Verbundvorhaben H2Mare_VB2: PtX-Wind – Offshore Power-to-X-Prozesse; Teilvorhaben: Entwicklung dynamischer Simulationsmodelle von offshore Power-to-X-Prozessen für den Einsatz in digitalen Zwillingen

Abstract

Im Rahmen des Projekts wurde ein prototypischer digitaler Zwilling für Offshore-Power-to-X-Prozesse am Beispiel einer Pilotanlage zur CO2-Methanisierung entwickelt. Die Anlage wurde mit einer bidirektionalen Echtzeit-Datenkommunikation ausgestattet, die reale Messdaten kontinuierlich abgleicht. Dabei wurden sowohl mechanistische als auch datengetriebene Modelle untersucht. Es zeigte sich, dass klassische Ansätze oft an ihre Grenzen stoßen, wenn Temperaturprofile und Umsatz gleichzeitig exakt abgebildet werden sollen. Als besonders effizient erwiesen sich stattdessen Methoden der Modellordnungsreduktion in Kombination mit neuronalen Netzen. Damit ließen sich Temperaturfelder sehr genau und mit drastisch reduziertem Rechenaufwand vorhersagen. Das Projekt belegt, dass die Anlagendynamik auch unter schwankenden Bedingungen in Echtzeit erfasst und für eine optimierte Steuerung genutzt werden kann.