Das Projekt "Teilvorhaben des Fraunhofer IEG" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Einrichtung für Energieinfrastrukturen und Geothermie IEG durchgeführt. Aufgrund der Komplexität der Technologieplattform TransHyDE, besteht die Notwendigkeit einer Gesamtkoordination der Verbünde zur Sicherung der Erreichung der gesteckten Projektziele, einer koordinierten internen und externen Kommunikation sowie der Einhaltung der Berichtspflichten gegenüber dem Zuwendungsgeber. Das Teilprojekt 'Kommunikation und Koordination' wird sicherstellen, dass die als notwendig gefundenen Voraussetzungen für einen sicheren, zweckdienlichen und ökonomischen Betrieb der Wasserstoffinfrastrukturen sowie die dazu gefundenen Ergebnisse wirkungsvoll allen Interessierten und den Regulatoren zur Verfügung gestellt werden.
Das Projekt "Teilvorhaben: Wasserstoffpipeline: Errichtung eines Netzes für die Wasserstoffversorgung zwischen dem Standort des 30-MW-Elektrolysesystems und den Wasserstoffabnehmern" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Open Grid Europe GmbH durchgeführt. Das übergeordnete Ziel von WESTKÜSTE100 ist die Dekarbonisierung des Energiesystems mittels innovativer Ansätze. Kernstück ist dabei die Errichtung und der Betrieb eines 30-MW-Elektrolysesystems zur Erzeugung, der anschließenden Speicherung und dem Transport von grünem Wasserstoff aus Erneuerbaren Energien. Das zentrale Forschungsziel ist neben der Zusammenschaltung des Gesamtsystems, die Entwicklung nebeneinander tragfähiger Betriebs- und Geschäftsmodelle und die Erarbeitung eines Skalierungskonzeptes. Die Open Grid Europe GmbH (OGE) leistet mit der Errichtung eines Wasserstoffnetzes einen zentralen Beitrag zu diesem Ziel. Im vorliegenden Vorhaben wird somit erstmalig eine komplette Wasserstoffinfrastruktur nach dem Vorbild des Erdgasnetzes installiert, sowie der erstmalige Einsatz von Kunststoff-Rollenmaterial für Wasserstoff unter realen Bedingungen erprobt, und im mehrjährigen Betrieb getestet. Basierend auf den Projektergebnissen verfolgt OGE zudem das Ziel das DVGW-Regelwerk zu erweitern. Der Arbeitsplan von WESTKÜSTE100 sieht 8 Hauptarbeitspakete (HAP) vor. Den Rahmen des Arbeitsplans bilden HAP0 (Projektkoordination) und HAP7 (Transformation der Gesellschaft), die dem Projektmanagement sowie der wissenschaftlichen Untersuchung der sozio-ökonomischen Projektauswirkungen dienen. Die Errichtung des Wasserstoffnetzes erfolgt in HAP2. In AP 2.1 werden zunächst der Standort gewählt sowie das Basic Engineering ausgeführt. Im Anschluss werden der Genehmigungsprozess sowie die Begutachtung durchgeführt. Nach der Festlegung der Ein- und Überspeisepunkte erfolgt das Detailed Engineering aller Anlagenkomponenten. Im Rahmen von AP 2.3 erfolgen die Errichtung und Inbetriebnahme der Anlagen und des H2-Netzes. Bei der Errichtung des Wasserstoffnetzes ist ein enger Austausch mit HAP6 (Gesamtsystemintegration) bzgl. der Schnittstellen sowie der Abstimmung der Energie- und Massenflüsse im Rahmen des 700-MW-Szenarios vorgesehen.
Das Projekt "Teilvorhaben: Wasserstoffnachfrage im Industriesektor und Roadmapping" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme durchgeführt. TransHyDE-Sys ist ein Systemanalyseprojekt und ein Verbundvorhaben innerhalb des Leitprojekts TransHyDE. Neben der Systemanalyse existieren im Leitprojekt auch Umsetzungs- und Forschungsprojekte zum Thema H2-Transport. 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 als auch wichtige Handlungsempfehlungen für externe Stakeholder. Für das Teilvorhaben des Fraunhofer IKTS ergeben sich zwei wesentliche Arbeitsziele: Zum einen soll die im Gesamtverbund angestrebte Beschreibung zielgerichteter Entwicklungsperspektiven zur Etablierung einer Wasserstoffinfrastruktur durch vorhandene und weiterentwickelte Modelle zum Wasserstoffeinsatz in wesentlichen Industrieprozessen unterstützt werden. Die modellbasierten Daten werden dabei in den Infrastrukturentwicklungsprozess eingebracht, um die industrieseitige Nachfrage nach Wasserstoff in der geplanten zeitlichen und räumlichen Abbildung des Wasserstoffbedarfs einzubringen. Das zweite wesentliche Ziel des Teilvorhabens ist die Mitgestaltung des im Rahmen des Vorhabens geplanten Roadmap-Prozesses. So soll neben der technisch-fachlichen Betreuung der notwendigen Workshops auch die Verschriftlichung der Roadmap erfolgen.
Das Projekt "Mathematische Modellierung strukturierter Finanzierung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Tachycon GmbH durchgeführt. Für eine Skalierung, d.h. flächendeckende Umsetzung der Nutzung erneuerbarer Energien, ist es notwendig, die Finanzindustrie mittels unterschiedlicher Vehikel einzubeziehen. Aufgrund der Neuartigkeit der Technologien und Umsetzungsprojekte sind die Investitionsrisiken weitgehend intransparent. Eine wesentliche Herausforderung besteht in der Volatilität der regenerativen Energieerzeugung. Für eine Investitionsentscheidung ist eine belastbare, prognostische Risikoanalyse und die Untersuchung von betriebswirtschaftlicher Stabilität mithilfe einer zukunftsorientierten, voraussagenden und nachhaltigen Betrachtung erforderlich. Das Teilvorhaben hat den Anspruch, an diesem Punkt weitreichende Unterstützung zu leisten: Es sollen mathematische Modelle zur prognostischen Risikoanalyse strukturierter Finanzierungen entwickelt werden und dabei die Dargebots- und Nachfrageseite, Elektrolyse und Speicheranlagen einbezogen werden. Dabei soll das Zusammenspiel von makroökonomischen und anlagespezifischen Parametern auf eine integrierte, ganzheitliche, mathematische Beschreibung volatiler Energiesysteme mit inkludierten großskaligen Elektrolysesystemen - insbesondere hinsichtlich der Stabilität zukünftiger Cashflows - untersucht werden. Dazu ist es notwendig, a) Systeme regenerativer Energien und deren Steuerung virtuell abzubilden (Digitalisierung), b) Cashflows unter Berücksichtigung ökonomischer und ökologischer Randbedingungen in dynamischen, volatilen Systemen virtuell zu stabilisieren (Sicherung der Kapital- und Schuldendienste auf Ebene der Einzelinvestition), c) Produkt- und Portfoliostrukturierung nach Aspekten der Portfoliotheorie (Diversifikation von Risiken, etc.) virtuell durchzuführen (Stabilisierung von Cashflows auf Portfolioebene), d) Finanzprodukte gemäß der Investitionsprofile der unterschiedlichen Kapitalmarktteilnehmer zu strukturieren, e) die Erfüllung regulatorischer Rahmenbedingungen für die unterschiedlichen Kapitalmarktteilnehmer zu unterstützen.
Das Projekt "Orchestrierung von Datenflüssen, Ableitung von Kennzahlen zur Risikoabschätzung sowie Prognose insbesondere des Verhaltens von Wasserstoffabsatzmärkten" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von meteolytix GmbH durchgeführt. Mit SYSTOGEN100 wird erstmals eine Softwareplattform entwickelt, in der die Modellierungen und Steuerungen von großskaligen Elektrolyseuren und anderen Baugruppen zur intergierten Energiewende, deren möglicher, optimierter Betrieb insbesondere auch unter Beachtung netzrelevanter Wechselwirkungen sowie der damit prognostizierte Betrieb auf die vorgelagerte Investitionsentscheidung Einfluss nimmt. Abgerundet wird SYSTOGEN100 durch die Entwicklung eines regulatorischen Rahmens, welcher durch beide Modellierungsebenen hinsichtlich der Erreichbarkeit der übergeordneten Zielstellung, dem Aufbau und der Etablierung einer integrierten Wasserstoffökonomie, validiert werden kann. Mit dem Forschungs- und Entwicklungsvorhaben soll somit ein mathematisches/technisches Verfahren erforscht und im Rahmen umfangreicher mathematischer und informatischer Entwicklungen in die Funktionsmuster-Anwendung umgesetzt werden. So erforscht und entwickelt SYSTOGEN100 eine optimierte Integration von Elektrolysesystemen in ein zukünftiges integriertes und damit hocheffizientes Energiesystem, bietet durch innovative Risikobewertung durch eine optimierte Investorenansprache sowie durch einen regulatorischen Handlungsleitfaden zur integrierten Energiewende zudem die Möglichkeit, die Umsetzung deutlich zu beschleunigen.
Das Projekt "Entwicklung wirtschaftlicher Anwendungsfelder unter Einbeziehung der betrachteten 'UseCases'" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Entwicklungsagentur Region Heide AöR durchgeführt. Mit SYSTOGEN100 wird erstmals eine Softwareplattform entwickelt, in der die Modellierungen und Steuerungen von großskaligen Elektrolyseuren und anderen Baugruppen zur intergierten Energiewende, deren möglicher, optimierter Betrieb insbesondere auch unter Beachtung netzrelevanter Wechselwirkungen sowie der damit prognostizierte Betrieb auf die vorgelagerte Investitionsentscheidung Einfluss nimmt. Abgerundet wird SYSTOGEN100 durch die Entwicklung eines regulatorischen Rahmens, welcher durch beide Modellierungsebenen hinsichtlich der Erreichbarkeit der übergeordneten Zielstellung, dem Aufbau und der Etablierung einer integrierten Wasserstoffökonomie, validiert werden kann. Mit dem Forschungs- und Entwicklungsvorhaben soll somit ein mathematisches/technisches Verfahren erforscht und im Rahmen umfangreicher mathematischer und informatischer Entwicklungen in die Funktionsmuster-Anwendung umgesetzt werden. So erforscht und entwickelt SYSTOGEN100 eine optimierte Integration von Elektrolysesystemen in ein zukünftiges integriertes und damit hocheffizientes Energiesystem, bietet durch innovative Risikobewertung durch eine optimierte Investorenansprache sowie durch einen regulatorischen Handlungsleitfaden zur integrierten Energiewende zudem die Möglichkeit, die Umsetzung deutlich zu beschleunigen.
Das Projekt "Teilantrag: Regulatorik und Netzdienliche Systemintegration (ReNeSyst)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fachhochschule Westküste - Hochschule für Wirtschaft und Technik, Fachbereich Wirtschaft, Professur für Europäisches Wirtschaftsrecht durchgeführt. Mit SYSTOGEN100 wird erstmals eine Softwareplattform entwickelt, in der die Modellierungen und Steuerungen von großskaligen Elektrolyseuren und anderen Baugruppen zur integrierten Energiewende, deren möglicher, optimierter Betrieb insbesondere auch unter Beachtung netzrelevanter Wechselwirkungen sowie der damit prognostizierte Betrieb auf die vorgelagerte Investitionsentscheidung Einfluss nimmt. Abgerundet wird SYSTOGEN100 durch die Entwicklung eines regulatorischen Rahmens, welcher durch beide Modellierungsebenen hinsichtlich der Erreichbarkeit der übergeordneten Zielstellung, dem Aufbau und der Etablierung einer integrierten Wasserstoffökonomie, validiert werden kann. Mit dem Forschungs- und Entwicklungsvorhaben soll somit ein mathematisches/technisches Verfahren erforscht und im Rahmen umfangreicher mathematischer und informatischer Entwicklungen in die Funktionsmuster-Anwendung umgesetzt werden. So erforscht und entwickelt SYSTOGEN100 eine optimierte Integration von Elektrolyse-Systemen in ein zukünftiges integriertes und damit hocheffizientes Energiesystem, bietet durch innovative Risikobewertung durch eine optimierte Investorenansprache sowie durch einen regulatorischen Handlungsleitfaden zur integrierten Energiewende zudem die Möglichkeit, die Umsetzung deutlich zu beschleunigen.
Das Projekt "Vollständige Orchestrierung der Systemkomponenten für eine effiziente grüne Wasserstoff-Infrastruktur (QT 5.2)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fichtner IT Consulting GmbH durchgeführt. Mit SYSTOGEN100 wird erstmals eine Softwareplattform entwickelt, in der die Modellierungen und Steuerungen von großskaligen Elektrolyseuren und anderen Baugruppen zur intergierten Energiewende, deren möglicher, optimierter Betrieb insbesondere auch unter Beachtung netzrelevanter Wechselwirkungen sowie der damit prognostizierte Betrieb auf die vorgelagerte Investitionsentscheidung Einfluss nimmt. Abgerundet wird SYSTOGEN100 durch die Entwicklung eines regulatorischen Rahmens, welcher durch beide Modellierungsebenen hinsichtlich der Erreichbarkeit der übergeordneten Zielstellung, dem Aufbau und der Etablierung einer integrierten Wasserstoffökonomie, validiert werden kann. Mit dem Forschungs- und Entwicklungsvorhaben soll somit ein mathematisches/technisches Verfahren erforscht und im Rahmen umfangreicher mathematischer und informatischer Entwicklungen in die Funktionsmuster-Anwendung umgesetzt werden. So erforscht und entwickelt SYSTOGEN100 eine optimierte Integration von Elektrolysesystemen in ein zukünftiges integriertes und damit hocheffizientes Energiesystem, bietet durch innovative Risikobewertung durch eine optimierte Investorenansprache sowie durch einen regulatorischen Handlungsleitfaden zur integrierten Energiewende zudem die Möglichkeit, die Umsetzung deutlich zu beschleunigen.
Das Projekt "Teilvorhaben Konzeption und Realisierung eines Leitsystem-Funktionsmusters zur Validierung von Elektrolyseur-Systemverbünden in unterschiedlichen Betriebssituationen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Helmut-Schmidt-Universität - Universität der Bundeswehr Hamburg, Institut für Automatisierungstechnik, Professur für Automatisierungstechnik durchgeführt. Zielstellung des Verbundprojekts die Entwicklung eines hersteller- und prozessunabhängigen und soweit möglich technologieunabhängigen Integrationsprofils für Wasserelektrolyseure sowie die Konzeption von simulativ vorgeprüften Prozessführungskonzepten zur Optimierung, Skalierung und Integration für modulare Anlagen. Die im Querschnittsthema angestrebte Lösung ist die Übertragung der Konzepte zur Modularisierung in der Prozessindustrie (VDI 2776 und VDI/VDE/NAMUR 2658) auf den Anwendungsfall 'Wasserstoffelektrolyseure'. In diesem Teilvorhaben wird die Möglichkeit geschaffen, eine heterogene, ggf. auch aus Elektrolyseur-Modulen verschiedener Hersteller zusammengestellte Anlage unter typischen Lastsituationen (statisch) und Betriebsszenarien (dynamisch) zu testen, sowohl simulativ als auch in hybriden Modul-Konstellationen. Auf Basis einer herstellerneutralen Spezifikation der Dienste (Services) der Elektrolyseur-Module können mit dem in diesem Teilvorhaben erschaffenen Leitsystems die einzelnen Module gezielt gesteuert werden, um die Ziele des übergeordneten Elektrizitäts- und/oder Wasserstoff-Logistik-Netzes zu realisieren. Dabei wird der aktuelle Zustand und die Historie jedes einzelnen Moduls sowie die Situation der mit ihm verbundenen Wasserstoffverbraucher und des elektrischen Netzes berücksichtigt. Dies ermöglicht ein dezentrales Lastmanagement und eine sinnvolle Energieverteilung und Wasserstoff-Logistik, sowie die schnelle Integration von Elektrolyseur-Modulen verschiedener Hersteller und einen die Elektrolyseure schonender Betrieb. Die Dynamik des Leitsystems soll ermöglichen, auf Störungen geeignet zu reagieren. Die zu berücksichtigenden Nutzungsszenarien reichen vom Inselbetrieb bis zu Wasserstoff- und Elektrizitätsnetzen mit Sektorkopplung.
Das Projekt "Teilvorhaben: Hamburger Hafen und Logistik AG zur Untersuchung der Wasserstoff-Logistik auf Basis von LOHC inklusive Integration der Dehydrierung in bestehende Prozesse und Analyse optimaler Energiesysteme" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Hamburger Hafen und Logistik Aktiengesellschaft durchgeführt. Das Umsetzungsprojekt Helgoland wird als ein Umsetzungsszenario des Leitprojektes TransHyDE konkrete Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten bezüglich der Speicherung und des Transports von Wasserstoff in LOHC (liquid organic hydrogen carrier) vornehmen. Dabei werden die Grundlagen für erste Pilot- und Insellösungen erarbeitet und im Demonstratormaßstab umgesetzt. Begleitend werden verschiedene Use Cases und Szenarien beleuchtet, verglichen und bewertet. Diese dienen der Erarbeitung einer konkreten Umsetzungsplanung für die großskalige Implementierung der Wasserstoffumwandlung, -speicherung und -verwertung sowohl auf Helgoland als auch am Festland sowie der Untersuchung großvolumiger, überregionaler Transportketten auf Basis von LOHC. Im Rahmen des Arbeitspaketes 5, Logistik auf Helgoland und dem Festland, verfolgt die Hamburger Hafen und Logistik AG das Ziel, für alle Skalierungsphasen die logistischen Anforderungen und Umsetzungsstrategien für den Umschlag und Transport der entstehenden LOHC-Mengen auf Helgoland und dem Festland zu identifizieren und nachhaltige, übertragbare Lösungen zu erarbeiten. Dabei werden sowohl optimale Lieferstrukturen als auch besondere Anforderungen des Transportgutes an die bestehende Infrastruktur untersucht. In Arbeitspaket 6, Dehydrierung von LOHC in H2 auf dem Festland sowie die Untersuchung optimaler Betriebsstrukturen, soll gezeigt werden, wie der Transport des Wasserstoffs mittels LOHC aus betriebswirtschaftlicher und gesamtenergiesystemischer Sicht optimiert werden kann, indem verschiedene Integrations- und Betreiberkonzepte erarbeitet und bewertet werden. Dazu werden sowohl die Anforderungen verschiedener Nutzergruppen als auch technische Rahmenbedingungen analysiert und in use cases untersucht. Daraufhin werden die unterschiedlichen Konzepte einander gegenübergestellt und allgemeingültige, standortunabhängige Schlussfolgerungen gezogen.
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