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HYPOS-Blog

Rolle von Großspeichern im Energiesystem der Zukunft

Ziel des Projektvorhabens war es, in der Schlussphase des HYPOS Zwanzig20-Förderprogramms offene Fragen zur zukünftigen Rolle von Großspeichern zu untersuchen, zu denen auch Speicher für Wasserstoff bzw. synthetisches Methan gehören. Neben der Frage, ob eine technologiespezifische Förderung volkswirtschaftlich zu rechtfertigen ist, sollte im Projekt die Frage analysiert werden, wie eine solche Förderung konkret aussehen könnte. Im Abschlussgespräch stellt Dr. Hendrik Kondziella von der Universität Leipzig die Studienergebnisse vor.

HYPOS: Was war die Idee, die zur Initiierung der Studie geführt hat?

Kondziella: Der HYPOS-Beirat hatte erkannt, dass in der Schlussphase des HYPOS-Förderprogramms noch offene Fragen zur zukünftigen Rolle von Großspeichern im Energiesystem der Zukunft bestehen. Zu denen gehören auch Speicher für Grünen Wasserstoff bzw. erneuerbares Methan. Die Antworten sollten entsprechend in Form einer Studie entwickelt werden.

HYPOS: Mit welchen Zielen und Hoffnungen sind Sie in das Projekt gestartet?

Kondziella: Im Zentrum unserer Studie steht die energieökonomische Frage, inwieweit Großspeicher für grüne Gase im Kontext der zukünftig zu erwartenden Veränderungen der energiewirtschaftlichen Rahmenbedingungen, z.B. im Rahmen einer umfassenden Dekarbonisierung, systemnotwendig oder bei existierenden Alternativen im Vergleich dazu volkswirtschaftlich vorteilhaft sind. Dabei wollten wir die Treiber für den Bedarf an Gasspeichern identifizieren und die unsicheren Bereiche der techno-ökonomischen Parameter möglichst vollständig in die Analyse einbeziehen.

HYPOS: Welche Innovationen konnten im Rahmen der Studie erreicht werden?

Kondziella: Zur Bewertung der Vorteilhaftigkeit eines Gasspeichers, z.B. für Wasserstoff, wurde ein Energiesystemmodell entwickelt, das den Strom- und den Wasserstoffsektor in hinreichender Tiefe abbildet. Damit können wir solche Variablen, die einen maßgeblichen Treiber für den Speicherbedarf darstellen, in ihrer aggregierten Wirkung im Energiesystem untersuchen. Beispielhaft zu nennen wären die Einspeiseprofile von Wind- und Solaranlagen, die Lastprofile für Strom und Wasserstoff, die Kapazität der Elektrolyseure sowie die verfügbaren Importe von Strom und Wasserstoff nach Deutschland. Durch die Kombination der möglichen Ausprägungen dieser Variablen konnten insgesamt 192 Modellläufe durchgerechnet und ausgewertet werden.

Schematische Darstellung des Energiesystemmodells. Modelliert wird die gesamte Wertschöpfungskette von Wasserstoff; Bildnachweis: Universität Leipzig

Schematische Darstellung des Energiesystemmodells. Modelliert wird die gesamte Wertschöpfungskette von Wasserstoff; Bildnachweis: Universität Leipzig

HYPOS: Welchen Herausforderungen sind Sie während der Projektarbeit begegnet?

Kondziella: Pandemiebedingt konnten leider keine größeren Workshops vor Ort organisiert werden. Trotzdem haben wir gemeinsam mit unserem Projektpartner INIZIN e.V. zwei Onlineveranstaltungen angeboten, die auf eine positive Resonanz auf Seiten der zahlreichen Teilnehmenden gestoßen sind. Inhaltlich hat uns überrascht, dass in bisherigen Überlegungen zur Ausgestaltung des Marktdesigns die Speicher in der Wertschöpfungskette von Wasserstoff gegenüber der Bereitstellung und der Anwendung wenig Beachtung finden. Das könnte sich jetzt ändern, da wir derzeit den Wert der Versorgungssicherheit durch Großspeicher vor Augen geführt bekommen.

HYPOS: Worin sehen Sie den langfristigen Nutzen auch nach Abschluss des Projekts?

Kondziella: Die Ergebnisse der Studie sind höchst relevant für Betreiber von Gasspeichern in Deutschland. Im Rahmen der Dekarbonisierung wird der Endenergiebedarf von Erdgas bis 2045 weitgehend reduziert werden. Daher müssen diese Unternehmen neue Geschäftsmodelle basierend auf anderen gasförmigen Energieträgern, wie z.B. Wasserstoff,  entwickeln und umsetzen. Dabei ist die Frage zu klären, ob und wann zusätzliche Kapazitäten von Gasspeichern erreichtet werden müssen. Hierbei kann das Konzept der Studie eine wichtige Grundlage für weitere Untersuchungen bieten.

Aggregierte Modellergebnisse für den benötigten Füllstand des Wasserstoffspeichers. Die Ergebnisse in Abhängigkeit der EE-Ausbauszenarien werden ganz links dargestellt, gefolgt von Sensitivitäten einzelner Parameter; Bildnachweis: Universität Leipzig

Aggregierte Modellergebnisse für den benötigten Füllstand des Wasserstoffspeichers. Die Ergebnisse in Abhängigkeit der EE-Ausbauszenarien werden ganz links dargestellt, gefolgt von Sensitivitäten einzelner Parameter; Bildnachweis: Universität Leipzig

HYPOS: Vielen Dank für das Gespräch.

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