Das Fraunhofer ISE stellte einen neuen Potenzialatlas für Elektrolyseure in Deutschland online. Neben der Verfügbarkeit von überschüssigen erneuerbaren Energien erweisen sich die Verwendbarkeit von Abwärme und Sauerstoff sowie die Anbindung an Wasserstoff-Kernnetz als wichtige Standortfaktoren.
Elektrolyseure in Deutschland sind nicht nur an der Küste attraktiv. In Deutschland wird oft der Vorteil der Nähe zu Küstenregionen und Windkraftanlagen betont, doch ein neuer Potenzialatlas, der unter der Leitung des Fraunhofer ISE in Zusammenarbeit mit Hochschulpartnern erstellt wurde, zeigt, dass Elektrolyseprojekte auch in anderen Regionen des Landes gut realisierbar sind. Der Atlas zeigt, dass Elektrolyseure räumlich gut verteilt werden können, was aufgrund der hohen Transportkosten von Wasserstoff auch vorteilhaft ist.
Das Freiburger Solarforschungsinstitut entwickelte den Potenzialatlas, der eine detaillierte Übersicht über die besten Standorte für Elektrolyseure in Deutschland bietet. Dabei wurden nicht nur die geografischen Gegebenheiten berücksichtigt, sondern auch die regionalen Bedarfe, insbesondere aus der Chemie- und Stahlindustrie sowie aus dem Verkehrssektor, besonders Busse und Züge.
„Ideal sind Elektrolysestandorte häufig auf Arealen ehemaliger fossiler Kraftwerke oder Industrieparks, die bereits über eine gut ausgebaute Infrastruktur verfügen“, erklärt Jochen Behrens, Projektleiter am Fraunhofer ISE. Diese ehemaligen Industrieflächen bieten eine hervorragende Möglichkeit, die notwendige Infrastruktur für Elektrolyseure schnell und kostengünstig zu realisiere, so der Projektleiter.
Zusätzlich zum infrastrukturellen Aspekt betrachteten die Forscher die Verfügbarkeit von erneuerbaren Energien in den verschiedenen Regionen. Die Verfügbarkeit von günstigen Überschüssen an erneuerbaren Energien ist in Deutschland unterschiedlich verteilt. Während es bei Solarstrom nur relativ geringe Unterschiede zwischen Nord- und Süddeutschland gibt, zeigt Windstrom in Norddeutschland erhebliche Vorteile. Insbesondere in Küstennähe, wo der Windstromüberschuss hoch ist, lassen sich entscheidende Kostenvorteile erzielen. Dies bestätigt die ursprüngliche Annahme, dass Küstenregionen besonders vorteilhaft für die Errichtung von Elektrolyseuren sind. Dennoch zeigt der Atlas auch, dass Solarstromüberschüsse ebenfalls für die Elektrolyse genutzt werden können, was Standorte im Süden Deutschlands nicht ausschließt.
Ein weiterer wichtiger Punkt war die effiziente Nutzung von Koppelprodukten wie Sauerstoff und Abwärme, die bei der Elektrolyse entstehen. Sauerstoff könnte etwa in Kläranlagen eingesetzt werden, während die Abwärme in Fernwärmesysteme eingespeist werden kann.
Professorin Heidrun Steinmetz, Expertin für ressourceneffiziente Abwasserbehandlung an der RPTU in Kaiserslautern, betont: „Die Nutzung der Koppelprodukte Wärme und Sauerstoff in kommunalen Kläranlagen trägt zur Nachhaltigkeit des Gesamtsystems bei. Kläranlagen können so ihren Energieverbrauch durch den Einsatz von Elektrolysesauerstoff im Reinigungsprozess senken und gleichzeitig den ökologischen Fußabdruck der Reinigungsprozesse verbessern.“
Diese Koppelprodukte bieten Potenzial zur weiteren Optimierung der Wirtschaftlichkeit von Wasserstoffprojekten. Allerdings spielen sie bei der Auswahl des besten Standorts nicht die entscheidende Rolle. Vielmehr sind Faktoren wie die Anbindung an das Wasserstoff-Kernnetz von großer Bedeutung, um die Transportkosten zu minimieren.
Im Ergebnis zeigt der Atlas Projekte zwischen einem und zwölf Gigawatt Elektrolyseleistung. Die geschätzten Wasserstoff-Gestehungskosten (LCOH) betragen zwischen 2,9 und 16,1 Euro pro Kilogramm Wasserstoff.
Der Potenzialatlas steht allen Nutzern kostenfrei online zur Verfügung und lässt sich hier besuchen. Das Fraunhofer ISE richtet sich mit diesem Angebot vor allem an Projektierer, Energieversorger, Kommunen und Behörden, die auf der Suche nach geeigneten Standorten für Elektrolyseprojekte sind. Durch die interaktive Online-Plattform können die Nutzer gezielt nach geeigneten Regionen suchen und dabei die unterschiedlichsten Kriterien wie Infrastruktur, Verfügbarkeit erneuerbarer Energien und Transportkosten berücksichtigen.
An der Erstellung des Potenzialatlas waren neben dem Fraunhofer ISE als Projektkoordinator auch die Hochschule Flensburg, die Rheinland-Pfälzische Technische Universität Kaiserslautern-Landau, der Deutsche Wasserstoff-Verband e.V., der bundesweite Energieversorger Green Planet Energy, das auf Wasserstoff spezialisierte Ingenieurbüro PLANET sowie greenventory, eine Ausgründung des Fraunhofer ISE und des Karlsruher Instituts für Technologie, beteiligt. Das Projekt wurde vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) mit knapp 2,5 Millionen Euro gefördert.
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