IEA AFC TCP Annex 33: Brennstoffzellen für stationäre Anwendungen (Arbeitsperiode 2022 - 2024)

In der Task-Periode von 2022 bis 2024 wurde in einem neuen Subtask das Thema ‚Use of stationary fuel cells for climate-neutral districts and neighbourhoods' bearbeitet. Es wurde untersucht, inwieweit stationäre Brennstoffzellen in integrierten Energiekonzepten basierend auf erneuerbaren Energieträgern in Energiegemeinschaften bzw. klimaneutralen Quartieren zum Einsatz kommen können.

Konkret wurden folgende Fragestellungen bearbeitet:

• Analyse von Quartierslösungen (vorwiegend im Ausland bzw. in den Annex 33 Mitgliedsländern wie Deutschland), die bereits auf dezentrale Wasserstofflösungen setzen. Die Analysen inkludieren die verwendeten Software-Tools und Hardware-Komponenten, die zum Einsatz gekommen sind. Weiters wurden die Erfolgsfaktoren analysiert, die letztendlich zu einer Realisierung des Projekts geführt haben.
• Analyse von österreichischen klimaneutralen Quartieren unter Einbindung relevanter Stakeholder. Österreich ist zwar führend bei erneuerbaren Energiesytemen (inkl. erneuerbarer Energiegemeinschaften bzw. Bürger:innengemeinschaften), allerdings steht Österreich bei dezentralen Wasserstofflösungen erst am Beginn der Entwicklungen.
• Modellierung bzw. Simulation von mindestens drei Quartieren in Österreich und Erarbeitung von Empfehlungen für die weitere Forcierung von klimaneutralen Quartieren, einerseits für die Projektentwicklungen, Technologieanbieter, Softwareanbieter, andererseits für politische Entscheidungsträger:innen (im Falle von Implementierungsbarrieren).

Die Projektergebnisse bestätigen in erster Linie die bereits bekannte entscheidende Rolle von Energieeffizienz und der Entwicklung erneuerbarer Energiequellen für die Erreichung der Klimaneutralität. Darüber hinaus konnten die Vorteile der Nutzung der Wasserstofftechnologie in Quartieren oder Energiegemeinschaften in Bezug auf Netzdienlichkeit gezeigt werden. In dieser Hinsicht stellt insbesondere die Aufnahme von überschüssigem erneuerbaren Strom im Sommer und dessen zeitversetzte Rückverstromung durch Brennstoffzellen zur Unterstützung des Stromnetzes bei möglichen Versorgungsengpässen im Winter in ländlichen Gebieten eine typische Anwendung dar. Auch wenn eine völlige Stromautarkie noch nicht realistisch ist, kann die Abwärme aus Elektrolyseuren oder Brennstoffzellen in Nah-/Fernwärmenetzen genutzt werden, um den Wärmebedarf des Quartiers zu decken. In Quartieren mit Gebäuden mit hohem Energieeffizienzstandard kann eine vollständige Dekarbonisierung in Kombination mit Wärmepumpen erreicht werden. Die Studie zeigt außerdem eine vielversprechende Einsatzmöglichkeit der Wasserstofftechnologie für die Dekarbonisierung mehrere Anwendungen in Industriegebieten (Industriewärme, Mobilität, etc.).

Zusammenfassend konnten in Österreich typische Anwendungen identifiziert werden, für die die technischen Komponenten bereits verfügbar sind. Allerdings stellen die Investitionskosten, der Platzbedarf und der Mangel an Erfahrung sowie an geeigneten Planungs- und Modellierungs-Werkzeugen derzeit Hindernisse für eine verbreitete Umsetzung dar.

Die Erkenntnisse aus der Studie wurden einerseits in Form einer wissenschaftlichen Publikation veröffentlicht und andererseits in Form von Empfehlungen zusammengefasst, die den relevanten Stakeholder:innen in Österreich bei einem Ergebnis-Workshop präsentiert wurden.

• Präsentationsunterlagen: Vorstellung der IEA Arbeitsgruppe: Advanced Fuel Cells (AFC) TCP und des Tasks 33: „Stationäre Brennstoffzellen" (2024)
• The Viability of Climate Neutral Districts Integrating "Power on Demand" and "Power to Hydrogen" regimes: A Comparative Study of Simulation Tools (EFC Conference, 2023)
• Einsatz von dezentralen Brennstoffzellen in klimaneutralen Quartieren.
  Eine Status-Quo Studie mit der Analyse von bestehenden Quartieren in Bezug auf Klimaneutralität sowie die eingesetzten Komponenten
• Success factors for demonstration projects of small-scale stationary fuel cells in residential building (2021)
• Stationary fuel cell applications - Tracking market trends (2021)
• Uptake of international standards in the deployment of stationary fuel cell systems in different countries (2021)
• Success factors for demonstration projects of small-scale stationary fuel cells in residential buildings, European hydrogen and fuel cells conference (2021)

Österreich, Deutschland, Italien, Frankreich, Finnland, Japan, Korea, Schweden, USA

Dipl.-Ing. Dr. Günter Simader
Österreichische Energieagentur
Mariahilfer Straße 136, 1150 Wien
E-Mail: guenter.simader@energyagency.at

Dr. Elisabeth Sibille
Österreichische Energieagentur
Mariahilfer Straße 136, 1150 Wien
E-Mail: elisabeth.sibille@energyagency.at

Web: Projektinfos auf der AEA-Website