Regenerative Energien und deren Speichermöglichkeit

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1 Regenerative Energien und deren Speichermöglichkeit Prof. Wolfgang Arlt Universität Erlangen-Nürnberg Lehrstuhl für Thermische Verfahrenstechnik Wiss. Sprecher des Energie Campus Nürnberg EnCN Mitglied des bayerischen Energierates

2 Additiv zu bayerischen Forschungsprojekten wie Bayerische Initiativen für Elektromobilität Angewandte Energieforschung "Solarfabrik der Zukunft" und Smart Grid City Energie aus biogenen Stoffen Neue Werkstoffe und Rohstoffversorgung u.v.a.m hat das bayerische Kabinett ein Forschungsprogramm Bayerische Allianz für Energieforschung und technologie am gebilligt, Finanzrahmen dafür und die energetische Sanierung von staatlichen Gebäuden: 126 Mio. in 2012 bis zu 1 Mrd. innerhalb von 5 Jahren Energiekommissar Günther Oettinger: "Bayern ist mit Adressen wie [Aufzählung von Firmen] Premiumgesprächspartner für Energieforschung" Die Antwort Bayerns 2

3 Ja, aber Energie wird sicher teurer! Im Moment produzieren wir mit weitgehend abgeschriebenen Anlagen und Netzen, es würde auch teurer ohne regenerative Energie Sind wir weit genug? Nein, der Startschuss ist gerade gefallen. günstigere Investitionspreise effektivere Anlagen Speicher Woran fehlt es? Startschuss allein reicht nicht, wir müssen es auch tun. The German angst: Klappt die Energiewende? 3

4 Schere Einkauf Verkauf Mögliche Entwicklung Einspeisevergütung PV/Preis der Elektrizität 4

5 Kein unnötiger elektrischer Leitungsausbau Entlastung des elektrischen Netzes Teilweise Abkopplung vom steigenden Strompreis Strom auch bei Netzausfall (zur Zeit äußerst selten), wenn PV oder Windanlage vorhanden Möglichkeit, von fluktuierenden Strompreisen zu profitieren (bisher nicht realisiert) Gründe für eine dezentrale Speicherung 5

6 Name Menge GWh Netto-Leistung, MW Volllast-h Isar Isar Grafenrheinfeld Grundremmingen B Grundremmingen C Summe Summe: im Mittel 92 in % Voll-Laststunden PV 1000 Bedarf an Menge aus PV (6135 MW x 8) MW in D IST-PV (Ende 2011, aus Zeitung) MW Bei 1000 Volllaststunden Strommenge in GWh GWh bei Zubau von 600 MW/a = 70 a Mittlerer Verbrauch an Elektrizität in Bayern Maximaler elektrischer Abtransport Ungedeckt sind GW = MW MW MW Ausstieg aus der Kernenergie in Bayern: Grenz- Szenario Kompensation Kernkraft allein mit PV 6

7 Der Fortgang des Ausbaus der regenerativen Energien wie Wind und Sonne hängt vom Aufbau von SPEICHERN ab! Wichtige Probleme: 1. Keine konstanten, einheitlichen Signale der Politik; kein Masterplan; kein Beauftragter für den Energiewandel 2. Der wirkliche aktuelle Preis wird dem Kunden nicht mitgeteilt=kein angebotsorientierter Verbrauch (das ist KEIN soziales Problem) 3. Stromspeichernde Anlage zahlen die Elektrizität mit allen Netzabgaben! 4. Der Empfänger des rückgespeicherten Stroms zahlt alle Abgaben erneut. 5. Kleine dezentrale Speicher nehmen nicht am Strommarkt teil. 6. Keine deutsche Netzsteuerungsagentur NETZE SPEICHERN NICHT, SIE VERGRÖßERN NUR DEN KUNDENKREIS Die BMBF-Ausschreibung 2011 Speicher war 8-fach überzeichnet. -> Bundesregierung muss endlich die Speicherforschung anstoßen. Notwendige politische Maßnahmen 7

8 Stationäre Anwendung Dezentrale Speichertechnik, Speicher-Wärme-Kopplung a) Kurzfristig und kleine Mengen (< 2 kwh) b) Mittel- und langfristig große Mengen (> 1 MWh) 8

9 Herzlich Willkommen bei ikratos Solar- und Energietechnik in Weißenohe Wolf Ranfft 2012 Ikratos Solar- und Energietechnik GmbH

10 Energie wird teurer Na turenergie i ntelligent nutzen 2012 Ikratos Solar- und Energietechnik GmbH

11 Schlüsselfertiges Handwerk und Engineering Photovoltaik Wärmepumpe Sonnenwärme BHKW Energiesanieren und Konzepte NaturEnergie intelligent nutzen 2012 Ikratos Solar- und Energietechnik GmbH

12 Das Kühlschrankprinzip: Lange Lebensdauer Die Wärmepumpe NaturEnergie intelligent nutzen 2012 Ikratos Solar- und Energietechnik GmbH

13 Energie aus der Luft.. wenige Kelvin genügen Energie aus der Erde NaturEnergie intelligent nutzen 2012 Ikratos Solar- und Energietechnik GmbH

14 Die Sonne zum Heizen nutzen Neubau bis 100% Bestand bis 35% 2012 Ikratos Solar- und Energietechnik GmbH

15 Photovoltaik 2012 Ikratos Solar- und Energietechnik GmbH

16 Schaltplan Eigenstromnutzung Skizze 2012 Ikratos Solar- und Energietechnik

17 2012 Ikratos Solar- Vorteile und Energietechnik IBC SolStore

18 2012 Ikratos Solar- und Energietechnik Nutzen Sie Ihren Strom länger als die Sonne scheint

19 15 % Modulwirkungsgrad entsprechen 150 Watt / m² Spezifischer Energie-Ertrag Süd/DN 30 /MFR = 950 KWh/KWp Kompletter Installations-Nettopreis max ,- Euro/KWp 3 wichtige Zahlen aus der Solarstrombranche 2012 Ikratos Solar- und Energietechnik

20 Referenzen ikratos hat viele Großanlagen montiert: z.b. Tennishallen-, Kindergärten-, Schul- und Gemeinde-Anlagen 2012 Ikratos Solar- und Energietechnik GmbH

21 Die ikratos Formel: Beste Qualität + Bester Service = Zufriedener Kunde 2012 Ikratos Solar- und Energietechnik GmbH

22 ikratos eröffnet Kompetenzzentrum Energie: Information auf breiter Basis: Energiesprechstunde 2012 Ikratos Solar- und Energietechnik GmbH

23 ikratos.dankt für Ihre Zeit und ist gerne für Fragen da! 2012 Ikratos Solar- und Energietechnik GmbH

24 Stationäre Anwendung Dezentrale Speichertechnik, Speicher-Wärme-Kopplung a) Kurzfristig und kleine Mengen (< 2 kwh) b) Mittel- und langfristig große Mengen (> 1 MWh) 24

25 50 kj/mol H 2 exotherm + 6 H bar, 150 C Katalysator 1-3 bar, 220 C Katalysator - 6 H 2 endotherm 50 kj/mol H 2 = 300 kj/mol LOHC + mechanischer Antrieb Carbazol ist die in der Presse verwendete und unwissenschaftliche Kurzform des am weitestgehenden untersuchten LOHCs, des Systems Dodecahydro-N-ethylcarbazol (H12-NEC)/ N-Ethylcarbazol (NEC) Patent: Air Product & Chemicals [2004] in den USA Liquid Organic Hydrogen Carrier als ein Energie Tragender Stoff 25

26 Jedes Haus mit Heizöltank ist ein potentieller Energiespeicher für unstete Energie! Energie-autarkes Haus bzw. Haus als dezentraler Energiespeicher 26

27 Haushalte in Bayern 6,1 Mill. Anteil Ölheizung ( 30% gleich 1,8 Mill Haushalte Mittlere Tankkapazität 5000 L Tankkapazität aller bayerischen Ölheizungsanlagen 9 Mill. cbm In einem cbm Carbazol sind 2 MWh In 5000 L Carbazol sind 10 MWh Theoretische Speicherfähigkeit Wärme GWh 30 GW PV-Zusatzleistung bedeutet pro ölheizendem Haushalt 16 kw Leistung. Diese Haushalte speisen max. 5 kw/haushalt = 9,6 GW für alle Haushalte ins Netz zurück. Das sind 100% des mittleren Verbrauchs. Fazit In bayerischen Haushalten können 22% der jährlichen Elektrizitätsmenge Bayerns gespeichert werden. Modellrechnung Bayern 27

28 H12-NEC Hydrierung NEC Speichertank NEC H 2 Strom von Windmühle H 2 zum Stromnetz H 2 O Luft H 2 O Geringe Nutzung der Wärme Bessere Nutzung der elektrischen Wege Dehydrierung H12-NEC O 2 Elektrolyseur + Brennstoffzelle Teil-autarke Windanlage 28