{"id":107499,"date":"2025-06-17T02:16:00","date_gmt":"2025-06-17T00:16:00","guid":{"rendered":"https:\/\/www.sonnenseite.com\/?p=107499"},"modified":"2025-06-15T10:07:05","modified_gmt":"2025-06-15T08:07:05","slug":"offshore-wasserstoffproduktion-beeinflusst-die-nordsee","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.sonnenseite.com\/de\/wissenschaft\/offshore-wasserstoffproduktion-beeinflusst-die-nordsee\/","title":{"rendered":"Offshore-Wasserstoffproduktion beeinflusst die Nordsee"},"content":{"rendered":"\n

Gr\u00fcner Wasserstoff gilt als ein elementarer Baustein f\u00fcr die Energiewende. K\u00fcnftig soll er in Windparks in der Deutschen Bucht produziert werden. Nach aktuellem Stand der Technologie entstehen dabei Abw\u00e4rme und Sole \u2013 beides wird ins Meer eingeleitet. <\/p>\n\n\n\n

Eine aktuelle Studie des Helmholtz-Zentrums Hereon zeigt erstmals, dass die Abw\u00e4rme einer 500-Megawatt-Anlage die Wassertemperatur lokal um bis zu 2 Grad Celsius erh\u00f6hen kann und damit die Schichtung des Meeres beeinflusst. Die Autoren geben wegweisende Empfehlungen f\u00fcr einen umweltfreundlichen Ausbau der geplanten Offshore-Wasserstoffproduktion in der Nordsee. Die Studie ist k\u00fcrzlich im Nature-Fachmagazin npj Ocean Sustainability erschienen.<\/p>\n\n\n\n

Knapp 80 Prozent der weltweit genutzten Energie stammt derzeit aus fossilen Brennstoffen wie \u00d6l, Kohle und Gas. Im Zuge der Energiewende sollen diese verst\u00e4rkt durch umweltfreundliche Energietr\u00e4ger wie klimaneutral produzierten Wasserstoff ersetzt werden. Das deutsche Windenergie-auf-See-Gesetz (WindSeeG) legt den Grundstein, um k\u00fcnftig Wasserstoff mithilfe von Windenergie in der Nordsee zu erzeugen. Angestrebt wird die Installation von Offshore-Wasserstoffanlagen mit einer Kapazit\u00e4t von 10 Gigawatt in Offshore-Windparks in der Deutschen Bucht. Die Technologien werden zurzeit erprobt. Bislang standen vor allem Fragen nach der technischen Machbarkeit und Wirtschaftlichkeit im Fokus. Auswirkungen auf die Umwelt wurden bisher nur begrenzt ber\u00fccksichtigt. Die neue Hereon-Studie analysiert mit Hilfe von eines selbst entwickelten Computermodells erstmals den m\u00f6glichen Fu\u00dfabdruck der Offshore-Wasserstoffproduktion in der Nordsee und zeigt, wie der geplante Ausbau umweltfreundlich gelingen kann.<\/p>\n\n\n\n

Lokaler Temperaturanstieg um 2 Grad Celsius<\/h4>\n\n\n
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Simulation der Oberfl\u00e4chentemperaturen im Jahresmittel bei einer 10 Gigawatt Offshore Wasserstoffproduktion in der deutschen Bucht (Zukunftsszenario). Die schwarzen Polygone zeigen die Windparks, in denen die Wasserstoffproduktion stattfindet. Die dunkelgraue Fl\u00e4che stellt die deutsche Ausschlie\u00dfliche Wirtschaftszone (AWZ) dar. Die Farbskala beschreibt die Temperatur. Quelle: Hereon\/Nils Christiansen<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

Bei der Offshore-Wasserstoffproduktion wird zun\u00e4chst Meerwasser entsalzt und anschlie\u00dfend durch die sogenannte Elektrolyse in Wasserstoff und Sauerstoff aufgespalten. Hierbei entstehen Abw\u00e4rme und Sole. Beides wird nach dem aktuellen technologischen Stand oberfl\u00e4chennah zur\u00fcck ins Meer geleitet. Die Autoren der Hereon-Studie legten ihren Berechnungen ein thermisches Verfahren zugrunde, wobei das Wasser \u00fcber Verdunstung entsalzt wird. Das Ergebnis ihrer Modellierungen zeigt, dass im Vergleich zur Sole die Abw\u00e4rme hierbei den deutlich gr\u00f6\u00dferen Einfluss auf das Meerwasser hat. Sie bedingt, dass die Wassertemperatur im Umkreis von 10 Metern um eine 500-Megawatt-Wasserstoffanlage um bis zu 2 Grad Celsius im Jahresmittel steigen kann. Die Forschenden haben das Szenario ausgeweitet und den Einfluss f\u00fcr mehrere nah beieinanderstehende Wasserstoffanlagen mit einer Gesamtkapazit\u00e4t von 10 Gigawatt berechnet. Selbst im Umkreis von 1000 Metern zeigte sich noch ein Temperaturanstieg von 0,1 bis 0,2 Grad Celsius im Jahresmittel. Bei einer Entfernung von 50 Kilometern waren es immer noch 0,01 Grad Celsius.

\u201eDie entscheidenden Temperaturver\u00e4nderungen treten haupts\u00e4chlich lokal auf und haben dort je nach Produktionsgr\u00f6\u00dfe einen Einfluss auf die Schichtung des Wasserk\u00f6rpers“, sagt Erstautor Dr. Nils Christiansen vom Hereon-Institut f\u00fcr K\u00fcstensysteme – Analyse und Modellierung. Die Schichtung ist die vertikale Aufteilung des Meeres in verschiedene Wasserschichten mit unterschiedlicher Dichte, Temperatur und Salzgehalt. Unten befindet sich k\u00e4lteres, dichteres Wasser mit einem h\u00f6heren Salzgehalt und vielen N\u00e4hrstoffen. Dar\u00fcber liegt w\u00e4rmeres, leichteres Wasser mit einem geringeren Salzgehalt. Die w\u00e4rmere Schicht funktioniert wie eine Barriere und beeinflusst auch den N\u00e4hrstofftransport von unten nach oben. Die Erkenntnisse der Hereon-Studie zeigen, dass sich diese Schichtung verst\u00e4rkt, wenn die Wassertemperatur an der Oberfl\u00e4che durch den Eintrag der Abw\u00e4rme steigt. Das kann den N\u00e4hrstofftransport ver\u00e4ndern und damit auch die Produktivit\u00e4t des Phytoplanktons. Das befindet sich nahe der Oberfl\u00e4che und bildet die Grundlage f\u00fcr die gesamte Nahrungskette im Meer. Um sich zu vermehren und Photosynthese zu betreiben, ben\u00f6tigt es unter anderem die N\u00e4hrstoffe aus den tieferen Schichten.<\/p>\n\n\n\n

L\u00f6sungen f\u00fcr umweltfreundliche Wasserstoffproduktion<\/h4>\n\n\n\n

Um den Einfluss der Wasserstoffproduktion auf die Schichtung zu minimieren, empfehlen die Autoren der Hereon-Studie, den Eintrag der Nebenprodukte r\u00e4umlich aufzuteilen, zum Beispiel durch dezentrale L\u00f6sungen. Dabei produzieren mehrere kleine Elektrolyseure an verschiedenen Standorten Wasserstoff, statt ein gro\u00dfer Elektrolyseur auf einer einzigen Plattform. Au\u00dferdem sei es sinnvoll, den Eintrag \u00fcber die Wassers\u00e4ule zu verteilen, von oberfl\u00e4chennah bis zum Meeresboden oder die Abw\u00e4rme durch technologische L\u00f6sungen zu reduzieren. \u201eUnsere Erkenntnisse helfen, die Auswirkungen der Erzeugung von gr\u00fcnem Wasserstoff auf die Meere besser zu verstehen und fr\u00fchzeitig L\u00f6sungen f\u00fcr eine nachhaltige und naturvertr\u00e4gliche Energiewende auf See zu entwickeln\u201d, sagt Nils Christiansen und regt an: \u201eJetzt sind weitere Studien n\u00f6tig, um andere Technologien wie chemische Verfahren zu untersuchen sowie die genauen Auswirkungen auf \u00d6kosysteme.\u201d<\/p>\n\n\n\n