Grüner Wasserstoff ermöglicht die Speicherung und den Transport von Solar- und Windenergie in grossem Umfang und über grosse Distanzen als Antwort auf den wachsenden weltweiten Bedarf für diese nachhaltige Energiequelle. Enertrag entwickelt das Hyphen-Projekt (siehe ee-news.ch vom 5.11.2022 >> und ee-news.ch vom 11.12.23 >>) zusammen mit dem Investor Nicholas Holdings. Die Wind- und Solarenergieparks in Küstennähe südlich von Lüderitz weisen spezielle klimatische Bedingungen auf: Passatwinde, extremes Wüstenklima und kalte Atlantik-Strömungen treffen dort aufeinander.
Weiterentwicklung von Windfeldberechnungen
Die Zusammenarbeit hat zum Ziel, die Herausforderungen zu untersuchen, die durch lokale Variationen in den Windbedingungen auftreten und die von den komplexen atmosphärischen und Geländebedingungen beeinflusst werden. Das Fraunhofer Iwes fokussiert sich auf die Weiterentwicklung von Windfeldberechnungen mit verbesserter Genauigkeit unter Verwendung globaler Reanalysedaten. Dies beinhaltet die Herunterskalierung der Daten auf wenige Kilometer, was eine deutlich bessere Auflösung für bestimmte Regionen sicherstellt. Das Team beschäftigt sich auch mit der numerischen Strömungssimulation (Cfd) von Wind in komplexen Geländen, indem Daten von mesoskaligen Simulationen erfasst und auf einer Mikroskala darstellt werden.
Der Ansatz einer Zeitreihenanalyse erhöht die Genauigkeit, da saisonale und tageszeitliche Einflüsse auf die Windverhältnisse berücksichtigt werden. Um ein Höchstmass an Präzision zu gewährleisten, stellt Enertrag Messdaten ausgewählter Punkte zur Verfügung, die in die Simulationen integriert werden können und so eine Korrelation und Kalibrierung ermöglichen.
Open-Source-Code »Foxes«
Für die Untersuchung der Auswirkungen des Windparks auf die lokalen Windverhältnisse wird der vom Fraunhofer Iwes entwickelte Open-Source-Code »Foxes« verwendet. Dieser Code bietet eine höhere Flexibilität bei der Berechnung von Windturbinen-Wake-Effekten als kommerzielle Tools, was eine anpassungsfähigere und präzisere Analyse ermöglicht. Zusätzlich wird das Fraunhofer Iwes das Windparklayout mit der frei zugänglichen Software »Iwopy« optimieren.
Bernhard Stoevesandt, Abteilungsleiter Aerodynamik, Cfd und stochastische Dynamik, Fraunhofer Iwes, erklärt: »Die richtige Einschätzung eines Standorts ist für den wirtschaftlichen Erfolg eines Windparks von zentraler Bedeutung. Die numerischen Simulationsmethoden ermöglichen eine lokale und zeitabhängige Analyse der Erträge für alle Windenergieanlagenstandorte in einem Projekt in dieser Grössenordnung. Damit können Risiken des Projekts nach dem neuesten Stand der Forschung und Entwicklung minimiert werden.«
Das Hyphen-Projekt
Hyphen bezieht sich auf das grösste und einzig voll vertikal integrierte Projekt in Afrika südlich der Sahara zur Erzeugung von grünem Wasserstoff für die Produktion von grünem Ammoniak. Nach einer durch die Regierung der Republik Namibia veranstalteten Ausschreibung arbeitet Hyphen Hydrogen Energy, ein in Namibia eingetragenes Unternehmen zur Entwicklung von grünem Wasserstoff und Gemeinschaftsunternehmen mit Enertrag, in Partnerschaft mit der Regierung an der Realisierung des Hyphen-Projekts.
Das Anlagegesamtkapital des Projekts beträgt über 12 Milliarden Euro und entspricht etwa dem jährlichen Bip des Landes. Das Projekt soll die globalen (jährlichen) CO2-Emissionen um 5–6 Millionen Tonnen reduzieren. Errichtet im Tsau ||Khaeb Nationalpark auf einer Fläche von rund 4000 km2 in und um die Städte Lüderitz und Aus herum soll das Projekt während der Bauphase bis zu 15‘000 neue Arbeitsplätze und 3000 unbefristete Stellen während des Betriebs schaffen. Die Southern Corridor Development Initiative (SCDI) soll weiterhin für etwa 200‘000 direkte Arbeitsplätze sorgen.
Export nach Europa
Hyphen hat bis Ende 2027 das Ziel einer Jahresproduktion von 1 Million Tonnen grünem Ammoniak, mit der Erhöhung auf 2 Millionen Tonnen bis Ende 2029. Der grösste Teil davon wird nach Europa, Südkorea und Japan exportiert, um die Dekarbonisierung der dortigen Volkswirtschaften zu unterstützen.
Text: Fraunhofer-Institut für Windenergiesysteme Iwes
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