Bewertung von Power-to-Gas-Anlagen mittels dynamischer Systemsimulation

Mittels dynamischer Systemsimulation wird die Kopplung des Hochdruckgasnetzes der Stadt Hamburg mit dem Stromnetz untersucht. Dabei wird das technische Potential der regenerativen Erzeugung, der Speicherung und der Einspeisung von Wasserstoff in das Gasnetz analysiert. Der Modellierungsansatz wird beschrieben. Den Szenariorahmen bildet der geplante Ausbau der fluktuierenden Erneuerbaren Energien im Jahr 2050 und der Strom- und Gasbedarf in 2012. Die Elektrolyseure werden nur dann betrieben, wenn die Residuallast negativ ist. In einer Jahressimulation wird, unter Berücksichtigung einer variablen Einspeisegrenze und eines variierenden Leistungsangebots, ermittelt, wie viel überschüssige elektrische Arbeit genutzt und wie viel Wasserstoff in das Gasnetz eingespeist werden kann. Schließlich wird eine Aussage darüber getroffen, welche CO2-Minderungspotentiale möglich sind. Die Ergebnisse zeigen, dass ein Wasserstoffspeicher unbedingt notwendig ist, um bei hohen Einspeiseraten noch akzeptable Volllaststunden zu erreichen. Bilanziell könnten die in Hamburg durch Reformierung entstehenden CO2-Emissionen bei über 3000 Volllaststunden um maximal 11,5 % gesenkt werden.