sunfire GmbH Kraftstoffe der 3. Generation

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Horst Neumann
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1 Kraftstoffe der 3. Generation Leipziger Biokraftstoff- und ForNeBik- Fachgespräche 2012 sunfire GmbH Kraftstoffe der 3. Generation David Wichmann sunfire GmbH 1

2 Firmenvorstellung sunfire hat aus eigener Kraft sehr gute Voraussetzungen geschaffen, um das Geschäftsmodell und den Business Plan umzusetzen. Die technische Reputation, die ersten Erfolge im Markt und die positive Bewertung durch Forschungs- und Umweltministerium sind Indizien für den Erfolg des sunfire-teams. Mitarbeiter 38 (32 Ingenieure und Techniker, 6 Betriebswirte) Erfahrung Ingenieure mit erheblicher Erfahrung in katalytischen Hochtemperatur-Prozessen, Elektrochemie und CO 2 -Konvertierung/Synthese/ CEO hat mehrere Unternehmen erfolgreich entwickelt Engagement Gründer und Management haben bisher sunfire alleine finanziert und gehen weiter mit. Patente > 30 Patentfamilien (z.b. Verfahrenspatent sunfire WO/2008/014854) Förderung Zusage über 4m vom Forschungsministerium (BMBF), weitere Anträge laufen Infrastruktur 6m Investition in bestehende Anlageninfrastruktur Umsatz Markteintritt 2011 (1.7 Mio. ), 2012 (3.2 Mio. ), 2013 positiver, operativer Cash Flow 3

3 Firmenvorstellung Die sunfire Technologie entsteht durch die Verbindung der Geschäftsbereiche Stacks, Systems und Fuel. Zusätzlich haben die drei Geschäftsbereiche eigenständige Marktpotentiale. Die Brücke zwischen den Kunden und den Geschäftsbereichen schlägt Business Development mit einer Matrixorganisation. Senior Management Finance & IR/PR Infrastructure Administration Business Development Stacks Systems Fuel 4

Aufgabe Fossile Brenn- und Kraftstoffe werden knapper und ihre Verbrennung ist klimaschädlich. Kraftstoffe aus Biomasse stehen vielfach in der Kritik und können nur eine Teillösung darstellen.

4 Aufgabe Fossile Brenn- und Kraftstoffe werden knapper und ihre Verbrennung ist klimaschädlich. Kraftstoffe aus Biomasse stehen vielfach in der Kritik und können nur eine Teillösung darstellen. Zudem werden große Speicher benötigt, um die erneuerbaren Energien (Wind, Sonne) mit dem Bedarf zu synchronisieren. sunfire ist eine 3-in-1 Lösung für einige der bedeutendsten Herausforderungen unserer Zeit Limitierte fossile Ressourcen Erneuerbare Kraftstoffe Sonnen Energie Schwankendes Energieangebot Stromspeicher/ Lastausgleich Photosynthese Wachsender CO 2 -Ausstoß CO 2 -Recycling (CCS Alternative) CO 2 + H 2 O Biomasse Erneuerbare Kraftstoffe = Fossiles Öl und Gas 5

5 Technologie und Produkt In der Wasserelektrolyse muss die physik. Energie für den Übergang von der Flüssig- in die Gasphase und die chem. Energie zur Spaltung durch elektr. Energie aufgebracht werden. Der Wirkungsgrad max der Wasserstoffherstellung liegt auf Grund des Unterschieds zwischen Heiz- und Brennwert bei 84%. Elektrolyse +726 kj/mol H 2 Nutzung -726 kj/mol Energieeintrag 1,19 kj el /kj H 2 3 H 2 O Dampf H 2 O Dampf Verdampfung +141 kj/mol Kondensation -141 kj/mol 3H 2 O flüssig η max theor. = 726/( ) = 84% 6

6 Technologie und Produkt Bei SunFire erfolgt die endotherme Herstellung von H 2. Dieser wird durch Vermischung mit CO 2 zu Syngas aufgewertet. In der exothermen Synthese wird dieses zu Kraftstoffen und Wasser umgewandelt. Die Exothermie der Synthese reicht, um das für die Elektrolyse notwendige Wasser zu verdampfen. Konvertierung + 41 kj Synthesegas CO + H 2 O + 2H 2 Synthese -146 kj CO 2 CO H 2 CH 2 + 2H 2 O Dampfelektrolyse +726 kj 3 H 2 O Dampf Rekuperation Nutzung -620 kj CO 2 + 3H 2 O Verdampfung +141 kj Kondensation -141 kj/mol 3H 2 O flüssig η max theor. = 620/( ) = 68% η max theor. = 620/( ) = 81% 7

7 Komponenten des sunfire-systems sunfire benötigt 3 Komponenten: Elektrolyse (SOEC), RWGS-Shift-Reaktor (Konvertierung) und Synthese SOEC RWGS- Konvertierung H 2 O- Dampf Kraftstoffsynthese Kraftstoff 8

8 Stand der Technik SOEC Die Erforschung der SOEC begann in den 1960er Jahren doch erst mit dem Wechsel zur solaren Stoff- und Energiewirtschaft gibt es Aussicht auf eine Anwendung Raumfahrtentwicklung (NASA) Wiederaufnahme der Aktivitäten auf Basis der weiterentwickelten planaren SOFC-Systeme (DoE, Risø, u.a.) Ölkrise Ölkrise Peak oil Steigende Nutzung erneuerbarer Energien Hot Elly (Dornier, Lurgi, Bosch): 3,5 kw tubulares System, Einstellung der Arbeiten auf Grund mangelnder Anwendungsperspektiven Bisher: Ceramatec SOEC Co-Elektrolyse Für 1000 Std. 9

9 Stand der Technik SOEC Die umgekehrte Hochtemperatur-Brennstoffzelle ist eine Dampfelektrolyse. Die Anforderungen an beide Technologien sind ähnlich. Im wesentlichen geht es um die Optimierung von Materialkombinationen und der Betriebsführung. Brennstoffzelle Elektrolyse Wasser (H 2 O) Wasser (H 2 O) Elektrizität Wärme Elektrizität Wasserstoff (H 2 ) Sauerstoff (O 2 ) Wasserstoff (H 2 ) Sauerstoff (O 2 ) 10

Lösung Erneuerbare Kraftstoffe (Power-to-Fuel) sunfire ermöglicht die effiziente Umwandlung von Strom zu infrastrukturkompatiblen Kraftstoffen.

Stromerzeuger Dampfelektrolyse Konvertierung Synthese O 2 CO 2 Benzin Diesel Kerosin Elektrizität H 2 CO + H 2 Wärme H 2 O dampfförmig H 2 O flüssig

10 Lösung Erneuerbare Kraftstoffe (Power-to-Fuel) sunfire ermöglicht die effiziente Umwandlung von Strom zu infrastrukturkompatiblen Kraftstoffen. Kernkomponente des Verfahrens ist die Dampfelektrolyse, die maßgeblich für den hohen Wirkungsgrad des Verfahrens verantwortlich ist. Stromerzeuger Dampfelektrolyse Konvertierung Synthese O 2 CO 2 Benzin Diesel Kerosin Elektrizität H 2 CO + H 2 Wärme H 2 O dampfförmig H 2 O flüssig Wirkungsgrad: ~70% (>10% Vorsprung) Kraftstoffkosten: 1,00 /l CO 2 -Minderungspotential: >85% Deckung künftiger Angebotslücken Passt in bestehende Infrastruktur Hohe politische Wertschätzung 11

Lösung Speicherung und Lastausgleich (Power-to-Gas/Gas-to-Power) sunfire ermöglicht die effiziente Umwandlung von Strom zu synthetischem Methangas und zurück!

Stromerzeuger Dampfelektrolyse Konvertierung Gasspeicher HT-Brennstoffzelle O 2 CO 2 Elektrizität H 2 CH 4 Wärme CH 4 Elektrizität Wärme H 2 O dampfförmig H 2 O flüssig Wirkungsgrad:

11 Lösung Speicherung und Lastausgleich (Power-to-Gas/Gas-to-Power) sunfire ermöglicht die effiziente Umwandlung von Strom zu synthetischem Methangas und zurück! So wird das Gasnetz als Speicher und Transportmedium genutzt. Zusätzlich wird der Umwandlungsprozess so moduliert, dass Lastspitzen im Netz kompensiert werden. (negative Regellast). Stromerzeuger Dampfelektrolyse Konvertierung Gasspeicher HT-Brennstoffzelle O 2 CO 2 Elektrizität H 2 CH 4 Wärme CH 4 Elektrizität Wärme H 2 O dampfförmig H 2 O flüssig Wirkungsgrad: ~70% (>10% Vorsprung) Gaskosten: < 0,10 /kwh CO 2 -Minderungspotential: >85% Langfristige Kundenbindung durch Contracting Nutzung der EEG-Tarife in dezentralen KWK Zentral gesteuertes, virtuelles Kraftwerk 12

12 SunFire GmbH Gasanstaltraße Dresden Deutschland kontakt@sunfire.de Tel: +49 (0) Fax: +49 (0)

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