Studie: Saisonale Wasserstoffspeicherung rechnet sich kaum für den privaten Photovoltaik-Eigenverbrauch

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von pv magazine International

Wissenschaftler der Universität LUT in Finnland und der Fachhochschule Regensburg in Deutschland haben untersucht, ob die saisonale Wasserstoffspeicherung eine kosteneffiziente Lösung zur Maximierung des solaren Eigenverbrauchs in den kommenden Jahrzehnten sein kann. Das Team führte eine globale Analyse in 145 Regionen für den Zeitraum von 2020 bis 2050 in Fünf-Jahres-Schritten nach einem „Least-Cost“-Modell durch. Mit der Software „LUT-Prosume“ simulierten sie eine Photovoltaik-Dachanlage für Wohngebäude mit saisonale Wasserstoffspeicherung. Die Analyse umfasste detaillierte Prognosen für die Kosten der Wasserstoff-Systemkomponenten, die aus verschiedenen Quellen stammen. Zu den Komponenten gehörten ein Wasserelektrolyseur, ein Wasserstoffkompressor, ein Speichertank und eine Brennstoffzelle.

In der Studie wird untersucht, ob saisonale Wasserstoffspeicherung in acht Szenarien für den Photovoltaik-Eigenverbrauch in Privathaushalten entweder für den netzgebundenen oder den netzunabhängigen Betrieb kostenoptimiert sind. Dazu gehören Elektrofahrzeuge, Lithium-Ionen-Batteriespeicher und eine Erdwärmepumpe für die Raumheizung und Warmwasserbereitung.

Die Ergebnisse zeigen, dass saisonale Wasserstoffspeicherung nur in einem netzunabhängigen Nischenmarkt zu erwarten sind, und zwar in Regionen, die auf Nordamerika, Nordeuropa und Nordwesteurasien beschränkt sind. Libanon, Kuwait, Bahrain und Katar könnten laut der Studie ebenfalls kleine Mengen an saisonalen Wasserstoffspeicherungskapazitäten aufweisen. Regionen südlich von Kanada, Skandinavien oder den baltischen Staaten weisen relativ geringe Kapazitäten für saisonale Wasserstoffspeicherung von weniger als 1.000 Kilowattstunden auf.

„Es wird davon ausgegangen, dass Regionen mit solch kleinen Wasserstoffspeicherkapazitäten leicht über der Schwelle liegen, bei der saisonalen Wasserstoffspeicherung mit Mindestkapazitäten kostengünstiger sind als eigenständige Photovoltaik- und Batteriesysteme“, so die Forscher Bemerkenswert ist, dass die saisonale Wasserstoffspeicherung in keiner der untersuchten Regionen für netzgebundene Szenarien die kostengünstigste Option darstellen.

„Die hohen Investitionskosten und der geringe Wirkungsgrad der Umwandlung von Elektrizität in Wasserstoff zu Elektrizität über einen Wasserelektrolyseur und eine Brennstoffzelle sind die Hauptnachteile für eine erfolgreiche Einführung als saisonale Speicheroption in Photovoltaik-Prosumer-Systemen“, so die Wissenschaftler. Die Ergebnisse der Studie „Seasonal hydrogen storage for residential on- and off-grid solar photovoltaics prosumer applications: Revolutionary solution or niche market for the energy transition until 2050?“ veröffentlichten sie kürzlich im Fachmagazin „Applied Energy“.

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