SolarFuel GmbH Stephan Rieke: PtG Projekte: Von 25 kw bis 6 MW, Audi Projekt Werlte: Konzept und Status

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1 SolarFuel GmbH Stephan Rieke: PtG Projekte: Von 25 kw bis 6 MW, Audi Projekt Werlte: Konzept und Status Essen, Stephan Rieke

2 Struktur: Ansatz über erneuerbares Methan als Systemansatz bidirektionale Kopplung Strom- Gasnetz Status Aktivitäten SolarFuel konkrete Projektumsetzung 25 kw Projekt Rohbiogasmethanisierung Bad Hersfeld (IWES) 250 kw Projekt Stuttgart 6,3 MW Projekt Audi Stephan Rieke

3 Solar Fuel GmbH SolarFuel verknüpft bidirektional die existierenden Infrastruktureinheiten Stromnetz und Gasnetz zur Speicherung von EE Ökostrom Systemintegratorfunktion von Gasnetz als Flexiblitsierungselement und Energiesystemdienstleister Stromnetz Gasnetz Heizenergie Wind Sonne GuD / BHKW Mobilität VERSTROMUNG STROMSPEICHERUNG Gasspeicher Elektrolyse / H 2 -Tank H 2 Methanisierung H 2 CH 4 Atmosphäre Biogas/Klärgas CO 2 CO 2 CO 2 -Tank CO 2 Brauereien Stahl, Zement Solar Fuel Hardware Quelle: SolarFuel/ZSW -2-

4 Gas-Strom Konvertierungs der γ-anlage (2015) liegt bei >60 Prozent (>80% mit Wärmenutzung), Erdgassubstitut ist einspeisefähig Eta-Rückverstromung: KWK/Gasturbinen ohne Wärmenutzung: 35-40%, mit Wärmenutzung ca. 60% Konvertierungsrate mit CO2 aus Biogas/Klärgas Strom Elektrolyse 98.9% Substitute Natural Gas (SNG) 61,6% 100% 11.7% HT Abwärme Strom CO 2 -Verdichtung 1.1% 26.7% NT Abwärme s. KWK- Integration Gaszusammensetzung vor und nach Methanisierung, Vol. %, Wobbeanpassung äquivalent Biomethaneinspeisung Edukt-Gas H CH 4 -reiches Produkt-Gas (SNG) 90,1 Synthesereaktion Volumenabnahme 5:1 CH CO 2 CO 2 H 2 Quelle: SolarFuel -3-

5 Solar Fuel GmbH Pipeline of PtG Projekten bis zur großtechnischen Realisierung im realen Markt durch Audi mit 6,3 MW el Anlage Konsequente Schritte in der Anlageentwicklung Beta-Anlage 2013 Werlte IWES 2012 Morbach Hersfeld 2009 Alpha-Anlage 2010-Anlage an Biogasanlage 250 kw, ZSW 2012 Stuttgart 2011 Quelle: SolarFuel ZSW

6 Solar Fuel GmbH Nach der Erprobung im Megawattbereich erfolgt der weltweite Roll-out des kommerzialisierten Produkts Lösung Industrialisierung und Kommerzialisierung Industrialisierung mit einer beta-anlage bis 2013 Die Demonstrationsanlage läuft ab 2013 mit einer elektrischen Anschlussleistung von 6,3 MW und einem geplantem Wirkungsgrad von 54 Prozent Kommerzialisierung mit Gamma-Anlage ab MW, η > 60% Ziel ist die Erprobung der SolarFuel Technologie im energiewirtschaftlich sinnvollen Maßstab und realen wirtschaftlichen Bedingungen Anschlusswert steigt 3-fach Ausgehend von der Kernaufgabe der Verstetigung von EE werden sowohl Einsatzszenarien im Mobilitäts- als auch im Energiewirtschaftlichen Bereich entwickelt und bewertet. Anschlusswert Steigt 10-fach 25 kw 250 kw 6,3 MW, η = 54% Am Standort werden unterschiedliche CO 2 -Quellen evaluiert Der Anlagenbetrieb wird von einem engen Monitoring begleitet um das Verfahren hinsichtlich Zuverlässigkeit, Verfügbarkeit und Wirkungsgrad weiter zu optimieren und die nachfolgende Verwertungsphase vorzubereiten. Pilot-Anlage November 2009 Alpha Beta Anlage 2013 Gamma Anlage 2015 Kommerzielle SolarFuel Anlagen stehen ab 2015 mit einer elektrischer Anschlussleistung modular bis 20 MW und einem Wirkungsgrad von mehr als 60 Prozent zur Verfügung, Ziel: < Euro/kWel Quelle: SolarFuel -5-

7 Solar Fuel GmbH Gasverwendung in verschiedensten Energiesektoren kurzfristig mit vorhandener Gasinfrastruktur möglich : Systemsektoren übergreifend Gesicherte, planbare Vollversorgung auf Basis Erneuerbare Energien Windstrom im Gastank Langstreckenmobilität heute anwendbar Schifffahrt / Luftfahrt Erneuerbares Methan aus Power to Gas Verfahren Rückverstromung (peak power/ dez. KWK/GT-GUD) Wärmemarkt Kälte Chemierohstoff Gasspeicherung Pipeline Transport LNG Transport Energienutzungsvektor auf Systemplattform Gasnetz entsprechend Marktanforderungen (peak power versus Kraftstoff) -6-

8 PtG Alpha Anlagen Betrieb mit Rohbiogas aus IWES Biogasanlage Gasbeschaffenheit der 25 kw Alpha Anlage im Test Bad Hersfeld mit Rohbiogas 2012/2013 Quelle: SolarFuel, IWES -7-

9 Solar Fuel GmbH Systemverschaltung von Biogas-BHKW Anlagen mit SolarFuel Anlagen ermöglicht Flexibilisierung von Biogas BHKW Betrieb Synergie zur Erlangung von Regelenergiefähigkeit von Biogasanlagen (>7.500 Anlagen) Erdgasnetz nimmt BHKW-/SolarFuel Gas im Stabilitätsaufruf auf, Wärme-/Biogasnetzverbund zur Effizienzerhöhung BHKW BHKW BHKW Wärmesenke Rohbiogas (Methan und Kohlendioxid) Fermenter Elektrolyse Methanisierungsstufe Wasserstoff Erdgasnetz Stromlieferung bei BHKW-Betrieb Strombezug bei Methanisierungsbetrieb Natürliches Methan aus Rohbiogas + Künstliches Methan aus H 2 / CO 2 Quelle: Audi/SolarFuel -8-

10 PtG 250 Anlage beim ZSW mit Methanisierungsanlagen (BMU Projekt) Verschiedene Methanisierungsverfahren als Festbettverfahren in der Untersuchung Quelle: ZSW -9-

11 Power to Gas PtG250 AEL Elektrolyseanlage (BMU Projekt) Quelle: ZSW -10-

12 2 Solar Fuel GmbH Audi Projekt Werlte: Power-to-Gas von SolarFuel Status 6,3MW el β-plant plant for Audi at Werlte electrolyser hall methanation reactor feed-in station to gas-grid Quelle: Audi/SolarFuel -11-

13 2 Solar Fuel GmbH The worldwide largest Power-to-Gas plant from SolarFuel Status 6,3MW el β-plant plant for Audi at Werlte Audi e-gas plant Source: Audi/SolarFuel existing biogas plant of EWE Energie AG -12-

14 2 Solar Fuel GmbH The worldwide largest Power-to-Gas plant from SolarFuel Electrolysis Quelle: Audi/SolarFuel -13-

15 2 Solar Fuel GmbH The worldwide largest Power-to-Gas plant from SolarFuel Methanation reactor Quelle: Audi/SolarFuel -14-

16 Solar Fuel GmbH -15-

17 Solar Fuel GmbH -16-

18 Umweltbilanz am Beispiel Kompaktklasse Laufleistung: km CO 2 - Äquivalente [g/km] - 85% CO 2 (well-to-wheel) CO 2 -Emissionen well-totank CO 2 -Emissionen tank-towheel CO 2 -Emissionen Fahrzeugherstellung Benzin CNG BioMethan (Mais) BEV (EU- Strommix) BEV (Windstrom) e-gas (Windstrom) Ein mit e-gas betriebenes Fahrzeug ist genauso umweltfreundlich wie ein Elektrofahrzeug mit Windstrom essen_30_4_2013.ppt -17-

19 Solar Fuel GmbH Wenn der Wind der Veränderung weht, bauen die einen Mauern und die anderen Windmühlen. Chin. Sprichwort Kontakt: SolarFuel GmbH Stephan Rieke

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