Regenerativer Wasserstoff aus Elektrolyse

Transkript

1 Regenerativer Wasserstoff aus Elektrolyse Überblick Einblick - Ausblick ENERGIEGESPRÄCHE 30.Sept.2003, Technisches Museum, Wien Hr. Dipl.-Ing. (FH) Christian Machens (European Program Manager)

2 Stuart Energy Systems Inc. (CAN) & Vandenborre Technologies N.V. (B) Business news: Stuart Electrolysers Inc. (CAN) und Vandenborre Technologies NV (B) haben ihre Kräfte vereinigt und gelten nun als größter Hersteller von Elektrolyseuren weltweit Unsere Kernaktivitäten: Bau, Vetrieb und Service von Wasserstoff Energiesystemen, die Wasser und elektrischen Strom (Regenerativ oder off-peak) verwenden, um Wasserstoff emissionsfrei und mit hoher Effizienz zu produzieren und zu speichern.

3 Strategische Partner:

4 Back-Up Power System Industrial Applications Fleet Fueling Community Fueling Home Fueling Unsere Vision ist die Etablierung des weltweit größten Netzwerkes von integrierten Systemen zur Erzeugung, Speicherung und Anwendung von Wasserstoff.

5 Wasserstoff - Herstellungsverfahren Reformierung Elektrolyse (mgl. regenerativ) Kvaerner Verfahren Vergasung und Pyrolyse von Biomasse Photobiologische Verfahren (Bakterien / Algen) Katalyseverfahren

6 Vergleich der Investkosten Kapazität 250 Nm 3 /h Nm 3 /h Steam Reformer Low Temp. Steam Reformer Methanol cracking Elektrolyse 100 % 71 % 79 % 65 % 100 % 70 % 74 % 154 % Quelle: Caloric

7 Vergleich Elektrolyse / Reformer (240 Nm 3 /h) Betriebsstoffe Stellfläche Wasserstoffqualität (Verunreinigungen) ELEKTROLYSE El. Strom, Wasser Ca. 60 m 2 Sehr rein bis höchst rein ( ) (O 2 ) REFORMER Erdgas (20 bar), Kesselspeisewasser, Kühlwasser, el. Strom, Instrumentenluft, Stickstoff Ca. 120 m 2 Rein bis sehr rein (CO 2 / CO & NO x ) Versorgungssicherheit Wartungskosten Druck (bar) Wasserbedarf (l/nm 3 ) Startzeit bis 100% (kalt) > 99 % (lt. Air Products) <0,7 % d. Investkosten 25 (o. Kompressor) 1 (kalt) Ca. 15 Minuten ~ 99 % (lt Hersteller) ~ 3% d. Investkosten 15 bar (o. Komp.) 1,6 (105 C) Mehrere Stunden Prozesstemperatur Flexibilität Lieferzeit Preis 65 C Sehr hoch (sec.) 6 Monate Ca. 1,5 M 800 C Ungeeingnet 12 Monate Ca. 1,8 M

8 Übersicht CO 2 und Kosten 400 CGH 2 (NG) 300 Benzin/Diesel Ohne Steuern Mit Steuern EtOH (Zuckerrüben) CO 2 -Äquivalent [g/kwh] Diesel (Kurzumtrieb) EtOH (Restholz) MeOH (Restholz) Diesel (Restholz) CMG (Biogas) Rapsöl RME 0 0,5 1 1,5 2 2,5 CGH 2 (Restholz) Kraftstoffkosten [EUR/l BE ] CGH 2 (Wind) LH 2 (Wind) LH 2 (Restholz) LH 2 (SOT) Quelle: LBST

9 Übersicht CO 2 und Kosten CO 2 -emissions (g/kwh) LH 2 from natural gas 400 CGH 2 from nat. gas 50% 300 gasoline excl. tax 50% gas oline incl. tax 200 CGH 2 -Mix: 50% natural g as & 50%renewables LH 2 -Mix: 50% natural g as & 50%renewables LH 2 from hydropower LH 2 aus biomass LH 2 from wind LH 2 from s olar Thermal power CGH 2 from hydropower CGH 2 aus biomass CGH 2 from wind CGH 2 from s olar thermal Cost ( Cent/kWh) LH 2 : Liquefied Hydrogen CGH 2 : Compressed Hydrogen (350 bar) Source: Transport Energy Strategy (TES)

10 Die Elektrolyse Technische Parameter Lieferleistung: Nm 3 /h Druck: 0 25 bar Reinheit: 5.0 Verbrauch: ~ 4,8 kwh/nm 3 Anschlussleistung: kw Regelbarkeit: % Taupunkt H 2 : bis 90 C Sauerstoffnutzung: möglich Besonderheit: direkt an PV oder WEA koppelbar Wartung & Rep.: < 1% der Inv. Kosten

11 Technologien Alkalisches Elektrolysemodul atmosphärisch Alkalisches Elektrolysemodul 25 bar Drucktechnologie

12 Stromspeicherung in Wasserstoff Wind, Photovoltaik Anwendung Elektrolyse Kompressor Speicher Wasserkraft Anwendung

13 Die Elektrolyse für Windenergieanlagen (WEA) Problem: Extreme Schwankungen in der Stromerzeugung durch WEA bedingt durch Böen und tageszeitliche Unterschiede. Zuverlässigkeit der Versorgung (Vorhaltung) Qualität (Frequenzhaltung) Lösung: Dezentrale Elektrolyse H 2 Speichersysteme Vorteile: Hohe Zuverlässigkeit, kurze Reaktionszeit Volle Ausnutzung der Installierten Kapazität Keine Speicherverluste (Zeitunabhängig) Produktion von CO 2 freiem Wasserstoff

14 Die Elektrolyse für Windenergieanlagen (WEA) Technische Veränderungen: Wegfall des Netzteils der Elektrolyse Wegfall von Hochspannungsteil und Netzsynchronisierung der WEA Gemeinsame Anlagensteuerung für WEA und Elektrolyse Vorteile: Höherer Gesamtwirkungsgrad durch niedrigere Verluste in den elektrischen Systemen Geringere Kosten durch Materialeinsparung Geringerer Wartungsaufwand Eigenstromversorgung der WEA durch H 2 Bessere Generatorkonzepte möglich

15 Termination of Meeting