Projektabschluss Wie eine globale Wasserstoffwirtschaft aussehen könnte

Bei der Wasserstoffproduktion könnten die Kontinente recht unabhängig voneinander bleiben – das besagen die Szenarien, die Forschende der Ruhr-Universität Bochum und der Universität Duisburg-Essen im Projekt StEAM (Sektortransformation im Energiesystem, Analyse und Modellierung möglicher Wasserstoffstrategien) untersucht haben. Das Team hat innerhalb von drei Jahren ein globales Energiesystemmodell entwickelt, das die Sektoren Strom und Wasserstoff verbindet. „Damit haben wir nun ein Werkzeug in der Hand, um auch zukünftig zu relevanten Fragestellungen rund um die Entwicklung der globalen Wasserstoffwirtschaft Erkenntnisse für Politik und Wirtschaft zu liefern und bei der Entscheidungsfindung zu unterstützen“, so Prof. Dr. Valentin Bertsch von der Ruhr-Universität Bochum, der das Projekt gemeinsam mit Prof. Dr. Christoph Weber von der Universität Duisburg-Essen durchführte.

Transport per Pipeline

Eine Ausnahme unter den Kontinenten in den untersuchten Szenarien bildet Europa, das größere Mengen Wasserstoff aus Nordafrika, vorwiegend Marokko, importiert. Innerhalb der Kontinente findet der Wasserstofftransport überwiegend via Pipelines statt, während Schifftransport nur in geringen Mengen und in schlecht angebundenen Regionen stattfindet. Die langfristigen Grenzkosten für Europa liegen in der Untersuchung im Jahr 2040 im Schnitt bei etwa 110 Euro/MWh (3,30 Euro/kg Wasserstoff), mit einer hohen Homogenität aufgrund der gut ausgebauten Transportinfrastruktur. Die Umwandlungsverluste und Transportkosten gleichen teils die Kostenunterschiede zwischen den verschiedenen Kontinenten aus. So liegen die langfristigen Grenzkosten in Südamerika sehr niedrig, bei etwa 80 Euro/MWh (2,40 Euro/kg Wasserstoff), aufgrund der großen Entfernung ist der Transport von Wasserstoff jedoch sehr unattraktiv. Hier besteht das Potenzial, höherwertigere, leichter transportierbare Derivate (Folgeprodukte) vor Ort zu produzieren und erst anschließend in die Welt zu exportieren.

Im Projekt wurden auch einzelne Fallstudien zur europäischen Regulierung für Grünen Wasserstoff (RFNBO), zu Kapitalkosten weltweit sowie zu Hochlauflimitationen beim Ausbau der erneuerbaren Energien und deren Auswirkung auf den Ausbau von Elektrolyseurkapazitäten durchgeführt. Das entwickelte Modell wird open source zur Verfügung gestellt, um anderen Forschenden und Interessierten die Möglichkeit zu geben, die Ergebnisse zu überprüfen und eigene Untersuchungen durchzuführen.

„Im Rahmen dieses Projektes konnten wir viele energiewirtschaftlich relevante Aspekte berücksichtigen, wie beispielsweise die unterschiedlichen Kapitalkosten in verschiedenen Ländern sowie kostenrelevante Wechselwirkungen zwischen Wasserstoff- und Stromsektor. Auf dieser Arbeit wollen wir aufbauen und freuen uns weiterhin über Austausch mit Praxispartnern, um unsere Methoden kontinuierlich weiterzuentwickeln”, so Christoph Weber.