Abschlussbericht open_BEA: Open Battery Models for Electrical Grid Applications (Kucevic et. al 2022)
7. August 2023
Elektrifizierungs-Tool für die DR Kongo – Phase 3
14. August 2023GreenH2 Philippinen – Machbarkeitsstudie zur Integration von grüner Wasserstofftechnologie in netzunabhängigen Gebieten auf den Philippinen
In diesem Projekt untersuchen Wissenschaftler:innen des RLI, wie Wasserstofftechnologie in das Stromsystem der Philippinen integriert werden kann. Dabei soll Wasserstoff als Energiespeicher verwendet werden, um das Stromsystem der Inseln nachhaltiger zu gestalten. Das Projektteam führt dafür eine technisch-wirtschaftliche Analyse von netzunabhängigen Energiesystemen durch, formuliert Handlungsempfehlungen und plant Öffentlichkeitsarbeit.
Mini-Grids für die Stromversorgung auf den Inseln
Mini-Grids, auch als Micro-Grids oder Inselnetze bezeichnet, sind lokale und in sich geschlossene Stromnetze. Auf den Philippinen und anderen Inseln versorgen sie mehrere Haushalte oder Unternehmen mit Strom und können verschiedene Energiequellen wie Sonnenenergie, Windenergie, Wasserkraft oder Dieselgeneratoren nutzen.
Wasserstoff als Speichermöglichkeit für überschüssigen Strom
Das Projektteam untersucht, ob Wasserstoff auf den Philippinen als Speicher für überschüssigen Strom dienen kann. Derzeit besteht das Stromsystem auf den Inseln aus einer Kombination verschiedener Mini-Grids, die verschiedene Arten der Stromerzeugung nutzen. Diese Kombination hilft, saisonale oder wetterbedingte Effekte auszugleichen. Da die Erzeugung von erneuerbaren Energien schwankt, können entsprechende Anlagen nicht zu jeder Tages- oder Jahreszeit eine konstante Strommenge liefern. In solchen Fällen dienen Dieselgeneratoren oft als Reserve, um Versorgungslücken zu überbrücken.
Um ein Mini-Grid zu 100 Prozent mit erneuerbaren Energien betreiben zu können, müssen die Dieselanalagen als Back-ups ersetzt werden. Dies kann durch andere grüne Energiequellen oder durch Batterien erfolgen. Sie versorgen das Netz mit Strom, wenn die Erzeugung geringer ist als der Bedarf. Neben herkömmlichen Blei- oder Lithiumbatterien kann auch Wasserstoff als Energiespeicher genutzt werden. Dabei wird überschüssige Energie durch Elektrolyse in Form von Wasserstoff und Sauerstoff gespeichert. Dieser Wasserstoff kann mithilfe einer Brennstoffzelle zur Stromerzeugung genutzt werden. Er dient als neues Back-up wenn das Angebot an erneuerbaren Energien gering ist.
RLI Open-Source-Tool für Simulation und Optimierung
Das RLI hat ein Open-Source-Programm namens MVS-Tool entwickelt. Es ermöglicht die Simulation und Optimierung von Multivektor-Energiesystemen und beinhaltet bereits Informationen über das bestehende Energiesystem, wie Energieanlagen, Verbrauchsdaten und wirtschaftliche Daten. Das Projektteam entwickelt damit ein passendes Design für ein Mini-Grid Energiesystem unter Berücksichtigung von Wasserstofftechnologie (Elektrolyseur, Speicher, Brennstoffzelle). Es umfasst die empfohlenen Kapazitäten der Anlagen, ihren Betrieb sowie die spätere wirtschaftliche und technische Leistung des Systems.
Projektzeitraum: März 2023 - November 2023
Mini-Grids für die Stromversorgung auf den Inseln
Mini-Grids, auch als Micro-Grids oder Inselnetze bezeichnet, sind lokale und in sich geschlossene Stromnetze. Auf den Philippinen und anderen Inseln versorgen sie mehrere Haushalte oder Unternehmen mit Strom und können verschiedene Energiequellen wie Sonnenenergie, Windenergie, Wasserkraft oder Dieselgeneratoren nutzen.
Wasserstoff als Speichermöglichkeit für überschüssigen Strom
Das Projektteam untersucht, ob Wasserstoff auf den Philippinen als Speicher für überschüssigen Strom dienen kann. Derzeit besteht das Stromsystem auf den Inseln aus einer Kombination verschiedener Mini-Grids, die verschiedene Arten der Stromerzeugung nutzen. Diese Kombination hilft, saisonale oder wetterbedingte Effekte auszugleichen. Da die Erzeugung von erneuerbaren Energien schwankt, können entsprechende Anlagen nicht zu jeder Tages- oder Jahreszeit eine konstante Strommenge liefern. In solchen Fällen dienen Dieselgeneratoren oft als Reserve, um Versorgungslücken zu überbrücken.
Um ein Mini-Grid zu 100 Prozent mit erneuerbaren Energien betreiben zu können, müssen die Dieselanalagen als Back-ups ersetzt werden. Dies kann durch andere grüne Energiequellen oder durch Batterien erfolgen. Sie versorgen das Netz mit Strom, wenn die Erzeugung geringer ist als der Bedarf. Neben herkömmlichen Blei- oder Lithiumbatterien kann auch Wasserstoff als Energiespeicher genutzt werden. Dabei wird überschüssige Energie durch Elektrolyse in Form von Wasserstoff und Sauerstoff gespeichert. Dieser Wasserstoff kann mithilfe einer Brennstoffzelle zur Stromerzeugung genutzt werden. Er dient als neues Back-up wenn das Angebot an erneuerbaren Energien gering ist.
RLI Open-Source-Tool für Simulation und Optimierung
Das RLI hat ein Open-Source-Programm namens MVS-Tool entwickelt. Es ermöglicht die Simulation und Optimierung von Multivektor-Energiesystemen und beinhaltet bereits Informationen über das bestehende Energiesystem, wie Energieanlagen, Verbrauchsdaten und wirtschaftliche Daten. Das Projektteam entwickelt damit ein passendes Design für ein Mini-Grid Energiesystem unter Berücksichtigung von Wasserstofftechnologie (Elektrolyseur, Speicher, Brennstoffzelle). Es umfasst die empfohlenen Kapazitäten der Anlagen, ihren Betrieb sowie die spätere wirtschaftliche und technische Leistung des Systems.
Projektzeitraum: März 2023 - November 2023
In dem Projekt erfüllt das RLI folgende Aufgaben:
- Weiterentwicklung des RLI internen Multi-Vektor-Simlulationstools zur optimalen Auslegung der Energiesysteme
- Auswahl von geeigneten netzfernen Standorten (mit Einflussnahme der Stakeholder am Entscheidungsprozess)
- Durchführung einer technisch-ökonomischen Modellierung zur Wasserstoffintegration
- Erstellung und Modellierung von Zukunftsszenarien - inklusive Business as usual - anhand standortspezifischer Parameter
- Durchführung einer Sensitivitätsanalyse anhand wichtiger Parameter
- Durchführung mehrerer Stakeholder-Workshops
