TransHyDE-Sys - Systemanalyse zu Transportlösungen für grünen Wasserstoff - Integrierte Betrachtung der Wasserstoff-Strom-Infrastruktur

Abstract

Die Transformation hin zu einer treibhausgasneutralen Gesellschaft erfordert eine tiefgreifende Umgestaltung der Energie- und Rohstoffsysteme. Dabei muss die Versorgungssicherheit sowohl im Zielsystem als auch während des gesamten Übergangszeitraums gewährleistet bleiben. Dies impliziert die gleichzeitige Integration neuer Energieträger wie grünem Wasserstoff sowie die Anpassung, Umnutzung oder Stilllegung bestehender Infrastrukturen. Parallel verändern sich durch neue Technologien die Bedarfsstrukturen insbesondere in energieintensiven Industrien. Vor diesem Hintergrund ist eine integrierte, sektorübergreifende Betrachtung notwendig, die sowohl infrastrukturelle als auch nachfrageseitige Entwicklungen konsistent abbildet. Zur Erreichung dieses Ziels wurden im Gesamtvorhaben zwei komplementäre Ansätze verfolgt, die nicht isoliert nebeneinanderstehen, sondern gezielt miteinander verknüpft wurden: Der Stakeholder-getriebene Ansatz bildet reale Transformationsdynamiken ab, indem geplante Entwicklungen auf Unternehmensebene – insbesondere in den Grundstoffindustrien – systematisch erfasst und in räumlich sowie zeitlich aufgelöste Infrastrukturbedarfe überführt werden. Die im Projekt entwickelten und weiterentwickelten Modelle, insbesondere im Bereich der Gas- und Stromnetzsimulation, ermöglichen es, diese industriellen Entwicklungen in konkrete Anforderungen an Wasserstoff- und Strominfrastrukturen zu übersetzen und deren Umsetzbarkeit zu analysieren. Der systemische Optimierungsansatz ergänzt diese Perspektive durch eine modellgestützte Betrachtung kostenoptimaler Infrastrukturentwicklungen, insbesondere im Hinblick auf den Einsatz von grünem Wasserstoff. Hier kommen insbesondere die entwickelten Optimierungsmodelle sowie die integrierten Strom- und Gasnetzmodelle zum Einsatz, um effiziente Infrastrukturentwicklungen unter Berücksichtigung systemischer Wechselwirkungen zu identifizieren. Die Verknüpfung beider Ansätze erfolgt über die im Projekt erarbeiteten integrierten Modellierungswerkzeuge und den umfassenden Modellvergleich. Dadurch können die aus der Praxis abgeleiteten Entwicklungen mit theoretisch optimalen Lösungen abgeglichen werden. Diese Gegenüberstellung ermöglicht es, robuste und belastbare Aussagen zu treffen, Zielkonflikte zu identifizieren und realistische sowie gleichzeitig effiziente Infrastrukturentwicklungen abzuleiten. Auf dieser Grundlage werden sowohl technische Herausforderungen als auch konkrete politische Handlungsoptionen sichtbar gemacht.