Energiesystemanalyse
Die Abteilung Energiesystemanalyse generiert systemanalytisches Wissen, welches wir sektorenübergreifend bis hin zur globalen Ebene und basierend zum Teil auf eigenentwickelten Methoden und Modellierungstools bereitstellen.
Modellentwicklung für Multi-Energiesysteme: Pfade zu einer deutsch-französischen Wasserstoff-Infrastruktur
(Cross-border Energy Infrastructure Implementation Pathways for Synergetic Solutions in French-German Hydrogen Supply)
In einem klimaneutralen Europa werden die Stromversorgungssysteme Deutschlands und Frankreichs unterschiedliche Rollen spielen, mit Synergien zwischen nuklearen und erneuerbaren Energien. Die Nutzung von Wasserstoff wird dabei in beiden Systemen eine Schlüsselrolle einnehmen. Daher ist ein kooperativer Ansatz bei der Entwicklung der zukünftigen Wasserstoffinfrastruktur von entscheidender Bedeutung, um Synergien erkennen und nutzen zu können. Vor diesem Hintergrund zielt das Forschungsprojekt CrossHy darauf ab, einen robusten und detaillierten Fahrplan für den Aufbau der erforderlichen Wasserstoffinfrastruktur in Frankreich und Deutschland zu erstellen. Der grenzübergreifende Charakter des Vorhabens spiegelt sich dabei in der Förderung durch das deutsche Bundesministerium für Bildung und Forschung sowie das französische Ministère de l'Enseignement supérieur et de la Recherche wider.
Forschungsprojekt CrossHy | |
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Laufzeit | November 2024 bis Oktober 2027 |
Förderung durch |
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Projektbeteiligte |
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Deutlich wird der Forschungsbedarf an bereits veröffentlichten Positionspapieren. So haben mehrere Betreiber von Gasübertragungsnetzen im Jahr 2021 eine erste Vision eines transeuropäischen Netzes mit der Bezeichnung „European Hydrogen Backbone“ vorgestellt. In anderen Studien wurden unterschiedliche Visionen über die Form des Wasserstoffnetzes geteilt. Diese Visionen sind abhängig von den Erwartungen an die zukünftige Wasserstoffnachfrage (wo, wann, in welchen Mengen), die Wasserstoffproduktion (wo, zu welchem Preis) und mögliche Importe (aus welchen Ländern, zu welchem Preis). Genauere Informationen über diese Entwicklungen sind für die Bewertung des benötigten Infrastrukturaufbaus entscheidend.
Wissenschaftlich gesehen zielt das Projekt CrossHy daher auf die Bereitstellung von Wissen ab, dass für die Entscheidungsfindung bei einzelnen Infrastrukturprojekten entscheidend ist. Dies erfordert immer komplexere Modelle und detailliertere Datensätze, insbesondere im Bereich der Multi-Energie-Modellierung von der europäischen bis zur lokalen Ebene. So muss die Qualität der Informationen, insbesondere über die Wasserstoffnachfrage, verbessert und verschiedene Einsatzszenarien berücksichtigt werden. Gleichzeitig geht es darum, die Handhabung großer Optimierungsprobleme für die Ermittlung robuster und plausibler Übergangspfade sicherzustellen. Auf dieser Basis liefert die Modellierung wirtschaftliche Indikatoren für das Gesamtsystem, die politischen Entscheidungsträgern helfen, öffentliche Investitionen frühzeitig zu koordinieren und Fehlallokationen zu vermeiden. Darüber hinaus kommen die Projektergebnisse industriellen Anwendungen zugute, indem sie auf Basis einer verbesserten Quantifizierung der Risiken fundiertere Investitionsentscheidungen ermöglichen.
Am Institut für Vernetzte Energiesysteme liegen die Forschungsschwerpunkte des Projektteams in der Entwicklung und Anwendung detaillierter Modelle für Multi-Energiesysteme für Elektrizität, Erdgas, Wasserstoff und Wärme. Grundlage der Analyse ist die Entwicklung innovativer Modellierungsmethoden, um insbesondere die Flexibilität der Wasserstoffnachfrage über verschiedene Sektoren hinweg darzustellen und die betriebliche Dynamik der Strom- und Gasversorgung besser zu erfassen. Weiterhin widmet sich das Projektteam der umfassenden Bewertung der ermittelten Zukunftsenergiesysteme hinsichtlich Versorgungssicherheit, Resilienz und Nachhaltigkeit sowie der ökonomischen Chancen einer verstärkten französisch-deutschen Zusammenarbeit.