Power-to-Heat: Das ehemalige Kraftwerk Karoline
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- Fabian Holzmann
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1 Power-to-Heat: Das ehemalige Kraftwerk Karoline 5. Energieworkshop von Handelskammer Hamburg und VDI e.v. Landesverband Hamburg 11. April 2017 Oliver Weinmann
2 Agenda 1 Energy Transition 2 Sector Coupling 3 Power to Heat Karoline 4 Conclusion 2
3 The Challenges of the Energy Transition Fossil/Nuclear Renewables Demand driven Supply driven Centralized Decentralized Analog Digital 3
4 Share of REN (%) Share of renewable Energy Feed-in in the German System 4 Source: ZSW nach Arbeitsgruppe Erneuerbare Energien-Statistik (AGEE-Stat)
5 Challenges of REN Feed-in into the System Vertical Load, Wind Energy Forecast and Wind Energy Feed-in in East Germany ( , MW) Wind Energy Forcast Wind Energy Feed-in Vertical Load Deviation from forecast 2 Calm 3 Gradient 4 Production > Load 5 Quelle: 50Hertz Transmission
6 Cost m Cost figures Congestion Management (Germany) Source: BDEW 6
7 In future Change from Demand to Supply Driven System Production Flexibility options Consumption 2015 Centralized Network Expansion Commercial & Industry sector Nuclear Fossil Flex. Power Plants 2030 Centralized and Decentralized Wind Solar Demand Response Power to X/ Sector coupling Electricity Storage Transport sector Residential sector 7 Quelle: Sebastian Gerhard
8 Agenda 1 Energy Transition 2 Sector Coupling 3 Power to Heat Karoline 4 Conclusion 8
9 Sector Coupling Goals: - Decarbonisation of mobility and heat - Implementation of renewable electricity (incl. surplus production) for house heating, indutrial heat, and transport. technologies: - Power to Gas - Power to Heat Main applications: - Utilization of renewable electricity for heat and transport - Supply of ancillary services 9
10 Hydrogen as transportation fuel Hydrogen (power to gas) production with electrolysis can be used to balance volatile production Most attractive business case for H2 is transportation fuel Vattenfall operates the largest European H2 filling station since 2011 in Hamburg H2Mobility builds up refueling infrastructure for H2 vehicles 400 filling stations until 2023 Several European cities are interested in H2 busses for public transportation Alstom has developed hydrogen fuel cell train Vattenfall currently investigates hydrogen production infrastructure solutions to serve emission transport on a commercial basis 10
11 Power to Gas at Refineries (1) Transportation sector has legal obligations to reduce the CO2 footprint of fuels (eg diesel, gasoline) CO2 reduction today is done by addition of biofuels, however the biofuel supply chain potential is uncertain regarding the increasing CO2 reduction requirements Huge amounts of hydrogen are needed in the refinery process, today produced by steam reforming of natural gas Replacing this hydrogen with green hydrogen (power to gas with renewables, P2G) can deliver CO2 reductions comparable to blending of biofuels Major obstacle: permission to get CO2 reductions credited similar to biofuels not yet in place regulation needs to be adapted 11
12 Agenda 1 Energy Transition 2 Sector Coupling 3 Power to Heat Karoline 4 Conclusion 12
13 POWER-TO-HEAT ERNEUERUNG ELEKTROKESSEL KAROLINE Power-to-Heat: Das ehemalige Kraftwerk Karoline /
14 ERNEUERUNG E-KESSEL KAROLINE Seit Dezember 2016 Mitglied NEW 4.0, Bestandteil von SINTEG Möglichkeit für Power to Heat mit einer Leistung über ca. 45 MWth für ca Wohneinheiten Investitionsvolumen ca. 6 Mio. Baubeginn März 2017 Fertigstellung bis September
15 EEK KAROLINE: DAS PROJEKT Bauen im Bestand unter schwierigen Bedingungen Wohnbebauung in unmittelbarer Nähe Acht Teillose (E-Kessel, Transformator, Elektro- und Leittechnik, Bautechnik usw.) Im Verteil- und Abspannwerk der Stromnetz Hamburg GmbH mit 110kV Anschluss 15
16 EEK KAROLINE: DIE TECHNIK Stufenlose Leistungssteuerung bis 45 MWth Mindestlast: 0 kw kein Schalten unter Last Umwälzpumpe läuft nur bei Leistungsabruf: minimale Betriebskosten Große Wärmeübertragungsfläche = geringe thermische Materialbelastung Beaufsichtigungsfreier Betrieb 16
17 FOTOGALERIE Demontage der Bestandsanlage im März/ April
18 Agenda 1 Energy Transition 2 Sector Coupling 3 Power to Heat Karoline 4 Conclusion 18
19 Conclusions Share of renewables will further increase Volatile sources like wind and solar will be the dominating electricity energy source in the future Besides electricity the energy sectors heat and transport need to be decarbonized as well to fulfill the goals of the Paris COP agreement Main source for decarbonization of heat and transport will be renewable electricity. Storage and sector coupling will play a more important role in the future Today business cases for these systems are only possible in niche applications (like PFC) For large scale roll out attractive business are required: - The regulatory and legal framework needs to be adapted to develop economical viable business cases. - Cost of storage and sector coupling systems need to decrease 19
20 Thanks for your attention 20
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