Das Projekt greenfuel Grüne Energie vor Ort erleben

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1 Das Projekt greenfuel Grüne Energie vor Ort erleben

2 2 greenfuel Treibstoff für eine saubere Zukunft.

3 Auf ein Wort 3 Peter Terium Vorstandsvorsitzender der innogy Wir wollen die Welt jeden Tag ein wenig besser machen. Das haben wir Ihnen versprochen, das halten wir auch. Schon heute sind wir einer der führenden Lösungsanbieter für die Elektromobilität in unserem Land und tragen so zum Klimaschutz bei. Nicht alle Verkehrsmittel lassen sich jedoch mit Strom antreiben. Was machen wir etwa mit Schwertransportern, Schiffen oder Flugzeugen? Hierfür brauchen wir heute schon eine Alternative: zum Beispiel einen flüssigen Treibstoff, der die Umwelt schont. So etwas gibt es nicht? Doch, denn mit der greenfuel -Initiative haben unsere Ingenieure und Entwickler eine geniale Lösung gefunden ( fuel = Englisch für Treibstoff). Stehen etwa die traditionellen Dieselmotoren in der Schifffahrt für Abgase und Lärm, können künftig saubere Treibstoffe wie CO 2 -neutrales Methanol auf den Flüssen und Meeren Schiffe antreiben, ohne die Umwelt zu belasten. Wie das funktioniert, zeigen wir im Rahmen der Grüne Hauptstadt Europas Essen 2017 auf dem Essener Baldeneysee mit dem Ausflugsschiff MS innogy : dem ersten Schiff in Deutschland, das mit einer umweltfreundlichen Methanol- Brennstoffzelle angetrieben wird. Die nötige Energie für den gesamten Betrieb stammt ausschließlich aus regenerativen Quellen. Belastung für das Klima: Null. Mit dem weltweit einzigartigen Projekt stellt innogy erstmals die gesamte Wertschöpfungskette dar: von der Produktion des klimaneutralen Treibstoffs mithilfe erneuerbarer Energien bis zur Anwendung in einer Brennstoffzelle in einem Ausflugsschiff. So wird die Energiewende für die Menschen vor Ort erlebbar.

4 4 greenfuel Neue Ideen für den Klimaschutz So einig ist sich die Welt selten: 2015 haben sich in Paris fast alle Staaten auf einen Vertrag zum Klimaschutz geeinigt. Wichtigstes Ziel: Die Erderwärmung soll auf deutlich unter zwei Grad begrenzt werden. Für Deutschland heißt das: Der Ausstoß des Treibhausgases Kohlendioxid muss bis zum Jahr 2050 um 80 bis 95 Prozent sinken. Erreicht werden soll das mit einer Vielzahl von Maßnahmen: Energieeffizienz z. B. Förderung der Wärmedämmung von Gebäuden, Reduzierung des CO 2 -Ausstoßes von Autos mit Verbrennungsmotor, Einsatz von LED-Leuchten CO 2 -armer Strom z. B. Ausbau von Stromerzeugung mit Windkraft- und Photovoltaikanlagen Elektrifizierung z. B. Umstieg von Autos mit Verbrennungsmotor auf Elektroautos, Nutzung von Wärmepumpen-Heizungen Global denken Das Klima kennt keine Grenzen. Auch unsere Fantasie nicht, wenn es um Energie geht. All diese Maßnahmen werden jedoch nicht ausreichen, um die Klimaschutzziele zu erreichen. Allein der Langstreckenverkehr verursacht zurzeit mehr CO 2 -Emissionen, als insgesamt ab 2050 noch zulässig sein werden. Das Problem hierbei: Lkw, Flugzeuge und Schiffe werden sich kaum ausschließlich mit batteriebetriebenen E-Motoren betreiben lassen. Wir brauchen daher einen flüssigen, erneuerbaren Energieträger, den diese Verkehrsmittel tanken können. Deshalb haben wir in Essen das Projekt greenfuel gestartet und produzieren hier auf nachhaltige Weise Methanol. Dieser flüssige Treibstoff ist klimaneutral, denn er setzt bei seiner Verbrennung nur so viel CO 2 frei, wie zuvor für die Herstellung aus der Luft geholt wurde. Wir könnten ihn künftig auch rund um die Welt herstellen und einfach dahin transportieren, wo er gebraucht wird. So können Engpässe vermieden werden. Denn irgendwo weht immer Wind oder scheint die Sonne.

5 Das Projekt % CO 2 sollen bis 2050 in Deutschland eingespart werden ISLAND Der Inselstaat im nördlichen Atlantik deckt seinen Energiebedarf überwiegend mit Wärme aus dem Erdinneren. Mit ihrer Hilfe kann auch Methanol hergestellt werden. DEUTSCHLAND Auch hierzulande leisten Anlagen für die Grünstrom-Erzeugung einen wichtigen Beitrag zur Energieversorgung. Methanol aus anderen Teilen der Welt könnte den zusätzlichen Bedarf vor Ort decken. MAROKKO An der nordafrikanischen Küste weht eine steife Brise. Mit Strom aus Windkraft könnten hier Anlagen zur Produktion von Methanol gespeist werden. DUBAI Mit durchschnittlich rund acht Sonnenstunden am Tag ist Dubai ein idealer Standort für Photovoltaikanlagen. Methanol würde hier mithilfe von Sonnenstrom erzeugt. Methanol Dieser Energieträger besteht aus vier Wasserstoff- Atomen, einem Kohlenstoff- und einem Sauerstoff-Atom. In unserem Projekt greenfuel erzeugen wir Methanol mithilfe von grünem Strom. Bei der Verbrennung wird nur so viel CO 2 freigesetzt, wie wir vorher für seine Herstellung aus der Luft geholt haben es ist also klimaneutral! Transport zu Lande An Häfen und Güterbahnhöfen kann das Methanol auf Lkw oder Züge verladen und von dort ganz einfach zu Lagern und Tankstellen gebracht werden. Transport zu Wasser Mit Tankschiffen kann das Methanol auch aus den entlegensten Regionen der Welt zu uns gebracht werden.

6 6 greenfuel Premiere Tankstelle Einmal volltanken bitte an dieser Tankstelle aber nicht mit Benzin oder Diesel, sondern mit nachhaltig hergestelltem Methanol. Einzigartiges Projekt in Essen zur regenerativen Energieerzeugung Transport Weil Methanol flüssig ist, kann es ganz einfach wie andere Treibstoffe transportiert werden auch über weite Distanzen. Auto Unsere beiden Autos mit Brennstoffzellen-Antrieb flitzen kreuz und quer durch Essen. Sie fahren mit Methanol und stoßen statt giftiger Abgase lediglich das CO 2 aus, das wir vorher bei der Produktion aus der Luft geholt haben. ESSEN Wasserkraftwerk Am Baldeneysee betreiben wir ein eigenes Wasserkraftwerk, mit dem wir rund um die Uhr grünen Strom erzeugen. Methanol- Produktion In einem sogenannten biokatalytischen Verfahren machen wir mithilfe des Ökostroms aus Wasser und Kohlendioxid Methanol. BALDENEYSEE Eigenheim Dieses Wohnhaus braucht keinen Strom anschluss! Die Solaranlage liefert die Energie, um das Haus zu versorgen. Die Energie, die nicht genutzt wird, wird für trübe Tage in einer Batterie gespeichert. Und ist auch die mal leer, wird die Brennstoffzelle im Auto zum kleinen Kraftwerk für zu Hause. MS innogy Steigen Sie ein und erleben Sie greenfuel in Aktion! Denn die MS innogy tankt Methanol. Eine Brennstoffzelle wandelt es in Strom um, der den Motor des Ausflugsschiffs antreibt so gleitet die MS innogy CO 2 -neutral über den See.

7 Das Projekt 7 Grüne Energie für die Grüne Hauptstadt Blick ins Ruhrtal Essen hat sich in den vergangenen Jahrzehnten von einer Kohle- und Stahlmetropole zur grünsten Stadt in Nordrhein-Westfalen gewandelt. Lokal handeln Wir lassen unsere Ideen wahr werden. Machen ein Stück Zukunft erlebbar. Hier und jetzt. In Essen wollen wir zeigen, was künftig ein wichtiger Baustein für eine klimaschonende Energieversorgung sein könnte. Denn unser Projekt greenfuel macht vor Ort aus Strom, Luft und Wasser den Energieträger Methanol. Von der Produktion über Lagerung und Transport bis zur Anwendung im Verkehr und im Eigenheim: Alle Stationen können Sie im Essener Stadtgebiet erleben das ist eine Weltpremiere! greenfuel ist ein Projekt in Kooperation mit greenfuel ist eine von vielen guten Ideen, mit denen wir unsere Welt klimafreundlicher, grüner und lebenswerter machen wollen. Kommen Sie mit innogy auf eine Reise in die Stadt der Zukunft!

8 8 greenfuel Luft + Wasser + Strom = Methanol Am Baldeneysee im Essener Süden können Sie die nachhaltige Produktion von Methanol live erleben. Der Prozess, der dort in einer Anlage abläuft, hat den etwas sperrigen Namen Elektro-biokatalytische Methanolsynthese. Wir brauchen dafür Kohlendioxid aus der Umgebungsluft, Strom aus unserem Wasserkraftwerk am Baldeneysee und ganz normales Wasser. Daraus bauen verschiedene Enzyme den Energieträger Methanol. Zukunft machen Aus der Kraft der Elemente wird Energie. Energie, die sich auf den Weg macht. Das Tolle daran: Bei der Nutzung des Methanols etwa für den Antrieb von Autos und Schiffen wird nur so viel CO 2 freigesetzt, wie wir zuvor für die Herstellung aus der Essener Luft geholt haben. Es hat also eine ausgeglichene Klimabilanz. Auch das Methanol, das wir in unserem Projekt greenfuel erzeugen, wollen wir für den Betrieb des Ausflugsschiffs MS innogy und von zwei Autos einsetzen. Außerdem nutzen wir diesen klimaschonenden Energieträger in der Versorgung eines Stadthauses. Energie im Fluss Mit zwei Turbinen erzeugt das innogy-wasserkraftwerk rund um die Uhr Strom etwa 30 Millionen Kilowattstunden jedes Jahr.

9 Methanol-Herstellung 9 Kohlendioxid Aus der Umgebungsluft wird Kohlendioxid (CO 2 ) abgespaltet und ähnlich wie in einem Wassersprudler dem Wasser in der Anlage beigemischt. Grüner Strom Strom aus unserem Wasserkraftwerk am Baldeneysee regt die Enzyme in der Anlage dazu an, CO 2 und Wasser in Methanol umzuwandeln. Enzyme Wasser Die Vorteile von Methanol Methanol Wenn die Methanolkonzentration im Wasser rund zehn Prozent beträgt, wird der Energieträger durch eine Membran aus dem Kreislauf entnommen. Einfache Handhabung Viele alternative Energieträger zum Beispiel Wasserstoff sind gasförmig. Methanol hingegen ist flüssig. Es kann daher so einfach gelagert und transportiert werden wie Öl oder Benzin. Hohe Energiedichte Die Energiedichte von Methanol ist sehr hoch. Das heißt: In einem Liter dieses Energieträgers steckt besonders viel Power. Allround-Talent Methanol ist vielseitig verwendbar. Es kann in Verbrennungsmotoren ebenso eingesetzt werden wie in Gasturbinen und Brennstoffzellen. Auch herkömmlichen Treibstoffen wie Benzin oder Diesel kann es beigemischt werden. Methanol ist zudem ein wichtiger Grundstoff für die chemische Industrie. Ideale Antriebsenergie Methanol kann für den Antrieb vieler Verkehrsmittel genutzt werden, zum Beispiel von Schiffen, Lkw und Pkw.

10 10 greenfuel Zu Wasser, zu Lande und zu Hause Ausflugsschiff MS innogy Eine Seefahrt, die ist sauber wenn Sie auf der MS innogy an Bord gehen. Denn unser Ausflugsschiff, das von der Weißen Flotte Baldeney betrieben wird, fährt mit nachhaltig erzeugtem Methanol. Eine Brennstoffzelle wandelt es in elektrische Energie um und lädt damit zwei Batterien. Ihre Energie treibt den Elektromotor des Schiffes an und sorgt dafür, dass an Bord das Licht leuchtet und in der Kombüse die Töpfe dampfen. Vier Stunden kann die MS innogy am Stück elektrisch fahren. Dann sind die Batterien leer und müssen wieder aufgeladen werden. Entweder wie bei einem Elektroauto über ein Kabel von Land oder durch die Brennstoffzellen. Ab dem Spätsommer 2017 wird die MS innogy mit der Kraft von greenfuel sanft über den See gleiten. Grüne Energie vor Ort erleben Die Energie der Zukunft sticht in See, hat keine giftigen Abgase und macht Häuser unabhängig. Pkw mit Brennstoffzellen-Antrieb Wenn Sie als Radfahrer an der Ampel hinter diesem Auto stehen, riechen Sie nichts. Denn es stößt praktisch keine Schadstoffe aus. In seinem Innern wandelt eine Brennstoffzelle Methanol in elektrische Energie um. Dabei entsteht lediglich CO 2 und zwar nur so viel, wie wir zuvor bei der Herstellung des Methanols aus der Luft geholt haben. Die Brennstoffzelle lädt eine Batterie auf. Diese treibt den Elektromotor des Autos an. Mit einer Ladung schafft es innerstädtisch deutlich mehr als 500 Kilometer. Zwei solcher Fahrzeuge vom Typ Nissan env200 mit Brennstoffzellenantrieb rollen für innogy über Essens Straßen. Energieautarkes Haus In Essen rüsten wir ein Haus so um, dass es ohne Netzanschluss auskommen kann. Möglich wird dies durch eine clevere Kombination alternativer Energien mit einem Speicher: Eine Solaranlage liefert einen Großteil des benötigten Stroms. In Zeiten, in denen sie mehr Energie erzeugt, als verbraucht wird, wird der Strom in einem Batteriespeicher im Keller zwischengelagert. Er kann dann genutzt werden, wenn es draußen dunkel oder bedeckt ist. Manchmal wird auch das nicht reichen. Dann kommt eines unserer Brennstoffzellen-Autos ins Spiel: Seine Batterie kann nicht nur mit dem vor Ort produzierten Solarstrom betankt werden. Der Strom kann auch umgekehrt fließen und den Speicher im Keller des Hauses wieder aufladen. Die mit Methanol gespeiste Brennstoffzelle lädt derweil die Batterie an Bord wieder auf, damit das Auto jederzeit startklar ist. Das Fahrzeug wird so zum klimaschonenden Kleinkraftwerk für zu Hause.

11 Die MS innogy Methanol-Anwendungen 11 Bordnetz Dieselmotor Methanol-Tank 330 Liter Brennstoffzellen 35 kw Batterien 2 x 50 kwh Elektromotor & Generator 80 kw Schiffsschraube Das Brennstoffzellen-Auto Batterie 24 kwh Methanol-Tank 55 Liter Stromanschluss Batterie laden oder Strom entnehmen Methanol Elektromotor 85 kw Brennstoffzellen 5 kw Das energieautarke Haus Photovoltaikanlage ca. 5 kwp Brennstoffzellen Methanol-Tank Batterie Batteriespeicher ca. 30 kwh

12 12 Position for running headline innogy SE Opernplatz Essen T F innogy.com Viele weitere spannende Forschungsprojekte finden Sie in unserer Online-Broschüre: forschung.innogy.com Sie haben Fragen zur Forschung und Entwicklung bei innogy? Dann schicken Sie uns eine fue@innogy.com