Klimaneutralität im Jahr 2050 ist das gesetzte Ziel der Europäischen Union. Dieses Vorhaben konfrontiert insbesondere energieintensive Branchen, wie Stahl- oder Chemieindustrie mit der Frage, wie entsprechende Transformationspfade aussehen und umgesetzt werden können. Dabei hat sich neben einer direkten Elektrifizierung vor allem Wasserstoff als Schlüsseltechnologie herauskristallisiert. Dessen zukünftige Nachfrage ist lediglich mit erheblichem Aufwand zu prognostizieren, wobei die Zuverlässigkeit der Vorhersagen dennoch häufig fraglich bleibt. Zwar sind viele Studienergebnisse verfügbar, jedoch variieren die Grundannahmen erheblich, hinzu kommen unter Umständen wenig detaillierte Ergebnisse. Diese Arbeit befasst sich in einer Szenarienanalyse mit den Auswirkungen eines steigenden Wasserstoffbedarfs auf die Erzeugungskapazität erneuerbarer Energien, sowie Speicher- und Übertragungskapazitäten auf europäischer Ebene. Des Weiteren erfolgt auch die Analysen der Resultate auf Bundesebene insbesondere im Kontext von gesetzlichen Vorgaben (Leistung und Flächenverbrauch) und des Netzentwicklungsplans. Dafür wird das lineare Optimierungsmodell urbs verwendet. Um die notwendigen Inputdaten zu generieren, wird eine einfach umzusetzende Methodik erarbeitet. Diese ermöglicht es, Wasserstoff- und Stromverbräuche auf Länder- und Branchenebene zu prognostizieren. Der betrachtete Zeitraum erstreckt sich von 2020 bis 2050. Ausgangspunkt ist eine umfassende Literaturrecherche, die relevante Transformationspfade energieintensiver Branchen darlegt. Die Resultate zeigen, dass bei einer erhöhten Wasserstoffnachfrage die Erzeugungskapazitäten erneuerbarer Energien stark zunehmen. Zusätzlich steigen die Speicher- und Übertragungskapazitäten für Wasserstoff. Batteriespeicher sind aufgrund hoher Kosten weniger relevant. Die Resultate werden maßgeblich von der Wasserstofferzeugung sowie von der Annahme einer zentralen Kostenoptimierung beeinflusst.     «

Klimaneutralität im Jahr 2050 ist das gesetzte Ziel der Europäischen Union. Dieses Vorhaben konfrontiert insbesondere energieintensive Branchen, wie Stahl- oder Chemieindustrie mit der Frage, wie entsprechende Transformationspfade aussehen und umgesetzt werden können. Dabei hat sich neben einer direkten Elektrifizierung vor allem Wasserstoff als Schlüsseltechnologie herauskristallisiert. Dessen zukünftige Nachfrage ist lediglich mit erheblichem Aufwand zu prognostizieren, wobei die Zuverlässigke...     »

Climate neutrality by 2050 is the target set by the European Union. This project confronts energy-intensive sectors, particularly the steel and chemical industries, with the question of what corresponding transformation paths can be designed and implemented. In addition to direct electrification, hydrogen has emerged as a key technology. Its future demand can only be predicted with considerable, although the reliability of the forecasts often remains questionable. Although many study results are available, the basic fundamental assumptions vary considerably, and there may also be unreliable results. This work uses scenario analysis to analyze the effects of increasing demand for hydrogen on the generation capacity of renewable generation, storage, and transmission capacities at the European level. Furthermore, the results are also analyzed at the federal level, particularly in the context of legal requirements (capacity and land consumption) and the grid development plan. The linear optimization model urbs is used. An easy-to-implement methodology is developed to generate the necessary input data. This enables the forecast of hydrogen and electricity consumption at the country and sector level. The period under consideration extends from 2020 to 2050. The starting point is a comprehensive literature review presenting energy-intensive industries' relevant transformation paths. The results show that, with increased demand for hydrogen, the generation capacity of renewable energies increases sharply. In addition, storage and transmission capacities for hydrogen also increase. Battery storage is less relevant due to high costs. The results are significantly influenced by hydrogen production and the assumption of centralized cost optimization.      «

Climate neutrality by 2050 is the target set by the European Union. This project confronts energy-intensive sectors, particularly the steel and chemical industries, with the question of what corresponding transformation paths can be designed and implemented. In addition to direct electrification, hydrogen has emerged as a key technology. Its future demand can only be predicted with considerable, although the reliability of the forecasts often remains questionable. Although many study results are...     »