Umweltschonung mit BZH /Stromerzeugung

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Albert Wolf
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1 Intelligente Wärme. Sauberer Strom. Galileo 1000 N - Die Energieversorgung für Einfamilienhäuser von morgen Präsentation für die 9. Fachtagung Versorgungstechnik Energiewende mit Mikro-KWK, Herausforderung für das Fachhandwerk und die Berufsbildung Volker Nerlich

2 Umweltschonung mit BZH /Stromerzeugung Erdgas ist ein Energieträger, der bei den Bemühungen um den Klimaschutz eine wichtige Rolle spielt und weiterhin spielen kann. Kraft-Wärme-Kopplung mit Erdgas verursacht geringste die CO2- Emissionen, auch im Vergleich zu Erneuerbaren Energien. Brennstoffzellen sind darüber hinaus noch einmal effizienter als jeder andere verfügbare Technik und verstärken diesen Einspareffekt. Galileo 1000 N - Die Energieversorgung für Einfamilienhäuser von morgen Seite 2 22

3 Brennstoffzellen-Heizgerät Erfahrungen und Erwartungen Unternehmen Galileo 1000 N - Die Energieversorgung für Einfamilienhäuser von morgen Seite 3 22

4 Brennstoffzellen-Heizgerät Galileo 1000 N Hexis-SOFC und System-Architektur Galileo 1000 N - Die Energieversorgung für Einfamilienhäuser von morgen Seite 4 22

5 Brennstoffzellen-Heizgerät Galileo 1000 N Spezifikationen Brennstoffzelle Elektrische Leistung Thermische Leistung Elektrischer Wirkungsgrad Gesamt-Wirkungsgrad Betrieb Emissionen 1 kwel (AC, netto) 1.8 kwth % 95 % (Hu, TRL = 30 C) modulierend, im Sommer aus NOx/CO < 30 mg/kwh Schall < 30 db(a) Zusatzbrenner Thermische Leistung Betrieb Gesamtwirkungsgrad 5-20 kwth modulierend, WWB im Sommer 105 % (Hu, TRL = 30 C) Gesamtes Gerät Jährliche Betriebsdauer Grösse Gewicht h/a ~ 640 x 560 x 1640 mm 170 kg Galileo 1000 N - Die Energieversorgung für Einfamilienhäuser von morgen Seite 5 22

6 Brennstoffzellen-Heizgerät Galileo 1000 N Eigenschaften Bedarfsgerechte Strom- und Wärmebereitstellung Hoch effiziente Brennstoffnutzung durch elektrochemische Energiewandlung und Kraft-Wärme-Kopplung Verbrauchernahe lastnahe Installation der Anlagen und damit geringe Übertragungs- und Verteilungsverluste. Niedrigste Schadstoff- und Lärmemissionen Betriebskosten-Reduzierung bei Wärme- und Stromerzeugung Abdeckung des Wärmebedarfs auch bei Stromausfall Einfache Installation in vorhandene Hauswärmeversorgung, GasVersorgungsleitung, Hauselektrik und Abgassystem Kostengünstigere Auslegung von verbrauchsnahen kleinen KWKSystemen im Vergleich zu Kraftwerken mit aufwändigen Wärmeverteilnetzen Galileo 1000 N - Die Energieversorgung für Einfamilienhäuser von morgen Seite 6 22

7 Brennstoffzellen-Heizgerät Galileo 1000 N Bedarfsgerechte Erzeugung von Strom und Wärme Galileo 1000 N - Die Energieversorgung für Einfamilienhäuser von morgen Seite 7 22

8 Brennstoffzellen-Heizgerät Galileo 1000 N Markt Vermarktungsidee Aufstellraum Einsatz im Einfamilienhaus zur Abdeckung des Stromgrund- und kompletten Wärmebedarfs Erzeugung von Strom aus günstigem Erdgas und Ersatz vom Strombezug aus dem Netz Ersatz des Gas-/Öl-Heizkessels Grundvoraussetzung für den Betrieb Pumpen-Warmwasserheizung Anschluss an Strom- und Erdgasnetz Mindestwärmebedarf Galileo 1000 N - Die Energieversorgung für Einfamilienhäuser von morgen Seite 8 22

9 Brennstoffzellen-Heizgerät Erfahrungen und Erwartungen Unternehmen Galileo 1000 N - Die Energieversorgung für Einfamilienhäuser von morgen Seite 9 22

10 Erfahrungen und Erwartungen Status Hexis - Reifegrad Galileo 1000 N Umsetzungsgrad Sollwert Istwert Einheit % Lebensdauer Brennstoffzelle (1) 40'000 33'000 h Elektrische Leistung AC, netto 1'000 1'000 W Elektrischer Wirkungsgrad AC, netto % Gesamtwirkungsgrad % Emissionen, NOx mg/kwh Emissionen, CO mg/kwh Emissionen, Geräusch (2) db(a) Gewicht kg Abmessungen 55x55x160 55x55x160 mm Herstellkosten, BZ, Design to cost % Herstellkosten, BoP, Design to cost % Zuverlässigkeit Brennstoffzellenbetrieb % Zuverlässigkeit Wärmeversorgung % (1) 33'000 h im Labor gezeigt, vorsichtige Extrapolation auf 35'000-40'000 h bzw. Erwartung für aktuelle Technologie (2) durch T.B.E.im Feldtest-EFH bei reinem BZ-Betrieb gemessen, ca. 35 db(a) inkl. Zusatzbrenner Galileo 1000 N - Die Energieversorgung für Einfamilienhäuser von morgen Seite 10 22

11 Erfahrungen und Erwartungen Installierte Feldtestanlagen nach Anwendung 18% 5% 2% EFH öffentl. Gebäude Versuchshalle Ausstellung 75% Die durchschnittliche Betriebsdauer im Anwendungsfall EFH beträgt ca h/jahr* Die mittlere Verfügbarkeit im SOFC-Betrieb beträgt > 95% Der Gesamtnutzungsgrad (thermisch und elektrisch) liegt zwischen ca. 82 und 95% (HU) Galileo 1000 N - Die Energieversorgung für Einfamilienhäuser von morgen Seite 11 22

12 Erfahrungen und Erwartungen Feldtest in Einfamilienhäusern T.B.E. Technische Beratung Energie GmbH Einfamilienhaus, Mülheim (D) Galileo 1000 N - Die Energieversorgung für Einfamilienhäuser von morgen Seite 12 22

13 Erfahrungen und Erwartungen Feldtest in Einfamilienhäusern EnBW Energie Baden-Württemberg AG Einfamilienhaus, Ölbronn (D) Galileo 1000 N - Die Energieversorgung für Einfamilienhäuser von morgen Seite 13 22

14 Erfahrungen und Erwartungen Feldtest in Einfamilienhäusern EWE Energie AG Zentrum Zukunft, Emstek (D) Galileo 1000 N - Die Energieversorgung für Einfamilienhäuser von morgen Seite 14 22

15 Erfahrungen und Erwartungen Kennzahlen aus dem Feld Kennzahl BZH Verhältnis Gasbedarf BZ zu Gasbedarf vom BZH Wärmedeckungsgrad, inkl. TWW Stromdeckung Hausbedarf Stromüberschuss (Einspeisung) Thermischer Nutzungsgrad (nur Nutzwärme, inkl. Speicherverluste und ZB) Elektrischer Nutzungsgrad (AC,netto) Gesamtnutzungsgrad Jahresstromproduktion (AC,netto) Wert 80 % 70 % 90 % 30 % 56.4 % 29.7 % 86.1 % kwh/a Bemerkungen Messwerte aus Heizperiode 2010/11 aufgenommen im Niedrigenergiehaus (also einem eher ungünstigen Objekt) alle Werte auf HU bezogen Galileo 1000 N - Die Energieversorgung für Einfamilienhäuser von morgen Seite 15 22

16 Erfahrungen und Erwartungen Zusammenfassung Technischer Fortschritt (Lebensdauer, Robustheit, Leistungsfähigkeit) Markteinführung ab 2013 sehr realistisch Feldtest-Erfahrungen mit mehr als 90 BZH Hohe Verfügbarkeit und Bestätigung der technischen Daten Schulung von mehr als 80 Handwerkern Erfolgreicher Aufbau von Kompetenz bei wichtigen Partnern Sehr positives Feedback des Handwerks bezüglich Planung, Installation und Service Vergleichbar mit Gas-Brennwertkessel Vertriebs- und Servicekooperation mit etablierten Unternehmen aus der Heizungswirtschaft Marktzugang für Galileo gesichert Marktumfeld ändert sich zugunsten Mikro-Kraft-Wärme-Kopplung Galileo 1000 N - Die Energieversorgung für Einfamilienhäuser von morgen Seite 16 22

17 Brennstoffzellen-Heizgerät Erfahrungen und Erwartungen Unternehmen Galileo 1000 N - Die Energieversorgung für Einfamilienhäuser von morgen Seite 17 22

18 Unternehmen Hexis Ein Unternehmen, zwei Gesellschaften Firmensitz in Winterthur, Zellproduktionsanlage, Zell- und Systemprüfstände Galileo 1000 N - Die Energieversorgung für Einfamilienhäuser von morgen Seite 18 22

19 Unternehmen Hexis Montage Systeme und Brennstoffzellen Zell-Produktion und Stack- Montage Kapazität für bis zu Zellen/Jahr (entspricht ca. 300 Systemen) Qualitätskontrolle für Keramik-Produktion Kapazität für ca. 5-8 Stacks und Brennstoffzellenmodule pro Tag Nächste Schritte sind geplant Pilot-Produktion für Brennstoffzellen-Heizgerät Kapazität für 1-2 Systeme pro Tag CE-zertifizierte Montage und Endkontrolle einsatzbereites System wird ausgeliefert Erweiterung in vorhandener Infrastruktur beider Gesellschaften um < Geräte/Jahr Galileo 1000 N - Die Energieversorgung für Einfamilienhäuser von morgen Seite 19 22

20 Unternehmen Hexis Ein Unternehmen, zwei Gesellschaften CHF/Stk., Stk./a Brücke zum Markt Absatz Verkaufspreis Zielpreis Phase 2006 Produktentwicklung 2009 Demonstration und Entwicklung Markteinführung Galileo 1000 N 2013 Premiummarkt ab 2017 Gross-Serien- Markt Galileo 1000 N - Die Energieversorgung für Einfamilienhäuser von morgen Seite 20 22

21 Unternehmen Hexis Marktkooperation Zusammenarbeit im Bereich der stationären, Erdgas-betriebenen Brennstoffzellen in der Anwendung für Ein- und kleine Mehrfamilienhäuser Art der Zusammenarbeit Vertrieb von Brennstoffzellen-Heizgeräten Aufbau einer gemeinsamen Service-Organisation Entwicklungsarbeit Beschaffung von Komponenten und Bauteilen Galileo 1000 N - Die Energieversorgung für Einfamilienhäuser von morgen Seite 21 22

22 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit HEXIS GmbH Schuthaißstrasse Konstanz Deutschland T F info@hexis.com Galileo 1000 N - Die Energieversorgung für Einfamilienhäuser von morgen Seite 22 22

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