Systemintegration und modellierung
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Mit Blick auf Umweltvorteile ist es wichtig, Wasserstoff aus erneuerbaren
Energiequellen zu gewinnen. Die Leistungsabgabe der meisten regenerativen
Energien schwankt jedoch zeitlich und damit auch die Treibstoffproduktion.
Ein Ausfall von Fahrzeugen ist aber nicht zu akzeptieren. Es wird daher
notwendig, eine gewisse Menge von Netzstrom (aus überwiegend fossilen
Quellen) einzusetzen. Je höher dieser Anteil, desto höher wird auch das
Niveau der Emissionen liegen. Computersimulationen sind das Werkzeug,
um Wasserstoff-Versorgungssysteme in dieser Hinsicht zu untersuchen.
Ein Mindestanteil an erneuerbarer Energie ist nötig, um – im Vergleich mit konventionellen Fahrzeugantrieben – überhaupt einen Umweltvorteil zu erreichen. Bezüglich der Emission von CO2-Äquivalenten liegt dieser Mindestwert für einen Brennstoffzellenbus, der von EUHYFIS betankt wird, im Bereich von 65 %. Nur wenn der Anteil erneuerbarer Energie an der Wasserstoffproduktion also über zwei Dritteln des Gesamtenergieverbrauchs liegt, ist der Bus auf der Basis von Brennstoffzellen seinem Diesel-Pendant in Bezug auf Emission überlegen.
Die Minimierung der Investitionskosten unter Optimierung der Umweltvorteile
ist eine Kernaufgabe bei der computergestützten Auslegung und Simulation
von Systemen zur Wasserstoff-Erzeugung. Untersuchungen dieser Art liefern
ferner wichtige Informationen zu Steuerungsaufgaben und zu den Anforderungen
an Sicherheitsfunktionen.
Die Abbildung unten zeigt ein typisches Beispiel für eine Optimierungsaufgabe.
Bei schwankender Eingangsleistung (hier durch Windkraft bedingt) hängt
der Anteil „grünen“ Wasserstoffs von der Auslegung des Tankanlagen-Speichers
ab. Das Verhältnis von Nutzen und Speichergröße ist jedoch nicht-linear.
Einflußfaktoren sind die Art der erneuerbaren Energiequelle, die örtlichen
meteorologischen Bedingungen, der tägliche Lastgang usw.
