14.07.2023 – Eine neue Studie der TU Berlin und der Universität Aarhus zeigt: Ein ausgeklügeltes Wasserstoffnetz könnte jährlich bis zu 70 Milliarden Euro einsparen, zu fast 70 Prozent auf bestehenden Gasleitungen aufbauen und die Energiewende ohne Ausbau der Übertragungsnetze oder zusätzliche Energieimporte ermöglichen. Die umfangreiche Modellanalyse europäischer Energienetze wurde am 12.07.2023 im Fachjournal „Joule“ veröffentlicht.
Ein ausgeklügeltes Wasserstoffnetz kann zu fast 70 Prozent auf bestehenden Gasleitungen aufbauen. Zu diesem Ergebnis kommt die Studie der TU Berlin. Foto: www.pixelio.de / Phillip Wiatschka
Zusammen mit dem Planungswerkzeug für Energiesysteme namens PyPSA entwickelten die Forscher:innen ein umfangreiches Modell des europäischen Energiesystems, das für Solar- und Windenergie relevante Wetterdaten mit der Struktur der Energienetze in den verschiedenen Ländern sowie den verfügbaren Flächen für den Ausbau von Photovoltaik und Windenergie zusammenführt. Auch unterirdisch gespeicherter Wasserstoff sei in den Daten mit eingezogen, wie Dr. Fabian Neumann vom Fachgebiet „Digitaler Wandel in Energiesystemen“ der TU Berlin mitteilt. „So können wir bestimmen, was es braucht, um kosteneffizient bis spätestens Mitte des Jahrhunderts nicht nur den Stromsektor, sondern auch den Gebäudesektor, Mobilität und Industrie auf Netto-Null-CO2-Emissionen zu bringen.“
PyPSA weise eine hohe Transparenz der Ergebnisse auf, weshalb die Anwendung der Software kürzlich auch von der EU-Kommission für die Bewertung von Wasserstoffprojekten ausdrücklich empfohlen wurde. Das Modell berücksichtige nicht nur die geeigneten Orte für die Erzeugung von Wind und Sonne sowie den Ausbau der entsprechenden Netze, sondern auch die Standorte für Energiespeicher, Elektrolyseuren und Power-to-X-Anlagen, die CO2 durch erneuerbare Energien in Kohlenwasserstoffe für die Industrie umwandeln.
Wie Neumann erklärt, wurden im Rahmen der Studie „vier verschiedene Netzausbauszenarien für ein CO2-neutrales europäisches Energiesystem betrachtet. Den ausschließlichen Ausbau des Stromnetzes, den alleinigen Aufbau eines Wasserstoffnetzes, den Ausbau beider Netze sowie den Fall, dass keinerlei Ausbau der Netzinfrastruktur stattfindet“. Dabei kam heraus, dass eine Energiewende hin zu einer ausschließlichen Versorgung mit erneuerbaren Energien in allen vier Situationen möglich sei. Und das auch ohne Energieimporte.
Am vielversprechendsten ist für Neumann eine Kombination aus Strom- und Wasserstoffausbau, die eine Einsparung von bis zu zehn Prozent ermögliche, was in Europa rund 70 Milliarden Euro pro Jahr entspräche. Laut Neumann wird es zunehmend von Bedeutung sein, die Zusammenarbeit beim Ausbau der Energieinfrastruktur über Länder- und Sektorengrenzen hinweg zu verbessern. Weiter fordert er: „Um Klimaneutralität kosteneffizient erreichen zu können, müssen die Standorte von Energieerzeugung, -transport, -umwandlung und -speicherung verstärkt integriert geplant werden, da sie stark voneinander abhängen.“ Gleichzeitig sei es für Länder mit hohen Kapazitäten an erneuerbaren Energien auch eine Option, durch niedrige Energiepreise mehr energieintensive Industrien anzulocken, so Neumann. Letztlich setze das erarbeitete Modell die notwendige Flexibilität voraus, um auf Netzschwankungen reagieren zu können und erfordere eine weitgehende Digitalisierung des Energiesystems.
Für weitere Informationen finden Sie hier die vollständige Studie.