Brennstoffzellensysteme aus Sachsen

Transkript

1 Brennstoffzellensysteme aus Sachsen Dr. Jörg Nitzsche DBI Gas- und Umwelttechnik GmbH Handwerkskammer Dresden, Treffpunkt Zukunft Energieeffizienzzentrum Dresden,

2 Agenda Kurzvorstellung DBI Unternehmensgruppe Inhouse5000 Eine Entwicklung der Riesaer Brennstoffzellentechnik GmbH Erfahrungen mit dem Brennstoffzellenheigerät inhouse5000 im Feldtest Handwerkskammer Dresden, Treffpunkt Zukunft 2

3 Standorte Standort Freiberg DBI - Gastechnologisches Institut ggmbh Freiberg (100 % Tochter der GUT) Leipzig Halsbrücker Straße 34 D Freiberg Standort Leipzig Freiberg DBI Gas- und Umwelttechnik GmbH Karl-Heine-Straße 109/111 D Leipzig Handwerkskammer Dresden, Treffpunkt Zukunft 3

4 Fachgebiete Grundlagenforschung und Entwicklung Gutachten und Beratung Aus- und Weiterbildung Prüfung und Zertifizierung Handwerkskammer Dresden, Treffpunkt Zukunft 4

5 Fachgebiete Öl-/Gasförderung/ Gasspeicherung - Exploration und Bewertung von Gas- und Öllagerstätten - Planung und Entwicklung von Untergrundgasspeichern - Modellierung von geologischen Gasspeicherstrukturen Gasnetze/Gasanlagen - Planung von Erdgastransport und -verteilnetzen - Technisch-wirtschaftliche Zustandsanalyse von Gasnetzen und Zustandsorientierte Instandhaltung von Druckreglersystemen - Planung von Übertageanlagen an UGS (Verdichtung, Gasaufbereitung) Handwerkskammer Dresden, Treffpunkt Zukunft 5

6 Fachgebiete Gasanwendung - Entwicklung und Monitoring von Geräten und Komponenten der dezentralen Energieversorgung - Optimale Technologien zur Kombination von Erdgas und Erneuerbaren Energien - Steigerung Energieeffizienz in industriellen Thermoprozessanlagen (OPTISOS) Gaschemie /Gasmesstechnik - Entwicklung von Technologien zur Aufbereitung von Gasen (Trocknung, Entschwefelung) - Planung und Engineering von Verfahren zur Aufbereitung von Gasen und Flüssigkeiten - Gasqualitätsmessungen Handwerkskammer Dresden, Treffpunkt Zukunft 6

7 Gasanwendung Geschäftsfelder Industrielle und häusliche Gasanwendung Innovative Energietechnologien Einsatz von regenerativen Energien Energieeffizienz-Analysen, Lastmanagement Monitoring neu entwickelter Gasverwendungssysteme Handwerkskammer Dresden, Treffpunkt Zukunft 7

8 Gasanwendung Forschungsgebiete Innovative Energie- und Beheizungssysteme auf Basis von Erdgas Nutzung erneuerbarer Energien, wie Biogas und Geothermie Entwicklung von Geräten und Komponenten für die Kraft-Wärme-Kopplung Erhöhung der Energieeffizienz und Reduzierung der Schadstoffemissionen in der Gasanwendung Handwerkskammer Dresden, Treffpunkt Zukunft 8

9 DVGW-Demonstrationszentrum Gastechnologien am DBI Freiberg (6) (2) (3) (4) (1) (5) Gaswärmepumpe (1) VITOSORP 200-F (Viessmann) Brennstoffzelle (2) BlueGen (CFC) Mikro-KWK (3) Evita 25s (De Dietrich Remeha) (4) WhisperGen (EHE) (5) lion Powerblock (lion energy) (6) microbhkw L 4.12 (KIRSCH homeenergy) Handwerkskammer Dresden, Treffpunkt Zukunft 9

10 DAS BRENNSTOFFZELLENHEIZGERÄT INHOUSE5000 Ein Produkt der Riesaer Brennstoffzellentechnik GmbH

11 Inhouse5000 Entwicklungsgruppe Produktion, Vertrieb, Wartung Brennstoffzellenstack & Steuerung Reformer & Brenner Grundlagenforschung Katalyse und Wärmemanagement Handwerkskammer Dresden, Treffpunkt Zukunft 11

12 INHOUSE FELDTESTERFAHRUNGEN Nationales Innovationsprogramm für Brennstoffzellen und Wasserstoff

13 Projektstruktur INHOUSE Monitoring Koordinierung DBI-GTI ggmbh Freiberg Anwender Phase 2 13 Anlagen Hersteller RBZ Riesaer Brennstoffzellentechnik GmbH Handwerkskammer Dresden, Treffpunkt Zukunft 13

14 Anlagenmonitoring - Aufgaben Dauer: 2 Jahre (mindestens 2 Heizperioden) Vorbereitung der Standorte mit Unterstützung durch die jeweiligen Anwender Planung der Geräteeinordnung in die vorhandenen Heizsysteme Inbetriebnahme der Datenerfassung und Kalibrierung der Sensoren Monitoring-Phase Erfassung von Minuten-Mittelwerten Wöchentliche Archivierung und Plausibilitätskontrolle Abgas- und Schallpegelmessungen in zyklischen Abständen (halbjährlich) Analyse des Betriebes (Zuverlässigkeit, Verfügbarkeit, Fehleranalyse) Optimierung der Einbindung Berichtserstellung wöchentliche Datenauswertung in den ersten 4 Betriebswochen danach monatliche Leistungsberichte Halbjahresberichte (Interpretation der Ergebnisse, Erarbeitung von Vorschlägen für die Betriebsoptimierung) Handwerkskammer Dresden, Treffpunkt Zukunft 14

15 Monitoring - Messstellenplan Abgas T T Heizung Vorlauf Strom E E Einspeisung Bezug T V Inhouse 5000 Heizung Rücklauf T T P V Umgebungszustände Erdgas Datenerfassung: Datenlogger Ahlborn ALMEMO mit LCD Grafik-Display Messstellenplan eines Standortes zur Erfassung aller erforderlichen Anlagendaten für eine vollständige Energiebilanz der Feldtestanlage Handwerkskammer Dresden, Treffpunkt Zukunft 15

16 Feldtestanlage 1 Berlin (Vattenfall Innovation GmbH) Innovationspark Brennstoffzelle Inbetriebnahme Beheizung und Stromversorgung eines Technikums Kombination mit 250 kw BHKW kwh Strom eingespeist kwh Wärme erzeugt Betriebsstunden (Netz) 198 Start/Stopp Zyklen Feldtest Ende Mai 2012 abgeschlossen Handwerkskammer Dresden, Treffpunkt Zukunft 16

17 Feldtestanlage 2 Stadtwerke Döbeln Stadtbad Döbeln Inbetriebnahme Beheizung Kinderbecken, Stromversorgung Schwimmbad Kombination mit konv. Heiztechnik kwh Strom eingespeist kwh Wärme erzeugt Betriebsstunden (Netz) 237 Start/Stopp Zyklen Feldtest Ende August 2012 abgeschlossen, Betrieb wurde fortgeführt (Juni 2013) Handwerkskammer Dresden, Treffpunkt Zukunft 17

18 Energiewirtschaftliche Kennzahlen im Vergleich Elektrische Nutzungsgrade durch Anzahl Start/Stopp Zyklen beeinflusst Thermische Nutzungsgrade durch Niveau der Rücklauftemperatur Handwerkskammer Dresden, Treffpunkt Zukunft 21

19 Abgas- und Schallemission 1 Berlin (Vattenfall) 2 Döbeln (Stadtwerke) 4 Berlin (GASAG) 5 Pirna (SIB) CO ppm (u) / 18 1 / / / 5 NOx ppm (u) / 8 55 / 1 8 / 4 8 / 6 Schall db (A)* / 54,0 51,9 / 55,8 53,6 / 55,1 52,5 / 54,0 Messung der Emissionswerte bei Laststufe 2,5 / 3,5 kw el Niedriges Level der Abgasemissionswerte Schallemissionen sind moderat *Messung im Aufstellraum Handwerkskammer Dresden, Treffpunkt Zukunft 22

20 FTA 1 Werte für Stromeinspeisung und Wärmeabgabe pro Monat und kumuliert Strom- und Wärmeproduktion in kwh / / /2010 Stromeinspeisung W abgegebene Wärmemenge QH Stromeinspeisung kumuliert abgegebene Wärmemenge kumuliert 09/ / / / / / / / / / / / / / / / / / / / /2012 Hohe Anlagenverfügbarkeit, durchgängig zuverlässiger Betrieb Handwerkskammer Dresden, Treffpunkt Zukunft Kumulierte Werte in kwh 23

21 Energiewirtschaftliche Kennzahlen im Vergleich 1 50 Nutzungsgrade 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0 06/ / / / / / / / / / / /2011 elektrischer Nutzungsgrad thermischer Nutzungsgrad mittl. Rücklauftemp. im Betrieb 06/ / / / / / / / / /2012 Elektrischer Nutzungsgrad stabil keine Degradation 04/ /2012 Thermischer Nutzungsgrad abhängig von Rücklauftemperatur Handwerkskammer Dresden, Treffpunkt Zukunft Mittlere Rücklauftemperatur in C

22 Kosten- / Erlösanalyse FTA 2 Stadtwerke Döbeln, 24 Monate Betrieb Strombezug der Anlage (4.440 kwh) Stromproduktion ( kwh) Wärmeerzeugung ( kwh) Gasbezug ( kwh) Saldo Betriebskosten Strompreis Bezug 23 Cent/kWh 50% Eigennutzung 5,11 Cent/kWh KWK Förderung Gaspreis 6,5 Cent/kWh Energiesteuerbefreiung 0,55 Cent/kWh (Gas) Vermiedene Netznutzung 0,5 2 Cent/kWh Handwerkskammer Dresden, Treffpunkt Zukunft 25

23 CO 2 -Emissionsreduktion FTA 2 Stadtwerke Döbeln, 24 Monate Betrieb Strombezug der Anlage (4.440 kwh) kg CO 2 Stromproduktion ( kwh) kg CO 2 Wärmeerzeugung ( kwh) kg CO 2 Gasbezug ( kwh) kg CO 2 CO 2 Bilanz kg CO 2 Spez. CO 2 Emissionen dt. Kraftwerksmix: 563 g/kwh (BDEW 2010) Wärmeerzeugung konventioneller Kessel mit h = 90% Spez. CO 2 Emissionen Erdgas: 202 g/kwh Handwerkskammer Dresden, Treffpunkt Zukunft 26

24 Zusammenfassung / Ausblick Keine Degradation zu beobachten, Einfluss des Nutzungsverhaltens dominiert Hohe Anlagenverfügbarkeit nachgewiesen Positive ökonomische (Betriebskosten) und ökologische Effekte nachweisbar (CO 2 -Emissionen) Netto- Gesamtnutzungsgrade zw. 71 und 90% Prinzipiell geringe Emissionen (Schall, Luftschadstoffe) Feldtest Phase 2 im Rahmen des NIP, weitere Feldtestanlagen im EU-Projekt ene.field Zusätzliches Förderprogramm in Sachsen angekündigt ( Keller Programm ) Handwerkskammer Dresden, Treffpunkt Zukunft 27

25 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Ihr Ansprechpartner Dr. Jörg Nitzsche DBI Gas- und Umwelttechnik GmbH Halsbrücker Straße 34 D Freiberg Arbeitsgruppenleiter GVT 331 Tel.: (+49) Fax: (+49) Web:

26 Vorschläge für grafische Elemente 1 Überschrift Überschrift Überschrift Handwerkskammer Dresden, Treffpunkt Zukunft 29

27 Vorschläge für grafische Elemente 2 Überschrift Überschrift Überschrift Handwerkskammer Dresden, Treffpunkt Zukunft 30

28 Vorschläge für grafische Elemente 3 Überschrift - Überschrift Handwerkskammer Dresden, Treffpunkt Zukunft 31

29 Vorschläge für grafische Elemente 4 o o o o Handwerkskammer Dresden, Treffpunkt Zukunft 32

30 Vorschläge für grafische Elemente Handwerkskammer Dresden, Treffpunkt Zukunft 33

31 Vorschläge für grafische Elemente Handwerkskammer Dresden, Treffpunkt Zukunft 34

32 Vorschläge für grafische Elemente 7 Diagrammtitel Achsentitel Kategorie 4 Kategorie 3 Kategorie 2 Kategorie 1 Datenreihe 3 Datenreihe 2 Datenreihe Achsentitel Datenreihe 1 Datenreihe 2 Datenreihe Handwerkskammer Dresden, Treffpunkt Zukunft 35

33 Vorschläge für grafische Elemente 8 Diagrammtitel 6 Diagrammtitel 10% 23% 9% 58% 1. Quartal 2. Quartal 3. Quartal 4. Quartal Achsentitel Datenreihe 1 Datenreihe 2 Datenreihe Handwerkskammer Dresden, Treffpunkt Zukunft 36

34 Vorschläge für grafische Elemente Handwerkskammer Dresden, Treffpunkt Zukunft 37