Im Zentrum des Projekts steht die Durchführung einer wirtschaftlichen Bewertung von Großspeichern in zukünftigen Energiesystemen mit hohen Anteilen erneuerbarer Energien. Zur Bewertung wird ein vorhandenes Energiesystemmodell weiterentwickelt. Mit diesem wird auf Basis einer zu erstellenden techno-ökonomischen Datenbank, gegenwärtigen und zukünftigen energiepolitischen Rahmenbedingungen und einer umfangreichen Metaanalyse der systemische, volkswirtschaftliche und betriebswirtschaftliche Nutzen von energetischen Großspeichern (z.B. Anlagen zur Speicherung von Wasserstoff) bewertet.

Laufzeit: 09.2020 - 12.2021

Mittelgeber: BMBF Bundesministerium für Bildung und Forschung

Beteiligte Organisationseinheiten der UL: Professur für Energiemanagement und Nachhaltigkeit

Speicherstudie: Zwanzig20 - HYPOS - Verbundvorhaben Speicherstudie

Hintergrund

Das HYPOS-Projektkonsortium verfolgt das Ziel, den bislang fossil abgedeckten Wasserstoffbedarf schrittweise zu substituieren sowie die strombasierte Wasserstofftechnik großflächig wirtschaftlich zu machen:  

  1. Kurzfristige Zielsetzung: Zunächst liegt der Fokus auf der Identifizierung von Nischenmärkten zur Etablierung der Technologien und einer anfänglichen Substitution von Grauem Wasserstoff in der Chemie- und Raffinerieindustrie. 
  2. Mittelfristige Zielsetzung: Mittelfristig soll der Absatz von Grünem Wasserstoff im Rahmen der Sektorenkopplung in den Märkten Mobilität sowie Strom- und Wärmeversorgung gesteigert werden.
  3. Langfristige Zielsetzung: Langfristig soll die Grüne Wasserstofftechnologie als ein fester Bestandteil in der Energie- und Rohstoffversorgung Deutschlands etabliert werden.

Das hier vorgestellte Projekt beschäftigt sich mit den Punkten, die sich der mittel- und langfristigen Zielsetzung der HYPOS-Strategie zuordnen lassen. Im Mittelpunkt hierbei steht bezogen auf das Segment „Großspeicher“ insbesondere die Frage, wie der Übergang von Stufe (2) auf Stufe (3) erfolgreich gestaltet werden kann. 

In zeitlicher Hinsicht ist das Projekt der Schlussphase der Zwanzig20-Förderung zuzuordnen. Das Projekt bietet hierdurch die Möglichkeit, die in den einzelnen Teilprojekten der HYPOS-Initiative erzielten Ergebnisse zusammenzufassen und strategische Fragen zu adressieren, die über die Zwanzig20-Förderperiode hinausweisen. 

Es soll herausarbeiten, welche Randbindungen beim „Up-scaling“ von H2-basierten Großspeichern zu beachten sind und wie deren Markteinführung und insbesondere deren Markthochlauf regulatorisch so gestaltet werden kann, dass sich hierdurch ein volkswirtschaftlicher Mehrwert für zukünftige Energieversorgungssysteme ergibt. Insbesondere der strategische Blick auf die volkswirtschaftliche Bedeutung von Großspeichern in dekarbonisierten Energiesystemen der Zukunft stellt ein Alleinstellungsmerkmal des vorgeschlagenen Projektes dar. 

Projektziel

Analyse der Systemnotwendigkeit und der volkswirtschaftlichen und betriebswirtschaftlichen Vorteile von Großspeichern für grüne Gase im Kontext der zukünftig zu erwartenden Veränderungen der energiewirtschaftlichen Rahmenbedingungen.

Entwurf eines Marktdesigns zur technologiespezifischen Förderung von H2-Großspeichern unter Berücksichtigung der Konkurrenz zu anderen Flexibilitätsoptionen.

Ansatz

Die Professur für Energiemanagement und Nachhaltigkeit am Institut für Infrastruktur und Ressourcenmanagement (IIRM) der Universität Leipzig erstellt im Rahmen des Vorhabens insbesondere eine Metastudie zum volkswirtschaftlich optimalen Einsatz von Speichern im Kontext unterschiedlicher energiewirtschaftlicher Randbedingungen sowie unterschiedlich ehrgeiziger klimapolitischer Rahmenbedingungen. 

Ein weiterer wichtiger Beitrag betrifft die betriebswirtschaftliche Bewertung unterschiedlicher Speicherkonzepte in zukünftigen Energieversorgungssystemen mit hohen Anteilen erneuerbarer Energien im Kontext konkurrierender Flexibilitätsoptionen (zum Ausgleich der variablen Einspeisung aus erneuerbaren Energien). 

Zu den weiteren Beiträgen des IIRM gehören insbesondere die Durchführung einer Literaturrecherche zur Quantifizierung des technologischen Nachfragepotentials, die Erweiterung der dort vorhandenen energiewirtschaftlichen Modelle und der Entwurf eines Marktdesigns zur technologiespezifischen Förderung von Energiespeichern.

Nutzen

Die Projektergebnisse unterstützen wissenschaftlich fundiert die Frage, ob eine technologiespezifische energiepolitische Förderung des Markthochlaufs von Großspeichern für grüne Gase im Kontext ihrer systemischen und wirtschaftlichen Vor- und Nachteile zu rechtfertigen ist.

Eindrücke aus der Projektarbeit

Um die Marktdiffusion voranzutreiben, wird üblicherweise zunächst Research&Development finanziert. Nach der Entwicklung von Nischenmärkten ist eine stabile, technologiespezifische Förderung notwendig, um technologisches Lernen voranzutreiben. Zunehmende Wettbewerbsfähigkeit, die auch durch steigende CO2 Preise erhöht werden kann, erlaubt schließlich die Kommerzialisierung am Massenmarkt. Über den Zeitverlauf müssen auch Hemmnisse in Form von Marktbarrieren beseitigt werden, um so einen fairen Wettbewerb zu ermöglichen.

Projektmitarbeitende

 Philipp Lerch

Philipp Lerch

Wiss. Mitarbeiter

Energiemanagement und Nachhaltigkeit
Institutsgebäude
Grimmaische Straße 12, Raum I 430
04109 Leipzig

Telefon: +49 341 97-33521

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Dr. Fabian Scheller

Wiss. Mitarbeiter

Energiemanagement und Nachhaltigkeit
Institutsgebäude
Grimmaische Straße 12, Raum I 430
04109 Leipzig

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Karl Specht

Wiss. Mitarbeiter

Energiemanagement und Nachhaltigkeit
Institutsgebäude
Grimmaische Straße 12, Raum I 430
04109 Leipzig

Telefon: +49 341 97-33529

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Daria Uspenskaia

Wiss. Mitarbeiterin

Energiemanagement und Nachhaltigkeit
Institutsgebäude
Grimmaische Straße 12, Raum I 438
04109 Leipzig

Telefon: +49 341 97-33523

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Dr. Hendrik Kondziella

Wiss. Mitarbeiter

Energiemanagement und Nachhaltigkeit
Institutsgebäude
Grimmaische Straße 12, Raum I 438
04109 Leipzig

Telefon: +49 341 97-33525

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