Ein EWI-Gutachten im Auftrag von Eon und Thüga identifiziert Standorte in Deutschland, an denen Elektrolyseure systemdienlich wirken, wenn sie Überschuss-Strom zu Wasserstoff machen.

 

Eine systemdienliche Platzierung von Elektrolyseuren könnte auf allen Stromnetzebenen entlastend wirken. Kriterien dafür sind die Nähe zu erneuerbarer Stromerzeugung sowie eine gute Abnehmerstruktur. Zu diesem Schluss kommt ein Gutachten des Energiewirtschaftlichen Instituts an der Universität zu Köln (EWI) im Auftrag von Eon und Thüga. Es schlägt zugleich Standorte und Kapazitäten der Elektrolyseure vor.

Zentrale Aspekte für die Standortwahl waren, wie der Bedarf an Wasserstoff künftig bestmöglich bedient werden kann und wie Elektrolyseure mehr Flexibilität für das Energiesystem schaffen können. Im Gutachten wurden drei verschiedene Größenklassen (kleiner als 10 MW, 10 bis 50 MW und größer als 50 MW) betrachtet. Laut Gutachten können die kleinen Elektrolyseure bis zum Jahr 2030 insbesondere in den Regionen systemdienlich wirken, die sowohl eine hohe Wasserstoffnachfrage als auch ein hohes regionales Potenzial für Erneuerbare Energien aufweisen.

Veränderungen ab 2040

Dies sind unter anderem der Raum Dithmarschen in Schleswig-Holstein und das Mitteldeutsche Chemiedreieck. Leistungsstärkere Elektrolyseure könnten vorzugsweise in Regionen in Norddeutschland sowie im Ruhrgebiet und im Rheinland gebaut werden, damit sie gut an die zukünftige Wasserstoffinfrastruktur angebunden sind. Eine deutliche Entwicklung ist in den Szenarien für das Jahr 2040 zu erkennen − aufgrund der dann weiter gestiegenen Wasserstoffnachfrage und des Ausbaus der Wasserstoffnetze.

Bis dahin werden noch deutlich mehr Regionen gut beziehungsweise sehr gut für den systemdienlichen Einsatz von Elektrolyseuren geeignet sein. Die besten Standorte für Elektrolyseure der Leistungsklasse unter 10 MW liegen dann laut Gutachten in Norddeutschland, im Mitteldeutschen Chemiedreieck und im Rheinland. Auch in Süddeutschland wird es gut geeignete Standorte geben. 
Je größer die Leistung des Elektrolyseurs, desto genauer müssen systemdienliche Standorte ausgewählt werden, so die Autoren. Denn mit zunehmender Größe der Elektrolyseure steigen die Anforderungen an die Anbindung und Platzierung. Die Ausgestaltung von Anreizen zum systemdienlichen Einsatz von Elektrolyseuren sollte daher keine Region von vornherein ausschließen. Dies sei wichtig, etwa für Förderungen.

Systemdienliche Verortung bisher kaum erkennbar

Wird regional erzeugter EE-Strom für Elektrolyse genutzt, könne das Stromnetz entlastet, die Flexibilität des Systems erhöht und so Abregelungen vermieden werden. Elektrolyseure könnten helfen, Engpässe auf allen Ebenen des Stromnetzes zu verhindern und damit die Systemkosten zu reduzieren. Darüber hinaus verdeutlicht das Gutachten, dass die Anbindung an ein künftiges Wasserstoffnetz für den Transport des Wasserstoffs zu den Verbrauchern sowie die regionale Nachfrage nach Wasserstoff eine entscheidende Rolle spielen.
 
Eine systemdienliche Verortung von geplanten Projekten ist bisher nur wenig erkennbar. Das werde im Vergleich mit den Ergebnissen der H2-Bilanz sichtbar, die ebenfalls auf Daten des EWI basiert. Dies könnte durch eine Förderung nach wenigen Kriterien verändert werden, die das Gesamtsystem und die Bedarfe der verschiedenen Sektoren berücksichtigen. Gabriel Clemens, Geschäftsführer von Eon Hydrogen, sagte: „Uns helfen die Erkenntnisse des Gutachtens dabei, unsere Kundinnen und Kunden auf Basis von wissenschaftlich erhobenen Daten bestmöglich zu beraten, wenn sie auf Wasserstoff umstellen wollen.“

„Der systemdienliche Einsatz von Elektrolyseuren erhöht die Versorgungssicherheit, senkt die volkswirtschaftlichen Kosten der Dekarbonisierung und trägt zur regionalen Wertschöpfung und Standortsicherung bei“, erläuterte Christoph Ullmer, Leiter des Kompetenzcenters Innovation der Thüga AG.

Kriterien für die Standortbewertung

Für die Standortbewertung hat das EWI verschiedene Kriterien herangezogen: die regionalen Potenziale Erneuerbarer Energien, die Häufigkeit der regionalen Redispatch-Maßnahmen, das Höchstspannungsnetz in der Region, das Wasserstoff-Transportnetz, das regionale geplante Wasserstoff-Verteilnetz, potenzielle Wasserstoffspeicher, Wasserstoffnachfrage, Kraftwerksstandorte und Flächenverfügbarkeit. Diese Kriterien wurden unterschiedlich gewichtet und abschließend wurde eine Gesamtbewertung der Regionen vorgenommen.

Das EWI-Gutachten zur Netzdienlichen Standortwahl von Elektrolyseuren  steht im Internet bereit.