Impact of hydrogen on the european grid in 2030

With the EU goal toward a 90% reduction in GHG emissions by 2040, hydrogen production via electrolysis will undoubtedly contribute to a very vital part of this decarbonization strategy. The forecasted hydrogen production in 2030 is proposed to use around 400 TWh of electricity, thus placing reasonably heavy demands on the European power grid. This work uses a modified PyPSA-Eur model to examine the effects on grid stability, redispatch needs, and CO₂ emissions imposed by large-scale electrolyzer deployment in the context of a Europe-wide zonal market structure. Using real-world data provided by the Joint Research Centre (JRC) of the European Commssion, a series of hydrogen deployment scenarios have been evaluated, considering their impact on the future European power grid. The analysis emphasizes the key role of electrolyzers in absorbing surplus renewable energy, a fact that reduces needs related to redispatch and, therefore, cuts operational costs for the grid. The absorption capacity will reduce reliance on conventional generation sources and help lower direct emissions. This study also informs about the certification of green hydrogen, showing that current real-world deployments already result in significant quantities of certified green hydrogen, although these outcomes are also influenced by grid conditions and spatial deployment strategies. In summary, the results underlined that both strategic alignment of electrolyzer placement and policy adaptation are crucial for a well-positioned hydrogen contribution in view of Europe's transition to a low-carbon energy system.

Con l'obiettivo dell'UE di ridurre le emissioni di gas serra del 90% entro il 2040, la produzione di idrogeno tramite elettrolisi rappresenterà senza dubbio una parte fondamentale di questa strategia di decarbonizzazione. Si prevede che la produzione di idrogeno nel 2030 utilizzi circa 400 TWh di elettricità, causando una pressione significativa sulla rete elettrica europea. Questo studio utilizza un modello basato su PyPSA-Eur, modificato per esaminare gli effetti dell'installazione su larga scala di elettrolizzatori sulla stabilità della rete, sul ridispacciamento e sulle emissioni di CO₂, nel contesto di una struttura di mercato zonale a livello europeo. Utilizzando dati reali forniti dal Joint Research Centre della Commssione Europea, sono stati valutati una serie di scenari di distribuzione dell'idrogeno, considerando il loro impatto sulla futura rete elettrica europea. L’analisi sottolinea il ruolo chiave degli elettrolizzatori nell’assorbire l'energia rinnovabile in eccesso, riducendo così le operazioni di ridispacciamento, di conseguenza, i costi operativi per la rete. La capacità di assorbimento contribuirà a diminuire la dipendenza dalle fonti di generazione convenzionali e a ridurre le emissioni dirette. Questo studio offre inoltre informazioni sulla certificazione dell'idrogeno verde, dimostrando che le future previste installazioni produrranno già quantità significative di idrogeno verde certificato, sebbene influenzate dalle condizioni della rete e dalle strategie di distribuzione spaziale. In sintesi, i risultati evidenziano come sia l'allineamento strategico del posizionamento degli elettrolizzatori sia l'adattamento delle politiche siano fondamentali per un contributo efficace dell'idrogeno nella transizione dell'Europa verso un sistema energetico a basse emissioni di CO2.