カールスルーエ工科大学は、モジュール式のオフグリッドPower-to-Xシステムを用いて、洋上風力発電、海水、大気を合成燃料に変換する、先駆的な浮体式プラットフォームを発表しました。ヘルゴラント島近海への設置に先立ち、まもなく試験が開始され、ドイツの水素戦略を前進させます。
洋上合成燃料生産における画期的な開発が進行中です。風力エネルギー、海水、そして周囲の空気を海上で直接合成燃料に変換するように設計された浮体式プラットフォームの稼働開始です。カールスルーエ工科大学（KIT）が主導し、ドイツ航空宇宙センター（DLR）やベルリン工科大学などのパートナーと共同で開発を進めているこの先駆的なプロジェクトは、Power-to-X（PtX）プロセスチェーンの包括的な実証となります。ブレーマーハーフェン港に停泊中のバージに設置されたこのモジュール式施設は、今年後半にヘルゴラント島近海の外洋へ移動する前に、運用試験を開始する予定です。
このプラットフォームは、複数の先進技術を単一のオフグリッドシステムに統合し、再生可能な洋上風力発電の供給状況の変化に応じて動的に機能することができます。主要コンポーネントには、大気から二酸化炭素を抽出する直接空気回収（DAC）システム、海水淡水化ユニット、そして水素を豊富に含む合成ガスを生成する高温電気分解セルが含まれます。この合成ガスは、グリーン水素とCO₂を合成して合成燃料を生成するフィッシャー・トロプシュ法に供給されます。モジュール構造により、このシステムは柔軟性が高く、系統接続を必要とせずにスケーラブルな洋上燃料生産を可能にします。
この取り組みは、ドイツ連邦教育研究省が支援する国家水素戦略の重要要素である、より広範なH2Mare水素フラッグシッププロジェクトの一環です。H2MareのPtX-Windサブプロジェクトは、洋上生産されたグリーン水素を液体メタン、メタノール、アンモニアなどの派生製品に変換することに特に焦点を当てています。研究チームは、洋上生産から物流までのプロセスチェーン全体の最適化を目指しつつ、海上運用上の課題、規制枠組み、海水環境における材料の性能を評価します。さらに、このプロジェクトには、デジタルツインの構築と、洋上でのより効率的な水素および燃料生産のために風力タービンと統合可能な、より大規模で汎用的な洋上PtXプラットフォームのコンセプト構築も含まれています。
この浮体式試験プラットフォームは、洋上風力、海水、大気からの合成燃料生産を包括的に示す初の試みですが、同様の取り組みは世界中で進んでいます。例えば、H2キャリアはP2XFloater™を通じて、工業規模のグリーンアンモニア生産に取り組んでいます。PXNUMXXFloater™は、精製された海水と大気から抽出した窒素からグリーン水素を合成することでアンモニアを生産する浮体式施設です。この設計は、貯蔵タンクや桟橋といった従来の陸上インフラを必要とせず、運用の柔軟性を高め、再生可能エネルギーが最も経済的に実現可能な場所に設置することができます。また、この構成は自然災害に対する耐性も向上させ、再生可能化学合成における浮体式プラットフォームの潜在的な利点を際立たせています。
KIT主導の浮体燃料プラットフォームから得られる知見は、持続可能な洋上燃料生産に関する重要なデータを提供し、低炭素合成燃料で海上輸送や産業を駆動できる将来の大規模施設の開発に役立つでしょう。今後も、変化する風況下におけるプラットフォームの柔軟な運用、環境への影響、そしてこのような革新的な洋上エネルギーシステムに関する規制要件について調査を継続していきます。
