Wasserstoff im Fokus – H2iPortKA
Eine erfolgreiche Energiewende erfordert die Kombination von Versorgungssicherheit, Bezahlbarkeit und Umweltverträglichkeit durch innovativen Klimaschutz. Wasserstoff spielt dabei eine zentrale Rolle bei der CO₂-Emissionsreduzierung in Industrie und Verkehr durch erneuerbare Energien. Dieses Ziel verfolgen die Projektpartner in der TechnologieRegion Karlsruhe (TRK) mit dem H2iPortKA.
Worum handelt es sich beim H2iPortKA-Projekt?
Der rasche Aufbau einer Wasserstoff(H2)-Wirtschaft ist eine der großen Herausforderungen der nächsten Jahre. Um die Umstrukturierung des Energiebezugs zu schaffen, sind große Investitionen erforderlich. Karlsruhe bietet hier mit den Rheinhäfen, städtischen Versorgungsunternehmen, mittelständischer Industrie und Forschungseinrichtungen sowie großen, relevanten Akteuren im Umfeld wie EnBW, MiRO, Siemens und Daimler Truck hervorragende Voraussetzungen. Das lokale Straßen- und das Schienennetz sind unmittelbar an europäische Ost-West- und Nord-Süd-Achsen angebunden.
Für die vermehrt aufkommenden H2-Bedarfe fehlen jedoch konkrete, integrierende Planungen einer dringend aufzubauenden H2-Importinfrastruktur südlich von Mannheim mit Anbindung an die Regionen Elsass/Frankreich und Basel/Schweiz. Zur zielgerichteten Auswahl und Ausgestaltung von einzelnen Komponenten der vier Prozessfelder Anlieferung, Behandlung/Umwandlung/Speicherung, lokale Erzeugung und Abgabe von H2, deren Konfiguration und Dimensionierung sind viele Annahmen zu treffen und Parameter
zu variieren.
Dazu werden bestehende Modelle der Hochschule Karlsruhe erweitert und mit den technischen und wirtschaftlichen Daten der beteiligten Unternehmen parametrisiert. Das Modell identifiziert daraus Systemstrukturen, gesamtheitlich optimierte Investitionen, das Anlagendesign und dessen Regelungsstrategie mit einer mehrkriteriellen Zielfunktion wie Kosten oder Emissionen.
Herausforderungen
Die Einführung von H2 als Energieträger für die oben aufgeführten Prozesse und Anwendungsgebiete bringt einige Herausforderungen mit sich und Problemstellungen, die es zu lösen gilt wie:
- der Komplexität der einzelnen Anwendungsszenarien
- der noch nicht vorhandenen Infrastruktur für großskaligen Transport, Lagerung und Distribution
- und den noch unbekannten zukünftigen Bedarfen wie auf Unternehmensebene.
Investitionsentscheidungen können derzeit deshalb nur schwer getroffen werden.
Projektziele
Unsere Projektziele sind klar definiert:
- Aufbau eines umfassenden Modells für eine H2-Infrastruktur, das auf die spezifische lokale Situation angepasst ist und die Einbindung weiterer Nutzer und Infrastrukturakteure ermöglicht.
- Einbindung der Region Karlsruhe in den Aufbau großtechnischer Infrastrukturen für grünen Wasserstoff durch einen aktiven Dialog mit relevanten Stakeholdern aus allen Bereichen der Gesellschaft.
- Unterstützung und Beschleunigung des Markthochlaufs von grünem Wasserstoff durch gezielte Vernetzungs- und Transferangebote entlang der Wertschöpfungskette.
Vorgehensweise
Unsere Vorgehensweise umfasst:
- Die Modellierung des Systems basierend auf vorhandenen Infrastrukturen für Erzeugung, Import, Speicherung und Verteilung, unter Berücksichtigung der geografischen Gegebenheiten.
- Die Erfassung der Anforderungen der Akteure in Bezug auf die Nutzung von Wasserstoff und verwandten Technologien.
- Die Evaluierung des Modells unter Berücksichtigung vorher festgelegter Zielparameter wie Wirtschaftlichkeit und CO2-Potential.
- Den Abgleich mit den Zielen der H2-Roadmap BW und den überregionalen H2-Versorgungsinfrastrukturen.
Verwertung
Das Modell ermöglicht eine umfassende Bewertung und Identifikation von emissions- und kostenoptimalen Systemstrukturen unter Berücksichtigung der lokalen Randbedingungen. Dies fördert die Abstimmung und Dimensionierung der einzelnen Komponenten und liefert Erwartungswerte in Bezug auf Investitions-, Betriebs- und Wartungskosten. Das Ergebnis sind optimale Systemkonfigurationen, die die Grundlage für Investitionsprojekte schaffen und die Einbindung weiterer Akteure unterstützen. Gleichzeitig streben wir an, unsere Erkenntnisse wissenschaftlich zu nutzen und zu verbreiten.
Hierfür ist die TechnologieRegion Karlsruhe sehr gut aufgestellt, durch die innovationsreiche Netzwerkstruktur aus Forschung, Bildung und Unternehmen.
Projektpartner
Weitere Mitwirkende Unternehmen:
- Air Products GmbH
- Axpo Solutions AG
- EnBW AG
- H2-Global Stiftung
- Mabanaft GmbH & Co. KG
- MiRO Mineraloelraffinerie Oberrhein GmbH & Co. KG
- Netze Südwest GmbH
- Siemens Energy AG
- Stadtwerke Karlsruhe GmbH