EP4090585A1 - Offshore-wasserstoffspeicher - Google Patents

Offshore-wasserstoffspeicher

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Publication number
EP4090585A1
EP4090585A1 EP21704191.2A EP21704191A EP4090585A1 EP 4090585 A1 EP4090585 A1 EP 4090585A1 EP 21704191 A EP21704191 A EP 21704191A EP 4090585 A1 EP4090585 A1 EP 4090585A1
Authority
EP
European Patent Office
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hydrogen
offshore
tank
hydrogen storage
tanks
Prior art date
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Pending
Application number
EP21704191.2A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Malcolm LANGHAM
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rwe Offshore Wind GmbH
Original Assignee
RWE Renewables GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by RWE Renewables GmbH filed Critical RWE Renewables GmbH
Publication of EP4090585A1 publication Critical patent/EP4090585A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • B63B35/44—Floating buildings, stores, drilling platforms, or workshops, e.g. carrying water-oil separating devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B25/00—Load-accommodating arrangements, e.g. stowing, trimming; Vessels characterised thereby
    • B63B25/02—Load-accommodating arrangements, e.g. stowing, trimming; Vessels characterised thereby for bulk goods
    • B63B25/08—Load-accommodating arrangements, e.g. stowing, trimming; Vessels characterised thereby for bulk goods fluid
    • B63B25/12—Load-accommodating arrangements, e.g. stowing, trimming; Vessels characterised thereby for bulk goods fluid closed
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    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
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    • B63B22/24—Buoys container type, i.e. having provision for the storage of material
    • B63B22/28—Buoys container type, i.e. having provision for the storage of material submerged when not in use
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
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    • B63B39/02—Equipment to decrease pitch, roll, or like unwanted vessel movements; Apparatus for indicating vessel attitude to decrease vessel movements by displacement of masses
    • B63B39/03—Equipment to decrease pitch, roll, or like unwanted vessel movements; Apparatus for indicating vessel attitude to decrease vessel movements by displacement of masses by transferring liquids
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J15/00—Systems for storing electric energy
    • H02J15/008—Systems for storing electric energy using hydrogen as energy vector
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    • B63B2035/4486—Floating storage vessels, other than vessels for hydrocarbon production and storage, e.g. for liquid cargo
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B2207/00—Buoyancy or ballast means
    • B63B2207/02—Variable ballast or buoyancy
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    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P80/00—Climate change mitigation technologies for sector-wide applications
    • Y02P80/10—Efficient use of energy, e.g. using compressed air or pressurized fluid as energy carrier

Definitions

  • the invention relates to the offshore storage of hydrogen, in particular such hydrogen, which was generated using electrical energy from an offshore wind farm.
  • Wind energy can be used particularly well in offshore wind parks to generate electrical energy.
  • Cable connections to offshore wind farms are complex. This is why there are offshore wind farms without a cable connection to the mainland.
  • These generate electrical energy that is used directly on offshore platforms, for example for the production of hydrogen.
  • the hydrogen obtained in this way can be brought ashore by ship.
  • this requires intermediate storage of the hydrogen.
  • Hydrogen tanks take up much of the limited space on an offshore platform.
  • the object of the present invention is to create a possibility for offshore hydrogen storage based on the prior art described, which is space-saving and safe.
  • an offshore hydrogen storage device which comprises at least one floatable hydrogen tank.
  • the offshore hydrogen storage facility is designed and set up to be used in the sea, i.e. offshore.
  • the offshore hydrogen storage can also be referred to as a "device for storing hydrogen at a location in the sea".
  • hydrogen that was generated on an offshore platform can be stored in the offshore hydrogen storage device, in particular using electrical energy generated by means of an offshore wind parks.
  • the floatable hydrogen tank valuable space on the offshore platform can be saved.
  • a hydrogen tank on an offshore platform would require a considerable substructure the storage of hydrogen away from the offshore platform in the floating hydrogen storage tank is particularly safe.If there is an explosion in the hydrogen tank, this can be contained by the seawater.
  • a floatable hydrogen tank is to be understood as a tank that is suitable on the one hand to store hydrogen and on the other hand can float.
  • a steel tank for example, can store hydrogen. Even if the hydrogen tank preferably does not allow any hydrogen to escape, losses cannot be completely avoided in practice.
  • a hydrogen tank can float if it is dimensioned in such a way that it generates sufficient buoyancy to compensate for its own weight. The buoyancy force results from the amount of water displaced by the hydrogen tank, i.e. it depends on how far the hydrogen tank is immersed in the water.
  • the weight of the filled hydrogen tank results on the one hand from its own weight, on the other hand from the weight of the hydrogen in the hydrogen tank. Since hydrogen is very light, the weight of the hydrogen can be almost neglected.
  • the hydrogen tank can have a mass of 401 and hold a maximum of 400 kg of hydrogen.
  • the mass of the hydrogen is therefore a maximum of only around 1% of the total mass of the filled hydrogen tank.
  • a hydrogen tank should therefore be considered to be buoyant if it is buoyant when empty, i.e. if its maximum buoyancy force (which occurs when the water hydrogen tank is completely submerged) is greater than the weight resulting from the mass of the empty hydrogen tank.
  • the hydrogen tank dips so far into the water that the buoyancy force and the weight force are in equilibrium with one another.
  • the buoyancy can be achieved through the choice of dimensions, materials and / or wall thicknesses. Even if the mass of the hydrogen is comparatively low, it is preferred that the hydrogen tank is only filled to the extent that it is buoyant even when it is filled.
  • the filling of the hydrogen tank can be adjusted via the pressure of the filled hydrogen.
  • the offshore hydrogen storage device is preferably floatable as a whole.
  • the hydrogen tank is preferably used as a floating body, so that additional floating bodies are not required.
  • the offshore hydrogen storage system prefferably has a single hydrogen tank.
  • the offshore hydrogen storage device comprises a plurality of buoyant hydrogen tanks attached to one another.
  • the hydrogen tank described above is one of the plurality of hydrogen tanks.
  • All hydrogen tanks are preferably designed in the same way.
  • the hydrogen tanks can be attached to one another directly or indirectly.
  • two adjacent hydrogen tanks can be in direct contact with one another and thereby be fastened directly to one another.
  • an intermediate element can be arranged between two adjacent hydrogen tanks, via which the two hydrogen tanks are indirectly connected to one another. It is also not necessary that every hydrogen tank has a connection to every other hydrogen tank. It is sufficient that the hydrogen tanks are connected as a whole.
  • the hydrogen tanks are preferably fastened to one another via a frame, in particular made of steel.
  • the water- Fabric tanks with the frame thus result in an overall construction that is preferably buoyant as a whole.
  • the hydrogen tanks can be attached to one another via the frame, for example in a port.
  • the offshore hydrogen storage system formed in this way can then be towed to the desired position offshore using a tug.
  • the offshore hydrogen storage device is preferably of modular design in such a way that the individual hydrogen tanks each form a module. The number of hydrogen tanks can easily be changed and adapted to requirements.
  • the offshore hydrogen storage facility also has a gangway which is attached to the at least one hydrogen tank.
  • the gangway is a structure that a worker can walk over, for example to carry out maintenance work.
  • the gangway is preferably arranged so that it is arranged above the surface of the water, at least for maintenance purposes.
  • the gangway is part of the frame through which a plurality of the hydrogen tanks are attached to one another.
  • the gangway preferably has several sections, via which preferably all hydrogen tanks can be reached for maintenance purposes.
  • the offshore hydrogen storage facility is anchored on the sea bed.
  • the offshore hydrogen storage device is preferably anchored to the sea bed via at least one rope or at least one chain - in particular at least one anchor chain.
  • the offshore hydrogen storage unit floats in normal operation.
  • the offshore hydrogen storage tank is anchored on the seabed to prevent it drifting away.
  • at least one rope is provided, which on the one hand connects to the offshore hydrogen storage system and on the other hand is connected to the sea bed, for example via an anchor.
  • the rope and the anchor are part of the offshore hydrogen storage system.
  • the at least one hydrogen tank is held on a pole which is attached to the sea bed.
  • the pile can also be referred to as a monopile.
  • the pile is preferably arranged vertically, i.e. perpendicular to the sea surface.
  • the pile is preferably dimensioned so that it projects over the sea surface Hydrogen tank can easily be attached to the pile.
  • the pile is visible even if the at least one hydrogen tank is arranged below the sea surface.
  • the pile protects the offshore hydrogen storage system against drifting.
  • the pile is part of the Offshore hydrogen storage: With the exception of the pile, the offshore hydrogen storage is preferably buoyant.
  • the at least one hydrogen tank can be moved along the pile.
  • the pile prevents the offshore hydrogen storage system from drifting, but allows the at least one hydrogen tank to move up and down.
  • the at least one hydrogen tank can therefore move perpendicular to the water surface.
  • the pile is relieved to the extent that the weight force and the buoyancy force of the at least one hydrogen tank do not act on the pile.
  • the offshore hydrogen storage facility further comprises a ballast tank, wherein the at least one hydrogen tank can be moved below the surface of the water by filling the ballast tank.
  • the ballast tank is preferably attached to the at least one hydrogen tank, in particular via the frame.
  • the ballast tank can be filled with water. In the simplest case, sea water is used for this.
  • the offshore hydrogen storage system preferably has a plurality of ballast tanks. These are preferably arranged symmetrically so that the at least one hydrogen tank remains in the balance when it is lowered. In general, the at least one hydrogen tank can also be kept in balance by filling the ballast tanks differently.
  • the at least one hydrogen tank By filling the ballast tanks, the at least one hydrogen tank can be lowered so that it is completely below the surface of the water.
  • the offshore hydrogen storage system is particularly safe because the risk of explosion is particularly low and the possible effects of an explosion by the seawater can be contained particularly well.
  • the at least one hydrogen tank is connected to the hydrogen generator via at least one line.
  • the described advantages and features of the offshore hydrogen storage device can be used and transferred to the arrangement, and vice versa.
  • the offshore hydrogen storage of the arrangement is preferably designed as described be.
  • Hydrogen can be generated on the offshore platform with the hydrogen generator, in particular using electrical energy that is generated with an offshore wind farm.
  • the hydrogen formed in this way can be stored in the offshore hydrogen storage facility. This is particularly possible in the gaseous state.
  • the at least one hydrogen tank is about the at least one line is connected to the hydrogen generator.
  • One line is preferably laid at least partially on the seabed. This can prevent the line from being damaged, for example, by a ship that is traveling between the offshore platform and the offshore hydrogen storage facility.
  • the stored hydrogen can be transported away by ship, for example.
  • the stored hydrogen can also be liquefied on the offshore platform and / or used to manufacture other products such as LOHC.
  • the liquid hydrogen or the product obtained can then be transported away by ship.
  • the described advantages and features of the offshore hydrogen storage and the arrangement are applicable to the method and transferable, and vice versa.
  • the offshore hydrogen storage facility and the arrangement are preferably intended and set up for operation in accordance with the method.
  • the method is preferably carried out with the offshore hydrogen storage device described, in particular in connection with the arrangement described.
  • the at least one hydrogen tank is kept below the water surface during normal operation and is at least partially raised above the water surface for maintenance purposes. It is sufficient that a respective upper section of the at least one hydrogen tank is raised above the water surface for maintenance purposes.
  • Fig. 1 a plan view of an arrangement according to the invention
  • Fig. 2 a perspective view of a first embodiment of an offshore hydrogen storage device for the arrangement from Fig. 1,
  • FIG. 3 a side view of a second embodiment of an offshore hydrogen storage device for the arrangement from FIG. 1 in normal operation
  • FIG. 4 shows a side view of the offshore hydrogen storage device from FIG. 3 in a state for maintenance purposes
  • FIGS. 3 and 4 a perspective view of the offshore hydrogen storage device from FIGS. 3 and 4 in normal operation.
  • Fig. 1 shows an arrangement 9 with an offshore platform 10 and an offshore hydrogen storage device 1.
  • the offshore platform 10 has a hydrogen generator 11, with which hydrogen can be generated in particular using electrical energy from an offshore wind park .
  • This hydrogen in particular as a gas, can be fed to the offshore hydrogen storage device 1 via a line 12 in order to be stored in the offshore hydrogen storage device 1.
  • the offshore hydrogen storage device 1 has several floatable hydrogen tanks 2.
  • 4 x 4, ie 16 hydrogen tanks 2 are provided. These are fastened to one another via a frame 13.
  • the part of the frame 13 that can be seen in FIG. 1 is formed as a gangway 3.
  • maintenance work can be carried out via gangway 3.
  • the hydrogen tanks 2 shows a first embodiment of an offshore hydrogen storage device 1 for the arrangement 9 from FIG.
  • the hydrogen tanks 2 therefore float. That is possible. because the hydrogen tanks 2 are dimensioned in such a way that their buoyancy force just compensates for the weight force.
  • they are anchored to the sea floor 6 by means of ropes 4, four here by way of example.
  • the gangway 3 and the other parts of the frame 13 are also shown.
  • 3 to 5 show a second embodiment of an offshore hydrogen storage device 1 for the arrangement 9 from FIG.
  • the hydrogen tanks 2 are movable along the pole 5 - that is, up and down. In doing so, they are led through post 5.
  • the position of the hydrogen tanks 2 on the pole 5 can be set. It is thus possible that the hydrogen tanks 2 can be kept below the water surface 8 during normal operation when the ballast tanks 7 are filled (FIG. 3) and can be raised at least partially above the water surface 8 for maintenance purposes.
  • the hydrogen tanks 2 are fastened to one another via a frame 13. This is not designed as a gangway - but this would also be possible in this embodiment, please include.
  • the offshore hydrogen storage tank 1 has a floatable hydrogen tank 2, which can be arranged in the water away from an offshore platform 10 with hydrogen generator 11.

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Abstract

Offshore-Wasserstoffspeicher (1) umfassend mindestens einen schwimmfähigen Wasserstofftank (2). Mit dem Offshore-Wasserstoffspeicher (1) kann Wasserstoff günstig und sicher offshore gespeichert werden, insbesondere nachdem der Wasserstoff mit elektrischer Energie eines Offshore-Wind parks erzeugt worden ist. Dazu weist der Offshore-Wasserstoffspeicher (1) einen schwimmfähigen Wasserstofftank (2) auf, der abseits einer Offshore-Plattform (10) mit Wasserstoff-Erzeuger (11) im Wasser angeordnet werden kann.

Description

Offshore-Wasserstoffspeicher
Die Erfindung betrifft die Offshore-Speicherung von Wassersoff, insbesondere von solchem Wasserstoff, der unter Verwendung elektrischer Energie eines Offs- hore-Windparks erzeugt wurde. Windenergie kann besonders gut in Offshore-Wind parks zur Erzeugung elektrischer Energie genutzt werden. Problematisch ist es dabei aber, die elektri sche Energie an Land zu leiten. Kabelverbindungen zu Offshore-Windparkssind aufwendig. Daher gibt es Offshore-Windparksohne Kabelverbindung zum Fest land. Diese erzeugen elektrische Energie, die unmittelbar auf Offshore- Plattformen beispielsweise für die Herstellung von Wasserstoff genutzt wird. Der so gewonnene Wasserstoff kann per Schiff an Land gebracht werden. Dazu ist aber eine Zwischenspeicherung des Wasserstoffs erforderlich. Wasserstofftanks nehmen auf einer Offshore- Plattform viel des eng begrenzten Platzes in An spruch. Zudem besteht bei der Speicherung von Wasserstoff ein erhebliches Explosionsrisiko.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ausgehend vom beschriebe nen Stand der Technik eine Möglichkeit zur Offshore-Wasserstoffspeicherung zu schaffen, die platzsparend und sicher ist.
Diese Aufgaben werden gelöst mit dem Offshore-Wasserstoffspeicher, der Anordnung und dem Verfahren gemäß den unabhängigen Ansprüchen. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen an gegeben. Die in den Ansprüchen und in der Beschreibung dargestellten Merk male sind in beliebiger, technologisch sinnvoller Weise miteinander kombinier bar. Erfindungsgemäß wird ein Offshore-Wasserstoffspeicher vorgestellt, der mindestens einen schwimmfähigen Wasserstofftank umfasst.
Der Offshore-Wasserstoffspeicher ist dazu bestimmt und eingerichtet, im Meer, also offshore, eingesetzt zu werden. Der Offshore-Wasserstoffspeicher kann auch als eine „Vorrichtung zur Speicherung von Wasserstoff an einem Ort im Meer" bezeichnet werden. Beispielsweise kann in dem Offshore- Wasserstoffspeicher Wasserstoff gespeichert werden, der auf einer Offshore plattform erzeugt wurde, insbesondere unter Ausnutzung elektrischer Energie, die mittels eines Offshore-Wind parks gewonnen wurde. Mit dem schwimm fähigen Wasserstofftank kann kostbarer Platz auf der Offshore- Plattform gespart werden. Ein Wasserstofftank auf einer Offshore- Plattform würde eine erhebliche Unterkonstruktion erfordern. Im Vergleich dazu genügt bei dem beschriebenen Offshore-Wasserstoffspeicher ein besonders geringer konstruktiver Aufwand. Zudem ist die Speicherung des Wasserstoffs abseits der Offshore- Plattform im schwimmfähigen Wasserstoffspeicher besonders sicher. Sollte es im Wasser stofftank zu einer Explosion kommen, kann diese durch das Meerwasser einge dämmt werden.
Unter einem schwimmfähigen Wasserstofftank ist ein Tank zu verstehen, der einerseits dazu geeignet ist, Wasserstoff zu speichern, und der andererseits schwimmen kann. Wasserstoff speichern kann beispielsweise ein Stahltank. Auch wenn der Wasserstofftank vorzugsweise keinen Wasserstoff entweichen lässt, lassen sich in der Praxis Verluste nicht vollständig vermeiden. Ein Wasser stofftank ist dann schwimmfähig, wenn er derart dimensioniert ist, dass dieser ausreichend Auftrieb erzeugt, um seine eigene Gewichtskraft zu kompensieren. Die Auftriebskraft ergibt sich aus der vom Wasserstofftank verdrängten Wasser menge, hängt also davon ab, wie weit der Wasserstofftank in das Wasser einge taucht ist. Die Gewichtskraft des befüllten Wasserstofftanks ergibt sich einerseits aus seinem Eigengewicht, andererseits aus dem Gewicht des im Wasserstofftank befindlichen Wasserstoffs. Da Wasserstoff sehr leicht ist, kann das Gewicht des Wasserstoffs aber nahezu vernachlässigt werden. So kann der Wasserstofftank beispielsweise eine Masse von 401 haben und maximal 400 kg Wasserstoff auf nehmen. Die Masse des Wasserstoffs beträgt also maximal nur rund 1 % der Ge samtmasse des befüllten Wasserstofftanks. Daher soll ein Wasserstofftank dann also schwimmfähig betrachtet werden, wenn er im leeren Zustand schwimmfä hig ist, wenn also seine maximale Auftriebskraft (die sich einstellt, wenn der Was- serstofftank vollständig untergetaucht ist) größer ist als die Gewichtskraft, die sich aus der Masse des leeren Wasserstofftanks ergibt. Der Wasserstofftank taucht in dem Fall soweit in das Wasser ein, dass die Auftriebskraft und die Ge wichtskraft im Gleichgewicht zueinander stehen. Die Schwimmfähigkeit kann durch Wahl der Abmessungen, Materialien und/oder Wanddicken erreicht wer den. Auch wenn die Masse des Wasserstoffs vergleichsweise gering ist, ist es bevorzugt, dass der Wasserstofftank nur soweit befüllt wird, dass er auch im be- füllten Zustand schwimmfähig ist. Die Befüllung des Wasserstofftanks kann über den Druck des eingefüllten Wasserstoffs eingestellt werden.
Durch den schwimmfähigen Wasserstofftank ist der Offshore- Wasserstoffspeicher vorzugsweise insgesamt schwimmfähig. Der Wasserstoff tank dient vorzugsweise als Schwimmkörper, so dass zusätzliche Schwimmkör per nicht erforderlich sind.
Es genügt, dass der Offshore-Wasserstoffspeicher einen einzigen Was serstofftank aufweist. In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst der Offsho re-Wasserstoffspeicher aber eine Mehrzahl von aneinander befestigten schwimmfähigen Wasserstofftanks.
Der zuvor beschriebene Wasserstofftank ist einer dieser Mehrzahl von Wasserstofftanks. Für die übrigen Wasserstofftanks gilt das zuvor für den einen Wasserstofftank Gesagte ebenfalls. Vorzugsweise sind alle Wasserstofftanks gleich ausgebildet.
Die Wasserstofftanks können direkt oder indirekt aneinander befestigt sein. So können zwei benachbarte Wasserstofftanks in unmittelbarem Kontakt zueinander stehen und dabei direkt aneinander befestigt sein. Alternativ kann zwischen zwei benachbarten Wasserstofftanks ein Zwischenelement angeord net sein, über welches die beiden Wasserstofftanks indirekt miteinander verbun den sind. Auch ist es nicht erforderlich, dass jeder Wasserstofftank eine Verbin dung zu jedem anderen Wasserstoff tank hat. Es genügt, dass die Wasser stofftanks insgesamt Zusammenhängen. Vorzugsweise sind die Wasserstofftanks übereinen Rahmen, insbesondere aus Stahl, aneinander befestigt. Die Wasser- Stofftanks mit dem Rahmen ergeben somit eine Gesamtkonstruktion, die vor zugsweise insgesamt schwimmfähig ist.
Die Wasserstofftanks können beispielsweise in einem Hafen überden Rahmen aneinander befestigt werden. Der so gebildete Offshore-Wasserstoff- speicher kann dann mit einem Schlepper an die gewünschte Position offshore geschleppt werden. Vorzugsweise ist der Offshore-Wasserstoffspeicher derart modular ausgebildet, dass die einzelnen Wasserstofftanks jeweils ein Modul bil den. So kann die Zahl der Wasserstofftanks leicht verändert werden und dem Bedarf angepasst werden.
In einerweiteren bevorzugten Ausführungsform weist der Offshore- Wasserstoffspeicher weiterhin eine Gangway auf, die an dem mindestens einen Wasserstofftank befestigt ist.
Die Gangway ist eine Konstruktion, über die ein Arbeiter gehen kann, bei spielsweise um Wartungsarbeiten auszuführen. Die Gangway ist vorzugsweise so angeordnet, dass diese jedenfalls zu Wartungszwecken oberhalb der Was seroberfläche angeordnet ist. Vorzugsweise ist die Gangway Teil des Rahmens, über eine Mehrzahl der Wasserstofftanks aneinander befestigt ist. Die Gangway weist vorzugsweise mehrere Abschnitte auf, über die vorzugsweise alle Wasser stofftanks zu Wartungszwecken erreicht werden können.
In einerweiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Offshore- Wasserstoffspeicher am Meeresgrund verankert.
Der Offshore-Wasserstoffspeicher ist vorzugsweise über mindestens ein Seil oder mindestens eine Kette - insbesondere mindestens eine Ankerkette - am Meeresgrund verankert.
In dieser Ausführungsform ist es bevorzugt, dass der Offshore- Wasserstoffspeicher im Normalbetrieb schwimmt. Damit er nicht abdriftet, ist der Offshore-Wasserstoffspeicher am Meeresgrund verankert. Dazu ist mindestens ein Seil vorgesehen, welches einerseits mit dem Offshore-Wasserstoffspeicher und andererseits mit dem Meeresgrund verbunden ist, beispielsweise übereinen Anker. Das Seil und der Anker sind Teil des Offshore-Wasserstoffspeichers.
In einerweiteren bevorzugten Ausführungsform des Offshore- Wasserstoffspeichers ist der mindestens eine Wasserstofftank an einem Pfahl gehalten, der am Meeresgrund befestigt ist.
Der Pfahl kann auch als ein Monopfahl (engl.„Monopile") bezeichnet werden. Der Pfahl ist vorzugsweise vertikal angeordnet, also senkrecht zur Mee resoberfläche. Vorzugsweise ist der Pfahl so dimensioniert, dass er über die Mee resoberfläche hinausragt. Dadurch kann der mindestens eine Wasserstofftank besonders einfach an dem Pfahl befestigt werden. Zudem ist der Pfahl so auch dann sichtbar, wenn der mindestens eine Wasserstofftank unterhalb der Mee resoberfläche angeordnet ist. Durch den Pfahl ist der Offshore- Wasserstoffspeicher besonders gut gegen ein Abdriften gesichert. Der Pfahl ist Teil des Offshore-Wasserstoffspeichers. Vorzugsweise ist der Offshore- Wasserstoffspeicher mit Ausnahme des Pfahls schwimmfähig.
In einerweiteren bevorzugten Ausführungsform des Offshore- Wasserstoffspeichers ist der mindestens eine Wasserstofftank entlang des Pfahls beweglich.
Der Pfahl verhindert ein Abdriften des Offshore-Wasserstoffspeichers, lässt aber eine Auf- und Abbewegung des mindestens einen Wasserstofftanks zu. Der mindestens eine Wasserstofftank kann sich also senkrecht zur Wasser oberfläche bewegen. Dadurch wird der Pfahl insoweit entlastet, als dass die Ge wichtskraft und die Auftriebskraft des mindestens einen Wasserstofftanks nicht auf den Pfahl wirken.
In einerweiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst der Offshore- Wasserstoffspeicher weiterhin einen Ballast-Tank, wobei der mindestens eine Wasserstofftank durch Befüllen des Ballast-Tanks unter die Wasseroberfläche bewegt werden kann. Der Ballast-Tank ist vorzugsweise an dem mindestens einen Wasserstoff tank befestigt, insbesondere überden Rahmen. Der Ballast-Tank kann mit Was ser befüllt werden. Dazu wird im einfachsten Fall Meerwasser genutzt. Vorzugs weise weist der Offshore-Wasserstoffspeicher eine Mehrzahl von Ballast-Tanks auf. Diese sind vorzugsweise symmetrisch angeordnet, so dass der mindestens eine Wasserstofftank beim Absenken in der Waage bleibt. Auch allgemein kann der mindestens eine Wasserstofftank durch unterschiedliche Befüllung der Bal last-Tanks in der Waage gehalten werden.
Durch Befüllen der Ballast-Tanks kann der mindestens eine Wasserstoff tank soweit abgesenkt werden, dass dieser vollständig unter der Wasserober fläche angeordnet ist. Insbesondere in dem Fall ist der Offshore-Wasserstoff speicher besonders sicher, weil die Explosionsgefahr besonders gering ist und mögliche Auswirkungen einer Explosion durch das Meerwasser besonders gut eingedämmt werden können.
Als ein weiterer Aspekt der Erfindung wird eine Anordnung vorgestellt, die umfasst:
- eine Offshore- Plattform mit einem Wasserstoff- Erzeuger, und
- einen Offshore-Wasserstoffspeicher mit mindestens einem schwimmfähigen Wasserstofftank.
Der mindestens eine Wasserstofftank ist über mindestens eine Leitung mit dem Wasserstoff-Erzeuger verbunden.
Die beschriebenen Vorteile und Merkmale des Offshore-Wasserstoff- speichers sind auf die Anordnung anwendbar und übertragbar, und umgekehrt. Der Offshore-Wasserstoffspeicher der Anordnung ist vorzugsweise wie be schrieben ausgebildet.
Auf der Offshore- Plattform kann mit dem Wasserstoff- Erzeuger Wasser stoff erzeugt werden, insbesondere unter Verwendung elektrischer Energie, die mit einem Offshore-Windpark erzeugt wird. Der so gebildete Wasserstoff kann in dem Offshore-Wasserstoffspeicher gespeichert werden. Das ist insbesondere im gasförmigen Zustand möglich. Der mindestens eine Wasserstofftank ist über die mindestenseine Leitung mit dem Wasserstoff-Erzeuger verbunden. Die eine Lei tung ist vorzugsweise zumindest teilweise am Meeresgrund verlegt. Dadurch kann verhindert werden, dass die Leitung beispielsweise durch ein Schiff be schädigt wird, welches zwischen der Offshore- Plattform und dem Offshore- Wasserstoffspeicher herfährt.
Der gespeicherte Wasserstoff kann beispielsweise mit einem Schiff ab transportiert werden. Alternativ kann der gespeicherte Wasserstoff auch auf der Offshore- Plattform verflüssigt werden und/oder zur Herstellung anderer Produk te wie LOHC verwendet werden. Anschließend kann der flüssige Wasserstoff beziehungsweise das erhaltene Produkt mit einem Schiff abtransportiert werden.
Als ein weiterer Aspekt wird ein Verfahren vorgestellt, bei dem Wasser stoff offshore in mindestens einem schwimmfähigen Wasserstofftank gespei chert wird.
Die beschriebenen Vorteile und Merkmale des Offshore-Wasserstoff- Speichers und der Anordnung sind auf das Verfahren anwendbar und übertrag bar, und umgekehrt. Der Offshore-Wasserstoffspeicher und die Anordnung sind vorzugsweise zum Betrieb gemäß dem Verfahren bestimmt und eingerichtet.
Das Verfahren wird vorzugsweise mit dem beschriebenen Offshore-Wasserstoff speicher durchgeführt, insbesondere im Zusammenhang mit der beschriebenen Anordnung.
In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird der mindes tens eine Wasserstofftank im Normalbetrieb unterhalb der Wasseroberfläche gehalten und zu Wartungszwecken zumindest teilweise über die Wasseroberflä che angehoben. Es genügt, dass für Wartungszwecke ein jeweiliger oberer Abschnitt des mindestens einen Wasserstofftanks über die Wasseroberfläche gehoben wird.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Die Figuren zeigen besonders bevorzugte Ausführungsbeispiele, auf die die Erfin- düng jedoch nicht begrenzt ist. Die Figuren und die darin dargestellten Größen verhältnisse sind nur schematisch. Es zeigen:
Fig. 1: eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Anordnung, Fig. 2: eine perspektivische Ansicht auf eine erste Ausführungsform eines Offshore-Wasserstoffspeichers fürdie Anordnung aus Fig. 1,
Fig. 3: eine Seitenansicht auf eine zweite Ausführungsform eines Offsho- re-Wasserstoffspeichers fürdie Anordnung aus Fig. 1 im Normal betrieb,
Fig. 4: eine Seitenansicht auf den Offshore-Wasserstoffspeicher aus Fig. 3 in einem Zustand für Wartungszwecke, und
Fig. 5: eine perspektivische Ansicht auf den Offshore- Wasserstoffspeicher aus Fig. 3 und 4 im Normalbetrieb.
Fig. 1 zeigt eine Anordnung 9 mit einer Offshore- Plattform 10 und einem Offsho re-Wasserstoffspeicher 1. Die Offshore- Plattform 10 weist einen Wasserstoff- Erzeuger 11 auf, mit dem insbesondere unter Einsatz elektrischer Energie eines Offshore-Wind parks Wasserstoff erzeugt werden kann. Dieser Wasserstoff kann, insbesondere als Gas, übereine Leitung 12 dem Offshore-Wasserstoffspeicher 1 zugeführt werden, um im Offshore-Wasserstoffspeicher 1 gespeichert zu werden. Dazu weist der Offshore-Wasserstoffspeicher 1 mehrere schwimmfähige Wasser- stofftanks 2 auf. In der gezeigten Ausführungsform sind 4x4, also 16 Wasser stofftanks 2 vorgesehen. Diese sind übereinen Rahmen 13 aneinander befestigt. Der in Fig. 1 zu erkennende Teil des Rahmens 13 ist als eine Gangway 3 ausge bildet. Über die Gangway 3 können beispielsweise Wartungsarbeiten vorge nommen werden. Fig. 2 zeigt eine erste Ausführungsform eines Offshore-Wasserstoff- speichers 1 für die Anordnung 9 aus Fig. 1. Zu erkennen sind die 16 Wasser stofftanks 2, die teilweise unterhalb und teilweise oberhalb der Wasseroberflä che 8 angeordnet sind. Die Wasserstofftanks 2 schwimmen also. Das ist möglich. weil die Wasserstofftanks 2 derart dimensioniert sind, dass deren Auftriebskraft die Gewichtskraft gerade kompensiert. Um ein Abdriften der Wasserstofftanks 2 zu verhindern, sind diese über - hier beispielhaft vier - Seile 4 am Meeresgrund 6 verankert. Auch die Gangway 3 und die übrigen Teile des Rahmens 13 sind ein- gezeichnet.
Die Fig. 3 bis 5 zeigen eine zweite Ausführungsform eines Offshore- Wasserstoffspeichers 1 für die Anordnung 9 aus Fig. 1. Bei diesen sind die Was serstofftanks 2 an einem Pfahl 5 gehalten, der am Meeresgrund 6 befestigt ist.
Die Wasserstofftanks 2 sind entlang des Pfahls 5 - also nach oben und unten - beweglich. Dabei werden sie durch den Pfahl 5 geführt. Durch Befüllen und Lee ren von Ballast-Tanks 7 kann die Position der Wasserstofftanks 2 am Pfahl 5 ein gestellt werden. So ist es möglich, dass die Wasserstofftanks 2 im Normalbetrieb bei befüllten Ballast-Tanks 7 unterhalb der Wasseroberfläche 8 gehalten werden können (Fig. 3) und zu Wartungszwecken zumindest teilweise über die Wasser- Oberfläche 8 angehoben werden können. Auch in dieser Ausführungsform sind die Wasserstofftanks 2 übereinen Rahmen 13 aneinander befestigt. Dieser ist nicht als Gangway ausgebildet - was aber auch in dieser Ausführungsform mög lich wäre.
Mit dem Offshore-Wasserstoffspeicher 1 kann Wasserstoff günstig und si- eher offshore gespeichert werden, insbesondere nachdem der Wasserstoff mit elektrischer Energie eines Offshore-Windparks erzeugt worden ist. Dazu weist der Offshore-Wasserstoffspeicher 1 einen schwimmfähigen Wasserstofftank 2 auf, der abseits einer Offshore- Plattform 10 mit Wasserstoff- Erzeuger 11 im Was ser angeordnet werden kann. Bezugszeichenliste
Offshore-Wasserstoffspeicher
Wasserstofftank
Gangway
Seil
Pfahl
Meeresgrund
Ballast-Tank
Wasseroberfläche
Anordnung
Offshore- Plattform
Wasserstoff-Erzeuger
Leitung
Rahmen

Claims

Ansprüche
1. Offshore-Wasserstoffspeicher (1 ) umfassend mindestens einen schwimmfä higen Wasserstofftank (2).
2. Offshore-Wasserstoffspeicher (1) nach Anspruch 1, umfassend eine Mehr- zahl von aneinander befestigten schwimmfähigen Wasserstofftanks (2).
3. Offshore-Wasserstoffspeicher (1 ) nach einem der vorstehenden Ansprüche, weiterhin aufweisend eine Gangway (3), die an dem mindestens einen Was serstofftank (2) befestigt ist.
4. Offshore-Wasserstoffspeicher (1 ) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Offshore-Wasserstoffspeicher (1) am Meeresgrund (6) verankert ist.
5. Offshore-Wasserstoffspeicher (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der mindestens eine Wasserstofftank (2) an einem Pfahl (5) gehalten ist, der am Meeresgrund (6) befestigt ist.
6. Offshore-Wasserstoffspeicher (1) nach Anspruch 5, wobei der mindestens eine Wasserstofftank (2) entlang des Pfahls (5) beweglich ist.
7. Offshore-Wasserstoffspeicher (1 ) nach einem der vorstehenden Ansprüche, weiterhin umfassend einen Ballast-Tank (7), wobei der mindestens eine Wasserstofftank (2) durch Befüllen des Ballast-Tanks (7) unter die Wasser- Oberfläche (8) bewegt werden kann.
8. Anordnung (9) umfassend
- eine Offshore- Plattform (10) mit einem Wasserstoff- Erzeuger (11), und
- einen Offshore-Wasserstoffspeicher (12) mit mindestens einem schwimm fähigen Wasserstofftank (2), wobei der mindestens eine Wasserstofftank (2) über eine Leitung (12) mit dem Wasserstoff- Erzeuger (11) verbunden ist.
9. Verfahren, bei dem Wasserstoff offshore in mindestens einem schwimmfähi gen Wasserstofftank (2) gespeichert wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei der mindestens eine Wasserstofftank (2) im Normalbetrieb unterhalb der Wasseroberfläche (8) gehalten wird und zu Wartungszwecken zumindest teilweise über die Wasseroberfläche (8) an gehoben wird.
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