EUFORES 22
21.10. | EUFORES 22. Interparlamentarisches Treffen zu Erneuerbaren Energien und Energieeffizienz
21. Oktober 2022
Das Bild zeigt das Logo des HyNATuRe-Projekts: den Schriftzug mit dem Wort HyNATuRe und links davon einen grünen Kringel und einen grünen Kreis, die einaner überlappen.
HyExpert HyNATuRe – Machbarkeitsstudie für eine Wasserstoffwirtschaft in der Region Neckar-Alb
3. November 2022
EUFORES 22
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21. Oktober 2022
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3. November 2022

Versorgungskonzept und Integration von Erneuerbaren Energien in neuartige Tank- und Ladeinfrastrukturen

Das Bild zeigt eine schematische Abbildung: ein elektrischer Zug in der Mitte eines Kreies, neben dem Zug links ein Symbol für Wasserstoff, rechts des Zuges ein Batteriesymbol. Im Hintergrund ist ein Schraubenschlüssel und das Wort SMOOTH.
Im Rahmen des Forschungsprojekts im Auftrag des Deutsches Zentrum für Schienenverkehrsforschung (DZSF) führt das RLI im Unterauftrag des Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) Simulationen und Berechnungen zur Integration von Erneuerbaren Energien (EE) in den Schienenbetrieb durch. Dabei wird das Potenzial für die direkte Nutzung Erneuerbarer Energieträger aus dem unmittelbaren lokalen Umfeld einer Energieübergabestelle in die Energieversorgung der Tank- und Ladeinfrastruktur abgeschätzt. Auch die primären (Fahrenergielieferung) und sekundären Energiebedarfen (Verluste, Nebenaggregate) werden in die Berechnungen mit einbezogen.

Integration Erneuerbarer Energien in Tankinfrastruktur für Schienenfahrzeuge

Das RLI untersucht unterschiedliche Versorgungskonzepte für Wasserstoff an zwei Standorten (Gerolstein und Osnabrück) in Deutschland. In Abhängigkeit vom zukünftigen Wasserstoffbedarf an den Streckenabschnitten der jeweiligen Standorte wird das optimale Versorgungskonzept unter Einbindung potenziell bestehender lokaler EE ermittelt und wirtschaftlich bewertet. Die Herausforderung bei der Auslegung besteht darin, zu jedem Zeitpunkt des Tages den Bedarf an Wasserstoff durch den SPNV decken zu können, ohne die Anlage zu groß zu dimensionieren.

Simulation und Optimierung unterschiedlicher Versorgungskonzepte

Für jeden Standort wird das RLI drei unterschiedliche Versorgungskonzepte der Streckenabschnitte für Wasserstoffzüge wirtschaftlich prüfen:


  1. On-site Elektrolyse von Wasserstoff direkt am Standort (a) ausschließlich Netzbezug & (b) Netzbezug mit Integration lokaler EE
  2. Off-site Elektrolyse von Wasserstoff mit Belieferung des Standorts per Lkw-Trailer (Netzbezug mit Integration lokaler EE)
  3. Lkw-Trailerbelieferung des Standort mit Wasserstoff, ohne Nutzung von EE


Für die Prüfung werden zunächst die unterschiedlichen Versorgungkonzepte mit den relevanten Komponenten im Open-Source-Simulationsframework SMOOTH abgebildet und anschließend hinsichtlich unterschiedlicher Größen optimiert. Die Versorgungskonzepte bestehen unter anderem aus den folgenden Komponenten:

  • Lokale PV- und WE-Anlage
  • Stromnetz
  • Elektrolyseur
  • Wasserstoffspeicher
  • Kompressor(en)
  • Batteriespeicher




Projektzeitraum: Januar 2021 – Dezember 2022

In dem Forschungsprojekt übernimmt das RLI folgende Aufgaben:



  • Aufbereitung der Lastgänge für Wasserstofftriebzüge
  • Auswertung und Integration der Einspeise-Zeitreihen der EE-Anlagen
  • Definition der Optimierungsziele bzw. Leitindikatoren
  • Modellierung der Energiesysteme und Simulation des Betriebs
  • Identifikation von Sektorenkopplungspotentialen
  • Auswertung und Diskussion
Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt DLR  DB Energie GmbH
Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt

Kontakt



Paul Scheer

Wissenschaftlicher Mitarbeiter


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