In Utrecht wird es in Kürze Ladestationen geben, die Elektroautos auf- und entladen können. So kann das Auto in Zeiten der Energieknappheit Strom ins Netz zurückführen. Dieses neue Energie- und Mobilitätssystem ist das Ergebnis einer Zusammenarbeit zwischen We Drive Solar und Renault. Ein ähnliches System, das jedoch auf Wasserstoff basiert, wird an der TU Delft entwickelt.

Auto als Kraftwerk

Wasserstoffautos können als Puffer in einem nachhaltigen Energiesystem dienen. Das von Professor Ad van Wijk, von der TU Delft, initiierte Konzept „Auto als Kraftwerk“, nutzt geparkte Brennstoffzellenautos als Kraftwerke. Dazu gehören neben der notwendigen Technologie zum Beispiel auch Anreize für die Teilnahme von Autobesitzern an einem solchen System. Esther Park Lee promovierte kürzlich für ihre Forschung zu verschiedenen Formen von Verträgen zu diesem Zweck.

„Im Durchschnitt fahren wir nur etwa sieben Prozent der Zeit mit unseren Autos, den Rest der Zeit parken sie“, sagt Esther Park Lee, Forscherin an der Fakultät für Technik, Politik und Management. Ein Brennstoffzellenauto wandelt Wasserstoff in Strom, Wärme und sauberes Wasser um. Das stationäre Wasserstoffauto kann diesen Strom auch ins Stromnetz einspeisen und so als Puffer in einem nachhaltigen Energiesystem dienen, da die Energieversorgung aus erneuerbaren Quellen wie Wind und Sonne schwankt.

Vehicle-to-Grid

In einem nachhaltigen Energiesystem verändern sich die traditionellen Rollen von Verbrauchern und Lieferanten. Dies zeigt sich bereits in Haushalten, die den Überschuss an Energie aus ihren Solarmodulen ins Netz liefern; sie sind so genannte Prosumer geworden: Sie nutzen und produzieren Energie. Dies führt auch zur Entstehung neuer Dienstleistungen, wie sie von Portaldiensten angeboten werden: Parteien, die im Auftrag von Haushaltsgruppen oder Unternehmen zwischen flexiblem Angebot und Nachfrage von Strom vermitteln. Esther Park Lee untersuchte die Wechselwirkungen zwischen solchen Prosumenten und Portaldiensten in einem System, in dem Brennstoffzellenautos Strom ins Netz liefern, dem sogenannten Vehicle-to-Grid-System.

„Als Träger der Solar- und Windenergie kann Wasserstoff einen wesentlichen Beitrag zu diesem Übergang leisten, aber auch zur Dekarbonisierung der Sektoren Energie, Mobilität und Verkehr sowie der Prozessindustrie beitragen“

Basierend auf realistischen Mobilitätsdaten entwarf Esther Park Lee Simulationsexperimente für verschiedene Situationen. „Da der Energiebedarf, die Verfügbarkeit des Autos für das Energiesystem Schwankungen aufweist“, sagt sie. Sie untersuchte, wie mit Hilfe verschiedener Vertragsformen die ‚Vehicle-to-Grid‘ Energieversorgung und damit die Zuverlässigkeit des Systems erhöht werden kann. Solche Verträge könnten beispielsweise auf einem Mindestpreis beruhen, zu dem ein Fahrer sein Fahrzeug für die ‚Vehicle-to-Grid‘ Versorgung zur Verfügung stellt, oder auf einer bestimmten Energiemenge, die dem Fahrzeughalter für einen bestimmten Zeitraum zur Verfügung stehen muss. Die Ergebnisse der Studie geben Aufschluss darüber, wie das Potenzial von Brennstoffzellenfahrzeugen durch Verträge genutzt werden kann, die die Regeln für die Verfügbarkeit und andere Parameter definieren.

Energiewandel

Die Forschung von Esther Park Lee ist Teil des Projekts „Car as Power Plant“ (CaPP), das alle Aspekte eines Vehicle-to-Grid-Energiesystems untersucht. An der TU Delft wird auch die Rolle des Wasserstoffs für den gesamten Energiewandel untersucht. „Als Träger der Solar- und Windenergie kann Wasserstoff einen wesentlichen Beitrag zu diesem Übergang leisten, aber auch zur Dekarbonisierung des Energie-, Mobilitäts- und Verkehrssektors sowie der Prozessindustrie beitragen“, sagt Zofia Lukszo, Professorin für intelligente Energiesysteme und Förderin von Esther Park Lee. Im Green Village, einem lebenden Labor für nachhaltige Innovationen auf dem Campus der TU Delft, wurde kürzlich eine spezielle Wasserstoffstraße eröffnet, um zu untersuchen, unter welchen Bedingungen das bestehende Gasnetz für den Transport von grünem Wasserstoff genutzt werden kann, um schließlich Wasserstoff schnell und kostengünstig an fast jeden Ort in den Niederlanden zu transportieren.