Power to Gas Projekt WindGas Reitbrook. Thomas Brauer Projektleiter Innovationsmanagement E.ON Hanse AG

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1 Power to Gas Projekt WindGas Reitbrook Thomas Brauer Projektleiter Innovationsmanagement E.ON Hanse AG

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3 Die Energiewende in Deutschland und Hamburg Energiekonzept der Bundesregierung: Hamburg: 3

4 Die schwankende Verfügbarkeit von Wind & PV erfordert einen Umbau der Stromlandschaft oder die Lösung des Speicherproblems für Strom Problem-/Lösungsbeschreibung Installierte ( ) und verfügbare Leistung der Erneuerbaren (Wind & PV) Netzausbau Loadmanagement 4 3 Verteilungsfunktion der Erzeugungsleistung 2 5 Netzkapazität Absatzkurve Rechteck = Jahresarbeit Konventionelle Erzeugung wird immer unwirtschaftlicher, ist aber nicht verzichtbar. Möglichkeiten des Loadmanagement sind ausgeschöpft. Die Übertragungskapazität reicht nicht mehr, kann aber auch nicht schnell genug ausgebaut werden. Überproduktion: EE-Anlagen müssen abgeschaltet und die nicht genutzte Leistung muss entschädigt werden. Energiespeicherung: Die schiefe Verteilungsfunktion der Verfügbarkeit von Wind & PV wird geglättet. Es erfolgt eine zeitliche Verschiebung in Schwachlastphasen. Verfügbarkeit in Stunden pro Jahr 8760

5 Erzeugung In Zukunft werden sich Energiesysteme stärker vernetzen Strom Umwandlung Wind/Sonne zu Strom Strom zu Strom Gas zu Strom/Wärme Gas Wärme Strom zu Gas Kohle zu Strom/Wärme Strom zu Wärme Flexible und intelligente Lösungen auf der Umwandlungsseite ErneuerbareEnergienfindendurchPower to Gas in Strom-und Gasanwendungen zeitlich unbeschränkt statt

6 Power to Gas bringt grünes Gas in verschiedene Märkte Zertifikate Stromnetz Elektrolyse H 2 Zertifikate CH 4,Bio CO 2 SNG Erdgasinfrastruktur Strom Wärme Mobilität Industrie Strom Wärme Mobilität Industrie

7 Erdgas: Speicher- und Transportvolumina Hamburg km Netz, Transport von jährlich 20 TWh Energie Speichervolumen für 4 TWh (Deutschland Km) Deutschland km Netz, Transport von jährlich 1000 TWh Energie Großspeicher: 220 TWhErdgas mit hoher Energiedichte vgl. Pumpspeicherkraftwerke heute: 0,04 TWh/Zyklus

8 Alle Speichertechnologien sind zu betrachten. Bewährte Technologien - Entwicklungspotenzial - Neue Technologien Verfügbarkeit, Spezifikation, Wirtschaftlichkeit, Akzeptanz, Dimension Batterien Druckluftspeicher Kondensatoren Pumpspeicher Erdgas-/Wasserstoffspeicher Wärme Schwungräder -räder

9 Power to Gas Chemische Speicherung Wirkungsgrad: 50-70% (Strom zu Gas) Lebensdauer: mittelfristig Potenzial: groß, wenn technische Restriktionen geklärt Innovationspotenzial: PEM Elektrolyse Umwandlung von überschüssigem Windstrom in Wasserstoff über Elektrolyse von Wasser Speicherung des regenerativen Gases in der Erdgasinfrastruktur Regeneratives Gas kann zum Heizen, in der Mobilität, in der Industrie oder zur Stromerzeugung genutzt werden

10 Wie kommt die Power ins Gas?

11 Power to Gas mit Methanisierung Chemische Speicherung Erzeugung von Wasserstoff + Umwandlung in Erdgas Vorteile: systemkompatibel Gesamteffizienz bei 30 bis 50% Nachteile: höhere Energieverluste, CO2Quelle erforderlich

12 Power to Gas to Power -Lösung H 2 H 2 CH4 Variante mit unterirdischer Speicherung in Kavernen Strom zu Strom Produkt für Langzeitspeicherung Keine Einspeisung und damit keine Restriktionen Gesamteffizienz bei 18 bis 25%

13 WindGas Hamburg Eckdaten Förderprojekt des BMVDI Partner aus Forschung und Wirtschaft Leistung: 1 MW el (Stack) Wasserstoffproduktion: 265 m³/h Einspeisung in das lokale Erdgasnetz Dauer: 3,5 Jahre (11/ /2016) Volumen: 13,5 Mio. Geplante Inbetriebnahme in 2015 Ziele Entwicklung kompakter Basismodule für H 2 -Mobilität und Energiespeicherung M&R PEM-Electrolysis EMSR Power supply Visitor center Funding & Partners Feldtest und Erprobung in der E.ON Energieinfrastruktur Geschäftsmodellentwicklung

14 Reitbrook

15 PtG Layout

16 Speicheranlage Reitbrook: H 2 -Einspeisung in den Hamburger Ring Hamburg Erdgasspeicher Reitbrook E.ON Hanse Ringeinspeiser

17 Gemittelte Jahresgangkurve ( ) Ringeinspeiser Reitbrook und mögliche H 2 -Einspeisung Erdgas Nm³/h Erdgas Wasserstoff

18 1. Spatenstich Baustelle Reitbrook

19 Erdgasspeicher Reitbrook

20 Power to Gas -Pilotanlage Falkenhagen; Offizielle Inbetriebnahme am 28. August 2013

21 Beispiel: E.ON PtG-Pilotanlage "Falkenhagen", Verdichter

22 Beispiel: Elektrolysecontainer Foto & Technologie: Hydrogenics GmbH

23 Pilotanlage Falkenhagen

24 Meilensteine Technische Entwicklung abgeschlossen Konstruktionsphase am 31. März 2014 begonnen Lieferung der PEM in Q4/2014 Anlieferung Elektrolyseeinheit in Q4/2014 Beginn der 1-jährigen Testphase in Q1/2015

25 Power to Gas: Fazit Verwertung von Überschussstrom und Umwandlung in regeneratives Gas Das erneuerbare Gas kann verschiedenen Märkten zugeführt werden Rückverstromung, Wärmemärkte, Industrie Erfüllung von Netzdienstleistungen als steuerbarer Verbraucher Einbindung in Smart Grids nicht nur Strom-, sondern auch erdgasseitig Verbesserung der Ökobilanz von Erdgas, da CO 2 -freier Energieträger Volkswirtschaftlich empfehlenswerter Weg: Die vorhandene Erdgas-Infrastruktur hilft bei der möglichst hohen Ausnutzung des EE-Stroms ersetzt jedoch nicht den Stromnetzausbau.

26 WindGas Hamburg-Projekt Infopoint Mikroalgen-Forschungsprojekt Mini-BHKW Labore Technikzentrale E-Ladesäule Kleinwindanlage Haushaltsspeicher PV-Anlage

27 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!