Wasserstoff-Transportsysteme aus der Lebenszyklusperspektive. Martin Beermann

Transkript

1 WasserstoffTransportsysteme aus der Lebenszyklusperspektive Martin Beermann 4. Österreichische WasserstoffKonferenz, 7. September 0

2 Ausgangslage Wasserstoff ist neben Strom und Biotreibstoffen eine der 3 Säulen in den Strategien der öffentlichen Hand und der Industrie für ein nachhaltiges Transport und Verkehrssystem Wasserstoff ist ein Sekundärenergieträger und kann wie Strom über eine große Vielfalt an Primärenergieträgern und Umwandlungstechnologien erzeugt werden Primärenergieträger Umwandlungstechnologien Standort Biomasse, biogene Reststoffe, Klärschlamm Holz aus Forstwirtschaft, Kurzumtrieb, Sägenebenprodukte Sonne, Wind, Wasserkraft EnergieträgermixÖsterreich, EU Erdgas Kohle Biogasanlage + Methanisierung + Dampfrefomierung Holzvergasung + HSnthese Stromerzeugungsanlagen + Elektrolyse Dampfreformierung (m/o CCS) GuD + Elektrolyse (m/o CCS) Kohlevergasung + HSynthese (m/o CCS) Zentral Regional OnSite Zentral Regional Zentral OnSite Zentral Regional OnSite Zentral Zentral

3 Bewertung der Umweltwirkungen Eine vergleichende Bewertung von WasserstoffFahrzeugen mit anderen Transportsystemen erfordert die Einbeziehung der WasserstoffErzeugung Die Lebenszyklusanalyse ist ein geeignetes Instrument, um die Energie und Transportsysteme mit dem im Vergleich größten GesamtReduktionspotential von Umweltwirkungen zu identifizieren Lebenszyklusanalysen informieren auch darüber, welcher Abschnitt des Lebenszyklus die größte Umweltwirkung hat Typische Umweltwirkungen sind: TreibhausgasEmissionen, Primärenergiebedarf, Versauerungspotential, Staubemissionen Die Analysen folgen der Methodik nach ISO 4040 und auf der Datenbasis von GEMIS, Ecoinvent und eigenen Datensätzen

4 Umweltwirkung z.b. THGEmissionen Herstellung Demontage Die 3 Phasen im Lebenszyklus eines Transportsystems Betrieb Zeit

5 Umweltwirkung z.b. THGEmissionen Herstellung Demontage Die 3 Phasen im Lebenszyklus eines Transportsystems Kumulierte Emissionen Betrieb Fahrzeug A A Fahrzeug B B Zeit

6 Biogener RohstoffMix Vergleich Transportdienstleistung WasserstoffBrennstoffzellen und BatterieElektro Fahrzeug ERNEUERBAR Wind, Wasser Sonne Biogener RohstoffMix FOSSIL Erdgas Biogasanlage+ Methanisierung Stromerzeugung Biogas Biogasanlage Förderung+ Aufbereitung Biomethan Reformierung Elektrolyse Reformierung Stromerzeugung Wasserstoff Wasserstoff Strom Tankstelle Strom Ladestation HBZ Fahrzeug Batterie Fahrzeug Transportdienstleistung

7 Beispiel ElektroLogistikfahrzeug mit HBrennstoffzellen Range Extender (Projekt ELogBiofleet) Energie und Material für Errichtung + Betrieb Transport Biomethan H Transport Produktion Primärenergieträger Biogasanlage + Methanisierung Dampfreformierung + Tankstelle Fahrzeug Betrieb Demontage Nebenprodukte Demontage der Anlagen WelltoTank (WTT) TanktoWheel (TTW) WelltoWheel (WTW)

8 8 WTWTreibhausgasEmissionen (g COeq/h) Vorläufige Ergebnisse: BZRE + H aus Biomethan WG Biomass production (collection)* 9 Transport 7 75% Biogas station 45 99% WTT Methanisation 5 Transport NG pipeline 5 50% Biomethane reforming 50 H compression+refuelling 0 45% TTW FCRange Extender Vehicle 65 7% WTW Total * (85% energy plants, 5% manure) Greenhouse gas emissions [g COeq / h]

9 WTWTreibhausgasEmissionen (g COeq/h) Vorläufige Ergebnisse: EFahrzeug + Strom aus Biogas 9 WG Biomass production (collection)* 30 Transport 75% Biogas station 7 30% WTT MicrogasTurbine 3 Electricity grid 90% Charging station 4 59% TTW BatteryElectric Vehicle 35 % WTW Total * (85% energy plants, 5% manure) Greenhouse gas emissions [g COeq / h]

10 WTWTreibhausgasEmissionen (g COeq/h) Vorläufige Ergebnisse: BZRE + HPfade im Vergleich 0 H Biomethane reforming 59 H wood (SRC) gasification 488 H Electrolysis with PV 70 WTT TTW H Electrolysis with hydro power 445 H Natural gas reforming Greenhouse gas emissions [g COeq/h]

11 WTWFossiler Primärenergiebedarf (kwh/h) Vorläufige Ergebnisse: BZRE + HPfade im Vergleich H Biomethane reforming,3 H wood (SRC) gasification, H Electrolysis with PV,9 WTT TTW H Electrolysis with hydro power 0,8 H Natural gas reforming 3, Fossil primary energy demand [kwh/h]

12 WTW GHGemissions [g COeq / h] WTWTHGEmissionen vs. foss. Primärenergie Vorläufige Ergebnisse: BZRE und EFahrzeug EFahrzeug BZFahrzeug BZRE + H aus Elektrolyse + Wasserkraft EFzg + Strom aus Biogas BZRE + H aus Biomethan Reformierung BZRE + H aus HolzVergasung EFzg + Strom Mix Österreich 00 EFzg + Strom aus Wasserkraft 0 0,0 0,5,0,5,0,5 3,0 3,5 4,0 WTW Fossil primary energy demand [kwh/h]

13 Vision: Aufbau HTankstellenInfrastruktur für erste Flotten in Österreich (z.b. dezentrale Elektrolyse + Nutzung O und Wärme) ÖkoWasserstoffTankstelle der Zukunft

14 Vision: Aufbau HTankstellenInfrastruktur für erste Flotten in Österreich: Cluster Linz, Graz und Wien je 00 Fahrzeuge Autowaschanlage 3 Krankenhaus klein 3 Krankenhaus mittel Krankenhaus groß Tankstelle klein Tankstelle groß

15 Vision: Aufbau HTankstellenInfrastruktur für erste Flotten in Österreich: Cluster Linz, Graz und Wien je.000 Fahrzeuge Autowaschanlage 5 Krankenhaus klein 7 Krankenhaus mittel 6 Krankenhaus groß 3 Tankstelle klein 6 Tankstelle groß 3

16 Vision: Aufbau HTankstellenInfrastruktur für erste Flotten in Österreich: Fahrzeuge Autowaschanlage 4 Krankenhaus klein 3 Krankenhaus mittel 0 Krankenhaus groß 9 Tankstelle klein Tankstelle groß

17 Vision: Aufbau HTankstellenInfrastruktur für erste Flotten in Österreich: Fahrzeuge Autowaschanlage 4 Krankenhaus klein 69 Krankenhaus mittel 4 Krankenhaus groß 0 Tankstelle klein 87 Tankstelle groß 7

18 Ausblick 5. Österreichische WasserstoffKonferenz im September 04 ;)

19 Kontakt DI Martin Beermann Elisabethstraße 8/II 800 Graz, Austria