Regionale regenerative Energieversorgung. Wasserstofftechnologie

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1 Regionale regenerative Energieversorgung unter Nutzung der Wasserstofftechnologie Potentielle Versorgungsgebiete 1. Wasserstoffbereitstellung Arkonabahn 2. Versorgung von Einfamilienhäusern 3. Stromversorgung eines Gemeindekomplexes 4. Notstromversorgung auf Wasserstoffbasis 5. Regenerative Versorgung der SIC GmbH 1

2 SIC Stralsunder Innovation Consult GmbH Tochtergesellschaft der Stralsunder Wohnungsbaugesellschaft mbh seit 1994 Aufgaben: Reaktivieren von potentiellen Arbeitskräften durch komplexe Maßnahmen für den 1. Arbeitsmarkt Branchen bzw. Projekte: Möbelaufarbeitung, Gartenbau, Fahrradreparatur & -verleih, Bauhilfsleistungen, Metallverarbeitung 2

3 Gebäudekomplex der SIC GmbH S01 Bürogebäude S02 Küche und Kantine S03 Möbellager, -werkstatt S04 Metallwerkstatt 3

4 Voraussichtlicher Energiebedarf der SIC GmbH Thermische Energie 180 MWh/a Elektrische Energie 145 MWh/a Tischlerei 13 MWh/a Beleuchtung 27 MWh/a Warmwasser Heizung Küche 42 MWh/a Metallwerkstatt 63 MWh/a 4

5 Realisierbare Konzeptansätze 1. Stückholzkessel Heizung & Warmwasserbereitung 2. Erdgasbrennstoffzelle im Feldversuch Heizung & Elektrenergie 3. Photovoltaik + Brennstoffzellen USV Elektroenergie + Abwärme 4. PV - Anlage für Netzeinspeisung 50 kw 5

6 1. Stückholzkessel Leistungsbereich kw Pufferspeicher 8 bis 10 m 3 jährlicher Holzbedarf: ca. 40 t 60...bis 70 % des Jahreswärmebedarfs 6

7 2. Erdgasbrennstoffzelle Modell Vaillant 4,6 kw elektr. Leistung 7 kw thermische Leistung vorhandener Erdgasanschluss Teilnahme am Feldversuch edis AG Wärmeliefervertrag! 7

8 3. PV Anlage mit Brennstoffzellen Konzeptioneller Ansatz Bei Sonneneinstrahlung Strom bis 5 kw mittels PV für ausgewählte Verbraucher bzw. Lastmanagement Bei Ertragsschwankungen übernimmt die Brennstoffzelleneinheit Module der Brennstoffzelleneinheit werden lastabhängig zugeschaltet 8

9 Funktionsprinzip Wasserstoffversorgung Controller Photovoltaikmodule Wasserstoff Speicher Brennstoff Zelle BZ BZ BZ DC/DC Wandler Batterie 5 kw DC/AC Wandler Netz Anschluss 9

10 Kostenaufstellung Lfd. Nr. Position Anzahl Einzelpreis Gesamtpreis in Euro in Euro 1 NEXA - Modul Umrichter DC/DC Wechselrichter Gasüberwachung Schaltschrank Fremdleistungen Personalkosten 2 12x Gesamtpreis

11 4. PV Anlage mit Netzeinspeisung Vergütung nach Einspeisegesetz Nutzung günstiger Kredite KfW 496 m 2 mit ca. 50 kw 11

12 Entwicklungstrends Elektrolyseure 12

13 Wandlungsverluste H2 Strom aus Brennstoffzelle optimistisch/künftig gegenwärtig Gasproduktion (Hu) Stromeinsatz 0,00% 20,00% 40,00% 60,00% 80,00% 100,00% Parameter Einheit Alkalische Elektrolyse Fortgeschr. Alkalische Elektrolyse Membran- Elektrolyse HT- Elektrolyse autotherm Temperatur C Druck bar Elektrische Energie KWh el/nm 3 H 2 4,6 4,0 4,0 3,2 3,2 NT Wärme KWh th/nm 3 H 2 0,6 0,6 HT Wärme KWh th/nm 3 H 2 0,5 Primärenergie* KWh l/nm 3 H 2 12,8 11,1 11,1 9,6 8,6 *ηel 36 % ηth 90 ηerdgas 90 % HT- Elektrolyse allotherm Tabelle 1 Vergleich der wichtigsten Eckdaten verschiedener Wasserstoffelektrolyseure Quelle: Dr. Joachim Nitsch, Potentiale der Wasserstoffwirtschaft, Berlin Heidelberg

14 DLR Solasys Reformer Versuchsanlage in Israel DLR Schema eines solarthermischen/elektrischen Hybridprozesses 14

15 Literaturhinweise Quellen Dezentrale Herstellung von Wasserstoff durch Elektrolyse,Brinner DLR, Hug Hydrotechnik GmbH Karlsruhe Gesprächspartner: Herr Dr. Menzl Fachhochschule Stralsund Elektrolyseure dort wo Wasserstoff und oder Sauerstoff aus billiger Elekroenergie benötigt wird Generatorkühlung, Bindung von Sauerstoff im Bohrwasser, Laboreinrichtungen Herr Trill Fa. Linde AG Elektrolyseure als Nischenmarkt, Subventionsabhängig Fa. Linde hat seine Anteile GHW an NORSK HYDRO verkauft Herr Wennin Fa. edis AG beobachten alle Aktivitäten, eigene Projekte eher Erdgasbrennstoffzelle als virtuelles Kraftwerk Herr Dr. Malinowski Pto Jülich Projektträger BMBF, BMWA, BMU Technologie der Elektrolyseure ist entwickelt, keine weiteren Aktivitäten, derzeit noch H2 aus Biomasse, eher Ansätze finden und Schnittstellen vorbereiten, thermische Trennung geringe Ausbeute und Dichtigkeitsprobleme 15