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