Kompetenzen des Fraunhofer IKTS auf dem Gebiet der Energie- und Umwelttechnologie

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1 Kompetenzen des Fraunhofer IKTS auf dem Gebiet der Energie- und Umwelttechnologie Keramik für Verbrennungskraftmaschinen Bioenergie Hoch Temperatur Brennstoffzellen Photovoltaics Energy Harvesting (Piezoceramics, TEG) Energie Speicher Li-Batterie SuperCap Na-NiCl SOEC - (Elektrolyse) 1

2 Ankopplung GreenTech Campus an erfolgreiche Voraktivitäten Anlagenbau zur Fertigung von high-performance Li- Ionen Batterien: From Lab. to Fab. Pilotlinie zur Fertigung von Li-Batterien Entwicklung neuer Anlagen zur Fertigung von Batterien über die gesamte Wertschöpfungskette Entwicklung neuer Prozesse und Materialien Slurry mixing Electrode manufacturing Cell assembly + packaging Cell testing Battery assembly 2

3 Greentech Campus Hermsdorf Gestaltung Energiewende Nutzung Kompetenzen IKTS / Einbindung CEEC / FSU Ansiedlung von Greentech Firmen (FCES GmbH weltgrößte Brennstoffzellen-Firma!!) Einbindung in Programm Zwanzig20 IKTS Greentech Campus Hermsdorf 4,40 Mio / TMWAT 1,5 Mio / FhG (Miete) FCES-MW Assembly IKTS Speicher- Technikum ( 2 Mio TMWTA + 2 Mio FhG) FSU Jena TMWAT Forschergruppe CEEC TMWAT Forschergruppe Bestand IKTS Neubau (3. BA) 3

4 Lage des Gebäudekomplexes Greentech Campus Direkt am Hermsdorfer Kreuz Zugänglich für Großtransporte Mischgebiet / Industriegebiet Direkte Nachbarschaft zum IKTS-Campus IKTS Neubau Greentechhalle Fläche gesamt ca m² Reserve (LEG-Halle + IKTS-Campus) 8000 m² 4

5 Betätigungsfelder des Greentech-Campus Hermsdorf MCFC-Brennstoffzellen > 1 MW, Entwicklung, Test, Zusammenarbeit mit FCE / FCES Europe. Adaptierung auf Biogas. Gasprozesstechnik auf Basis keramischer Membranen für Power-to-Gas und Bioenergietechnik (Biogas). Entwicklung, Betrieb, Langzeittest von kompletten Systemen auf Basis von IKTS-Membranen. Kommerzialisierung der bestehenden IKTS- Technologie mit KMU s Hochtemperaturbatterien auf Basis keramischer Werkstoffe für stationäre Energiespeicherung 10 kwh 250 kwh. Kommerzialisierung der Ergebnisse der TMWAT-Forschergruppe des IKTS Li-Ionen-Batterien Langzeittest, Technologieentwicklung im Technikumsmaßstab (Pasten- und Slurry-Entwicklung, Coating) Kommerzialisierung der Aktivitäten des IKTS 5

6 Partnerschaft IKTS mit weltweit führendem Brennstoffzellenhersteller Fuel Cell Energy Inc. Pressemitteilung : Gründung des Joint Ventures FCES GmbH Kooperation bei der Produktion und Vermarktung von MCFC Anlagen 300kW bis 3MW in Europa; Weltweit > 100MW in Betrieb Anlagen werden ab sofort in EU verkauft Gemeinsame Entwicklung der nächsten Generation Zell- und Stacktechnologie ; Lebensdauerziel > 7 Jahre Führende Position des IKTS bei Hochtemperaturbrennstoffzellen in Europa bestätigt 6

7 Vergleich Cost Of Energy Große MCFC- und SOFC- Anlagen erreichen langfristig die COE von Gasmotoren. Die höhere Effizienz der SOFC wird sich positiv auf deren COE auswirken Kurzfristig sind die niedrigsten COE mit MCFC der MW-Klasse erreichbar. Volumensteigerung und F&E führen zu COE unter Netzstrompreisen Erdgaskosten Kalifornien zugrundegelegt 7

8 Wettbewerbsvorteil von Brennstoffzellen Umweltgerechte Energieerzeugung Klimarelevanz der MCFC 8

9 Energiewende-Relevanz des Greentech Campus 9

10 Energiewende-Relevanz des Greentech Campus Batterien erforderlich für dezentral stationäre Energiespeicherung und mobile Anwendungen Brennstoffzellen erforderlich zur regenerativen Gaserzeugung sowie umweltgerechter Energiewandlung aus Gas (Elektrolyse, SOEC) 10

11 Projektkonzept Zwanzig20 des IKTS basierend auf Greentech-Campus Ziel: Energiewende gestalten Verstärkte Nutzung Erneuerbarer Energietechnik Problem: Regenerative Energien (Sonne, Wind) sind nicht grundlastfähig. Verteilung: Unzureichende Stromnetze / Genehmigungs- und Kostenhürden beim Aufbau neuer Stromnetze. Lösung: Grundlastfähige, emissionsfreie, hocheffiziente, dezentrale Energiewandlersysteme SOFC / MCFC Brennstoffzellen (keine Genehmigungshürden): Alleinstellungsmerkmal für Neue Länder (IKTS / FCES GmbH) Vorbild Korea Kostengünstige stationäre Speicher flexibler Größe für grundlastfähige dezentrale Stromversorgung (z.b. Kombination mit PV und SOFC in Einfamilienhäusern). Nutzung des vorhandenen Erdgasnetzes für Speicherung (power to gas) und Verteilung. Optimierung Elektrolyse über SOFC-Brennstoffzellen (SOEC) 11

12 Projektkonzept Zwanzig20 des IKTS basierend auf Greentech-Campus RESET Dresden

13 Backup 13

14 MCFC: Praxiserprobt und Marktführend Über 80 Direct FuelCell Kraftwerke erzeugten weltweit an 64 Standorten bisher 1,2 Mrd. kwh Energie 180 MW installiert und fest beauftragt plus 120 MW MOA 14