Ziel des Projekts war es, die Bedingungen zu ermitteln, unter denen Wind-Wasserstoff-Systeme im Jahr 2030 technisch und wirtschaftlich sinnvoll betrieben werden können. Diese Systeme sollen ausschließlich oder überwiegend dazu dienen, Überschussstrom aus fluktuierenden erneuerbaren Energiequellen – in Norddeutschland in der Regel Wind – aus dem Übertragungsnetz aufzunehmen, der andernfalls durch sogenanntes Einspeisemanagement (Abregelung) verloren ginge.
Dabei geht es um die längerfristige Speicherung großer Mengen Energie, bei der Wasserstoff wegen seiner vergleichsweise hohen Energiedichte gegenüber anderen Optionen Vorteile bietet.
Zunächst war der Speicherbedarf von Überschuss-(Wind-)Strom zu bestimmen. Dabei wurden der Nordwesten und der Nordosten Deutschland einzeln betrachtet, jeweils einschließlich der zu erwartenden Offshore-Windparks in Nord- bzw. Ostsee. Darauf aufbauend wurde ein Wind-Wasserstoff-System dimensioniert und im nächsten Schritt mit geeigneten Technologien hinterlegt. Zu prüfen war, was heute verfügbar wäre und was 2030 zu erwarten ist. Die technischen und wirtschaftlichen Parameter der Komponenten wurden bestimmt als Eingangsdaten für modellgestützte Simulationen.
In dem System wird Wasserstoff mittels Elektrolyse (Spaltung von Wasser) erzeugt, in einer unterirdischen Salzkaverne gelagert und zur Verwendung bereitgestellt. Solche Kavernen werden bereits heute für Erdgas eingesetzt. Die zu untersuchenden Nutzungsweisen des Wasserstoffs waren der Einsatz als Kraftstoff (in Brennstoffzellenfahrzeugen) und die Wiederverstromung (in einem Gas- und Dampfkraftwerk). Zur Aufgabe gehörte es auch zu ermitteln, ob sich aus der Belieferung dieser sehr unterschiedlichen Marktsegmente Synergien erzielen lassen.
Betrachtet wurde ein System im industriellen Maßstab mit einer Elektrolyse von 500 MW Leistungsaufnahme und einem Kraftwerk mit 270 MW Erzeugung. Die Kaverne kann eine Menge Wasserstoff aufnehmen, deren Energieinhalt etwa 15 Mio. Litern Benzin entspricht.
Die Systemanalyse hat gezeigt, dass 2030 je nach Region und je nach Annahmen bis zu 3.000 Stunden Überschussstrom zu erwarten sind (entsprechend ca. 80 bis 125 Tagen). Mit 500 MW Elektrolyse können daraus etwa 30.000 t Wasserstoff gewonnen werden, mit mehreren (oder größeren) Anlagen auch mehr.
30.000 t Wasserstoff entsprechen dem Energieinhalt von 110 Mio. Litern Benzin. Mit dieser Energiemenge lassen sich rund 200.000 Brennstoffzellenfahrzeuge mit einer Laufleistung von 11.500 bis 16.000 Kilometern pro Jahr betreiben. Unter günstigen Bedingungen kann dieser Wasserstoff zu einem Preis an der Zapfsäule angeboten werden, der geringere Kraftstoffkosten pro gefahrenen Kilometer ermöglicht als konventionelle Treibstoffe.
Alternativ kann bei Windflauten wieder Strom erzeugt werden. Aus 30.000 t Wasserstoff lässt sich der Jahresbedarf von rund 135.000 4-Personen Haushalten decken. Allerdings ist der Kraftstoff-Pfad der wirtschaftlich attraktivere.
Funding Code
03BST09
| Partner | Start of term | End of term | Funding amount |
| PLANET - Planungsgruppe Energie und Technik GbR | 01.08.11 | 31.10.12 | 278,199.00 € |
| 278,199.00 € |