Modell zur Analyse globaler Wasserstoffstrategien

Drei Jahre lang arbeiteten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Ruhr-Universität Bochum (RUB) und der Universität Duisburg-Essen (UDE) an dem Projekt. Ziel war es, künftige Entwicklungen der globalen Wasserstoffwirtschaft besser zu verstehen und Entscheidungsgrundlagen für Politik und Wirtschaft zu liefern.

„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“, erklärt Prof. Dr. Valentin Bertsch von der RUB, der das Projekt gemeinsam mit Prof. Dr. Christoph Weber von der UDE leitete.

Unabhängige Kontinente – mit einer Ausnahme

Die Szenarien des Teams zeigen: Bei der Wasserstoffproduktion könnten die Kontinente weitgehend unabhängig voneinander agieren. Europa bildet hier eine Ausnahme. In den Modellrechnungen importiert Europa größere Mengen Wasserstoff – vor allem aus Nordafrika, insbesondere Marokko.

Der Transport findet dabei innerhalb der Kontinente vorwiegend per Pipeline statt. Der Schiffstransport spielt laut den Analysen nur eine untergeordnete Rolle – und das vor allem in Regionen mit schlechter Infrastruktur.

Wirtschaftliche Perspektiven: Grenzkosten und Derivate

Für Europa prognostizieren die Forschenden langfristige Grenzkosten von rund 110 Euro/MWh (entspricht etwa 3,30 Euro pro Kilogramm Wasserstoff) im Jahr 2040. Dank der gut ausgebauten Infrastruktur zeigen sich dabei nur geringe regionale Unterschiede.

In Südamerika liegen die Produktionskosten mit etwa 80 Euro/MWh (2,40 Euro/kg) deutlich niedriger – allerdings macht die große Entfernung den Wasserstoffexport in Reinform wenig attraktiv. Stattdessen sehen die Forschenden Potenzial in der Produktion höherwertiger, besser transportierbarer Derivate vor Ort.

Fallstudien und regulatorische Aspekte

Ergänzend untersuchte das Projektteam in Fallstudien die europäische Regulierung für Grünen Wasserstoff (RFNBO), weltweite Kapitalkosten sowie technische Hochlauflimitationen beim Ausbau erneuerbarer Energien – und deren Einfluss auf die Entwicklung von Elektrolyseurkapazitäten.

Open Source für Wissenschaft und Praxis

Das entwickelte Energiesystemmodell wird der Öffentlichkeit open source zur Verfügung gestellt. Ziel ist es, Transparenz zu schaffen, den wissenschaftlichen Austausch zu fördern und weitere Untersuchungen zu ermöglichen.

„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.

Originalpublikation:
Linsel, O., & Bertsch, V. (2024). A flexible approach to GIS based modelling of a global hydrogen transport system. International Journal of Hydrogen Energy, 52(Part B), 334–349. DOI: 10.1016/j.ijhydene.2023.08.199

Quelle: Ruhr-Universität Bochum