Sichere und effiziente Wasserstoffspeicherung mit LOHC
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- Eleonora Hertz
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1 Sichere und effiziente Wasserstoffspeicherung mit LOHC Erlangen, Mai 2015 HYDROGENIOUS TECHNOLOGIES GmbH Weidenweg Erlangen
2 Hydrogenious Technologies LOHC Technologie Anwendungen Produkte und Projekte 1
3 Hydrogenious Technologies GmbH ein Pionier der chemischen Wasserstoffspeicherung Gegründet 2013 Gesellschafter: Dr.-Ing. Daniel Teichmann Prof. Wasserscheid, Prof. Arlt, Prof. Schlücker FAU Erlangen Anglo American Platinum Standort: Erlangen-Eltersdorf Gewinner einiger Gründerpreise Bayerischer Gründerpreis Science4Life Venture-Cup Hochschulgründerpreis Nordbayern 2
4 Hydrogenious Technologies bietet innovative LOHC 1 Systeme zur Energiespeicherung und Wasserstofflogistik an D I S T R I B U T I O N LOHC - Energiespeichersysteme: Schlüsselfertige Plug & Play Systeme und maßgeschneiderte Lösungen 30+ kw Eingangsleistung Speicherkapazität von 30 MWh optimiert für dezentrale Energiespeicherung Alternative Wasserstoff-Logistik mit LOHC: Industrielle Hydrieranlagen bis Nm 3 /h H 2 Einfacher Transport per LKW, Zug, Schiff bis zu kg H 2 / 40t-LKW Sichere Versorgung von Wasserstofftankstellen Nutzung bestehender Tankinfrastruktur 1. Liquid Organic Hydrogen Carrier hier: Dibenzyltoluol 3
5 Hydrogenious Technologies LOHC Technologie Anwendungen Produkte und Projekte 4
6 LOHC ermöglicht eine effiziente und sichere Speicherung von Wasserstoff durch molekulare Bindung LOHC Liquid Organic Hydrogen Carrier Die Speicherung des Wasserstoffs erfolgt durch chemische Bindung von Wasserstoff an ein flüssiges Trägermaterial Hohe Speicherdichte 700 Nm 3 H 2 / Nm 3 LOHC Hohe Sicherheit kein molekularer Wasserstoff keine explosiven Gemische LOHC nicht als Gefahrgut klassifiziert Einfache Handhabung und Lagerung Handhabung bei Umgebungsdruck und - temperatur Ähnlich wie Diesel in bestehender Infrastruktur handhabbar Keine Selbstentladung und kein Verlust auch bei langer Lagerung 5
7 Wärme Wärme Hydrogenious Technologies bringt räumliche & zeitliche Flexibilität in die Speicherung und Nutzung von Wasserstoff 1 Stationär LOHC beladen De- Hydrierung H 2 Elektrolyse H 2 Hydrierung LOHC unbeladen Siehe unten Rückverstromung H 2 Exotherm ~10 kwh / 11 Nm 3 H 2 ca. 150 C Wärme 2 Distribution LOHC beladen LOHC unbeladen De- Hydrierung Endotherm ~10 kwh / 11 Nm 3 H 2 ca. 300 C H 2 H 2 Mobilität Stoffliche Nutzung H 2 1kg / 11Nm 3 LOHC 17kg / 0.017Nm 3 H 2 1kg / 11Nm 3 6
8 Hydrogenious Technologies LOHC Technologie Anwendungen Produkte und Projekte 7
9 Energiespeicherung Der Ausbau der unsteten Erneuerbaren Energien stellt die Energieversorger vor massive Herausforderungen Anzahl der Volllaststunden versch. Energieerzeuger: Kernkraftwerke Kohlekraftwerke Gasturbinenkraftwerke Angestrebter Anteil der Erneuerbaren Energien an der Stromerzeugung in D: 100% 80% 60% Wasserkraftwerke % Windkraftanlagen 1738 x % Photovoltaik 908 Quelle: Energiestatistiken BMWi, 2012 x 7.0 0% Quelle: Energiekonzept der Bundesregierung Eine sichere Stromversorgung durch Erneuerbare Energien kann nur mit Hilfe signifikanter Speicherkapazitäten gelingen 8
10 Energiespeicherung LOHC - Wasserstoffspeicherung bietet signifikante Vorteile gegenüber anderen Langzeitspeichertechnologien Speicherdichte kwh/m³ Selbstentladung % pro Monat Skaleneffekte (pro kwh Speicherkapazität) Pumpspeicher Batterien Wasserstoff (70 bar) Wasserstoff (LOHC) 0, <0,3% 1-20% 1-5% 0 hoch niedrig mittel hoch Gefahrenpotential Ausbaupotential
11 Energiespeicherung Der Strom-zu-Strom Wirkungsgrad der LOHC Speichertechnologie kann bis zu 43% erreichen PEM o. Alkali Elektrolyse + PEM-BZ PEM o. Alkali Elektrolyse + Verbrennungsmotor PEM o. Alkali Elektrolyse + Festoxid-BZ Festoxid Elektrolyse + Festoxid-BZ Elektrolyse 70 % 70 % 70 % 90 % Hydrierung 98 % 98 % 98 % 98 % Dehydrierung 70 % 98 % 98 % 98 % Rückverstromung 55 % 42 % 50 % 50 % el. Gesamtwirkungsgrad 26 % 28 % 34 % 43 % Temperaturniveau der Abwärme bis 150 C bis 300 C bis 400 C bis 400 C 10
12 Energiespeicherung Das stationäre LOHC Energiespeichersystem bietet die ideale Lösung zur Langzeitspeicherung großer Mengen Energie. Anwendungsszenarien Netzunterstützung Stabilisierung und Ausgleich von Last- und Erzeugungsspitzen Energiereserve und Puffer Glättung des Energieoutputs von Wind- und Solarparks Eigenversorgung und Autarkie Unabhängigkeit von steigenden Strompreisen durch Autarkie Off-Grid und Backup Einsatz in netzfernen Gebieten und als Reserveleistung Langzeitspeicherung Saisonale Speicherung großer Mengen an Energie 11
13 Energiespeicherung Anwendung 1: Netzstabilisierung und Anlagenoptimierung Netzunterstützung Stabilisierung und Ausgleich von Last- und Erzeugungsspitzen Energiereserve und Puffer Maximierung des nutzbaren Energieoutputs von Windund Solarparks Rückverstromung oder dezentrale stoffliche Nutzung des Wasserstoffs 12
14 Energiespeicherung Anwendung 2: Energetische Eigenversorgung Maximierung des energetischen Eigenversorgunsgrades von Wohn- und Büroimmobilien bis hin zur kompletten Autarkie Entkopplung von Stromproduktionszeitpunkt und Stromnutzungszeitpunkt Tag/Nacht Stromspeicherung bis hin zu intersaisonaler Speicherung Harmonisierung und Optimierung von Strom- und Wärmemanagement 13
15 Energiespeicherung Anwendung 3: Netzferne Energieversorgung Bedarfsgerechte Energieversorgung netzferner Verbraucher mittels erneuerbarer Energien Ablösung aktuell genutzter Dieselgeneratoren und Vermeidung von Treibstofflogistik Beispiele: Telekommunikations-Stationen, Dörfer in Entwicklungsgebieten, bewohnte Inseln, Forschungsstationen 14
16 Wasserstofflogistik LOHC basierte Wasserstoff-Logistik ist günstiger, sicherer und einfacher als Transport via CGH2 oder LH2 Wasserstofftankstellen Industrielle H 2 Produktion LOHC (Perhydro- Dibenzyltoluol) H 2 pro LKW Kosten Tankanhänger Wartungsintensität Handhabbarkeit Industrielle Nutzung Gefahrgut bis 1.800kg ~ niedrig + nein CGH2 200bar bis 400kg > sehr hoch - ja LH2 (-253 C) bis 3.000kg > hoch - ja Note: CGH2 = Compressed Gaseous Hydrogen (Druckwasserstoff); LH2 = Liquid Hydrogen (Flüssigwasserstoff) 15
17 Hydrogenious Technologies LOHC Technologie Anwendungen Produkte und Projekte 16
18 Hydrogenious Technologies liefert alle notwendigen Speicherkomponenten aus einer Hand 17
19 Verschiedene Leistungsgrößen der Komponenten erlauben den modularen Aufbau von Gesamtsystemen Hydrierung Heute IV/2015 II/2016 IV/2016 Leistung 30 kw 150 kw 300 kw 5 MW Anwendung Klein-PV Groß-PV Groß-PV PV-Feld Eigenversorgung Siedlung Windrad Windpark Off-Grid Off-Grid Siedlung Industrie Industrie Dehydrierung IV/2015 Heute II/2016 Leistung 15 kw 60 kw 300 kw Anwendung Eigenversorgung Off-Grid Siedlungen Off-grid Siedlungen Industrie Industrie H 2 - Tankstellen 18
20 Das Produktportfolio von Hydrogenious Technologies umfasst LOHC-Systeme im Leistungsbereich von 30 kw bis 1 MW LOHC Systeme SMALL (30 kw) MEDIUM (300 kw) LARGE (1 MW) 30 kw Hydrierer 15 kw Dehydrierer Brennstoffzelle Elektrolyse Steuerung Container 300 kw Hydrierer 60 kw Dehydrierer Brennstoffzelle / BHKW Elektrolyse Steuerung Container 1 MW Hydrierer 300 kw Dehydrierer Brennstoffzelle / BHKW Elektrolyse Steuerung Container 19
21 Projektbeispiel 1: Parkhaus mit Ladestation für Elektroautos Glättung der Energieversorgung für Strom- Ladestation 30 kw Brennstoffzelle mit Stromeinspeisung in DC-Netz LOHC Speichertank und 60 kw Dehydrieranlage Dezentrale Anlieferung von beladenem LOHC wird durch Hydrogenious Technologies Ausbau zur Wasserstofftankstelle geplant 20
22 Projektbeispiel 2: Wasserstofftankstelle mit LOHC Speicherung zur Versorgung von Flurförderfahrzeugen Umwandlung von Windstrom in Wasserstoff und Speicherung in LOHC Bedarfsgerechte Abgabe von Wasserstoff durch LOHC Dehydrierer Kopplung des LOHC Dehydrierers mit Wasserstoffkompressor Betankung der Flurförderfahrzeuge (insb. Gabelstapler) im Produktionswerk 21
23 Projektbeispiel 3: Einsatz eines LOHC-Speichers zur Erhöhung der Eigenversorgung durch regenerative Energie Integration eines LOHC Komplettsystems mit 30 kw Input und 30 kw Output in eine bestehende Wohnanlage mit PV zur Erhöhung des Eigenversorgungsgrades Pilotierung zur Versorgung von 160 Haushalten Abwärmenutzung für Warmwasser und Heizung, Wärmebereitstellung durch BHKW 22
24 Vielen Dank für Ihr Interesse! Geschäftsführer Dr. Daniel Teichmann Tel: + 49 (0) Mobil: +49 (0) Mail: Daniel.Teichmann@hydrogenious.net Leiter Vertrieb Cornelius von der Heydt Mobil: +49 (0) Mail: Cornelius.Heydt@hydrogenious.net Projektentwicklung und Marketing Dr. Martin Schneider Tel: +49 (0) Mobil: +49 (0) Mail: Martin.Schneider@hydrogenious.net HYDROGENIOUS TECHNOLOGIES GmbH Weidenweg Erlangen Tel: +49 (0) Fax: +49 (0) info@hydrogenious.net Sitz Erlangen HRB Amtsgericht Fürth USt.-IdNr.: DE
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