Darstellung der weißen Flecken

Die folgende Darstellung zeigt die auf Wasserstoff- und (auf erneuerbarem) Gas-basierte Energieinfrastruktur im zukünftigen Energiesystem:

Beschreibung der weißen Flecken

GRÜNE ENERGIE

Einspeisung und Ausspeisung von grünem Wasserstoff

Obwohl sich bereits einige Projekte – sowohl in Deutschland als auch in Österreich – mit der Thematik Einspeisung von H2 beschäftigen bzw. beschäftigt haben, gibt es noch offene Fragen: einerseits hinsichtlich prozentueller Zusammensetzung andererseits hinsichtlich Qualität; dies auch in Zusammenhang mit der Nutzung des Gases nach der Einspeisung. Untersuchungen dazu werden laufend vom ÖVGW bearbeitet. In einer entsprechenden Projekteinreichung ist besonders auf diese offenen Fragen einzugehen. Bezüglich Ausspeisung von H2 wird auf die Projekte Hyly Pure und Underground Sun Storage verwiesen. Da jedoch auch der Transport von Wasserstoff in den bestehenden Erdgasleitungen eine Option darstellt, können Projekte auch für diese Thematik eingereicht werden. Es muss jedenfalls auf die Ergebnisse der genannten Projekte explizit eingegangen werden.

Nutzung und Anpassung bestehender Gas- und Strominfrastruktur

Die Nutzung bestehender Infrastruktur ist bei der Umstellung des Energiesystems eine wichtige und systemimmanente Komponente. Projekte, die die optimierte Nutzung etwa der Leitungs- und Speicherinfrastruktur (im Kontext von grünen Wasserstoff oder darauf basierenden Kohlenwasserstoffen) in den Vordergrund stellen, können als Show Cases auch für bestehende Technologien eingereicht werden.

Methanisierung erneuerbarer Gase

Um das bestehende Gasnetz verwenden zu können, kann für viele Anwendungsfälle die Methanisierung eine wichtige Rolle spielen. Derzeit werden zwei Projekte (Renewable Gasfield, Underground Sun Conversion) zu diesem Thema innerhalb der VZR bearbeitet. Da es dabei unterschiedliche Methanisierungstechnologien gibt, können weitere Projekte eingereicht werden, wenn diese eine deutliche Verbesserung (für verschiedene Zielparameter) der Verfahren möglich machen.

Zentrale und dezentrale Sektorenkopplung

Grüner Wasserstoff auf Elektrolysebasis kann für eine aktive Sektorkopplung genutzt werden. So bietet dieser Prozesspfad zum einen die Möglichkeit, für das Stromnetz Kapazitätsentlastungen sowie Langzeitspeicherfunktionen zu übernehmen, in dem grüner Wasserstoff (optional SNH) im Gassystem transportiert und gespeichert wird. Zum anderen kann damit auch elektrische Energie für neue Bereiche und Anwendungen im Energie- und Mobilitätssystem genutzt werden – im Gassystem, im Mobilitätssystem, im Fernwärmesystem, in industriellen Prozessen.  So fördern diese Prozesse und Technologien eine verstärkte Integration der verschiedenen Teilbereiche des Energiesystems im Sinne von optimalen Nutzungen und Verlagerungen. Entwicklungsprojekte, die eine aktive Sektorenkopplung im Fokus haben, sollten in diesem Kontext auf Ergebnisse bestehender Projekte der Vorzeigeregion (wie etwa wind2hydrogen) Bezug nehmen.

Grüne Wasserstoffproduktion

Zusätzlich zu der Herstellung von Wasserstoff mittels Elektrolyse können auch noch andere Möglichkeiten in Betracht gezogen werden – wobei jedenfalls CO2 Neutralität gegeben sein muss. Dies bedeutet, dass etwa Biomasse verwendet werden kann, da Biomasse als CO2 neutral einzustufen ist.

Saisonale Gasspeicherung für erneuerbare Gase

Wird elektrische Energie und in der Folge grüner Wasserstoff aus Wind-, Wasser- oder Sonnenstrom gewonnen, kommt es zu Spitzenlasten im Stromaufkommen bzw. in der H2 Produktion. Diese Spitzen müssen mittels kontinuierlicher Speicherung gepuffert werden. Neben der Speicherung in Form von Wasserstoff und Methan gibt es u.a. auch die Möglichkeit der Speicherung als Ammoniak (bzw. auch in Form anderen Kohlenwasserstoffen). Auch die Einlagerung von Wasserstoff in Metallhydriden stellt eine entsprechende Option dar. Eine dieser neuartigen Speichermöglichkeiten sollte im Projekt behandelt werden.

GRÜNE MOBILITÄT

Brennstoffzellensysteme für Elektrofahrzeuge basierend auf erneuerbaren Energieträgern

Elektrofahrzeuge mit Wasserstoff-betriebenen Brennstoffzellensystemen ermöglichen große Reichweiten, kurze Betankungsdauer, gute Fahrleistungen und bieten einen hohen Nutzwert. Die Herausforderung besteht in der Entwicklung effizienterer, dauerhaltbarer und kostengünstigerer Brennstoffzellensysteme mit verbessertem dynamischen Verhalten und geringen Geräuschemissionen.

Brennstoffzellensysteme für den elektrifizierten Schwerlastverkehr basierend auf erneuerbaren Energieträgern

Nur mittels Brennstoffzellensystemen können elektrifizierte Schwerlastfahrzeuge dargestellt werden, die einen hohen Nutzwert bieten und daher wirtschaftlich sinnvoll eingesetzt werden können. Dies betrifft alle Bereiche des Schwerlastverkehrs auf der Straße, der Schiene und dem Wasser sowie all jene Bereiche, in denen Sonderfahrzeuge eingesetzt werden (Bauwesen, Bergbau, Flughafen-Vorfeld etc.). Für diese Anwendungen müssen Brennstoffzellensysteme entwickelt werden, die die hohen Robustheits- und Dauerhaltbarkeitsanforderungen erfüllen.

CO2-freie/neutrale Logistik

In diesem Zusammenhang sind Demonstrationsprojekte zu verstehen, die CO2 freie/neutrale Treibstoffe verwenden.

Wasserstoff im Flotteneinsatz

In diesem Zusammenhang sind u.a. Taxi- und Busflotten relevant. Hierbei sollten Demonstrationsprojekte mit entsprechenden Geschäftsmodellen umgesetzt werden. Insbesondere gilt es die bestehenden Prozessketten im öffentlichen Verkehrssystem zu berücksichtigen.

GRÜNE INDUSTRIE

Grüner Wasserstoff in (derzeitigen) Industrieprozessen

Bereits heute wird Wasserstoff für viele industrielle Prozesse eingesetzt (meist gewonnen mittels Dampfreformation aus Erdgas). Projekte, die grünen Wasserstoff einsetzen müssen Demonstrationscharakter mit entsprechenden Geschäftsmodellen aufweisen.

Carbon Cycle Economy

Mittels Wasserstoff kann Kohlenstoff gebunden werden und es soll eine zumindest einmalige Wiederverwertung (mit einer mindestens 50 %-igen CO2 –Einsparung) erzielt werden. Das übergeordnete Ziel ist die Erreichung einer Kohlenstoff-Kreislaufwirtschaft.

Neue Technologie für den Einsatz von Wasserstoff

Basierend auf Wasserstoff können völlig neue Verfahren in Industrieprozessen entwickelt werden. Beispielhaft sei das Projekt SuSteel erwähnt.