Projekt

TransHyDE-Sys – Systemanalyse zu Transportlösungen für grünen Wasserstoff

Das Leitprojekt TransHyDE ist eines von drei Wasserstoff-Leitprojekten des BMBF und beschäftigt sich mit der Entwicklung einer Wasserstoff-Transport-Infrastruktur. Dazu sollen mehrere Technologien zur Wasserstoff-Infrastruktur entwickelt, bewertet und demonstriert werden. Während es in den beiden anderen Leitprojekten einerseits um die Entwicklung einer serienmäßigen Herstellung von großskaligen Wasserelektrolyseuren (H2Giga) und andererseits um die Herstellung von Wasserstoff bzw. deren Folgeprodukte auf der hohen See (H2Mare) geht.

 

 

Um die Herausforderungen und Hürden beim Aufbau einer Wasserstoffwirtschaft aus dem Weg zu räumen, setzt das Leitprojekt TransHyDE sowohl auf Demonstrationsprojekte als auch auf Forschungsverbünde. In insgesamt vier Demonstrationsprojekten sollen Transporttechnologien getestet und skaliert werden. Es werden dabei Technologien aus dem Bereich der Hochdruckbehälter, der bestehenden Gasleitungen und des Wasserstofftransportes mittels Ammoniak und LOHC (Liquid Organic Hydrogen Carriers) betrachtet. Die Forschungsverbünde beschäftigen sich mit der nachhaltigen Nutzung von LNG-Terminals mit Wasserstoff, dem Etablieren einer sicheren Infrastruktur durch die Erprobung von Materialien und Entwicklung von Sensoren und der Festlegung von Standards, Normen und Zertifizierungen. Darüber hinaus wird sich auch noch einmal detailliert mit der technischen Weiterentwicklung der Transportkette von Ammoniak und flüssigem Wasserstoff beschäftigt.

Das Fraunhofer ISI wirkt im TransHyDE Forschungsverbund TransHyDE-Sys - "Systemanalyse zu Transportlösungen für grünen Wasserstoff" mit. Die Systemanalyse nimmt als Querschnittsprojekt eine spezielle Funktion wahr: Einerseits wird mit Hilfe von eigenen Modellierungs- und Simulationsarbeiten sowie ökologische Analysen wesentliches Systemwissen für den zeitabhängigen Aufbau und die Kopplung der Energieinfrastrukturen generiert. Andererseits sollen Beobachtungen, Analysen und Anforderungen der Umsetzungs- und Forschungsprojekte aufgenommen sowie mit existierendem Wissen abgeglichen und übergreifend eingeordnet werden. Die Ergebnisse sollen in eine sich kontinuierlich entwickelnde Roadmap einfließen. Diese unterstützt fortlaufend die Forschungs- und Umsetzungsprojekt, identifiziert mögliche Forschungs- und Entwicklungsthemen für die nächsten Projektphasen und liefert auch wichtige Handlungsempfehlungen für externe Stakeholder. 

 

 

Das Fraunhofer ISI bringt in das Verbundprojekt TransHyDE-Sys seine Kompetenzen in der modellgestützten Energiesystemanalyse, der Roadmaperstellung und der Akteursanalyse mit ein, um beim Aufbau einer Wasserstoffwirtschaft zu unterstützen. Im Bereich der Energiesystemmodellierung werden modellgestützt Szenarien für die Wasserstoffnachfrage in allen Anwendungsfeldern in Deutschland und Europa entwickelt. Hierzu werden, wenn möglich, aktuelle und zukünftige standortscharfe Wasserstoffsenken identifiziert. Weiterhin werden ebenfalls modellgestützt Szenarien entwickelt, wie und an welchen Orten die benötigte Wasserstofferzeugung stattfinden kann, wobei das gesamte Energiesystem in der EU und den Anrainerstaaten betrachtet wird. Zusammen mit den Partnern zur netzseitigen Infrastrukturanalyse werden Analysen zum Aufbau und der Etablierung einer Wasserstoffwirtschaft durchgeführt. Ziel dabei ist es ein besseres Verständnis über die initialen Wasserstoffinfrastukturen zu gewinnen und einen möglichen wissenschaftlich und technisch begründeten Transformationspfad hin zu einem klimaneutralen Energiesystem zu beschreiben. Dieser soll so belastbar sein, dass eine reale Ausführung der Wasserstoffwende ermöglicht wird. Begleitet werden diese Analysen durch die Mitarbeit bei der Erstellung und der Ausgestaltung der Roadmap für die Errichtung einer Wasserstoffinfrastruktur. Ein Schwerpunkt hierbei ist der Teil des Visioning, bei dem szenariobasierte Workshops durchgeführt werden. Die Roadmap hat dabei als Ziel aufzuzeigen, wo wir aktuell stehen, wo es hingehen soll und wie dies erreicht werden kann. Unterstützt werden die TransHyDE-Sys Arbeiten auch durch Akteursanalysen, um den gesellschaftlichen Bezug sicherzustellen. Für die Identifikation relevanter Akteure einer Wasserstoffinfrastruktur wird daher ein Akteursmapping durchgeführt.

 

 

Die Wasserstoffinfrastruktur‑Roadmap des Projekts TransHyDE–Systemanalyse zeigt mögliche Entwicklungspfade einer zukunftsfähigen Wasserstoffinfrastruktur in Deutschland und Europa bis 2045. Sie verknüpft Ergebnisse aus Energiesystemmodellierungen mit qualitativen Analysen zu technologischen, wirtschaftlichen, regulatorischen und gesellschaftlichen Rahmenbedingungen und bietet damit einen systemischen Blick auf die Transformation des Energiesystems. Hierzu hat das Energiemodellierungsteam des Fraunhofer ISI mit Nachfrage- und Energieangebotsanalyse maßgeblich bei den qualitativen Analysen der Systemperspektive und den Technologie-Factsheets beigetragen. Die Roadmap ist als interaktive Online-Plattform unter www.transhyde.de öffentlich zugänglich.

Das Foresight‑Team des Fraunhofer ISI hat methodisch und konzeptionell die Entwicklung der Roadmap über die gesamte Projektlaufzeit begleitet. Dazu gehören die grundlegende Konzeption und Durchführung des Roadmapping-Prozesses, das methodische Vorgehen zur Einbindung qualitativer und quantitativer Erkenntnisse in einer Roadmap, wie u.a. die Strukturierung der Roadmap-Inhalte sowie die detaillierte Ausarbeitung der Rahmenbedingungen. Diese Rahmenbedingungen beschreiben die zentralen Einflussfaktoren – von regulatorischen Weichenstellungen über Markt- und Technologiedynamiken bis zu gesellschaftlichen und ressourcenbezogenen Voraussetzungen – und ordnen sie zeitlich sowie in ihrer Bedeutung für die Infrastrukturentwicklung ein.

Eine tragende Rolle spielten auch die zwei Stakeholder‑Dialoge, die als Brücke zwischen Wissenschaft, Politik und Industrie dienten und entscheidende Impulse für die Roadmap lieferten.

  • Im ersten Dialog (Salzgitter, 2023) wurden regionale Zukunftsthemen und strategische Ziele für einen Wasserstoffstandort identifiziert, die wertvolle Hinweise auf regionale Entwicklungslogiken gaben.
  • Im zweiten Dialog (Berlin, 2024) diskutierten Vertreterinnen und Vertreter aus Ministerien, Unternehmen, Verbänden und Forschungseinrichtungen die zentralen Herausforderungen für den Infrastrukturausbau bis 2045 und erarbeiteten insgesamt 33 konkrete Handlungsoptionen.

Diese Dialoge waren entscheidend, um systemanalytische Ergebnisse mit der Expertise und den Bedarfen realer Entscheidungsakteure zu verknüpfen. Sie stellen einen Kernbeitrag zur Praxisorientierung der Roadmap dar und verdeutlichen, welche politischen, wirtschaftlichen und gesellschaftlichen Maßnahmen notwendig sind, um die Wasserstoffinfrastruktur wirksam voranzubringen.

Die Roadmap bietet damit eine fundierte und ganzheitliche Orientierung für Akteure aus Politik, Industrie und Wissenschaft. Sie zeigt, wie technische, regulatorische und ökonomische Entwicklungen zusammenspielen, welche Maßnahmen besonders dringlich sind und welche Chancen und Risiken auf dem Weg zu einer klimaneutralen Wasserstoffwirtschaft bestehen. Als interaktive Wissensplattform schafft sie Transparenz über mögliche Zukunftsszenarien und unterstützt strategische Entscheidungen für die Ausgestaltung der zukünftigen Wasserstoffinfrastruktur.

Neben der digitalen Wasserstoffinfrastruktur-Roadmap sind zentrale Erkenntnisse auch in der schriftlichen Publikation „Wasserstoffinfrastruktur-Roadmap – Ergebnisse aus dem TransHyDE-Projekt Systemanalyse“ zu finden.  

Laufzeit

01.04.2021 bis 31.03.2025

Auftraggeber

  • Das Projekt "TransHyDE-Sys – Systemanalyse zu Transportlösungen für grünen Wasserstoff" wird im Rahmen der Förderinitiative zu den Wasserstoff-Leitprojekten des Bundesministeriums für Bildung und Forschung BMBF gefördert.
  • Der Projektträger Jülich betreut das Projekt TransHyDE-Sys im Auftrag des Bundesministeriums für Bildung und Forschung BMBF fachlich und administrativ.

Partner

Partner:

  • VDEh-Betriebsforschungsinstitut GmbH (BFI)
  • BTU Cottbus-Senftenberg, Fachgebiet Energiewirtschaft (BTU)
  • DECHEMA Gesellschaft für Chemische Technik und Biotechnologie e.V. (DEC)
  • DVGW-Forschungsstelle am Engler-Bunte-Institut des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) (DVGW)
  • Energy Systems Analysis Associates - ESA² GmbH (ESA2)
  • Forschungsstelle für Energiewirtschaft e.V. (FfEeV)
  • Forschungsgesellschaft für Energiewirtschaft mbH (FfEmbH)
  • Fraunhofer-Einrichtung für Energieinfrastrukturen und Geothermie (IEG)
  • Fraunhofer Institut für Energiewirtschaft und Energiesystemtechnik (IEE)
  • Fraunhofer-Institut für Fabrikbetrieb und Fabrikautomatisierung (IFF)
  • Fraunhofer-Institut für keramische Technologien und Systeme (IKTS)
  • Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme (ISE)
  • Fraunhofer SCAI
  • Hochschule Bonn-Rhein-Sieg (HBRS)
  • Hüttentechnische Vereinigung der Deutschen Glasindustrie e.V. (HVG)
  • Institut für ZukunftsEnergie- und Stoffstromsysteme (IZES gGmbH) (IZES)
  • Papiertechnische Stiftung (PTS)
  • Salzgitter Mannesmann Forschung GmbH (SZMF)
  • TU Berlin, Fachgebiet Energie- und Ressourcenmanagement (TUB E&R)
  • Universität Kassel, Fachgebiet Energiemanagement und Betrieb elektrischer Netze (UKA)
  • VNG AG (VNG)

Assoziierte Partner:

  • 50Hertz Transmission GmbH (50Hertz)
  • Bayernets GmbH (Bayernets)
  • Bayernwerk AG (Bayernwerk)
  • Gasunie (Gasunie)
  • GRTgaz Deutschland GmbH (GRTgaz)
  • NET4GAS, s.r.o. (NET4GAS)
  • Nowega GmbH (Nowega)
  • ONTRAS Gastransport GmbH (ONTRAS)
  • TenneT TSO GmbH (TenneT)
  • Tyczka Hydrogen GmbH (Tyczka)
  • VDZ Technology gGmbH (VDZ)
  • Wacker Chemie (Wacker)

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