Am 22.6.2021 wurden aktuelle Forschungsergebnisse in Bezug auf Wasserstoff als Energieträger der Zukunft im Rahmen eines digitalen Workshops mit Vertretern aus der Wissenschaft und der Praxis vorgestellt und diskutiert. Eingeladen hatten das Institut für Infrastruktur und Ressourcenmanagement (IIRM) der Universität Leipzig sowie das Institut für die Zukunft der Industriegesellschaft e.V. (INZIN) aus Düsseldorf. Der Workshop fällt in die Halbzeit des HYPOS-Projekts zur Rolle von Großspeichern in zukünftigen Energiesystemen mit hohen Anteilen erneuerbarer Energien, das von der Universität Leipzig geleitet wird. Das deutschlandweite Netzwerk HYPOS strebt den Aufbau einer flächendeckenden „Grünen Wasserstoffwirtschaft“ in der Wasserstoffregion Mitteldeutschland an.
Prof. Dr. Martin Faulstich (INZIN) moderierte die Veranstaltung und führte die Teilnehmer durch die zwei Blöcke der Veranstaltung. Im Einführungsvortrag spannte Prof. Dr. Thomas Bruckner (IIRM) das Thema des Workshops auf und veranschaulichte die Wechselwirkungen von CO2-Preisen und Fördermechanismen bei der Markteinführung von innovativen Technologien auf Lernkurveneffekte. Die optimale Abstimmung beider Instrumente sei „einer der Kernfragen, die uns die nächsten 20 bis 30 Jahre aus Sicht der Energiesystemforschung beschäftigen werden“, so Prof. Bruckner. Für die Beantwortung der Frage, wie der künftige Bedarf an regenerativ erzeugtem Wasserstoff gedeckt werden kann, stellte Christoph Zink (Fraunhofer IEE) einen globalen Potenzialatlas für strombasierte Energieträger vor. In der kostenlosen und öffentlich zugänglichen Webanwendung werden länderspezifische Standortanalysen für die zu erwartenden Produktionsmengen und Kosten dargestellt. Dabei konnte Herr Zink neben den erzielbaren Vollaststunden der Wind- und PV-Anlagen auch den Einfluss der sozio-ökonomischen Randbedingungen in den betrachteten Ländern sowie die Wasserverfügbarkeit als wesentliche Einflussfaktoren auf die Höhe des Potenzials aufzeigen. Dr. Harry Lehmann (PtX Lab Lausitz) stellte in seinem Vortrag die Möglichkeiten vor, Power-to-X (PtX), also strombasierte Energieträger, umweltverträglich und nachhaltig zu erzeugen und zu nutzen. Hierzu sei es notwendig, auch die Verfügbarkeit von allen kritischen Rohstoffen für die Produktion von CO2-neutralen Gütern und Dienstleistungen in den Blick zu nehmen. Daher spiele die Effizienz beim Ressourceneinsatz eine entscheidende Rolle, so Lehmann. Im dritten Vortrag des Vormittags präsentierte Dr. Martin Robinius (umlaut SE) Szenarien für ein weitgehend klimaneutrales Energiesystem in Deutschland. Der besondere Fokus lag auf der Frage, wieviel Wasserstoff unter kostenoptimalen Gesichtspunkten zur Erreichung der Reduktionsziele benötigt würde und welcher Anteil daran aus dem Ausland importiert werden müsste. Als Teil der Wasserstoffinfrastruktur müssten auch Speichermöglichkeiten, bspw. in Salzkavernen, genutzt werden, für die Deutschland im europäischen Vergleich ein sehr hohes Potenzial besitzt. Hieraus ergäben sich auch Chancen, Speicherdienstleistungen für unsere Nachbarländer im Rahmen der europäischen Energiewende bereitzustellen.
Den zweiten Teil des Workshops leiteten Dr. Hendrik Kondziella und Philipp Lerch (beide IIRM) mit einer Vorstellung der Zwischenergebnisse des Projekts ein. Ausgehend von den Standorten heutiger Erdgasspeicher, für die hauptsächlich Salzkavernen unter Tage genutzt werden, präsentierte Herr Lerch eine Meta-Analyse in Form einer Videoanimation über mögliche Orte und Kapazitätspotenziale für Wasserstoffspeicher. Es konnte festgestellt werden, dass die geologischen Formationen im Norden von Deutschland ausreichen würden, ein Vielfaches des prognostizierten nationalen Wasserstoffbedarfs eines Jahres aufzunehmen. Fraglich ist jedoch, in welcher Größenordnung das Speicherpotenzial auch unter volks- und betriebswirtschaftlichen Gesichtspunkten genutzt werden würde und welche Einflussfaktoren hierfür maßgeblich sind. Dazu stellte Dr. Kondziella das Energiesystemmodell IRPopt vor, das den Stromsektor und den Gassektor unter Berücksichtigung der Technologien zur Sektorenkopplung, wie etwa Elektrolyseure, Brennstoffzellen und Wasserstoffspeicher, abbildet. Wasserstoffspeicher haben den Vorteil, große Energiemengen von sogenanntem Überschussstrom aus Erneuerbaren Energien durch Elektrolyse aufzunehmen und bei Bedarf wieder durch Rückverstromung abzugeben. Dr. Kondziella betonte, dass Wasserstoffspeicher zukünftig in Konkurrenz zu anderen Technologien um den Grünstrom treten würden. Ein wesentlicher Treiber für den tatsächlichen Speicherbedarf dürfte die zukünftig existierende Kapazität der Elektrolyseure darstellen.
Die abschließende Diskussionsrunde eröffneten Frau Prof. Dr. Charlotte Kreuter-Kirchhof (Universität Düsseldorf), Prof. Dr. Hartmut Weyer (TU Clausthal) sowie Herr Anton Irmen (VNG – Verbundnetz Gas) mit Impulsvorträgen. Es wurde festgestellt, dass die Aufgabe des Rechts insbesondere in der Schaffung eines Transformationsrahmens liege, um die Einführung und den Aufbau von Wasserstoffmärkten in Deutschland und Europa zu unterstützen. Die Versorgungssicherheit steht bei den Kunden im Fokus und sollte daher durch eine entsprechende H2-Infrastruktur in Form von Transport- und Verteilnetzen sowie Speichern sichergestellt werden. Die Teilnehmenden waren sich einig, dass die Voraussetzung für die ausreichende Verfügbarkeit von grünem Wasserstoff im forcierten Ausbau der erneuerbaren Energien liegt. Prof. Faulstich dankte allen Referenten:innen für ihre Mitwirkung, insbesondere für das hohe Maß an Synergie der Vorträge, und schloss die Veranstaltung mit dem Ausblick auf den zweiten Workshop zum Ende des Jahres.