BRENNSOFFZELLE HOTMODULE. Biogas zur Stromerzeugung mit der Brennstoffzelle. Manuel Lutz Kassel, Februar 2010

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1 BRENNSOFFZELLE HOTMODULE. Biogas zur Stromerzeugung mit der Brennstoffzelle Manuel Lutz Kassel, Februar 2010

2 STARKE MARKEN UND UNTERNEHMEN Marken Produkte Dieselmotoren und komplette Antriebssysteme Gasbetriebene Energiesysteme Dieselbetriebene Energiesysteme Brennstoffzellen Einspritzsysteme Gelenkwellen Folie 2 / MTU Onsite Energy /

3 GRÜNER HIGH-TECH STANDORT: BAYERN Seit 1990 Firmensitz in Ottobrunn bei München Ca. 100 Mitarbeiter Entwicklung, Produktion und Vertrieb von stationären Brennstoffzellenanlagen zur dezentralen Energieversorgung KWK (Cogeneration) und KWKK (Trigeneration) Leistungsklasse: ab 250 kw Folie 3 / MTU Onsite Energy /

4 BRENNSTOFFZELLEN DAS FUNKTIONSPRINZIP Strom Anode Kathode Wasserstoff Sauerstoff Elektrolyt Folie 4 / MTU Onsite Energy /

5 BRENNSTOFFZELLEN DAS FUNKTIONSPRINZIP Strom Anode Kathode Wasserstoff Sauerstoff Elektrolyt Folie 5 / MTU Onsite Energy /

6 BRENNSTOFFZELLEN DAS FUNKTIONSPRINZIP Strom Anode Kathode Wasserstoff Sauerstoff Elektrolyt Folie 6 / MTU Onsite Energy /

7 BRENNSTOFFZELLEN DAS FUNKTIONSPRINZIP Strom Anode Kathode Wasserstoff Sauerstoff Elektrolyt Folie 7 / MTU Onsite Energy /

8 BRENNSTOFFZELLEN DAS FUNKTIONSPRINZIP Strom Anode Kathode Wasserstoff Sauerstoff Elektrolyt Folie 8 / MTU Onsite Energy /

9 BRENNSTOFFZELLEN DAS FUNKTIONSPRINZIP Strom Anode Kathode Wasserstoff Sauerstoff Elektrolyt Folie 9 / MTU Onsite Energy /

10 BRENNSTOFFZELLEN DAS FUNKTIONSPRINZIP Strom Anode Kathode Wasserstoff Sauerstoff Wasser Wärme Elektrolyt Folie 10 / MTU Onsite Energy /

11 ARTEN VON BRENNSTOFFZELLEN Anode Elektrolyt Kathode Hochtemperatur- Brennstoffzellen Keramische BZ Karbonat BZ H 2 H 2 O H 2 O 2- O 2 SOFC: 1000 C O CO 2 2 CO 2-3 MCFC: 650 C H 2 O CO 2 Niedertemperatur- Brennstoffzellen Phosphorsaure BZ Membran BZ Alkali BZ O H + 2 PAFC: 180 C 220 C H 2 H 2 O PEM: 30 C 80 C H 2 H 2 O O 2 OH - H2O AFC: 25 C 35 C Folie 11 / MTU Onsite Energy /

12 HOTMODULE DAS SYSTEM MediaSupply Aufbereitung der Betriebsmedien Anlagensteuerung & Wechselrichter HotModule MCFC Brennstoffzelle Stromerzeugung Folie 12 / MTU Onsite Energy /

13 ZUKUNFTSTECHNOLOGIE SCHON HEUTE: DIE VORTEILE DES HOTMODULES Effizienz Qualität Sicherheit Elektrischer Wirkungsgrad 47 % (+/-2 %) Thermischer Wirkungsgrad bis zu 40 % Teillastunabhängigkeit KWK und KWKK Premium-Strom 400 C Nutzwärme Schadstofffrei Geräuscharm Keine Vibrationen Keine beweglichen Teile Energie vor Ort Vielfalt einsetzbarer Brennstoffe Netzunabhängigkeit Hohe Verfügbarkeit Grundlastversorgung mit erneuerbarer Energie Folie 13 / MTU Onsite Energy /

14 ÜBERLEGENE EFFIZIENZ Elektrische Effizienz in % * Hochtemperatur- Brennstoffzelle HotModule * inkl. ORC (Organic Rankine Cycle) Niedertemperatur- Brennstoffzelle Gasmotor Micro-Gasturbine, Gasturbine, GuD-Kraftwerk 10 0, Kraftwerkleistung in MW Folie 14 / MTU Onsite Energy /

15 GEM. TA LUFT: LEDIGLICH ABLUFT KEINE RELEVANTEN ABGASVORSCHRIFTEN SO2 NOx CO Feinstaub Formaldehyd NMHC NH3 CO2 HotModule < 0,5 mg/m 3 n < 3 mg/m 3 n < 9 ppm < 1mg/m 3 n 0 ppm < 5 ppm < 2 ppm ca g/kwh* TA Luft 350 mg/m mg/m 3 n 150 ppm n/a 60 ppm 50 ppm 30 ppm n/a *HotModule KWK Anwendung Folie 15 / MTU Onsite Energy /

16 EMISSIONSWERTE IM VERGLEICH: SCHADSTOFFFREIE ABLUFT Emissionswerte in mg/mj NMHC NOx CO Verbrennungsmotor Kleine Gasturbine Gasturbine Brennstoffzelle * Nach TA Luft als Abluft klassifiziert, d.h. keine relevanten Abgasvorschriften für den HotModule-Systembetrieb. * Folie 16 / MTU Onsite Energy /

17 VORBILDLICHE CO 2 -BILANZ Energiemix in Deutschland HotModule elektrisch (kwh el ) HotModule KWK (kwh el+th ) g CO 2 /kwh Folie 17 / MTU Onsite Energy /

18 ANWENDUNGSBEREICHE UND ZIELKUNDEN Brennstoffe Anwendungsbereiche Zielkunden Erdgas Biogas Klärgas Methanol Stromerzeugung Kraft-Wärme-Kopplung Kraft-Wärme-Kälte-Kopplung Umweltzonen Hotels und Bürogebäude Krankenhäuser Telekommunikation Rechenzentren Lebensmittelindustrie Energiedienstleister Kläranlagen Industrielle Key Accounts Folie 18 / MTU Onsite Energy /

19 BIOGAS ALS BRENNSTOFF CO 2 -VERSTROMUNG Reaktionen in einer MCFC (HotModule) Interner CO 2 -Loop Anode produziert H 2 O, CO 2 (und Elektronen) Kathode verbraucht O 2, CO 2 (und Elektronen) Rahmenbedingungen MCFC-Kathode: CO 2 -Mangel an der Kathode CO 2 verbessert die Kathodenreaktion Matrix: CO 3 2- Kathode: O 2 + CO 2 CO 3 2- Anode: H 2 + CO 2-3 CO 2 +H 2 O + 2e- -2e- Wirkungsgrad steigt mit CO 2 -Zugabe Experimente Experimente im im Vollmaßstab Vollmaßstab zeigen zeigen einen einen Gewinn Gewinn an an Wirkungsgrad Wirkungsgrad um um 2-5% 2-5% (absolut!) (absolut!) Folie 19 / MTU Onsite Energy /

20 REFERENZANLAGEN T-Systems Rechenzentrum Kläranlage Krankenhaus München KWKK Brennstoff: Biomethan Betriebsstunden: Moosburg KWK Brennstoff: Klärgas aus kommunalen Abwässern Betriebsstunden: Bad Berka KWKK Brennstoff: Erdgas Betriebsstunden: Folie 20 / MTU Onsite Energy /

21 ERDINGER WEISSBRÄU Folie 21 / MTU Onsite Energy /

22 ERDINGER WEISSBRÄU Folie 22 / MTU Onsite Energy /

23 INTEGRATION DER BRENNSTOFF- ZELLE IN DEN BRAUEREIBETRIEB Biogas Abwasseraufbereitung Grobreinigung Bestehende Systeme zur Nutzung des Biogases Feinreinigung Biomethan elektrisches Netz Gebäudeleittechnik der Brauerei Brennstoffzellenanlage = ~ Brauchwasser / Gebäudebeheizung Abluftwärmetauscher Abluft Inselnetz bei Ausfall der öffentlichen Stromversorgung Folie 23 / MTU Onsite Energy /

24 VIELEN DANK FÜR IHRE AUFMERKSAMKEIT. Manuel Lutz Sales Manager Folie 24 / MTU Onsite Energy /