene Infrastruktur der Öl- und Gasindustrie in den See- und Binnenhäfen kann weiter genutzt werden. Der LOHC wird nach der Dehydrierung auf gleichem Weg wieder zurückgeschickt, um erneut mit Wasserstoff beladen zu werden. Es handelt sich quasi um einen Akku nur in flüssiger Form. Die für das Extrahieren des Wasserstoffs aus dem LOHC benötige Wärmeenergie fällt ausreichend bei der Nutzung des Wasserstoffs für Hochtemperatur-Brennstoffzellen, Fischer-Tropsch-Synthese oder Schmelzprozesse an.

Da Logistik und Umwandlung des Wasserstoffs meist höhere Kosten verursachen als die Produktion selbst, wird die gesamte Wertschöpfungskette von der Produktion bis zur Anwendung durch industrielle Abnehmer in die entwickelte Lösung mit einbezogen. Schließlich soll der Wasserstoff der Industrie kostengünstig und in großen Mengen verlässlich zur Verfügung stehen. Historisch haben sich die Stahl- und chemische Industrie an der Küste oder an schiffbaren Flüssen wie dem Rhein angesiedelt. Diese Industrien benötigen weiterhin günstigen Wasserstoff, um wettbewerbsfähig zu bleiben und gleichzeitig den politischen Vorgaben zur CO2-Reduzierung nachzukommen.

Das vom BMWE geförderte Forschungsvorhaben zur Entwicklung des oben beschriebenen schwimmenden Offshore-Wasserstoffgenerators wird fortlaufend von der Technischen Universität Hamburg (TUHH) im Bereich Offshore-Technologien und Fluiddynamik sowie von der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) im Bereich Speicherung des Wasserstoffs im LOHC bearbeitet. Die Arbeiten umfassen die Optimierung der Plattform für verschiedene Umweltbedingungen mithilfe von zahlreichen Simulationen, Windkanal- und Schlepprinnenversuchen. Aufgrund der vielversprechenden Ergebnisse steht die Entwicklung bereits vor der Baureife eines Prototyps. Alle installierten Serienkomponenten der Lieferanten haben mindestens den Technology Readiness Level (TRL) 7 für den Onshore-Betrieb. Die CRUSE Offshore GmbH (COG) hat den TRL 4 für den Schwimmkörper erreicht und plant den Bau eines 5-MW-Pilotprojekts mit für den Offshore-Einsatz optimierten Komponenten, gefolgt von 15/20-MW-Serienversionen für Gigawatt Offshore-H2-Parks. Wie bereits erwähnt, bezieht die entwickelte Lösung die Nutzung der vorhandenen Technologien der Offshore-Ölindustrie ein und bietet die Möglichkeit eines reibungslosen Übergangs von fossilen zu erneuerbaren Energien unter Verwendung eines flüssigen Energieträgers in industriellem Maßstab. Ein erfolgreicher Machbarkeitsnachweis wird in nur 2 Jahren prognostiziert.

Die GW-Wasserstoffparks bestehen aus mehreren schwimmenden Offshore-H2-Generatoren, die jeweils von einer Windkraftanlage angetrieben werden. Diese Parks sind frei skalierbar und am effektivsten, wenn sie in Gebieten mit kontinuierlich hoher Windgeschwindigkeit installiert werden. So sorgt ein hoher Kapazitätsfaktor für eine ausreichende elektrische Energie für den investitionsintensiven Elektrolyseur und damit für eine umfangreiche Produktion des grünen Wasserstoffs. Die Offshore-H2-Parks sollen in den jeweiligen ausschließlichen Wirtschaftszonen (AWZ) der Staaten platziert werden, um Planungs- und Rechtssicherheit zu gewährleisten.

COG plant mehrere GW Offshore-H2-Parks an geeigneten Standorten. Partner mit Unternehmergeist sind herzlich willkommen, sich an dem Wachstumskurs zu beteiligen. Auf der Offshore Energy Exhibition and Conference (OEEC2025) in Amsterdam wurden der Offshore-Energiebranche die Einsatzmöglichkeiten und vielversprechenden wirtschaftlichen Aussichten des schwimmenden Offshore-Wasserstoffgenerators von Vertretern der COG, der TUHH und der FAU präsentiert. Die Vorstellung der entwickelten Technologie stieß auf Zustimmung und großes Interesse.

In Hamburg wurde im Januar 2026 der „North Sea Summit“ mit den Energieministern der Nachbarländer und einer Reihe von Staatschefs abgehalten. Sie unterzeichneten die „Hamburger Deklaration” für den beschleunigten Offshore-Ausbau erneuerbarer Energien in der Nordsee.

Genau diese Ziele würden Windparks mit den Offshore-H2-Generatoren in der nördlichen Nordsee, z.B. zwischen den Shetlandinseln und Norwegen, erreichen. Dort lassen sich sehr hohe Kapazitätsfaktoren erzielen, und es steht eine immense Fläche zur Verfügung. Zudem kann in dieser Region der Übergang vom Export fossiler Brennstoffe zu der erneuerbaren Energie in Form von grünem Wasserstoff mit den vorhandenen Kompetenzen erfahrener Offshore-Spezialisten erreicht werden.

Des Weiteren wurde von der Europäischen Kommission der 100 Mrd. € umfassende „Sustainable Transport Investment Plan” (STIP) ins Leben gerufen, der insbesondere für die eSAF-Produktion von großem Interesse ist. Der größte Anteil der Kosten entfällt hierbei auf die Bereitstellung von Wasserstoff (ca. 70 %), während die Fischer-Tropsch-Synthese und DAC-CO2 den geringeren Anteil ausmachen (ca. 30 %).

Zusammenfassend lässt sich feststellen, dass die Innovation des Offshore-H₂-Generators, kombiniert mit dem Speichermedium LOHC und die damit einhergehende Nutzung der bestehenden Infrastruktur der Öl- und Gasindustrie eine wirtschaftlich und technologisch zukunftsweisende Lösung für die Umstellung der Energieversorgung von fossilen auf erneuerbare Brennstoffe darstellt.