Energiewende mit Power-to-Gas
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- Lucas Schumacher
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1 Energiewende mit Power-to-Gas Sektorenkopplung mit Wasserstoff 9. Netzwerktreffen der Energiekümmerer in SH Bad Malente 30. April 2016 Dr. Lars Jürgensen
2 Agenda. Herausforderungen zukünftiger Energiesysteme Wasserstoff als zentrales Bindeglied Unsere Lösungsansätze Der Stromlückenfüller Andere Möglichkeiten 2
3 Warum brauchen wir Stromspeicher? 3
4 Residual-Produktion 4
5 Überblick Speichertechnologien Für jede Anwendung ein Speicher (Auswahl) Mechanische Energiespeicher Elektrochemische Speicher Thermische Energiespeicher Chemische Energiespeicher 5
6 Chemische Energiespeicher. Begriffsklärung. Energie wird als chemische Bindungsenergie gespeichert Beispielsweise Elektrolyse von Wasser (endotherm): H 2 O H 2 + ½O 2 ΔH = 572 kj/mol Rückreaktion setzt Energie frei therm): H 2 + ½O 2 H 2 O ΔH = -572 kj/mol Wasserstoff ist der einzig praktikable Link zwischen elektr. und chemischer Energie! 6
7 PEM-Elektrolyse-Stack Das Herzstück eines Elektrolyseurs Tochterfirma H-TEC als Elektrolyse- Spezialisten Druckelektrolyse mit hohem Wirkungsgrad Proton-Exchange-Membrane (PEM) Geeignet für dynamischen Betrieb Derzeit scale-up auf 1-MW-Klasse 7
8 Kostendegression und Märkte 8
9 Beispiel Photovoltaik. Wie die Kosten sich entwickelten. Quelle: 9
10 Einsatz von P2G-Speichern Zwischenfazit. Saisonale Langzeit-Speicherung nur mit P2G möglich! Nur P2G bietet genügend Kapazität Kraftwerksleistung bis 1 GW realisierbar Existierende Infrastruktur (z.b. Kavernenspeicher) H 2 immer als Bindeglied nötig! 10
11 H 2 kann mehr. Wasserstoff als Rohstoff und Energieträger 11
12 Sektorenkopplung. Deutschland Ziele in den einzelnen Sektoren % ee-strom in 2025 (EEG) 14 % ee-wärme in 2020 (EEWärmeG) 10 % Biokraftstoffe bis 2020 (RED) 12
13 Betriebszustände Stromlückenfüller Reguläre EE-Einspeisung 13
14 Betriebszustände Stromlückenfüller Eis-Man: Wind und PV 14
15 Betriebszustände Stromlückenfüller EisMan: Wind, PV und Biomasse 15
16 Betriebszustände Stromlückenfüller Eisman: Wind, PV und Biomasse (Wegfall der Wärmeerzeugung) 16
17 Betriebszustände Stromlückenfüller Speicherung durch Elektrolyse 17
18 Betriebszustände Stromlückenfüller Speicherung durch Elektrolyse (mit Wärmeintegration) 18
19 Betriebszustände Stromlückenfüller Rückverstromung über Biogas-BHKW 19
20 Betriebszustände Stromlückenfüller Gesamtübersicht 20
21 Der Stromlückenfüller. Perfekte Symbiose aus Biogas und Elektrolyse. Ziel: erneuerbare Energieversorgung rund um die Uhr Lösung: der Stromlückenfüller Kombination von Biogas und Elektrolyse Stromüberschüsse werden als Wasserstoff gespeichert Dieser wird bei erhöhter Nachfrage im BHKW mit verbrannt Ideale Integration in bereits vorhandene Infrastruktur 21
22 Der Stromlückenfüller. Reußenköge 22
23 Wirkungsgrade im Vergleich. Eine ehrliche Betrachtung. 23
24 Weitere Möglichkeiten. Nutzung von Brennstoffzellen in Wohnhäusern. Brennstoffzellen sind umgekehrte Elektrolyseure Liefern Strom und Wärme bei hohem Gesamtwirkungsgrad Auch Erdgas/Biogas kann als Wasserstoffquelle genutzte werden E-Autos führen zur Verschärfung von Netzproblemen BZs können hier helfen! 24
25 Ausblick Was zu tun bleibt. Derzeitige Gesetzeslage sehr schwierig/unsicher Speicher oft als Letztverbraucher eingestuft Fairer Wettbewerb der Flex-Optionen Befreiung von Steuern und Abgabe Verlässliche Rahmenbedingungen 25
26 Zusammenfassung Take home messages P2G bietet das bei weitem größte Potential Nutzung bestehender Infrastrukturen Dezentrale/zentrale Lösungsansätze gleichermaßen möglich Kopplung der Energienetze (Strom, Wärme, Gas, Biomasse) Regelung/Stabilisierung der Netze durch dezentralisierten Einsatz von Erzeuger-/Speicher-Kapazitäten Wasserstoff bereits heute einer der wichtigsten Industrierohstoffe 26
27 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit. Dr. Lars Jürgensen GP JOULE GmbH Cecilienkoog Reußenköge
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