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System-Analyse Wind-Wasserstoff

System-Analyse Wind-Wasserstoff
Projektteam:

Burkhardt, Jörg (Projektleitung); Andreas Patyk (Koordination); Dominik Poncette

Förderung:

Total Holding, Direction Scientifique

Starttermin:

2013

Endtermin:

2015

Forschungsbereich:

Energie - Ressourcen, Technologien, Systeme

Projektbeschreibung

Zur Senkung von Klimagasemissionen und zur Ressourcenschonung wird der Einsatz von Wasserstoff (H2) im Transportsektor als aussichtsreiche Alternative zu konventionellen Treibstoffen gesehen. Dies gilt insbesondere für regenerativ erzeugten Wasserstoff. Für die Diskussion in Deutschland spielt dabei die elektrolytische Erzeugung mit Windkraft eine besondere Rolle. Um die Handhabung von Wasserstoff als Kraftstoff im Alltagsbetrieb zu erproben, errichtet und betreibt die Total Deutschland GmbH seit 2002 Wasserstofftankstellen.

Das von der Direktion Scientifique der Total Holding finanzierte Forschungsprojekt hat zum Ziel, den Stand der Technik der elektrolytischen Bereitstellung von Wasserstoff für Mobilitätszwecke darzustellen und nachhaltigkeitsbezogen unter techno-ökonomischen und ökologischen Aspekten zu bewerten. Die betrachteten Systeme umfassen die Herstellung, Speicherung und Abfüllung von Wasserstoff ab Stromerzeugung und Anlagenbau, d.h. die Wertschöpfungskette „Well-to-Tank“.

Aufgrund der schnellen technischen Entwicklungen in den vergangenen Jahren und zur realitätsnahen Modellierung, wird die Datengrundlage aus aktuellen Wasserstoffprojekten der Total Deutschland GmbH erhoben. Neben Aussagen zu Energiebedarf, Kosten und verschiedenen Umweltwirkungen der Wasserstoffbereitstellung werden aus spezifischen Klimagasemissionen und Kosten die Klimagasreduktionskosten als ein Indikator für Ökoeffizienz abgeleitet.

Die angewendeten Methoden sind im wesentlichen Stoffstrom- und Lebenszyklus-basiert (umweltbezogenes Life Cycle Assessment – LCA sowie Life Cycle Costing - LCC). Die Umwelt- und Kostenbewertung gliedert sich in fünf Arbeitspakete.

  1. Grundlegende System- und methodische Definitionen
  2. Modellentwicklung
  3. Datenerhebung
  4. LCA- und LCC-Modellrechnungen und Schwachstellenanalysen
  5. Technologievergleich und Ökoeffizienzbewertung

 

Wesentliches Merkmal ist die enge Zusammenarbeit mit dem Auftraggeber. Zur Erhebung der Primärdaten arbeitet ein ITAS-Mitarbeiter in der Total Deutschland-Zentrale (Berlin) und wird direkt in die laufenden Wasserstoffprojekte der Total Deutschland GmbH eingebunden. Modellentwicklung und Datenerhebung erfolgen in Abstimmung bzw. mit Unterstützung der Auftraggeber; Kernprozesse werden weitestgehend durch im Projekt gewonnene Daten beschrieben. Die Arbeitspakete werden im Laufe des Projektes entsprechend des Standes der technischen Arbeiten aktualisiert.

Kontakt

Dr. Jörg Burkhardt
Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
Institut für Technikfolgenabschätzung und Systemanalyse (ITAS)
Postfach 3640
76021 Karlsruhe