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Flexible Elektrolyse bei Verfügbarkeit von Grünstrom reduziert Emissionen

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Autor: Sophia Jenke

Durch flexible Fahrweise von Elektrolyseuren können Emissionen eingespart werden, es verringert sich aber auch die Wasserstoff-Produktionsmenge
© Green Planet Energy
© Green Planet Energy

09. November 2023 | Das Berliner Forschungsinstitut Reiner Lemoine Institut gGmbH hat eine Studie zur CO2-armen Wasserstoffproduktion veröffentlicht. Um beim deutschen Wasserstoffhochlauf grauen Wasserstoff zu vermeiden, müssten Elektrolyseure einerseits flexibel möglichst bei hoher Verfügbarkeit von Grünstrom arbeiten. Anderseits müssten die verfügbaren H2-Mengen sinnvoll genutzt werden.

Die Ergebnisse der Studie des Reiner Lemoine Instituts im Auftrag der Ökoenergiegenossenschaft Green Planet Energy zeigen die Notwendigkeit eines zügigen Ausbau von erneuerbaren Energien und einer flexiblen Fahrweise der Elektrolyseure, um Emissionen gering zu halten. Eine flexible Fahrweise bei Elektrolyseuren bedeute, dass diese insbesondere dann Wasserstoff produzieren, wenn besonders viel günstiger grüner Strom im Netz verfügbar ist.

Der so erzeugte grüne Wasserstoff könne in Anwendungsbereichen eingesetzt werden, die H2 bereits zeitlich flexibel nutzen können. Beispiele hierfür seien die Grundstoffchemie und eine Beimischung ins Gasnetz, die unter anderem eine Nutzung in der Raumwärme ermöglicht. Bei inflexibler Fahrweise hingegen liefen Elektrolyseure möglichst viele Stunden im Jahr. Aufgrund des bislang hohen fossilen Anteils im deutschen Strommix entstünden im Gesamtstromsystem viele Emissionen.

Würden die Ausbauziele der Bundesregierung für erneuerbare Energien verfehlt und zugleich Elektrolyseure inflexibel fahren, stiegen die klimaschädlichen Emissionen laut Studienautoren um fast 9 %. Dagegen seien die Emissionen der inländischen Elektrolyse im flexiblen Szenario zwar gering, es stehe jedoch nicht genügend erneuerbarer Wasserstoff zur Verfügung und fossiler Wasserstoff würde die Bedarfslücke füllen.

Grünen Wasserstoff sinnvoll einsetzen

Die Autoren nennen deshalb zwei Hebel entscheidend zur Reduktion der Gesamtemissionen: Zum einen sollen die Emissionen der Elektrolyse durch Flexibilität gering gehalten werden. Zum anderen müsse über sinnvolle Anwendungsgebiete für Wasserstoff diskutiert werden, um auf keine zu hohe H2-Nachfrage zu stoßen und damit grauen Wasserstoff zu verwenden.

Die Studienergebnisse zeigen, dass zum Beispiel die Stahlproduktion sowie der Flugverkehr zu den künftigen sinnvollen Einsatzgebieten gehören, weil dort nachhaltige Alternativen als Ersatz fehlen. Für eine nachhaltige Wärmeversorgung gäbe es langfristig mehr Alternativen als nur Wasserstoff. Die Studien-Berechnung des Wasserstoffbedarfs im Jahr 2045 liegt deutlich unter der Berechnung des BMWK.

Carolin Dähling, Leiterin Politik und Kommunikation bei Green Planet Energy betont: „Die flexible Fahrweise beim Betrieb von Elektrolyseuren mit wenigen Volllaststunden ist die entscheidende Stellschraube in der Transformationsphase, denn bereits in den frühen Phasen auf dem Weg zur Klimaneutralität im Jahr 2045 sollten wir Emissionen so weit wie möglich vermeiden.“

H2-Mengen des BMWK sowie der in der Studie berechneten Szenarien für inländische Erzeugung 2030 und 2045 (© Reiner Lemoine Institut)

Hier zur vollständigen Studie

 

(Quelle: Reiner Lemoine Institut/2023)

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