DE102017222948A1 - Produktion von Ammoniak und Wasserstoff mit direkter Stromeinspeisung aus Offshore Energiegewinnungsanlagen - Google Patents

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft Anlagen und Verfahren zur Ammoniakerzeugung aus den Elementen, bei dem die Elemente ausgehend von mittels Off-Shore-Verfahren gewonnenem Strom vor Ort erzeugt werden, wobei die Anlagen und Verfahren auf mindestens einer schwimmenden Plattform betrieben werden.

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft Anlagen und Verfahren zur Ammoniakerzeugung aus den Elementen, bei dem die Elemente ausgehend von mittels Offshore-Verfahren gewonnenem Strom vor Ort erzeugt werden, wobei die Anlagen und Verfahren auf mindestens einer schwimmenden Plattform betrieben werden.
• Die Weltbevölkerung steigt jedes Jahr exponentiell. Damit einhergehend steigen auch der Bedarf an Energie und Nahrung. Der zur Verfügung stehende Grund und Boden ist aber beschränkt und unterliegt dem Wettbewerb als Siedlungsfläche, Ackerfläche und Fläche zur Energieerzeugung. Um den Nahrungsbedarf der Weltbevölkerung auch in Zukunft decken zu können, muss die Landwirtschaft weiter intensiviert werden, so dass auch der Bedarf an Düngemitteln weiter zunehmen wird.
  Die Produktion von Strom und Düngemitteln wird jedoch zum überwiegenden Teil immer noch mit einem Feedstock aus fossilen Energieträgern durchgeführt, so dass das Treibhausgas CO₂ in nicht unerheblichen Mengen emittiert wird und zur globalen Erwärmung beiträgt.
  In den letzten Jahren ist die Erzeugung von Strom mit Hilfe von erneuerbaren Energien, wie z.B. Windenergie, in den Vordergrund gerückt. Es wurden on- und offshore Windparks mit immer größeren Kapazitäten von bis zu 600 MW installiert. Problematisch hierbei ist jedoch, dass, wenn die Windenergieanlagen Onshore installiert werden, große Flächen zur Aufstellung der Windräder benötigt werden und mit einer nicht unerheblichen Beeinträchtigung (Lärm, Vibration, etc.) der Umgebung verbunden sind. Des Weiteren ist die Leistung nicht konstant aufgrund der stark fluktuierenden Windgeschwindigkeiten. Dies kann dazu führen, dass die Einspeisung von Strom in das bestehende Leitungsnetz - sofern es denn in der Nähe des Windparks vorhanden ist - in Zeiten sehr starker Winde nicht möglich ist, weil das Stromnetz schon ausgelastet ist. Umgekehrt besteht die Gefahr, dass in Zeiten sehr schwacher Winde, kein Strom produziert wird und kein Strom ins Netz eingespeist werden kann, so dass mit fossilen Brennstoffen betriebene Kraftwerke hochgefahren werden müssen.
• Aus diesem Grunde bestand die Notwendigkeit für Verfahren und Anlagen, welche die oben bezeichneten Problematiken berücksichtigen und die entsprechenden Probleme mindern oder ganz ausschalten können.
• Mithin war es Aufgabe der vorliegenden Erfindung Verfahren und Anlagen zu finden, mit denen unter anderem die oben genannten Probleme gelöst werden können.
• Gelöst wird diese Aufgabe durch die in den Ansprüchen dargestellten Gegenstände.
• Weitere Gegenstände der vorliegenden Erfindung und Offenbarung sind im Folgenden dargestellt.
• Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wurde gefunden, dass die erfindungsgemäßen Verfahren, welche Ammoniak mit Hilfe von Windenergie offshore produzieren können, vorteilhafter Weise zur Lösung der oben geschilderten Problematik beitragen können.
• Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, dass bei der Produktion von Ammoniak aus regenerativer Energie kein CO₂ anfällt, wohingegen bei der Produktion von Ammoniak aus fossilen Energieträgern 1,8 t CO₂ pro Tonne produziertes Ammoniak entstehen.
  Ebenfalls ist ein Vorteil der vorliegenden Erfindung, dass bei einer Offshore-Produktion gemäß vorliegender Erfindung keine Landfläche belegt wird.
  Vorteilhaft bei den erfindungsgemäßen Anlagen bzw. dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es ferner, dass die Offshore-Produktion von Ammoniak in direkter Nähe zu den stromerzeugenden Anlagen auf Basis von regenerativen Energien, beispielsweise Windparks, angesiedelt werden kann, so dass kostspielige (es werden Kosten von 0,5 bis 1 Million EUR/km verlegtes Kabel berichtet) Seekabel zur Anbindung der stromerzeugenden Anlagen an die Küste entfallen.
• Die vorliegende Erfindung macht sich dabei in bevorzugten Ausgestaltungen den Umstand zunutze, dass auf hoher See die regenerativen Kräfte, die zur Stromerzeugung verwendet werden wie beispielsweise Wellengang, Winde oder isotherme Wasserschichten gleichmäßiger sind als in Küstennähe. Beispielsweise sind auf hoher See die Winde stärker und beständiger, so dass die Schwankungen in der Stromerzeugung geringer werden als bei Onshore-Windparks oder Windparks in Küstennähe.
• Ein erheblicher Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, dass die Produktion von Ammoniak unabhängig von der jeweiligen Netzauslastung durchgeführt werden kann, im Gegensatz zu erzeugtem Strom kann es in flüssiger Form gelagert und transportiert werden.
• Als Folge davon kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung beispielsweise der produzierte Strom eines neu installierten Windparks zur Ammoniakproduktion genutzt werden, auch wenn dieser noch nicht über ein Kabel mit dem Festland verbunden ist.
• Vorteilhaft an der vorliegenden Erfindung ist es weiterhin, dass das erzeugte Ammoniak vielfältig verwendet werden kann, beispielsweise
• - als Düngemittel
• - als Zwischenprodukt zur Herstellung von Kunst- oder Sprengstoffen
• - als Energiespeicher (zwei Liter flüssiges Ammoniak haben etwa den Energieinhalt von einem Liter Benzin); Ammoniak kann wieder umweltfreundlich zu Stickstoff und Wasser verbrannt werden, z.B. in GuD-Kraftwerken zur Bereitstellung der Leistungsreserve anstelle von fossil betriebenen Kraftwerken oder in Fahrzeugen als Ersatz/Ergänzung von fossilen Brennstoffen. Alternativ kann Ammoniak auch durch chemisches „Cracken“ wieder in Wasserstoff umgewandelt werden und so in wasserstoffbetriebenen Fahrzeugen (Brennstoffzelle) als Treibstoff dienen. Ammoniak würde in diesem Fall als „Speichermedium“ für Wasserstoff genutzt werden.
• Ein besonderer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, dass bedingt durch die Installation auf einer Floating Plattform, oder modular auf mehreren verschiedenen Floating Plattformen die erfindungsgemäße Anlage, bzw. die entsprechenden Anlagenteile, bei sich verändernden Rahmenbedingungen an einen anderen Standort verbracht werden kann/können.
• Gemäß vorliegender Erfindung wird Ammoniak aus Wasserstoff und Stickstoff auf einer schwimmenden Plattform offshore hergestellt unter Verwendung von regenerativ erzeugter elektrischer Energie. Hierbei wird der benötigte Wasserstoff durch Elektrolyse von Meerwasser erzeugt und der benötigte Stickstoff in einer Luftzerlegungsanlage von Umgebungsluft abgetrennt.
• Die regenerativ erzeugte elektrische Energie im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist dabei nicht auf ein bestimmtes Verfahren zur Herstellung der Energie beschränkt. Die elektrische Energie kann dabei Offshore hergestellt werden durch Verfahren wie Gezeitenkraftwerke, Windenergieanlagen, Meereswärmekraftwerke (OTEC - Ocean Thermal Energy Conversion) usw. Eine bevorzugte Variante im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist dabei, dass die elektrische Energie durch Windenergieanlagen erzeugt wird.
• Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung im Wesentlichen auf Basis der Erzeugung von Strom aus Windenergie beschrieben, jedoch ist die vorliegende Erfindung, wie oben bereits angeführt, nicht darauf beschränkt.
• In einer beispielhaften Ausführungsform lässt sich die vorliegende Erfindung wie folgt beschreiben: Strom aus Windenergieanlagen wird üblicherweise in einer Trafostation (UNIT 13) auf die vom Elektrolyseur benötigte Spannung und Stromstärke umgespannt. Demineralisiertes Wasser wird mittels üblicher, bekannter Verfahren aus Meerwasser erzeugt und in einem Deminwatertank zwischen gespeichert. Im Elektrolyseur wird das demineralisierte Wasser mit Hilfe von regenerativem Strom in Wasserstoff und Sauerstoff zerlegt. Der erzeugte Sauerstoff wird von mitgerissener Lauge gereinigt (UNIT 37) und in die Atmosphäre geleitet. Der erzeugte Wasserstoff wird ebenfalls von mitgerissener Lauge gereinigt (UNIT 41). Der elektrolytisch erzeugte Wasserstoff kann mit Sauerstoff verunreinigt und mit Wasserdampf gesättigt sein. Diese Stoffe werden besonders bevorzugt vom Wasserstoff abgetrennt, da sauerstoffhaltige Verbindungen den Katalysator in der Ammoniaksynthese vergiften bzw. in seiner Leistung beeinträchtigen können. Hierzu wird der Wasserstoff in dieser beispielhaft Ausführungsform zunächst in den ersten drei Stufen eines sechsstufigen Kolbenkompressors (UNIT 07) auf etwa den Druck, bei dem die Luftzerlegungsanlage betrieben wird, verdichtet und dann durch einen Deoxy-Reaktor (UNIT 42) geleitet. Hier wird der verbliebene Sauerstoff katalytisch mit dem in großer Menge vorhandenen Wasserstoff zu Wasser umgesetzt. Das entstandene Wasser wird im weiteren Prozessverlauf abgetrennt. Die bewusste Anordnung der Stickstoffzugabe und des Deoxy-Reaktors nach der dritten Kompressionsstufe hat den Vorteil, dass der Deoxy-Reaktor ein kleineres Volumen hat aufgrund des geringeren effektiven, noch stickstofffreien Volumenstroms und der damit größeren Verweilzeit am Katalysator bei höheren Partialdrücken der reagierenden Komponenten. Außerdem kann nach der Kühlung zwischen den Verdichterstufen mehr Wasser abgeschieden werden, da der Partialdruck des Wasserdampfes noch nicht durch den zugegebenen Stickstoff verdünnt wurde. Der Druck nach der dritten Verdichterstufe liegt etwas unter dem Druck der Luftzerlegungsanlage, so dass der hochreine Stickstoff an dieser Stelle mit dem vorverdichteten Wasserstoff vermischt wird. Die späte Stickstoffzugabe hat den Vorteil, dass die ersten drei Stufen des Kompressors entlastet werden und ausgenutzt wird, dass der Stickstoff schon durch den Luftverdichter der Luftzerlegungsanlage vorverdichtet wurde.
  Der benötigte Stickstoff wird in dieser Ausführungsform durch eine Luftzerlegungsanlage (UNIT 86) aus der Umgebungsluft abgetrennt. Der abgetrennte Sauerstoff wird an die Atmosphäre abgegeben. Der hochreine Stickstoff kann in einem Druckbehälter zwischengespeichert werden.
  Das Stickstoff/Wasserstoff-Gemisch wird in den Stufen 4 bis 6 der Synthesegaskompression (UNIT 07) weiter auf den Druck des Synthesegaskreislaufes verdichtet. Durch Zwischenkühlung nach den Verdichterstufen wird weiter Wasser vom Frischgas abgetrennt. Das stöchiometrische N₂/H₂-Gasgemisch kann in einem Druckbehälter zwischengespeichert werden, um Schwankungen der Stromerzeugung ausgleichen zu können.
  Aus diesem Druckbehälter, dem Syngasspeicher, kann dann das Synthesegas in den Syntheseloop eingeleitet werden und zwar vor dem Ammoniakabscheider, so dass Reste von Wasser zusammen mit dem flüssigen Ammoniak abgetrennt werden. Eine gesonderte Trocknung des Frischgases durch z.B. Adsorption ist deshalb nicht erforderlich. Das Kreislaufgas und das Frischgas werden von einem Zirkulator durch den Ammoniakkonverter gefördert. Der Konverter kann beispielsweise als ein Quenchreaktor mit drei oder vier Katalysatorbetten ausgeführt sein. Die Temperaturregelung erfolgt dabei durch Zumischen von kaltem Kreislaufgas zwischen den Betten. Hierdurch kann der Reaktor auch in Teillast betrieben werden, wie beispielsweise in der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2016 203 753 beschrieben, auf dem hiermit vollumfänglich Bezug genommen wird.
  Das gebildete Ammoniak kann dann durch Kondensation aus dem Synthesegaskreislauf abgeschieden werden. Das hierfür erforderliche niedrige Temperaturniveau wird dabei von einer Absorptionskälteanlage bereitgestellt. Für die Regeneration des beladenen Kältemittels wird die Reaktionswärme der Ammoniaksynthese verwendet. Die überschüssige Wärme wird in einem seewassergekühlten Wärmetauscher aus dem Kreislauf entfernt.
  Das abgeschiedene Ammoniak kann in Druckbehältern bei Umgebungstemperatur gelagert (UNIT 60) werden. Das Ammoniak kann dann beispielsweise auf Chemiefrachter verladen (UNIT 63) und an Land oder zu einer anderen beliebigen Destination transportiert werden.
  Kühlwasser für den erfindungsgemäßen Prozess, insbesondere für Zwischenkühlung der Kompressoren, Kältemaschine, Gaskühler in der Synthese, kann von speziell dafür vorgesehenen Anlagenteilen (UNIT 87) bereitgestellt werden, dies sind im Wesentlichen die Kühlwasserpumpen und die Seewasserfilter. Die Anlage kann zudem von speziell dafür vorgesehenen Anlagenteilen (Unit 84) mit Instrumentenluft versorgt werden; dies ist beim Anfahren der Anlage vorteilhaft.
• Der Wind zur Stromerzeugung kann in Bezug auf Richtung, Dauer und Windgeschwindigkeit stark schwanken, womit sich ein stark schwankender Energieanfall ergibt. Diesen stark schwankenden Windstärken wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung durch mehrere Maßnahmen Rechnung getragen. In diesem Zusammenhang ist zu berücksichtigen, dass die Windturbine erst aber einer Windgeschwindigkeit von ca. 30% der Auslegungswindgeschwindigkeit anfängt, Strom zu erzeugen. Des Weiteren zeigen statistische Auswertungen vom Jahresverlauf der Windprofile, dass im Mittel nur 50% der maximal möglichen Stromerzeugung tatsächlich erreicht werden. Der Elektrolyseur kann in einem weiten Lastbereich von 20-100% der Auslegungsleistung betrieben werden. Die Ammoniakanlage ist meist weniger flexibel und kann oft nur in einem Lastbereich von 50/60-100% betrieben werden. Dabei ist es vorteilhaft, sie nicht abzustellen und die Zahl der Laständerungen zu minimieren. Vor dem Hintergrund dieser Leistungsprofile wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung bevorzugt darauf geachtet, dass die Kapazität des Windparks so bemessen wird, dass bei maximaler Stromausbeute die eineinhalbfache der von der Ammoniakanlage benötigten Menge Wasserstoff produziert werden könnte. Die Leistung des Elektrolyseurs liegt bevorzugt deutlich über der Ammoniakanlage und unter der Leistung des Windparks. Durch geschickte Wahl der Verhältnisse der drei beteiligten Teilanlagen - Windpark, Elektrolyseur und Ammoniakanlage - wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung also bereits dem schwankenden Windprofil begegnet.
• In dem hier gewählten, die vorliegende Erfindung nicht begrenzenden Fallbeispiel werden ein Windpark mit einer Nennleistung von 40 MW, ein Elektrolyseur mit 26,5 MW Leistungsaufnahme (vorteilhaft, weil dies gerade zwei Produktionseinheiten entspricht) und einer Ammoniakanlage mit einer Kapazität von 50 Tonnen Ammoniak pro Tag untersucht.
  Um die Ammoniakproduktion von Fluktuationen in der Stromerzeugung unabhängiger zu machen, wird in diesem Beispiel nach der Synthesegasverdichtung ein Druckspeicher für das stöchiometrische Synthesegas vorgesehen. Hierzu dient bevorzugt ein zylindrischer oder kugelförmiger Druckbehälter, der in Zeiten hoher Stromproduktion befüllt und in Zeiten niedriger oder keiner Stromproduktion entleert werden kann. Die Wahl des installierten Hochdruckvolumens ist Gegenstand einer Fach üblichen Optimierung und richtet sich beispielsweise nach der Größe der Windkraftanlage bzw. der gewünschten zu produzierenden Ammoniakmenge.
  Für ein zufällig gewähltes Windprofil wurden die Zahl der erforderlichen Stillstände und die Ammoniakproduktion bezogen auf die maximale Ammoniakproduktion berechnet und graphisch aufgetragen:
  Aus 1 erkennt man, dass eine Erhöhung des Speichervolumens anfangs sehr stark zu einer Verringerung der Abschaltungen der Anlage Ammoniakanlage führt und damit einhergehend zu einer Erhöhung der produzierten Ammoniakmenge. Mit größer werdendem Speichervolumen flachen die Kurven zunehmend ab. Für das hier untersuchte Beispiel erscheint die Wahl eines Wasserstoffspeichers mit einem Speichervolumen im Bereich von 60000 - 70000 Normkubikmeter als ein sinnvoller Kompromiss zwischen Kosten für den Speicher und den durch den Speicher erzielten Vorteile beim Produktionsgewinn und Betrieb der Anlage.
  Eine geschickte Regelung der Leistung der Ammoniakanlage und des Elektrolyseurs in Abhängigkeit von der Windenergieleistung kann ebenfalls den Fluktuationen der Windstärke begegnen. Hierzu wird beispielsweise die Ammoniakanlage auf 50% der Nennleistung heruntergefahren, wenn der Zwischenspeicher nur noch halb voll ist. Sinkt der Füllstand im Behälter unter zum Beispiel 17%, wird die Ammoniakanlage abgeschaltet und erst wieder eingeschaltet, wenn der Behälter wieder halb voll ist. Darüber hinaus kann die Leistung der Ammoniakanlage aufgrund der meteorologischen Prognose für die Windstärke geregelt werden.
• Weil der durch Wasserelektrolyse erzeugte Wasserstoff noch Reste von Sauerstoff enthalten kann, Sauerstoff und sauerstoffhaltige Verbindungen jedoch ein Gift für den Katalysator in der Ammoniaksynthese sein können, werden Sauerstoff und sauerstoffhaltige Verbindungen im Rahmen der vorliegenden Erfindung bevorzugt bis auf wenige ppm aus dem Synthesegas entfernt.
  Die Entfernung des Sauerstoffs und Wassers aus dem Elektrolysewasserstoff wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung bevorzugt an zwei Stellen des Prozesses bewerkstelligt. In diesen Ausgestaltungen wird der Sauerstoff im sogenannten Deoxo-Reaktor mit Wasserstoff zu Wasser umgesetzt. Der Deoxo-Reaktor katalysiert die Knallgasreaktion 2 H₂ + O₂ → H₂O.
  Hierbei liegt das Gleichgewicht vollständig auf der Produktseite, so dass sehr niedrige Sauerstoffgehalte am Austritt des Reaktors erreicht werden können. Das verbleibende Wasser wird dann zum Teil bei der Verdichtung ausgefällt oder im flüssigen Produktammoniak gelöst, wenn das Frischgas vor dem Ammoniakabscheider dem Synthesegas zugeführt wird. Diese Variante hat den weiteren Vorteil, dass das Produktammoniak mit ein wenig Wasser versetzt wird, um Spannungsrisskorrosion in den Werkstoffen zu vermeiden.
• Bei der exothermen Reaktion von Synthese von Ammoniak aus Stickstoff und Wasserstoff nach der Gleichung 3H₂ + N₂ → 2NH₃ mit ΔH_R = -45,9 kJ/mol entsteht eine große Menge Wärme, die dem Synthesegaskreislauf entzogen werden muss. In konventionellen Anlagen wird diese Wärme hauptsächlich zur Erzeugung von Hochdruckdampf genutzt. Der Rest wird an einen Wasserkühler und durch die Kältemaschine abgeführt. Der erzeugte Dampf wird überhitzt und zum Antrieb der diversen Kompressoren genutzt. Bei der Anlage gemäß vorliegender Erfindung ist die Nutzung der Abwärme zur Dampferzeugung wenig sinnvoll und wird daher, obwohl prinzipiell möglich, in den meisten Ausführungsformen nicht durchgeführt. Bei den Anlagen bzw. dem Verfahren gemäß vorliegender Erfindung gibt es zum einen üblicherweise keine weitere Wärmequelle auf hohem Niveau, um den erzeugten Dampf zu überhitzen, zum anderen nicht genügend Verbraucher, um den erzeugten Dampf sinnvoll zu verwenden. Außerdem erfordert der Aufbau einer Dampfwirtschaft zusätzliche Apparate und Maschinen, die die Investitionskosten und den Flächenbedarf für die Anlage erhöhen, so dass dies bevorzugt nicht vorgenommen wird. Diesen Erwägungen wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung dadurch Rechnung getragen, dass bevorzugt eine Absorptionskälteanlage eingesetzt wird. Zur Abscheidung des gebildeten, gasförmigen Ammoniakes durch Kondensation wird das Kreislaufgas auf möglichst niedrige Temperaturen abgekühlt. In den konventionellen Anlagen zur Ammoniakproduktion wird hierfür eine Kompressionskälteanlage mit einem Verdichter für das Kältemittel eingesetzt. In der vorliegenden Erfindung wird hingegen bevorzugt eine Absorptionskälteanlage eingesetzt. Eine Absorptionskältemaschine ist eine Kältemaschine, bei der im Gegensatz zur Kompressionskältemaschine die Verdichtung durch eine temperaturbeeinflusste Lösung des Kältemittels erfolgt. Das Kältemittel wird in einem Lösungsmittelkreislauf bei geringer Temperatur in einem zweiten Stoff absorbiert und bei höheren Temperaturen desorbiert. Die für die Regeneration des Kältemittels erforderliche Wärme wird durch die Reaktionswärme im Ammoniaksynthesegaskreislauf aufgebracht. Die frei werdende Reaktionswärme übertrifft den Regenerationsbedarf an Wärme, der Überschuss wird an einen Wasserkühler abgegeben. Die Verwendung einer Absorptionskältemaschine im Rahmen der vorliegenden Erfindung hat den Vorteil, dass kein Kompressor benötigt wird, es reicht eine normale Kreiselpumpe aus, um das Kältemittel auf das Druckniveau der Regeneration zu bringen. Vorteilhaft ist auch, dass ein sinnvoller direkter Verbraucher für die Reaktionswärme des Synthesegaskreislaufes vorhanden ist und keine aufwändige Dampfwirtschaft mit den dazugehörigen Investitionskosten und Platzbedarf aufgebaut werden muss. Gleichwohl ist es im Rahmen der vorliegenden Erfindung selbstverständlich möglich, eine Dampfwirtschaft aufzubauen, falls die speziellen Umstände dies sinnvoll erscheinen lassen.
• Da die Anlage offshore in der Nähe der Windparks auf einer schwimmenden Plattform installiert wird, ist die Anlage den Bewegungen der Meeresoberfläche ausgesetzt. Da vor der vorliegenden Erfindung noch keinerlei Erfahrungen vorhanden waren, wie sich ein Wasserelektrolyseur unter diesen Bedingungen verhält, wurden im Rahmen der vorliegenden Erfindung entsprechende Versuche durchgeführt. Hierzu wurde eine Testzelle auf einem Wellensimulator montiert und die Leistung des Elektrolyseurs gemessen. Überraschenderweise wurde festgestellt, dass ein normaler Elektrolyseur, wie er auch an Land unter stationären Bedingungen eingesetzt wird, auch unter schwankenden Bedingungen betrieben werden kann. In der Ammoniakanlage verläuft der Prozess überwiegend in der Gasphase. Nur in der Luftzerlegungsanlage und dem Abscheider für das flüssige, auskondensierte Ammoniak im Synthesegaskreislauf treten gas/flüssig Phase gemeinsam auf. Für die Luftzerlegungsanlage gibt es bereits Lösungen für dieses Problem. Durch Vergleich mit ähnlichen Trennapparaten zur Gas/Flüssig-Trennung wurde gefunden, dass der Ammoniakabscheider auch bei schwankendem Untergrund funktioniert.
  In verschiedenen Ausgestaltungsformen der vorliegenden Erfindung ist es auch möglich die Elektrolyseanlage bzw. die Ammoniakanlage beweglich zu lagern, beispielsweise indem man diese Anlagen an einem Gerüst aufhängt oder diese mit den aus dem Bau von erdbebensicheren Gehäusen bekannten Maßnahmen stabilisiert (durch Federn, Rollen, Gegengewichte oder Ähnliches).
• Eine Anwendung für eine schwimmende Ammoniakanlage im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann beispielsweise ein Windpark sein, der noch nicht über ein Seekabel mit dem Festland verbunden ist, oder der nicht seine gesamte erzeugte elektrische Energie ins vorhandene, aber vom Leitungsquerschnitt nicht ausreichende Kabel einspeisen kann. Hierhin kann dann auf einer schwimmenden Plattform oder Produktions- und Lagereinheit (FPSO - floating production storage and offloading unit) eine Anlage gemäß vorliegender Erfindung gebracht werden, um den überschüssigen Strom zur Ammoniakerzeugung zu nutzen. Wenn der Engpass beseitigt ist, kann die Anlage dann zu einem anderen Standort verschleppt werden.
• Die Speichertanks können im Rahmen der vorliegenden Erfindung beliebige Ausgestaltungen annehmen; sie können als sphärisch Tanks ausgebildet sein, sie können als zylindrische Tanks ausgebildet werden, sie können als mobile Tankcontainer ausgebildet sein oder Ähnliches. Ebenso können die Tanks in Form handelsüblicher Gefäße ausgewählt werden, so dass übliche Containerschiffe für den Transport verwendet werden können.
  In verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden für die Zwischenspeicherung der verschiedenen Stoffe entsprechende, dem Fachmann bekannte Gastanks auf schwimmenden Plattformen einzeln oder zu mehreren angeordnet.
  In verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist es beispielsweise auch möglich, die Tanks für die Zwischenspeicherung in den Auftriebstanks oder den Fundamenten der schwimmenden Plattformen vorzunehmen.
  In verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist es möglich, die Zwischenspeicherung in einzelnen Tanks für den jeweiligen Stoff vorzunehmen, oder für den jeweiligen Stoff die Zwischenspeicherung auf verschiedene Tanks aufzuteilen.
  In verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist es auch möglich, die Tanks für die Zwischenlagerung der verschiedenen Stoffe oder die Speicherung des Endprodukt, Ammoniak, als selbst schwimmfähige Einheiten auszubilden, die dann zu ihrem Zielort geschleppt werden können, beispielsweise von üblichen Schleppschiffen.
• Wichtig ist, dass die schwimmenden Plattformen stabil sind, d.h. während des Betriebs im Wesentlichen ruhig im Wasser liegen und ortsfest sind.
  Damit eine Plattform ortsfest ist, gibt es verschiedene Möglichkeiten. Beispielsweise kann diese am Meeresboden verankert sein, z.B. über Stahlseile, sie kann an einer existierenden Offshore-Plattform verankert sein, z.B. an einer Bohrplattform mittels Stahlstreben, oder sie kann schwimmend sein und mittels Positionsdüsen o.ä. in Position gehalten werden.
• In weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsformen der vorliegenden Erfindung sind die schwimmenden Plattformen derart ausgestaltet, dass der Schwerpunkt möglichst tief unter die Wasseroberfläche verlagert wird.
  In verschiedenen Ausgestaltungsform der vorliegenden Erfindung weisen die schwimmenden Plattformen Strukturen auf Basis einer polygonalen Grundfläche mit 4-6 Ecken auf; dieses Proprinzip wurde beispielsweise auch bereits bei dem Design von SWATH (Small Waterplane Area Twin Hull) Schiffen erfolgreich eingesetzt, um die Angriffsfläche für das strömende Wasser und damit die Belastungen auf die Struktur zu minimieren. Die Minimierung der Lasten aus Wasseranströmung wird durch den Einsatz von Fachwerkstäben anstelle von geschlossenen Schalen erreicht. Die Anzahl (4, 5 oder 6) der Schwimmkörper und somit die Anzahl der stabilisierenden Auflager bzw. Anbindungsmöglichkeiten für vorgespannte Seilverankerungen am Meeresgrund wird je nach Aufstellort und daraus resultierenden dynamischen Wind-, Wellen- und Strömungslasten auf Basis einer wirtschaftlich optimierten Tragstruktur bemessen und ausgelegt
• Gleichsam können entsprechende SWATH-Schiffe als Versorgungsschiffe eingesetzt werden. In verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind die schwimmenden Plattformen solche SWATH-Schiffe bzw. sind auf solchen angeordnet.
• Die Energiedichte von Ammoniak beträgt etwa 3,55 kWh/liter, was in etwa halb so hoch ist wie bei fossilen Brennstoffen
• Ausgehend von einer Anlage, die mittels Windenergie eine Leistung von 40 MW Strom erzielt, können etwa 50 metrische Tonnen Ammoniak pro Tag erhalten werden, was in etwa einem Energieinhalt von 20 MW Strom entspricht.
• Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung ist der, dass die fossilen Brennstoffe limitiert sind, wohingegen Ammoniak im Wesentlichen unbegrenzt verfügbar ist, da sowohl Wasserstoff als auch Stickstoff aus Luft und Wasser in quasi beliebiger Menge erhalten werden können. Weiterhin ist es vorteilhaft, dass in Zusammenhang mit fossilen Brennstoffen die Emissionskosten immer weiter ansteigen, dies ist bei der Verwendung von Ammoniak nicht der Fall.
• Wenn im Rahmen der vorliegenden Erfindung davon die Rede ist, dass Anlagenteile auf einer schwimmenden Plattform angeordnet sind oder dass Verfahrensschritte auf einer schwimmenden Plattform durchgeführt werden, wird darunter in bevorzugten Ausführungsformen insbesondere auch verstanden, dass die entsprechenden Anlagenteile integraler Teil der schwimmenden Plattform sind bzw. dass die Verfahrensschritte auf einer schwimmenden Plattform ablaufen, wovon die für die entsprechenden Verfahrensschritte notwendige Anlagenteile integraler Bestandteil sind.
• Die folgenden Ausgestaltungen und Varianten betreffend verschiedene Anlagen sind mithin ebenfalls Gegenstände der vorliegenden Erfindung, sowohl im Hinblick auf die jeweiligen Anlagen der vorliegenden Erfindung als auch im Hinblick auf die entsprechenden Verfahrensschritte gemäß vorliegender Erfindung. Insbesondere lassen sich die folgenden Ausgestaltungen und Varianten mit den weiter unten mit römischen Ziffern bezeichneten Ausführungsformen und denen der Ansprüche kombinieren.
• Eine Anlage gemäß vorliegender Erfindung zur Produktion von Wasserstoff und Ammoniak, die dadurch gekennzeichnet ist, dass der Energiebedarf der Anlage ausschließlich durch regenerativ erzeugten Strom, vorzugsweise, aber nicht ausschließlich aus Windenergie gedeckt wird.
• Eine Anlage gemäß vorliegender Erfindung, die auf einer schwimmenden, hochseetüchtigen, nicht ortsfesten, verfahrbaren, Plattform, vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Bargen, Jack-Up-Bargen, FPSO, Schiff und Kombinationen dieser, angeordnet ist.
• Eine Anlage gemäß vorliegender Erfindung, bei welcher der für die Ammoniakerzeugung benötigte Wasserstoff in einem Wasserelektrolyseur mit aufbereitetem Meereswasser erzeugt wird.
• Eine Anlage gemäß vorliegender Erfindung, bei welcher der für die Ammoniakerzeugung benötigte Stickstoff in einer Luftzerlegungsanlage, vorzugsweise, aber nicht ausschließlich kryogen oder adsorptiv, erzeugt wird.
• Eine Anlage gemäß vorliegender Erfindung, bei welcher die Leistungen des Windparks, von welchem die elektrische Energie bezogen wird, des Elektrolyseurs und der Ammoniaksynthese so aufeinander abgestimmt sind, dass der Einfluss von Fluktuationen der Energieerzeugung auf die Ammoniakanlage a priori minimiert wird.
• Eine Anlage gemäß vorliegender Erfindung, bei welcher nach der Verdichtung des Synthesegases ein Zwischenspeicher für das Synthesegas bereitgestellt wird, um den Einfluss Fluktuation der Energieerzeugung auf die Ammoniakanlage weiter zu minimieren.
• Eine Anlage gemäß vorliegender Erfindung, bei welcher mittels einer Regelung bzw. Regeleinrichtung die Leistung der Ammoniakanlage in Abhängigkeit vom Füllstand des Zwischenbehälters und der vorhergesagten Leistung der Stromproduktion erhöht oder erniedrigt wird.
• Eine Anlage gemäß vorliegender Erfindung, bei welcher der Deoxo-Reaktor nach einer Verdichtungsstuf zwischengeschaltet wird, vorzugsweise, aber nicht ausschließlich der dritten, und nach diesem der hochreine Stickstoff aus der Luftzerlegungsanlage in den Prozess eingeleitet wird.
• Eine Anlage gemäß vorliegender Erfindung, bei welcher das Frischgas vor dem Ammoniakabscheider in den Synthesegaskreislauf eingeleitet wird, so dass eine Trocknung des Frischgases nicht notwendig ist.
• Eine Anlage gemäß vorliegender Erfindung, bei welcher das für die Abscheidung des Produktammoniaks notwendige, tiefe Temperaturniveau durch eine Absorptionskältemaschine bereitgestellt wird und hierbei die Energie für die Regeneration durch die Reaktionswärme im Synthesegaskreislauf bereitgestellt wird.
• Weitere besondere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind die folgenden, mit römischen Ziffern bezeichneten:
1. I. Verfahren zur Offshore Ammoniakerzeugung, bei dem
   1. a) Meerwasser mittels bei Offshore -Verfahren gewonnenem Strom elektrolysiert wird,
   2. b) der in Schritt a) gewonnene Wasserstoff mit Stickstoff zu Ammoniak umgesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das gesamte Verfahren auf mindestens einer schwimmenden Plattform abläuft.
2. II. Verfahren nach Ausführungsform Ziffer I, dadurch gekennzeichnet, dass als Offshore-Verfahren zur Stromgewinnung eines ausgewählt wird aus der Gruppe bestehend aus Windenergie-Verfahren, OTEC, Gezeitenkraftwerken, bevorzugt Windenergie-Verfahren.
• Ausführungsform III. Verfahren nach einer der vorhergehenden Ausführungsformen, dadurch gekennzeichnet, dass der in Schritt b) eingesetzte Stickstoff vor Ort aus der Luft gewonnen wird, bevorzugt mittels eines Linde-Verfahrens.
• Ausführungsform IV. Verfahren nach einer der vorhergehenden Ausführungsformen, dadurch gekennzeichnet, dass die Umsetzung zu Ammoniak in Schritt b) mittels eines Haber-Bosch-Verfahrens erfolgt.
• Ausführungsform V. Verfahren nach einer der vorhergehenden Ausführungsformen, dadurch gekennzeichnet, dass der in Schritt a) gewonnene Wasserstoff vor der Weiterverarbeitung von Sauerstoff befreit wird.
• Ausführungsform VI. Verfahren nach einer der vorhergehenden Ausführungsformen, dadurch gekennzeichnet, dass der in Schritt a) gewonnene Wasserstoff vor Ort zwischengespeichert wird.
• Ausführungsform VII. Verfahren nach einer der vorhergehenden Ausführungsformen, dadurch gekennzeichnet, dass der vor Ort aus der Luft gewonnene Stickstoff vor Ort zwischengespeichert wird.
• Ausführungsform VIII. Verfahren nach einer der vorhergehenden Ausführungsformen, dadurch gekennzeichnet,
• - dass das gesamte Verfahren auf einer einzigen schwimmenden Plattform abläuft, oder
• - dass einzelne Verfahrensschritte auf unterschiedlichen schwimmenden Plattformen ablaufen.
• Ausführungsform IX. Verfahren nach einer der vorhergehenden Ausführungsformen, dadurch gekennzeichnet, dass
1. i) die Wasserelektrolyse auf einer separaten schwimmenden Plattform erfolgt,
2. ii) die Ammoniakproduktion auf einer separaten schwimmenden Plattform erfolgt,
3. iii) die Stickstoffgewinnung aus der Luft auf einer separaten schwimmenden Plattform, auf der gleichen Plattform wie die Wasserelektrolyse, oder auf der gleichen Plattform wie die Ammoniak-Produktion abläuft,
4. iv) die Zwischenlagerung des durch Meerwasser Elektrolyse gewonnenen Wasserstoffs auf einer separaten Plattform, auf der gleichen Plattform wie die Stickstoffgewinnung aus der Luft oder auf der gleichen Plattform wie die Ammoniakproduktion erfolgt,
5. v) die Zwischenlagerung des vor Ort aus der Luft gewonnen Stickstoffs auf einer separaten Plattform, auf der gleichen Plattform wie die Stickstoffgewinnung aus der Luft oder auf der gleichen Plattform wie die Ammoniakproduktion erfolgt.
• Ausführungsform X. Anlage zur Offshore Produktion von Ammoniak aus den Elementen umfassend
1. I) eine Einheit zur Meerwasserelektrolyse,
2. II) eine Einheit zur Stickstoffgewinnung aus der Umgebungsluft,
3. III) eine Einheit zur Ammoniakproduktion,

dadurch gekennzeichnet, dass die Anlage auf mindestens einer schwimmenden Plattform angeordnet ist bzw. integraler Teil der mindestens einen schwimmenden Plattform ist, und
dass die Energie für die Anlage von einer Offshore -Anlage für erneuerbare Energien erzeugt wird.
• Ausführungsform XI. Anlage nach Ausführungsform X, dadurch gekennzeichnet, dass
• - die Einheiten I), II) und III) zusammen auf einer einzigen schwimmenden Plattform angeordnet sind, oder
• - die Einheiten I) und II) auf einer schwimmenden Plattform angeordnet sind und die Einheit III) auf einer zweiten schwimmenden Plattform angeordnet ist, oder
• - die Einheiten I) und III) auf einer schwimmenden Plattform angeordnet sind und die Einheit II) auf einer zweiten schwimmenden Plattform angeordnet ist, oder
• - die Einheiten II) und III) auf einer schwimmenden Plattform angeordnet sind und die Einheit I) auf einer zweiten schwimmenden Plattform angeordnet ist, oder
• - die Einheiten I), II) und III) jeweils für sich auf einer separaten schwimmenden Plattform angeordnet sind.
• Ausführungsform XII. Anlage nach einer der Ausführungsformen X oder XI, dadurch gekennzeichnet, dass die Plattformen ortsfest oder beweglich sind.
• Ausführungsform XIII. Anlage nach einer der Ausführungsformen X-XII, dadurch gekennzeichnet, dass die Energie für die Anlage aus einer Anlage aus der Gruppe bestehend aus Windenergiekraftwerk, OTEC-Kraftwerk, Gezeitenkraftwerken, bevorzugt Windenergiekraftwerk, ausgewählt wird.
• Ausführungsform XIV. Anlage nach einer der Ausführungsformen X-XIII, dadurch gekennzeichnet, dass die Einheit zur Stickstoffgewinnung aus der Umgebungsluft eine Einheit zur Durchführung eines Luftzerlegungsverfahrens, insbesondere Linde-Verfahrens, ist.
• Ausführungsform XV. Anlage nach einer der Ausführungsformen X-XIV, dadurch gekennzeichnet, dass die Einheit zur Umsetzung von Wasserstoff und Stickstoff zu Ammoniak eine Einheit zur Durchführung eines Haber-Bosch-Verfahrens ist.
• Ausführungsform XVI. Anlage nach einer der Ausführungsformen X-XV, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlage zusätzlich
  IV) eine Einheit zur Befreiung des mittels Einheit I) gewonnenen Wasserstoffs von Sauerstoff aufweist.
• Ausführungsform XVII. Anlage nach einer der Ausführungsformen X-XVI, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlage zusätzlich
  V) eine Einheit zur Zwischenspeicherung des mittels Elektrolyse gewonnenen Wasserstoffs,
  VI) eine Einheit zur Zwischenspeicherung des mittels Luftzerlegung gewonnenen Stickstoffs, und oder
  VII) eine Einheit zur Zwischenspeicherung des gewonnenen Ammoniaks aufweist.
  Dabei können die Einheiten V), VI) und VII) entsprechende, Fach übliche Speichereinheiten wie beispielsweise Gascontainer oder Ähnliches sein
• Ausführungsform XVIII. Anlage nach einer der Ausführungsformen X-XVII, dass die gesamte Anlage auf einer einzigen schwimmenden Plattform angeordnet ist, oder dass einzelne Anlagenteile auf unterschiedlichen schwimmenden Plattformen angeordnet sind.
• Ausführungsform XIX. Anlage nach einer der Ausführungsformen X-XVIII, dadurch gekennzeichnet, dass
1. i) die Einheit zur Wasserelektrolyse auf einer separaten schwimmenden Plattform angeordnet ist,
2. ii) die Einheit zur Ammoniakproduktion auf einer separaten schwimmenden Plattform angeordnet ist,
3. iii) die Einheit zur Stickstoffgewinnung aus der Luft auf einer separaten schwimmenden Plattform, auf der gleichen Plattform wie die Wasserelektrolyse, oder auf der gleichen Plattform wie die Ammoniak-Produktion angeordnet ist,
4. iv) die Einheit zur Zwischenlagerung des durch Meerwasser-Elektrolyse gewonnenen Wasserstoffs auf einer separaten Plattform, auf der gleichen Plattform wie die Einheit zur Stickstoffgewinnung aus der Luft oder auf der gleichen Plattform wie die Einheit zur Ammoniakproduktion angeordnet ist,
5. v) die Einheit zur Zwischenlagerung des vor Ort aus der Luft gewonnen Stickstoffs auf einer separaten Plattform, auf der gleichen Plattform wie die Einheit zur Stickstoffgewinnung aus der Luft oder auf der gleichen Plattform wie die Einheit zur Ammoniakproduktion angeordnet ist.
• Eine weitere besondere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Ammoniakerzeugung gemäß vorliegender Erfindung, insbesondere gemäß der angeführten Ausführungsformen I-IX, mit einer Prozesskette umfassend die folgenden Merkmale
• - Wasserelektrolyse,
• - Entfernung des Sauerstoffs aus dem resultierenden Knallgas,
• - Verdichten des gereinigten Wasserstoffgases,
• - Entfernung von noch im gereinigten Wasserstoffgas verbliebenem Restsauerstoff,
• - Zugabe von Stickstoff,
• - verdichten des Wasserstoff/Stickstoff-Gemischs und
• - Durchführung des Haber-Bosch-Verfahrens zur Ammoniaksynthese.
• Verschiedene weitere bevorzugte Ausführungsformen, sowohl für die jeweiligen Verfahren, als auch die Anlagen der Ausführungsformen I bis XIX sind die folgenden Ausführungsvarianten:
1. A) Wasserstoffelektrolyse, Ammoniakproduktion und Stickstoffgewinnung / Stickstoffspeicher gemeinsam auf einer schwimmenden Plattform, die Ammoniaktanks unterhalb der Wasserlinie.
2. B) Wasserstoffelektrolyse, Ammoniakproduktion und Stickstoffgewinnung / Stickstoffspeicher gemeinsam auf einer schwimmenden Plattform, der Wasserstofftank und die Ammoniaktanks unterhalb der Wasserlinie.
3. C) Wasserstoffelektrolyse, Ammoniakproduktion, Stickstoffgewinnung/Stickstoffspeicher und Wasserstofftank gemeinsam auf einer schwimmenden Plattform, die Ammoniaktanks auf einer separaten schwimmenden Plattformen.
4. D) Wasserstoffelektrolyse, Ammoniakproduktion und Stickstoffgewinnung/Stickstoffspeicher gemeinsam auf einer schwimmenden Plattform, der Wasserstofftank und die Ammoniaktanks auf jeweils separaten schwimmenden Plattformen.
• Eine besondere Variante der vorliegenden Erfindung ist eine Ausführungsform, bei welcher der durch Meerwasserelektrolyse erhaltenen Wasserstoff statt mit Stickstoff mit CO₂ umgesetzt wird, wobei das resultierende Produkt dann anstelle von Ammoniak Methanol ist.
  Diese Ausführungsform ist entsprechend ein Verfahren zur Offshore Methanolerzeugung, bei dem
1. a) Meerwasser mittels bei Offshore-Verfahren gewonnenem Strom elektrolysiert wird,
2. b) der in Schritt a) gewonnene Wasserstoff mit CO₂ zu Methanol umgesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das gesamte Verfahren auf mindestens einer schwimmenden Plattform abläuft.

Die oben entsprechend in Zusammenhang mit Stickstoff beschriebenen Schritte und Anlagenteile sind sinngemäß auf diese Variante der vorliegenden Erfindung anwendbar.
• Da das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Anlage eng miteinander verwandt sind, können die für die erfindungsgemäße Anlage beschriebenen Anlagenteile sinngemäß in entsprechende Verfahrensschritte umgesetzt werden, und die für erfindungsgemäße Verfahren beschriebenen Verfahrensschritte sinngemäß in entsprechender Anlagenteile umgesetzt werden.
• Die verschiedenen Ausgestaltungen, Ausführungsformen und Varianten der vorliegenden Erfindung, beispielsweise, aber nicht auf diese beschränkt, der verschiedenen Ansprüche, können dabei beliebig miteinander kombiniert werden, sofern solche Kombinationen sich nicht widersprechen.
• Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden mit Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert. Die Figuren sind dabei nicht limitierend auszulegen und nicht maßstabsgetreu. Weiterhin enthalten die Figuren nicht alle Merkmale, die übliche Anlagen aufweisen, sondern sind auf die für die vorliegende Erfindung und ihr Verständnis wesentlichen Merkmale reduziert.
• 1: In 1 wird gezeigt, dass, wenn man für ein zufällig gewähltes Windprofil die Zahl der erforderlichen Stillstände und die Ammoniakproduktion bezogen auf die maximale Ammoniakproduktion berechnet und graphisch aufträgt, es anfangs sehr stark zu einer Verringerung der Abschaltungen der Anlage Ammoniakanlage führt und damit einhergehend zu einer Erhöhung der produzierten Ammoniakmenge. Mit größer werdenden Speichervolumen flachen die Kurven zunehmend ab. Für das hier untersuchte Beispiel erscheint die Wahl eines Wasserstoffspeichers mit einem Speichervolumen im Bereich von 60000 - 70000 Normkubikmeter als ein sinnvoller Kompromiss zwischen Kosten für den Speicher und den durch den Speicher erzielten Vorteile beim Produktionsgewinn und Betrieb der Anlage.
• 2A-D: In den 2A bis 2D ist ein beispielhaftes erfindungsgemäßes Verfahren/eine beispielhafte erfindungsgemäße Anlage illustriert, wie sie oben im Text dargestellt ist.
• ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
• Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
• Zitierte Patentliteratur
• DE 102016203753 [0017]

Claims (12)

1. Verfahren zur Ammoniakerzeugung, bei dem a) Meerwasser mittels bei Offshore-Verfahren gewonnenem Strom elektrolysiert wird, b) der in Schritt a) gewonnene Wasserstoff mit Stickstoff zu Ammoniak umgesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das gesamte Verfahren auf mindestens einer schwimmenden Plattform abläuft.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Offshore-Verfahren zur Stromgewinnung eines ausgewählt wird aus der Gruppe bestehend aus Windenergie-Verfahren, OTEC, Gezeitenkraftwerken, bevorzugt Windenergie-Verfahren.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der in Schritt b) eingesetzte Stickstoff vor Ort aus der Luft gewonnen wird, bevorzugt mittels eines Luftzerlegungsverfahrens, insbesondere Linde-Verfahrens.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Umsetzung zu Ammoniak in Schritt b) mittels eines Haber-Bosch-Verfahrens erfolgt.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der in Schritt a) gewonnene Wasserstoff vor der Weiterverarbeitung von Sauerstoff befreit wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der in Schritt a) gewonnene Wasserstoff vor Ort zwischengespeichert wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der vor Ort aus der Luft gewonnene Stickstoff vor Ort zwischengespeichert wird.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, - dass das gesamte Verfahren auf einer einzigen schwimmenden Plattform abläuft, oder - dass einzelne Verfahrensschritte auf unterschiedlichen schwimmenden Plattformen ablaufen.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass i) die Wasserelektrolyse auf einer separaten schwimmenden Plattform erfolgt, ii) die Ammoniakproduktion auf einer separaten schwimmenden Plattform erfolgt, iii) die Stickstoffgewinnung aus der Luft auf einer separaten schwimmenden Plattform, auf der gleichen Plattform wie die Wasserelektrolyse, oder auf der gleichen Plattform wie die Ammoniak-Produktion abläuft, iv) die Zwischenlagerung des durch Meerwasser Elektrolyse gewonnenen Wasserstoffs auf einer separaten Plattform, auf der gleichen Plattform wie die Stickstoffgewinnung aus der Luft oder auf der gleichen Plattform wie die Ammoniakproduktion erfolgt, v) die Zwischenlagerung des vor Ort aus der Luft gewonnen Stickstoffs auf einer separaten Plattform, auf der gleichen Plattform wie die Stickstoffgewinnung aus der Luft oder auf der gleichen Plattform wie die Ammoniakproduktion erfolgt.
10. Anlage zur Offshore Produktion von Ammoniak aus den Elementen umfassend I) eine Anlageneinheit zur Meerwasserelektrolyse, II) eine Anlageneinheit zur Stickstoffgewinnung aus der Umgebungsluft, III) eine Anlageneinheit zur Ammoniakproduktion, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlage auf mindestens einer schwimmenden Plattform angeordnet ist, und dass die Energie für die Anlage von einer Offshore-Anlage für erneuerbare Energien erzeugt wird.
11. Anlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass - die Anlageneinheiten I), II) und III) zusammen auf einer einzigen schwimmenden Plattform angeordnet sind, oder - die Anlageneinheiten I) und II) auf einer schwimmenden Plattform angeordnet sind und die Anlageneinheit III) auf einer zweiten schwimmenden Plattform angeordnet ist, oder - die Anlageneinheiten I) und III) auf einer schwimmenden Plattform angeordnet sind und die Anlageneinheit II) auf einer zweiten schwimmenden Plattform angeordnet ist, oder - die Anlageneinheiten II) und III) auf einer schwimmenden Plattform angeordnet sind und die Anlageneinheit I) auf einer zweiten schwimmenden Plattform angeordnet ist, oder - die Anlageneinheiten I), II) und III) jeweils für sich auf einer separaten schwimmenden Plattform angeordnet sind.
12. Anlage nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Plattformen ortsfest oder beweglich sind.

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