Modellgestützte Forschung und Entwicklung entlang der Wasserstoff-Wertschöpfungskette

Wasserstoff spielt eine wichtige Rolle für die Energiewende. In diesem Artikel werden die einzelnen Prozesse im Rahmen der Wasserstoff-Wertschöpfungskette (Produktion – Speicherung und Verteilung – Anwendung) und die damit verbundenen technologischen Herausforderungen anhand von ausgewählten Systemen, exemplarischen Problemstellungen und modellbasierten Lösungsansätzen verdeutlicht. Beispielhaft werden die Wasserstofferzeugung mittels Elektrolyse und anschließender Methanisierung, die Verflüssigung von Wasserstoff, der Betankungsprozess für Schwerlastfahrzeuge mit gasförmiger Wasserstoffspeicherung sowie der Brennstoffzellenantrieb im Verkehrssektor thematisiert. Es wird gezeigt, wie modellgestützte Analysen die Entwicklung von Wasserstoffsystemen hinsichtlich der Auslegung von Komponenten, der Optimierung von Systemtopologien und der Identifikation von Betriebsparametern effizient unterstützen können.