Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISENews #16
Künftige Wasserstoff-Infrastruktur: von frühen Wasserstoffinseln zu einer vernetzen Wasserstoffwirtschaft
Im Wasserstoff-Leitprojekt »TransHyDE« des Bundesministeriums für Bildung und Forschung BMBF werden wichtige Fragen nach der künftigen Wasserstoffinfrastruktur beantwortet werden: Wo, wann und wie werden Wasserstoff und seine Derivate erzeugt, eingesetzt, gespeichert und transportiert, um zum richtigen Zeitpunkt und zu ökonomischen Konditionen zur passenden Anwendung zu gelangen? Das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE übernimmt innerhalb des Konsortiums, bestehend aus mehreren Forschungseinrichtungen und Industrieunternehmen, die techno-ökonomische Modellierung potenzieller Wasserstoff-Ökosysteme, die weiteren Investitionsentscheidungen zugrunde liegen soll, sowie Nachhaltigkeitsbewertungen der im Projekt betrachteten Technologieoptionen.
Grüner - das heißt nachhaltig erzeugter - Wasserstoff und seine Anwendungen sind einer der Schlüssel für das Erreichen der Klimaziele Deutschlands. Die vielfältigen Einsatzmöglichkeiten von Wasserstoff als Energiespeicher und Kraftstoff wird die Kopplung der Sektoren Energiewirtschaft – also Elektrizität und Wärmeversorgung – sowie des Verkehrs- und Industriesektors ermöglichen – darüber herrscht Konsens. Allerdings ist derzeit noch unklar, wie genau das künftige nachhaltige Energiesystem und die dafür notwendige Infrastruktur in Deutschland gestaltet sein kann.
In einem der beiden Arbeitspakete des Fraunhofer ISE werden sogenannte Modellregionen untersucht. Sie gelten als frühe - derzeit noch voneinander isolierte - Keimzellen einer künftigen Wasserstoff-Infrastruktur in Deutschland. Für die Analyse dieser Modellregionen erstellen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler ein geo-techno-ökonomisches Systemmodell. »Lokale erneuerbare Energiequellen zur Wasserstofferzeugung als auch Lieferketten für importierten Wasserstoff werden kostenoptimal mit Speicher- und Transportmöglichkeiten verknüpft, um die Entwicklung lokaler Wasserstoffanwendungen zu ermöglichen.« erklärt Friedrich Weise, der dieses Arbeitspaket betreut.
Die Ergebnisse sind Grundlage für eine Transformation der Modellregionen zu einer flächendeckenden nationalen Wasserstoffinfrastruktur. Dabei werden verschiedene Transformationspfade bis hin zu den Jahren 2030, 2040 und 2050 modelliert, welche den Markthochlauf und die Entwicklung der Infrastruktur beinhalten. »Ziel ist es, eine spätere möglichst einfache Netzankopplung im Aufbau der Modellregionen vorzubereiten und den Einfluss eines Netzanschlusses auf diese Regionen zu bewerten, um Fehlinvestitionen oder die vorzeitige Stilllegung zu vermeiden.«, so Weise weiter. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler betrachten zudem die Nutzungspotentiale des bei der Elektrolyse entstehenden Sauerstoffs und die Potenziale sowie Transportmöglichkeiten für offshore erzeugten Wasserstoff.
Ein weiteres Arbeitspaket setzt sich mit Bewertung der Nachhaltigkeit der im Gesamtprojekt TransHyDE erstellten Technologieoptionen auseinander. Ziel ist es, die für den gesellschaftlichen Diskurs relevanten Aspekte bezüglich ökologischer Kriterien mit ökonomischen und sozialen Aspekten zu verknüpfen.
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