CO 2 -neutral dank Power-to-Gas Demonstrationsanlage «move»

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1 Willkommen Welcome Bienvenue CO 2 -neutral dank Power-to-Gas Demonstrationsanlage «move» 11. Gasmobil-Symposium Urs Cabalzar

2 Inhalt Power-to-Gas: Treibstoff aus Strom Was ist Power-to-Gas? Welchen Nutzen bringt Power-to-Gas? Vorstellung der Empa-Anlage: move: the Future Mobility Demonstrator Schlüsselthemen zur Technologie PtG: Situation in Deutschland Ökobilanz (LCA) für alternative Treibstoffe Wirtschaftlichkeitsbetrachtung Zusammenfassung Seite 2

3 Inhalt Power-to-Gas: Treibstoff aus Strom Was ist Power-to-Gas? Welchen Nutzen bringt Power-to-Gas? Vorstellung der Empa-Anlage: move: the Future Mobility Demonstrator Schlüsselthemen zur Technologie PtG: Situation in Deutschland Ökobilanz (LCA) für alternative Treibstoffe Wirtschaftlichkeitsbetrachtung Zusammenfassung Seite 3

4 Power-to-Gas Definition Power (Elektrische Energie) to Liquid (synth. flüssige Kohlenwasserstoffe) Gas (Wasserstoff, synth. Methan) Nutzung in der Mobilität Future Mobility Demonstrator, Empa Rückverstromung Proj. Energy System Integration, PSI Einspeisung ins Erdgasnetz Hybridwerk Aarmatt, Regio Energie Solothurn Seite 4

5 Power-to-Gas Motivation Fluktuierende Stromerzeugung ausgleichen / Überschüsse nutzen Bereitstellen einer Möglichkeit zur saisonalen Speicherung Nachfrage nach erneuerbaren Energien erhöhen (und damit Nachfrage nach Strom aus einheimischem Wasserkraftwerken) Seite 5

6 Seite 8

7 Inhalt Power-to-Gas: Treibstoff aus Strom Was ist Power-to-Gas? Welchen Nutzen bringt Power-to-Gas? Vorstellung der Empa-Anlage: move: the Future Mobility Demonstrator Schlüsselthemen zur Technologie PtG: Situation in Deutschland Ökobilanz (LCA) für alternative Treibstoffe Wirtschaftlichkeitsbetrachtung Zusammenfassung Seite 9

8 move: the Future Mobility Demonstrator Strategie (Nutzung einheimischer erneuerbarer Energie) Elektro- Auto Biogas-Anlage e + Netz-Batterie CO 2 CH 4 Fluktuierende oder unrentable erneuerbare Elektrizität e + Elektrolyse H 2 Methanisierung Erdgas/Biogas- Auto Wasserstoff- Fahrzeug H 2 Seite 10

9 move: the Future Mobility Demonstrator Ziele Ziele des Projektes: - Erarbeitung energetischer und ökonomischer Analysen zur Technologie Power-to-Gas - Optimierung der Betriebsstrategie der Gesamtanlage (mit Hilfe von Modellen) - Erschaffen einer Plattform für Forschungsaktivitäten von Empa und Industriepartnern - Demonstration der Technologie Fassade: Al-Streckmetall + Optik + Sicherheitsaspekt (hohe natürliche Luftzirkulation) Eröffnung: 23. Nov Seite 11

10 Future Mobility Demonstrator Hauptkomponenten Seite 12

11 Inhalt Power-to-Gas: Treibstoff aus Strom Was ist Power-to-Gas? Welchen Nutzen bringt Power-to-Gas? Vorstellung der Empa-Anlage: move: the Future Mobility Demonstrator Schlüsselthemen zur Technologie PtG: Situation in Deutschland Ökobilanz (LCA) für alternative Treibstoffe Wirtschaftlichkeitsbetrachtung Zusammenfassung Seite 13

12 Situation in Deutschland Vorreiter in der Power-to-Gas Technologie Anteil erneuerbarer Energieträger in der Stromproduktion: Strompreise Anfang August 2014: Quelle: Johannes Mayer, Bruno Burger, Fraunhofer ISE; Data:EPEX- SPOT, EEX,Entso-e Seite 14

13 Situation in Deutschland Vorreiter in der Power-to-Gas Technologie Daten zur PtG-Anlage in Werlte 6 MW Elektrolyseleistung e - = H 2 : Alkali-Elektrolyse H 2 = CH 4 : Festbett-Reaktor CO 2 aus angrenzender Biogasanlage CH 4 wird vor Ort ins Erdgasnetz eingespeist 4000 Betriebsstunden p.a. reicht für Audi A3 g-tron ( km/a) Quelle: audi-mediacenter.com Qualifiziert für Regelenergiemarkt Von Stand-by bis Volllast in 5 min Anlage ist Teil eines Pools Quelle: powertogas.info Seite 15

14 Situation in Deutschland Vorreiter in der Power-to-Gas Technologie Schema der PtG-Anlage in Werlte: Seite 16

15 Ökobilanz (LCA) von Personenwagen Vergleich verschiedener Antriebskonzepte Quelle: Bauer et al, Applied Energy (2015) Fuchs et al. ATZ (2014) Verbrauchsdaten gemäss Spritmonitor.de (2015) Seite 17

16 Ökobilanz (LCA) von Personenwagen Vergleich verschiedener Antriebskonzepte Erneuerbar Fossil Erneuerbar Fossil Erneuerbar Fossil Quelle: Bauer et al, Applied Energy (2015) Fuchs et al. ATZ (2014) Verbrauchsdaten gemäss Spritmonitor.de (2015) Seite 18

17 Wirtschaftlichkeit von PtG-Anlagen Machbarkeitsstudie im Auftrag des BAFU Power-to-H 2 /HC in der Schweiz Studie zur Untersuchung folgender Punkte - Technische Machbarkeit - Potenzial - Nutzen - Wirtschaftlichkeit Bsp.-Resultate aus Vorarbeiten mit untenstehenden Annahmen - Anlagengrösse: 25 MW - Betriebsstunden p.a.: 4400 h - Ohne Netzgebühren Gestehungskosten: ~20 Rp/kWh SNG Quelle: S. Teske et al. Seite 19

18 Inhalt Power-to-Gas: Treibstoff aus Strom Was ist Power-to-Gas? Welchen Nutzen bringt Power-to-Gas? Vorstellung der Empa-Anlage: move: the Future Mobility Demonstrator Schlüsselthemen zur Technologie PtG: Situation in Deutschland Ökobilanz (LCA) für alternative Treibstoffe Wirtschaftlichkeitsbetrachtung Zusammenfassung Seite 20

19 Zusammenfassung Motivation PtG: Kurzzeitige und saisonale Speicherung möglich Erhöhung der Nachfrage nach erneuerbarer Energie (Unterstützung einheimischer Wasserkraft) Anlage «move»: Plattform für Forschungsaktivitäten der Empa und ihrer Projektpartner im Bereich PtG Bsp. Deutschland: Technologie ist ausgereift. Potential liegt noch in der Optimierung des Betriebs. Ökobilanz: nicht «elektrisch statt verbrennungsmotorisch» sondern «erneuerbar statt fossil» Wirtschaftlichkeit: herausfordernd aber machbar Seite 21

20 Danksagung Danke für die Unterstützung: Brigitte Buchmann Christian Bach Marco Brügger Sinan Teske Urs Elber Partner: FOGA Forschungs-, Entwicklungs- und Förderungsfonds der schweizerischen Gasindustrie Fonds de recherche, de développement et de soutien de l'industrie gazière suisse Seite 22

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