Regionale Wasserstoffpotenziale

B äuninge , Michael; S ille , Sil ia; Teube , Ma k-Oli e A icle Regionale Wasse s o po enziale Wi scha sdiens Sugges ed Ci a ion: B äuninge , Michael; S ille , Sil ia; Teube , Ma k-Oli e (2022) : Regionale Wasse s o po enziale, Wi scha sdiens , ISSN 1613-978X, Sp inge , Heidelbe g, Vol. 102, Iss. 10, pp. 808-810, h ps://doi.o g/10.1007/s10273-022-3304-3 This Ve sion is a ailable a : h ps://hdl.handle.ne /10419/267101 S anda d-Nu zungsbedingungen: Die Dokumen e au EconS o dü en zu eigenen wissenscha lichen Zwecken und zum P i a geb auch gespeiche und kopie we den. Sie dü en die Dokumen e nich ü ö en liche ode komme zielle Zwecke e iel äl igen, ö en lich auss ellen, ö en lich zugänglich machen, e eiben ode ande wei ig nu zen. So e n die Ve asse die Dokumen e un e Open-Con en -Lizenzen (insbesonde e CC-Lizenzen) zu Ve ügung ges ell haben soll en, gel en abweichend on diesen Nu zungsbedingungen die in de do genann en Lizenz gewäh en Nu zungs ech e. 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Dennoch sind die egionalen E zeugungspo enziale ü die wi scha liche En wicklung in den Regionen on g oße Bedeu ung, da hie Wissens- und We bewe bs o eile gene ie we den, die dann au dem in- e na ionalen Absa zma k ü Anlagen zu E zeugung und Wei e e a bei ung on Wasse s o genu z we den können. Die Anlagen mi de g öß en Bedeu ung ü die E zeugung on g ünem Wasse s o sind bishe Elek olyseu e, die mi e neue ba em S om Wasse in Wasse s o und Saue s o au spal en. Vo ausse zung da ü is , neben de Ve ügba kei on e neue ba em S om, speziell die hin eichende Ve üg- ba kei on Wasse . Inzwischen wi d abe auch in e schie- denen Pilo anlagen Wasse s o aus ande en G unds o en wie z. B. Ab ällen ode dem Abwasse gewonnen. Die egionalen Po enziale zu E zeugung on g ünem Was- se s o sind zunächs abhängig on de Möglichkei zu E zeugung e neue ba en S oms. 2020 hä en in Deu sch- land aus e neue ba en Ene gien 6,14 TWh e zeug we den können, die abe nich übe das Ne z an Anwendende ge- b ach we den konn en und deshalb abge egel wu den. E wa die Häl e diese Ab egelung e olg e in Schleswig- Hols ein, wo es eine seh hohe Einspeisung on Wind- s om gib , wobei de lokale S ombeda ela i ge ing is . In No d hein-Wes alen gab es o z hohe E zeugung on e neue ba en Ene gien kaum Ab egelungen, da de lokale Beda hoch is und zugleich gu ausgebau e Ne ze in an- de e Regionen exis ie en. In den nächs en Jah en we den zunehmend Onsho e-Windene gieanlagen in Be ieb sein, die aus de Fö de ung du ch das EEG ausscheiden. Die E zeugung on Wasse s o könn e eine Möglichkei ü ei- nen wei e en wi scha lichen Be ieb diese Anlagen sein. Die Ve wendung on Wasse s o e o de nich zwingend, dass diese o O e zeug wi d, sonde n e kann aus ande- 1 Die Regionen im S uk u wandel sind die Fö de gebie e de Gemein- scha sau gabe „Ve besse ung de egionalen Wi scha ss uk u “ so- wie die om Kohleauss ieg be o enen Gebie e im Rheinischen Re ie . Es is inzwischen uns i ig, dass Wasse s o ein zen ale Baus ein de Ene giewende is , da mi Wasse s o e neue - ba e Ene gie speiche - und anspo ie ba wi d. In Deu sch- land können die egional und empo ä o handenen Übe - schusse zeugungen on e neue ba em S om, die ande n alls abge egel we den müss en, ü die Wasse s o e zeugung genu z we den. Auße dem kann Wasse s o in ande en Re- gionen de Wel e zeug we den, die güns ige Bedingungen (Pla zbeda , Sonne, Wind) ü e neue ba e Ene gien bie en und on do nach Deu schland impo ie we den. De Au - bau eine neuen B anche und de dami e bundenen neuen In as uk u en kann e hebliche Impulse ü die wi scha liche En wicklung an einzelnen S ando en ode in einzelnen Re- gionen geben. In B äuninge e al. (2022) wu de un e such , inwiewei die s uk u schwachen Regionen in Deu schland du ch den Au bau de Wasse s o wi scha posi i e E ek e au We schöp ung und Beschä igung e wa en können und welche Maßnahmen no wendig sind, dami diese ein e en. Dazu wu den die Po enziale de Wasse s o wi scha in den K eisen und k eis eien S äd en bewe e . Die Bewe ung de egionalen Wasse s o po enziale e olg e übe die Abschä - zung de Angebo spo enziale, de Nach agepo enziale und de Wissenspo enziale. Au Basis de Einzelbewe ungen wu - de dann eine Gesam bewe ung de Wasse s o po enziale JEL: R11, R12, Q42 DOI: 10.1007/s10273-022-3304-3 Michael B äuninge , Sil ia S ille , Ma k-Oli e Teube Regionale Wasse s o po enziale © De /die Au o :in 2022. Open Access: Diese A ikel wi d un e de C ea i e Commons Namensnennung 4.0 In e na ional Lizenz e ö - en lich (c ea i ecommons.o g/licenses/by/4.0/deed.de). Open Access wi d du ch die ZBW – Leibniz-In o ma ionszen um Wi scha ge ö de . Wi scha sdiens , 2022, 102(10), 808-810 P o . D . Michael B äuninge leh an de Helmu - Schmid -Uni e si ä Hambu g und is Pa ne bei ETR: Economic T ends Resea ch in Hambu g. D . Sil ia S ille is Pa ne in bei ETR: Economic T ends Resea ch in Hambu g. P o . D . Ma k-Oli e Teube is Senio Economis bei ETR: Economic T ends Resea ch und Leh beau ag e ü Mak oökonomik, Wi scha spoli ik und Ve hal ensökono- mik an de Hochschule ü Oekonomie und Managemen (FOM) in Hambu g. ZBW – Leibniz-In o ma ionszen um Wi scha 809 Ökonomische T ends spek i isch keine Al e na i en zu fl üssigen und gas ö migen K a s o en exis ie en. E en uell könn en Wasse s o und E- Fuels abe auch im Pkw-Be eich genu z we den. Einem schnellen fl ächendeckenden Einsa z on Wasse s o im Ve keh ssek o s eh neben de Ve ügba kei des Wasse - s o s speziell die ehlende In as uk u en gegen. Bei de en Au bau e gib sich das P oblem, dass die Ums ellung de Fah - zeuge ohne In as uk u nich sinn oll is und umgekeh de Au bau de In as uk u nu e olg , wenn auch Abnehmende ü den Wasse s o da sind. Ini iale Keimzellen ü die Was- se s o anwendungen im Ve keh sbe eich können Gü e e - keh szen en da s ellen, die häufi g in e modale Schni punk e e schiedene Ve keh s äge (Binnenschi , Bahn, Lkw) sind. Ausgehend on den Gü e e eilzen en e olg die Auslie e- ung de Wa en in de Region, wobei de Radius beg enz is , sodass imme die Möglichkei bes eh , den Wasse s o im Gü e e eilzen um zu anken. Deshalb wu den diese in de Bewe ung de Nach agepo enziale nach Wasse s o beson- de s be ücksich ig . Auße dem wu den die 102 bes ehenden Wasse s o anks ellen einbezogen, die ele an sind, wenn sie sich im Um eld on Gü e e keh szen en befi nden. Dem Wä mema k komm eine zen ale Rolle bei de Ene - giewende zu. Da de Wohnungsbes and au absehba e Zei nich pe ek gedämm sein wi d, wü de die olls ändi- ge Ums ellung de Wä me e so gung au S om e hebliche zusä zliche e neue ba e S ome zeugungskapazi ä en e - o de lich machen, die nu in de kal en Jah eszei genu z wü den. Wasse s o könn e hie au g und seine Speiche - und T anspo ie ba kei Abhil e scha en, wobei e schie- dene Nu zungs o men möglich sind. Eine Op ion wä en B enns o zellen, die in einem e i zien en P ozess gleichzei- ig S om und Wä me e zeugen. Wegen de E i zienz die- se Technik ha die Bundes egie ung ein Fö de p og amm ü B enns o zellen im Gebäudebe eich au geleg . Da ü die Ve wendung im Einzelgebäude die Wasse s o l ei ung zum Gebäude bes ehen muss, is ein komplexe Lei ungs- aus- ode -umbau no wendig, de eine schnellen fl ächen- deckenden Ein üh ung en gegens eh . Seh iel g öße is das B enns o zellenpo enzial im Be eich de Fe n- und Nahwä me, so e n hie schon Ne ze o handen sind. Insgesam is die po enzielle Wasse s o nach age seh iel s ä ke in de Fläche e b ei e als das Angebo spo enzial. Dies is o allem au die Sek o en Ve keh und Wä me zu- ückzu üh en, die as fl ächendeckend zu eine möglichen Wasse s o nach age bei agen, wenn auch in un e schied- lichem Maße. Gleichzei ig wi d die „siche e“ Nach age nach Wasse s o in Zukun on einigen Indus ies ando en so- wie on wenigen ini ialen S ando en ü den Ve keh sbe- eich bes imm . Deshalb ha das Wasse s o nach agepo- enzial de Indus ieun e nehmen eine höhe e Bedeu ung als die Nach age aus dem Ve keh s- ode Wä mesek o . en Regionen impo ie we den. Im Wesen lichen e olg de T anspo übe Pipelines. Inso e n is die Ve ügba kei on Wasse s o l ei ungsne zen on zen ale Bedeu ung ü das Wasse s o po enzial eine Region. Die Fe nlei ungsne zbe- eibe haben au Basis eine S udie zu Regionalisie ung on Wasse s o e zeugung und - e b auch den Lei ungsausbau geplan . Die geplan en Lei ungen e binden Regionen de Wasse s o e zeugung und des Wasse s o e b auchs un- e Nu zung de bes ehenden E dgasne ze. Das gesam e Ne z ha dann eine Länge on ca. 5.900 km. Es e läu du ch 154 K eise, da on sind 66 Regionen im S uk u wandel. Die Bewe ung de Angebo spo enziale e olg e in de Re- gel au Basis de Kapazi ä en on Windpa ks, die äl e als zehn Jah e sind, da die neue en in EEG ge ö de en Anlagen o angig in das Ne z einspeisen we den. Nu in Schleswig- Hols ein und Niede sachsen wu den die Gesam kapazi ä en e wende , da es hie häufi ge zu Ab egelungen komm . Fü die Bewe ung de egionalen Angebo spo enziale wi d die Summe aus de Bewe ung ü die Windeinspeisung und das Wasse s o e nlei ne z gebilde . Hohe Angebo spo enziale fi nden sich besonde s im No den an den Küs en, wo sowohl On- als auch O sho e-Windene gie zu Ve ügung s eh , um Wasse s o zu p oduzie en. Zudem e geben sich Po enziale aus den Impo möglichkei en. Dies gil speziell ü Wilhelms- ha en, wo die o handene Ha enin as uk u ü den Was- se s o i mpo umgewidme we den kann. Auße dem könn- en auch Impo e übe das bes ehende E dgasne z aus den Niede landen e olgen, wobei de Wasse s o do e zeug ode übe die Hä en impo ie we den könn e. Nach agepo enziale Indus ielle Anwendungen s ehen ü 29 % des gesam en deu schen Ene gie e b auchs, wobei sich de Ve b auch au einige besonde s ene giein ensi e B anchen konzen ie . Wasse s o wi d bishe im Wesen lichen in Ra i ne ien und in de chemischen Indus ie eingese z , wo e ü die He s ellung on Ammoniak und Me hanol un e zich ba is . Dabei wi d de heu e eingese z e Wasse s o ü diese Anwendungen as olls ändig mi ossilen Ene gie äge n e zeug . Die De- ka bonisie ung diese P ozesse e o de es, zukün ig g ünen Wasse s o einzuse zen, sodass eine Nach age nach g ü- nem Wasse s o en s eh . Auße dem is Wasse s o in de S ahlindus ie un e zich ba , um Koks ü die Reduk ion on Eisene z zu Roheisen zu e se zen. Zudem kann Wasse s o in allen Indus iebe eichen als Ene gie äge e wende we den. Bishe is die Ene giewende im Ve keh ssek o ela i wenig umgese z wo den. G üne Wasse s o könn e di ek ode in Fo m on E-Fuels einen wesen lichen Bei ag zu Reduzie- ung de CO2-Emissionen leis en. Das be i den Lu - und Schi s e keh sowie den T anspo schwe e Las en übe g oße Dis anzen, da in diesen Ve keh ssegmen en auch pe - Wi scha sdiens 2022 | 10 810 Ökonomische T ends we den können, on denen sich 19 im S uk u wandel befi n- den. Die P ojek e beschä igen sich mi E zeugungsanlagen ü g ünen Wasse s o , mi de Nu zung on Wasse s o in de S ahl- und Chemieindus ie sowie mi In as uk u und Mobili ä . In Reallabo en de Ene giewende we den 20 inno- a i e Technologien aus de Ene gie o schung p ak isch im indus iellen Maßs ab und un e ealen Bedingungen e p ob . Da on sind zehn P ojek e in Regionen im S uk u wandel an- gesiedel . Insgesam zwöl Reallabo e beschä igen sich mi Wasse s o , da on neun in den Regionen im S uk u wandel. Gesam bewe ung Die posi i en E ek e de Wasse s o wi scha au den S uk- u wandel we den nich in allen Regionen gleiche maßen ein- e en ( gl. Abbildung 1). Die Regionen im S uk u wandel mi hohen ode mode a en Wasse s o po enzialen können in ie Clus e geo dne we den. Dabei um ass das no ddeu sche Clus e Regionen in Niede sachsen, B emen, Schleswig- Hols ein und Mecklenbu g-Vo pomme n. Das Clus e Be lin- B andenbu g-Lausi z um ass Be lin sowie Regionen in B an- denbu g und Sachsen (sächsische Teil de Wi scha s egion Lausi z). Im Clus e Mi eldeu schland fi nden sich Regionen in Sachsen, Sachsen-Anhal und Thü ingen und im no d hein- wes älischen Clus e meis Regionen im Ruh gebie und im Rheinischen Re ie . In allen ie Clus e n lassen sich bei den Wi kungen de Wasse s o wi scha au die wi scha liche En wicklung und den S uk u wandel posi i e E ek e übe alle d ei Wi kungskanäle iden ifi zie en, wobei im no ddeu - schen Clus e ein Schwe punk im Be eich de E zeugung und Ve eilung on Wasse s o lieg . Auch in Be lin-B an- denbu g-Lausi z fi nden sich hohe E zeugungspo enziale und hohe Nach agepo enziale bei Ve keh und Wä me. In No d hein-Wes alen und im mi eldeu schen Clus e liegen die Schwe punk e in indus iellen Anwendungen. Auße halb de ie Clus e fi nden sich nu wenige Regionen im S uk- u wandel, die zugleich Wasse s o po enziale besi zen. Diese sind im äumlichen Kon ex ehe an Regionen gebun- den, die sich nich im S uk u wandel befi nden und deshalb in de Analyse nich im Fokus s ehen. Li e a u B äuninge , M., J. B ock und S. S ille (2022), Wasse s o po enziale in den Re- gionen im S uk u wandel, S udie im Au ag on Ge many T ade and In- es (GTAI) Gesellscha ü Außenwi scha und S ando ma ke ing mbH. Wissenspo enziale Die En wicklung de Wasse s o i ndus ie e o de Inno a- ionen und neue Technologien, die kon inuie lich wei e en - wickel we den müssen. Dies se z Wissen und E ah ung o aus, die sich am bes en du ch die Anwendung de neuen Technologien gewinnen lassen. In g oßen Teilen we den die- se E ah ungen in Un e nehmen gesammel , die Wasse s o anwenden. Ak uelle En wicklungen und neue Technologien in de E zeugung und Anwendung on Wasse s o we den de zei in de Regel du ch Fö de p og amme un e s ü z . Die Bewe ung de Wissenspo enziale e olg au Basis de be- s ehenden P X-Anlagen und de Fö de p ojek e. Insgesam sind 27 P X-Anlagen in Be ieb ode in Planung, da on 11 in Regionen im S uk u wandel. Bei den Fö de p ojek en haben die IPCEI au g und ih e G öße eine besonde e Bedeu ung. Dabei is alle dings die egionale Zuo dnung nich imme ein- deu ig, da sich die P ojek e au g öße e Regionen beziehen und in de Regel e schiedene Pa ne zusammena bei en, on denen au Basis de e ö en lich en P ojek da en nu de üh ende P ojek pa ne äumlich zugeo dne we den kann. In den P ojek da en sind 58 de 62 genehmig en P ojek e konk e isie , wobei die P ojek e 36 Regionen zugeo dne Abbildung 1 Gesam bewe ung de Wasse s o po enziale Quelle: ETR. Bewe ung de Po enziale s uk u schwache Regionen nich s uk u schwache Regionen ge ing mode a hoch ge ing mode a hoch Ti le: Regional Hyd ogen Po en ials Abs ac : The pape analyses he po en ial o he hyd ogen economy in Ge man dis ic s and ci ies. The pape ocuses pa icula ly on e- gions su e ing om s ong ongoing s uc u al change. The assessmen is based on quan i a i e indica o s o he supply s uc u es ( enew- able ene gy, pipeline ne wo k), he demand side (indus y, anspo and hea ), and on egional knowledge ( esea ch ins i u ions and p o- jec s). The esul s show ou egional clus e s su e ing om s uc u al change ha could po en ially es ablish a hyd ogen economy. These egions will benefi om in es men s in hyd ogen s uc u es and he associa ed s eng hening o egional alue chains.