SETHub

Das Projekt SETHub - Smart Energy Transformation Hub zielt auf eine gesamtheitliche Analyse eines netzdienlichen Einsatzes von Elektrolyseanlagen ab und wurde für ausgewählte Standorte in der Steiermark durchgeführt. Ziel war die Analyse des regulatorischen Umsetzungsrahmens und die Betrachtung der Rolle des netzdienlichen Einsatzes von Elektrolyseuren zur Erhöhung der Aufnahmefähigkeit von Verteilernetzen für erneuerbare Erzeugungskapazitäten. Die ökonomische Betrachtung des netzdienlichen Einsatzes von Elektrolyseanlagen wird durch eine techno-ökonomische Modellierung von Elektrolyseuren im Verteilnetz ermöglicht.

Factsheet

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Haupterkenntnisse

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Die Simulationen zeigten, dass ein rein netzdienlicher Betrieb zwar theoretisch zur vollständigen Aufnahme der Einspeisespitzen geeignet ist, in der Praxis aber wirtschaftlich kaum tragfähig ist. Die resultierenden Volllaststunden lagen je nach Standort zwischen 20 und 500 Stunden pro Jahr – zu wenig, um die Fixkosten der Anlagen zu decken. Erst durch eine zusätzliche marktliche Nutzung der Elektrolyse – insbesondere bei Wasserstoffpreisen ab etwa 6 – 7 €/kg – wird ein wirtschaftlicher Betrieb realistisch. Bei diesen Preisniveaus übernimmt der marktliche Betrieb zunehmend auch netzdienliche Funktionen, da Preistäler im Strommarkt häufig mit Netzengpässen korrelieren. Somit kann die Kombination aus netzdienlichem und marktbasiertem Einsatz zu einer hohen Auslastung und zugleich Systemnutzen führen – ganz ohne zusätzliche Steuerung durch den DSO. Ein weiterer zentraler Befund betrifft die optimale Dimensionierung der Anlagen. Während der maximale Nutzen rein netztechnisch bei 100 % Auslegung liegt, zeigte sich wirtschaftlich ein Optimum bereits bei rund 50 % der Maximalleistung. In diesem Bereich können etwa 90 % der potenziellen Abregelungsverluste vermieden werden – bei gleichzeitig deutlich geringeren Investitionskosten. Dies legt nahe, dass eine strategische Unter-Dimensionierung in Verbindung mit marktlichen Erlösen die ökonomisch sinnvollste Lösung darstellt.

Überblick

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Übergeordnetes Ziel des Projekts war die umfassende Analyse der möglichen Rolle sowie des Umsetzungsrahmens von netzdienlichen Elektrolyseanlagen, zur Erhöhung der Aufnahmefähigkeit von Verteilernetzen für erneuerbare Erzeugungskapazitäten sowie die techno-ökonomische Modellierung von Elektrolyseuren im Verteilnetz.

Projektziele

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1. Regulatorisch

   a. Feststellung regulatorischer Barrieren, Lücken und Einschränkungen für die Umsetzung von netzdienlichen Elektrolyseanlagen

   b. Identifikation von praktikablen bzw. innovativen Organisations- und Interaktionsmodellen unter Beachtung relevanter Stakeholdergruppen für Steuerung, Besitz, Betrieb und wirtschaftliche Verwertung

   c. Ableitung geeigneter Geschäftsmodelle, die den Betrieb von netzdienlichen Anlagen entsprechend begünstigen

2. Gesamtwirtschaftlich

   a. Identifikation von Betriebsmodellen aus einzelwirtschaftlicher Sicht und Analyse der wirtschaftlichen Darstellbarkeit

   b. Sondierung der Vermarktungsoptionen und Bewertung der Wasserstofferzeugung sowie der Anlagenflexibilität (System- und Marktdienstleistungen) aus Sicht des Anlagenbetreibers

   c. Vergleich der ökonomischen Darstellbarkeit mit anderen Netzertüchtigungsmaßnahmen (Fokus Betriebsmittelverstärkung)

3. Technisch

   a. Identifikation und Bewertung von passenden Einzelstandorten sowie der Beurteilung der technischen Wirksamkeit eines netzdienlichen Betriebs

   b. Entwicklung einer optimalen netzdienlichen Betriebsweise der Power-to-Gas-Anlage zur bestmöglichen Ausnutzung der bestehenden Netzkapazitäten

Förderhinweis

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Das Projekt SETHub wird unterstützt im Rahmen der 3. FFG Ausschreibung Energie.Frei.Raum. Die Abwicklung erfolgt im Auftrag des BMK durch die Österreichische Forschungsförderungsgesellschaft (FFG). Mehr Informationen finden sich in der Projektdatenbank der FFG.

Projektpartner

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• AIT Austrian Institute of Technology GmbH
• Energienetze Steiermark GmbH

Arbeitspakete & Deliverables

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Die Projektziele werden mithilfe von fünf dedizierten Arbeitspaketen innerhalb des Projekts erreicht, die auf Folgendes abzielen:

1. Arbeitspaket 1

   Projektmanagment

   Aufgaben
   

   • Projektmanagement und Koordination des Projektteams
   • Überwachung von Fortschritt, Kosten, Qualität und Termintreue
   • Durchführung von Berichterstattung, Ressourcenplanung und Kommunikation
   • Erstellung eines umfassenden Abschlussberichts und eines publizierbaren Berichts
2. Arbeitspaket 2

   Regulatorische Analyse

   Aufgaben
   

   • Definition potenzieller Kombinationen von Betriebsstrategien (netzdienlich oder marktbasiert) der Elektrolyseure und den möglichen Betreibern (Marktakteur oder Netzbetreiber, DSO).
   • Klärung der Eigentümerfrage bei Elektrolyseanalgen
   • Prüfung der regulatorischen Machbarkeit der zuvor definierten Kombinationen

   Im Projekt wurden diese regulatorischen Rahmenbedingungen detailliert analysiert und mit konkreten Organisationsmodellen verknüpft. Dabei wurde insbesondere untersucht, inwiefern marktlicher Betrieb (z. B. Strombezug in Zeiten niedriger Preise und Verkauf von Wasserstoff) mit netzdienlichen Anforderungen vereinbar ist.
   
   Deliverables
   D2.1 Organisationsmodelle für den netzdienlichen Einsatz von Elektrolyse
   
3. Arbeitspaket 3

   Techno-ökonomische Analyse: Fallstudien

   Aufgaben
   

   • Kosten-Nutzen-Analyse des Einsatzes netzdienlicher Elektrolyseanlagen anhand von bis zu drei spezifischen Standorten.
   • Erstellung von 4 realistischen Fallstudien an ausgewählten Standorten des Netzgebiets der Energienetze Steiermark, die sich durch hohe Einspeisekappung, Netzengpässe und Nähe zur Wasserstoffinfrastruktur auszeichnen

   Deliverables
   D3 Simulation von Fallstudien und wirtschaftliche Bewertung von Elektrolyse im Verteilnetz
   
4. Arbeitspaket 4

   Flächendeckende Stromnetzsimulationen

   Aufgaben
   

   • Bestimmung des Einsatzes von Elektrolyseuren für das Netzgebiet mithilfe flächendeckender Stromnetzanalysen

   Deliverables
   D4 Grid-supportive electrolysis in distribution grids: techno-economic and regulatory analysis for Austria
   
5. Arbeitspaket 5

   Verwertung & Verbreitung

   Aufgaben
   

   • Durchführung von Öffentlichkeitsarbeit sowie die Erstellung von wissenschaftlichen Publikationen
   • Diskussion der Ergebnisse der Sondierung mit relevanten Stakeholdergruppen
   • Vorbereitung von Nachfolgeaktivitäten

Einblicke

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1. Projektstart

   31.10.2023

   Kickoff-Workshop mit dem Projektteam in Graz
2. New Energy For Industry (NEFI) Konferenz

   24.10.2024

   Konferenzvortrag

   • Titel: Electrolysis in distribution grids: A Regulatory Valuation on Grid-Supportive Operation
   • Autor:innen: Philipp Ortmann, Carolin Monsberger, Stefan Fink, Bernhard Kroger, Birgit Stockreiter
   • Präsentation: PDF
3. 14. Internationale Energiewirtschaftstagung

   26.02.2025

   Konferenzvortrag

   • Titel: Elektrolyse im Verteilnetz: Eine techno-ökonomische Analyse zum netzstützenden Einsatz.
   • Autor:innen: Philipp Ortmann, Roman Schwalbe, Andreas Patha, Daniel Schwabeneder, Klara Maggauer, Stefan Fink, Gregor Taljan, Moritz Meixner, Oliver Schellander, Maximilian Prasser, Maria Aigner
   • Präsentation: PDF
4. Projektende

   31.03.2025