IEA Wasserstoff Task 41: Analyse und Modellierung von Wasserstofftechnologien

Wasserstoff bietet großes Potenzial für eine dekarbonisierte Wirtschaft, nimmt jedoch derzeit nur eine marginale Position im globalen Energiesystem ein. Die effektive Integration von Wasserstofftechnologien in das bestehende Energieversorgungssystem erfordert auch eine Erweiterung der aktuellen Modelle und Studien. Es mangelt weltweit an (Energie-)Modellen, welche die Möglichkeiten von Wasserstoff in einer Vielzahl von Umwandlungsketten und Anwendungen darstellen können. Wasserstoff wird in Konkurrenz zu anderen Sekundärenergieträgern stehen, weiters werden sich einige Sektoren im Wettbewerb um den Einsatz von Wasserstoff wiederfinden. Auch die Erzeugung von Wasserstoff ist im komplexen Zusammenhang des gesamten marktbasierten Umfelds zu betrachten.

Der Task 41 des IEA Hydrogen TCP fokussierte auf die derzeitige Darstellung von Wasserstoff und dessen Nutzungspfaden in verschiedenen Modellen und Ansätzen, um diese zu verbessern. Dazu wurden verschiedene Ebenen der Modellierung betrachtet, angefangen von der Wahl des angemessenen Modellierungsansatzes über die strukturelle Darstellung der Wasserstoffnutzungsketten in bereits bestehenden Modellen bis hin zu den dazu benötigten Daten.

Die Vielseitigkeit von Wasserstoff erfordert in Modellen spezielle Aspekte, wie eine systemweite Betrachtung, Flexibilität im Stromsektor, eine hohe zeitliche Auflösung sowie die Berücksichtigung des Konsument:innen-Verhaltens. Kein einzelnes Modell kann alle relevanten Aspekte abbilden; die Verschränkung zwischen verschiedenen Modellen ist für eine ganzheitliche Antwort notwendig. Derzeit ist die Abdeckung von relevanten Aspekten lückenhaft - Umweltauswirkungen, Innovationszyklen, Marktdesign und Policy-Maßnahmen sind eingeschränkt abgedeckt. Ebenso ist der Detaillierungsgrad der Modellierung von Wasserstofftechnologien von Modell zu Modell sehr unterschiedlich.

Vergleichbare und belastbare Szenarien erfordern neben der angemessenen Wahl von Modellen und der strukturellen Berücksichtigung in diesen auch die Wahl von konkreten technischen und ökonomischen Daten, mit denen die Technologien der Wasserstoffwertschöpfungskette abgebildet werden. Dies kann durch die Einrichtung einer strukturierten Datenbank und der Definition von Qualitätskriterien verbessert werden.

Die Ergebnisse aus Szenarien für Österreich zeigen, dass Wasserstoff und abgeleitete Derivate bei der Dekarbonisierung der Industrie und Teilen der Mobilität eine wesentliche Rolle spielen können. Der Gesamtbedarf nach klimaneutralen Gasen liegt dabei in der Größenordnung des derzeitigen Erdgasbedarfs. Die Auswirkungen von Variationen wichtiger Annahmen zeigen die Bedeutung der ganzheitlichen Betrachtung von Wasserstoff in einem Gesamtsystem.

Lebenszyklusanalysen (LCSA) ermöglichen es, ein tiefergehendes Verständnis für die Wasserstofftechnologie zu entwickeln und deren Beitrag zur Nachhaltigkeit zu bewerten. Durch die Einrichtung einer zentralisierten LCSA-Datenbank und die Entwicklung verschiedener Szenarien kann diese Bewertung weiter unterstützt werden.

• Projektblatt: 2-Seiter: IEA Wasserstoff Task 41
• Paper „A taxonomy of models for investigating hydrogen energy systems" (2022)
• Abschlussbericht: Analysis and Modelling of Hydrogen Technologies (2023)
• Projekt ETSAP - systematischer Vergleich der Modellierung von Wasserstoffsystemen in der gesamten Gemeinschaft, Verbesserung der Darstellung von Wasserstoff in TIMES-Modellen

Argentinien, Australien (Leitung), Belgien, Deutschland, Europäische Kommission, Finnland, Frankreich, IRENA, Italien, Japan, Kanada, Neuseeland, Niederlande, Norwegen (Leitung), Österreich, Portugal, Schweiz, Spanien, Vereinigtes Königreich.

Österreichische Energieagentur
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