Die Studie betrachtet die Ausweitung des deutschen 70-GW-Ausbauziels für Offshore-Windenergie und untersucht die wirtschaftlichen Auswirkungen der Wasserstoffproduktion auf zwei Offshore-Energieinseln, die mit jeweils 10 GW Offshore-Windenergie verbunden sind. Im Vergleich dazu wird ein zweites Szenario betrachtet, bei dem der gesamte Strom aus Offshore-Windparks über HGÜ-Kabel an Land geleitet wird und ohne weitere Einschränkungen im deutschen Energiemarkt genutzt werden kann.

Die Studie zeigt, dass durch den Aufbau einer Offshore-Wasserstoffproduktion auf den beiden Energieinseln jährlich bis zu 4,3 Mrd. Euro für das deutsche Energiesystem eingespart werden können. Die Einsparungen ergeben sich vor allem durch geringere Kosten für den Netzausbau, insbesondere für die Leitungen von der Küste in die Mitte Deutschlands, sowie durch eine höhere Auslastung der HGÜ-Leitungen.

Die beiden Energieinseln haben einen begrenzten Anschluss an das Stromnetz und liegen etwa 150 km von der Küste entfernt. Die begrenzte Netzanbindung erfolgt über Offshore-Konverterplattformen anderer Windparks, was bedeutet, dass der von den Windparks erzeugte Strom nur dann ins Netz eingespeist werden kann, wenn freie Kapazitäten im Netz vorhanden sind. Die Energieinseln können Strom auf dem europäischen Markt kaufen, um die Wasserstoffproduktion zu optimieren.

Hintergrundinformationen zur Fallstudie

In der Studie wurden zwei Szenarien für den 70-GW-Ausbau der Offshore-Windenergie in Deutschland untersucht: ein Szenario nur mit einer Wasserstoff-Pipeline-Verbindung zu den Inseln ohne Netzanschluss und ein zweites Szenario mit einer Wasserstoff-Pipeline-Verbindung und einer begrenzten Netzanbindung. Das Szenario mit begrenzter Netzanbindung enthält eine zusätzliche AC-Verbindung zwischen den Inseln und den Offshore-Konverterplattformen, die eine Verbindung zu anderen Windparks herstellt.

Die Anbindung der Offshore-Wasserstoffproduktion an das Netz hat erhebliche positive Auswirkungen. Ermöglicht wird eine flexible Nutzung der von den Windparks erzeugten Energie, die entweder für die Produktion von grünem Wasserstoff auf See genutzt oder über HGÜ-Kabel zum Festland transportiert werden kann, was zu erheblichen Effizienzgewinnen für das Energiesystem führt. In Zeiten niedriger Preise und eines hohen Angebots an erneuerbarem Strom wird der Strom aus der Offshore-Windenergie in Wasserstoff umgewandelt, während in Zeiten eines geringen Angebots an erneuerbarer Energie und tendenziell höherer Preise der Offshore-Strom zur Deckung des Strombedarfs genutzt und damit direkt in das deutsche Stromnetz eingespeist wird. Dies erhöht die Flexibilität des gesamten Energiesystems und führt zu positiven Systemeffekten.

Die Studie im Auftrag der Copenhagen Energy Islands ApS kommt zu dem Schluss, dass die Offshore-Erzeugung von Wasserstoff effizienter ist als die Onshore-Erzeugung, da die Wasserstoffproduktion in unmittelbarer Nähe der erneuerbaren Energiequelle erfolgt, was Energieverluste und Investitionen in lange Transportwege für den Strom reduziert.

Die Studie kann in Kürze hier eingesehen werden: https://doi.org/10.24406/publica-3645

(Quelle: Fraunhofer-Institut für Energiewirtschaft und Energiesystemtechnik)