Wasserstoff

H2-Pool für Industrie und Rückverstromung; Slider für Elektrolyse-, Rückverstromungs-Leistung und Kavernen-Energie; ~34 % Power-to-Power-Roundtrip.

Auslegung: der H₂-Speicher dient als zentraler H₂-Pool (Architektur nach PyPSA-Eur/REMod/Agora KNDE2045-Konsens). Zuflüsse: Stromüberschuss-Elektrolyse aus Erzeugungsüberschuss (Slider 0–600 GW, Default 0,1 GW, Laden mit η = 0,62 Strom→LHV) und H₂-Import (siehe aussenhandel/h2-handel, geht als LHV verlustfrei in den Pool). Abflüsse: stündlicher H₂-Bedarf der vier Industrie-Sektoren (als H₂-Zwischenprodukt Elektrolysestrom × 0,62; priority-basiert absteigend nach Strom-Hebel, Stahl zuletzt) und Rückverstromung im Defizit (Slider 0–500 GW, Default 0 GW, η = 0,55). Kavernen-Energie 0–1.500 TWh in H₂-LHV (Default 0,1 GWh) — direkt vergleichbar mit Kavernen-Potenzialangaben. Realistischer Anker ~500 TWh (norddeutsches Kavernen-Potenzial DEEP.KBB); darüber hinaus als Stresstest-Reserve.

Wirkungsgradkette: die 34 % Roundtrip gelten für den Power-to-Power-Pfad und ergeben sich aus Laden 0,62 (Elektrolyse ~65 % × Verdichtung/Kaverne ~95 %) × Rückverstromung 0,55 (H₂-ready GuD); Quellen-Korridor 30–42 % (Fraunhofer IKTS/ISE, IEA). Der Pool bilanziert durchgängig in H₂-LHV-Einheiten: SoC(t+1) = SoC(t) + 0,62·StromLaden + Import − SektorBedarf − Rückverstromung/0,55. Elektrolyse-Verluste fallen beim Laden an, Rückverstromungs-Verluste beim Entladen — auch Import-H₂ wird im Defizit mit η = 0,55 verstromt; nur die stoffliche Nutzung (Sektorbedarf) verlässt den Pool 1:1.

Modellgrenze: Dispatch-Priorität 3 ordnet die Rückverstromung hinter Batterie/Pumpspeicher ein — H₂ übernimmt damit den saisonalen Ausgleich. Sektor-H₂-Bedarf wird im Pool-Schritt vor der Strom-Bilanz gedeckt: ungedeckter Bedarf bei leerem Pool fällt auf inländische Direkt-Elektrolyse als Stromlast zurück (entspricht der heutigen Sektor-Last). Eine Mindest-SoC-Restriktion und Temperatur-/Druckverluste der Kaverne bleiben außen vor.

Verwendung

Drei Slider: Elektrolyse 0–600 GW (Default 0,1 GW, Schritt 5 GW), Rückverstromung 0–500 GW (Default 0 GW, Schritt 5 GW), Kavernen-Energie 0–1.500.000 GWh ≈ 1.500 TWh (Default 0,1 GWh, Schritt 5.000 GWh). Defaults spiegeln den effektiv leeren Bestand Ende 2025; realistischer Anker ~500 TWh Kavernen-Potenzial.

Verteilung

H₂-Pool-Dispatch: Zuflüsse aus Stromüberschuss-Elektrolyse (Laden η = 0,62 Strom→LHV) + Import (LHV, verlustfrei in den Pool). Abflüsse: Sektor-H₂-Bedarf priority-basiert (H₂-Zwischenprodukt: Sektor-Elektrolysestrom × 0,62 in LHV, Synthese-Verluste H₂ → Endprodukt trägt der Pool) + Rückverstromung (η = 0,55, Priorität 3, nach Batterie und Pumpspeicher; saisonaler Hub).

Formel

Bilanz (alle Terme in H₂-LHV): SoC(t+1) = SoC(t) + 0,62·StromLaden + Import − SektorBedarf − Rückverstromung/0,55. Power-to-Power: 0,62 × 0,55 ≈ 0,34.

Quellen: Energy-Charts (H₂-Bestand 2025 quasi null); Fraunhofer IKTS Faktencheck Wasserstoff (Roundtrip-Korridor 30-42 %); Fraunhofer ISE Wasserstoff-Balance (Power-to-Power); IEA Future of Hydrogen 2019 (30-42 % je nach Pfad); BNetzA Szenariorahmen 2025.