Einsatz von Wasserstoff-Brennstoffzellen als Netzersatzanlage für Basisstationen des Digitalfunks

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1 Einsatz von Wasserstoff-Brennstoffzellen als Netzersatzanlage für Basisstationen des Digitalfunks Sascha-W. Baltruschat Leiter AG Brennstoffzelle Projektorganisation Digitalfunk BOS BB

2 Agenda I. Die Aufgabe II. Warum eine zuverlässige Notstromversorgung? III. Meilensteine zur Brennstoffzelle im Land BB IV. Brennstoffzelle vs. Dieselgenerator V. Eckpunkte des Notstromkonzeptes VI. Förderantrag NIP VII. Ausschreibung

3 Ihr Referent: Name: Alter: Baltruschat, Sascha-W. 33 Jahre Amtsbezeichnung: Polizeikommissar Funktion: Tätig im Projekt: Vorbildung: Leiter AG Brennstoffzelle im TP Netzaufbau der Projektorganisation Digitalfunk BOS BB seit Dezember 2007 als Standortkoordinator im TP Netzaufbau Staatlich anerkannter Vermessungstechniker

4 I. Die Aufgabe Notstromversorgung der 116 Basisstationsstandorte des Landes BB, die noch keine eigene NEA besitzen. Unter Verwendung einer zukunftsorientierten Technologie Geplante Umsetzung innerhalb eines vom Bund geförderten Demonstrationsvorhabens. BOS-Digitalfunknetz für Deutschland > Basisstationen 64 Kernnetzstandorten > Nutzer

5 II. Warum eine zuverlässige Notstromversorgung? Stromausfälle werden bundesweit durch die BNetzA anhand des: erfasst und dokumentiert. SAIDI-Wertes (= System Average Interruption Duration Index) Der SAIDI-Wert gibt die durchschnittliche Versorgungsunterbrechung in Minuten je angeschlossenem Letztverbraucher an. 2009: 14,63 Minuten 2010: 14,90 Minuten 2011: 15,31 Minuten 2012: 15,91 Minuten Vergleich (1) Österreich 2008: 43,69 Minuten Vergleich (2) Portugal 2007: 102,50 Minuten

6 II. Warum eine zuverlässige Notstromversorgung? 15,91 min, das klingt doch harmlos und ist ein Spitzenwert! Jedoch werden damit keine Ereignisse höherer Gewalt erfasst! Lassen Sie uns kurz zurückblicken

7 Orkan Kyrill (18./ ):

8 Orkan Kyrill (18./ ):

9 Orkan Kyrill (18./ ):

10 II. Warum eine zuverlässige Notstromversorgung? Kyrill in Zahlen: Orkan Kyrill (am 18. und 19. Januar 2007) 47 Menschen sterben, 11 davon in Deutschland Entstandene Schäden in Höhe von ca. 3,5 Milliarden Euro Windgeschwindigkeiten bis zu 225 km/h (europaweite Spitzenbö bei 2850 m) Großflächige Stromausfälle, länger als 24 Std, im gesamten Bundesgebiet Im südlichen Brandenburg wurden Stromausfälle bis 48 Std. registriert

11 Münsterländer Schneechaos (26./ ):

12 Münsterländer Schneechaos (26./ ):

13 Münsterländer Schneechaos (26./ ):

14 II. Warum eine zuverlässige Notstromversorgung? Münsterländer Schneechaos (am 26. und 27. November 2005) Stromausfall: Laut RWE waren Menschen in 25 Gemeinden betroffen Für die Kreise Borken und Steinfurt wurde der Katastrophenalarm ausgerufen Selbst vier Tage nach Ende des Schneefalls waren noch nicht alle Orte wieder an das Stromnetz angeschlossen

15 II. Warum eine zuverlässige Notstromversorgung? Konsequenz: Gerade dann, wenn Mobilfunk und Festnetz ausfallen, muss der BOS-Digitalfunk weiterhin zuverlässig arbeiten, damit sämtliche BOS ihren gesetzlichen Auftrag erfüllen können: Die Abwehr von Gefahren für die öffentliche Sicherheit und Ordnung!

16 III. Meilensteine zur Brennstoffzelle im Land BB Anfang 2008 Durchführung einer Marktanalyse Entscheidung zur Durchführung der ersten Teststellung in der internen Standortkonferenz vom Durchführung von insgesamt drei Teststellungen Auswertung der Teststellungen (= siehe Gegenüberstellung unter Pkt. IV) Sondierungsworkshop der NOW am auf der Hannover-Messe zur Durchführbarkeit eines geförderten Leuchtturmprojektes im BOS-Digitalfunk

17 IV. Brennstoffzelle vs. Dieselgenerator Dieselgenerator: + bekannte und jahrzehntelang erprobte Technik + Qualität und Wettbewerb + durch jede Fachfirma im Aggregatebau zu warten und instand zu setzen + hohe Verfügbarkeit von Ersatzteilen + einfaches auffüllen mit Diesel - bestimmte technische Anforderungen an den Aufstellungsort - eingeschränkte Lagerfähigkeit von Diesel (Bio-Anteil, Tankheizungen, Umwälzpumpen etc.) - schlechter elektrischer Wirkungsgrad (ca. 25 %) - sehr hohes Gewicht, keine Mobilität, fest installiert - hohe Geräuschemission - hohe Wartungskosten (bei hoher Verfügbarkeit!) - keine Möglichkeit zur Anpassung der Kapazität - schädlicher Ausstoß von CO2 und CO - Kälteanfällig

18 IV. Brennstoffzelle vs. Dieselgenerator Brennstoffzelle: + geringe Wartungskosten, programmierbare Selbsttests ohne Servicekosten + Temperaturresistent + Gesamtwirkungsgrad (bis zu 54%) + Wasserstoff und Sauerstoff reagieren zu Strom, Wärme und Wasser bzw. -dampf + durch kurze Anlaufzeiten ideal als USV od. NEA geeignet + diverse Kommunikationsschnittstellen und Fernüberwachung per GSM oder UMTS + modulare Konstruktion über 19 Einschübe (teilweise Austausch durch eigene Kräfte mgl.) + flexibel einsetzbar durch kaskadierbare Leistung (0,1 kw bis?) + platzsparend und Innenraumaufstellung möglich + arbeitet mit verschiedene Betriebsstoffen - neue innovative Technik ohne effektive Langzeiterfahrung im Betrieb - firmenspezifische Technikbausteine - Nachhaltigkeit von Service und Wartung - geschultes Personal für Flaschentausch (Alternativen: Methanol, Propan etc.)

19 IV. Brennstoffzelle vs. Dieselgenerator Zusammenfassung: Diesel BZ bekannte und jahrzehntelang pro contra erprobte Technik Wiederbefüllung Betriebsstoff pro/contra pro/contra Temperaturbereich contra pro geringer Wartungsaufwand contra pro (Kosten!) Fernüberwachung contra pro

20 IV. Brennstoffzelle vs. Dieselgenerator - Kostenvergleich Kostenvergleich (Marktsituation: Jul für ein 4 kw-system als betriebsfertige Leistung) Brennstoffzelle (4 kw) Dieselaggregat (20kVA) Beschaffung: , ,- H2-Installation: 9.488,- entfällt (inkl. 13 H2-Flaschen, 50l, 300 bar) entfällt Summe Beschaffung: , ,- Wartungskosten pro Jahr: ca ,- * ca ,- * (in 3 Jahren) (3.000,- ) (9.000,- ) (in 5 Jahren) (5.000,- ) (15.000,- ) Gesamtkosten nach 3 Jahre: ,- (Netto) ,- (Netto) Gesamtkosten nach 5 Jahre: ,- (Netto) ,- (Netto) * Brennstoffzelle und Flaschenlager * Monatlicher Testlauf, Wartung und Dieseltausch

21 V. Eckpunkte des Notstromkonzeptes Standortscharfe Versorgung an 116 Basisstationen Versorgung von: Funktechnik, Accessnetzkomponenten, Klimatechnik, Alarmsysteme und Beleuchtung Erforderlicher Leistungsbedarf zwischen 2,5 und 3,5 kw Einspeisung über einen auf zwei Phasen redundant ausgelegten 230V AC Wechselrichter zur Versorgung des kompletten Standortes. Notstrombetrieb über mind. 72 h in zwei unterschiedlich großen Brennstofflagern

22 V. Eckpunkte des Notstromkonzeptes Einfach und verlässlich, z.b. keine: teuren SLA-Verträge mit kurzen Reaktionszeiten für die Wiederherstellung der Stromversorgung* eigenen mobilen NEA, bei Großschadenslagen stehen sämtliche BOS-Kräfte zur Verfügung; keine 24/7 Bereitschaft von landeseigenen Kräften* (= Verweis auf Arbeitsgemeinschaft der Leiter der Berufsfeuerwehren) Vergabe von Aufträgen an externe Dienstleister zur mobilen NEA-Versorgung; teure SLA-Verträge nötig* * keine 100 % Garantie bei witterungsbedingten Extremsituationen

23 VI. Förderantrag NIP 03. Mai Workshop: Inhalt und Ablauf eines Förderantrages aus dem NIP (= Nationales Innovationsprogramm Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie) Freigabe der Projektskizze durch NOW mit der Aufforderung zur formellen Antragsstellung des Projektes: W-NEA BOS BB mit einem Projektvolumen von: ,- 26. November 2012 feierliche Übergabe des Fördermittelbescheides durch Herrn Dr. Steinle (Abteilungsleiter UI im BMVBS)

24 VII. Ausschreibung Die Ausschreibung zur Beschaffung der BZ-Systeme ist im Rahmen eines VOB-Verfahrens durch den Brandenburgischen Landesbetrieb für Liegenschaften und Bauen erfolgt. (Vergabe- und Vertragsordnung für Bauleistungen) Es wurde ein vorgeschalteter Teilnahmewettbewerb durchgeführt. (formelle Prüfung der interessierten Firmen vor Herausgabe der Vergabeunterlagen) Die 116 Anlagen werden innerhalb einer Ausschreibung auf drei unterschiedlich große regionale Lose (52/39/25) verteilt. Es wird technologisch offen ausgeschrieben, somit kein Ausschluss von speziellen Konzepten oder Betriebsstoffen

25 VII. Ausschreibung Die Leistung beinhaltet den betriebsfertigen Aufbau der BZ-Systeme, die Errichtung sowie die Logistik der Wasserstoffversorgung und die Wartung über den kompletten Projektzeitraum bis zum Angebotsabgabe als GU oder Bietergemeinschaft möglich (GU=Generalunternehmer) Die Ausschreibung wurde auf dem Vergabemarktplatz Brandenburg veröffentlicht: Zehn Bieter haben sich an dem Verfahren beteiligt. Wir befinden uns in der Schlussphase des Vergabeverfahrens. Derzeit wird je Los eine Musteranlage errichtet

26 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit

27 Marktanalyse Die Projektorganisation Digitalfunk BOS BB beauftragte eine Marktanalyse zur Nutzbarkeit von Brennstoffzellen für die Notstromversorgung an Standorten des BOS-Digitalfunks. Zu klärende Fragen: Grundsätzliche Nutzbarkeit der Brennstoffzellentechnologie Verfügbarkeit marktreifer und geeigneter Produkte Zuverlässigkeit und Marktposition potentieller Hersteller Wirtschaftlichkeitsbetrachtung im Vergleich zu Dieselgeneratoren Laufende Kosten während des Betriebes! zurück!

28 Teststellungen im Land BB Übersicht: 1. Teststellung mit P bis Teststellung mit EPS und Downstream bis Teststellung mit b+w und IdaTech bis DOWNSTREAM zurück!

29 NIP Zur Marktvorbereitung dieser Technologie durch: BMVBS, BMWi, BMBF, BMU, Industrie und Vertretern der Wissenschaft formuliert, mit Mitteln der Bundesregierung gefördert und als Zehnjahresprogramm ( ) aufgestellt. Gemeinsam mit der Industrie steht für diesen Zeitraum ein Budget von 1,4 Mrd. zur Verfügung. zurück!

30 NOW Bundesgesellschaft Hundertprozentiger Eigner ist die Bundesregierung, vertreten durch das BMVBS Zentraler Ansprechpartner für die Wasserstoff- und Brennstoffzellenbranche Steuerung und Umsetzung des NIP fachliche und inhaltliche Prüfung von Demonstrationsprojekten (Vorauswahl) kontinuierlicher Abstimmungsprozess mit allen Beteiligten, wie Ministerien, Projektträger, Industrie, Forschungsinstitute, Bundesländer etc. zurück!

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