Das Solarturmkraftwerk in Jülich - Stand, Ziele, Afrika

Transkript

1 Das Solarturmkraftwerk in Jülich - Stand, Ziele, Afrika Bernhard Hoffschmidt, Solar-Institut Jülich Fachhochschule Aachen Arbeitskreis Energie (AKE) in der DPG 6. und 7. November 2008 in Bad Honnef

2 Überblick Solarthermische Kraftwerke Potenzial Technologie Markt Projekt Ziele Forschung und Entwicklung Nord-Afrika / Algerien

3 Solarthermische Kraftwerke Potenzial Technologie Markt Projekt Ziele Forschung und Entwicklung Nord-Afrika / Algerien

4 1 km² Wüste entspricht 50 MWe Kohle- oder Gaskraftwerk 1 km² Wüste verhindert Emissionen von 200,000 t CO2 / Jahr Quelle: DLR

5 Solarthermische Kraftwerke Potenzial Technologie Markt Projekt Ziele Forschung und Entwicklung Nord-Afrika / Algerien

6 Zentrale solare Stromerzeugung Parabolrinne Solarturm Linear Fresnel

7 Zentrale solare Stromerzeugung Fuel Saver Parabolic Trough Tageszeit Power Tower Solar Anteil 50% - 90% Großtechnische netzgekoppelte Stromerzeugung Energieübertragung im MW - Maßstab Stromerzeugung heute 900 GWh pro Jahr Nutzt nur Direktstrahlung Speicher Solar Anteil 100% Liefert Strom nach Bedarf durch Hybridisierung oder Energiespeicher Deutsche Unternehmen weltweit führend

8 Parabolrinne Linear Fresnel DLR DLR

9 Turmtechnologie

10 Solarthermische Kraftwerke Potenzial Technologie Markt Projekt Ziele Forschung und Entwicklung Nord-Afrika / Algerien

11 Markt Sonnengürtel der Erde

12 Markt Quelle: Lahmeyer International

13 Markt USA Spain Middle East China + 27 % % % % Mexiko CAGR Sunbelt + 62 % Installed Capacity 2005 in MW Base Case Installed Capacity 2020 in MW Brazil Algeria India Australia + 58 % % % % Source: BCG Analyses, Sarasin Solarengerie 2006, Greenpeace Quelle: MAN Ferrostaal AG

14 Großes Marktpotenzial Vorhersagen der Marktentwicklung bis 2010 min MW (Greenpeace & EREC, 2007; Sarasin Solar Study 2006) bis 2020 min MW (International Energy Agency IEA; US Department of Energy; Greenpeace & EREC; Greenpeace/ESTIA/IEA SolarPACES) bis MW (Greenpeace & EREC, 2007) bis MW (Greenpeace & EREC, 2007) Quelle: MAN Solar Millennium

15 Solarthermische Kraftwerke Potenzial Technologie Markt Projekt Ziele Forschung und Entwicklung Nord-Afrika / Algerien

16 Andasol I, II und III ANDASOL I, II jeweils 50 MW Parabolrinnen Kraftwerk mit Salzschmelze als Speichermedium für 7 Stunden Volllastberieb ohne Sonne größtes Solarkraftwerk der Welt ANDASOL III 50 MW Parabolrinnen Kraftwerk mit Salzschmelze als Speichermedium für 7 Stunden Volllastberieb ohne Sonne EPC durch MAN Ferrostaal Betreiber Solarmillenium

17 Solarthermisches Versuchskraftwerk JülichJ Ort Jülich / D Solarstrahlung DNI 850 W/m 2 a Heliostatfeld m2 Turmhöhe 60 m Landnutzung ca. 18 ha Leistung 1500 kw peak Receiverfronttemperatur approx. 900 C Erhitzte Luft 680 C Speichergröße 1 h

18 Solarthermisches Versuchskraftwerk JülichJ

19 Solarthermisches Versuchskraftwerk JülichJ

20 Solarthermisches Versuchskraftwerk Jülich

21 Solarthermisches Versuchskraftwerk JülichJ Betreiber: Stadtwerke Jülich Forschungspartner: Solar-Institut Jülich und Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.v. Generalunternehmer: Kraftanlagen München

22 Solarthermisches Versuchskraftwerk JülichJ

23 Solarthermisches Versuchskraftwerk JülichJ

24 Solarthermisches Versuchskraftwerk JülichJ

25 Solarthermisches Versuchskraftwerk JülichJ

26 Solarthermisches Versuchskraftwerk JülichJ

27 Solarthermisches Versuchskraftwerk JülichJ

28 Solarthermisches Versuchskraftwerk JülichJ

29 Solarthermisches Versuchskraftwerk JülichJ

30 Solarthermische Kraftwerke Potenzial Technologie Markt Projekte Ziele Forschung und Entwicklung Nord-Afrika / Algerien

31 Ziele Forschung und Entwicklung, aktuelle Stromgestehungskosten /MWh Non-renewable energies variable fuel cost, CO 2 externalities Renewable energies Fuel cost = % +123% Nuclear CCGT Lignite Hardcoal GT IGCC CO2 Oil Water, running Water, dam Biomass Wind On- Shore Wind Off- Shore Solar CSP PV Ind PV Res Quelle: MAN Ferrostaal AG C02 Fuel O&M Capital

32 Ziele Forschung und Entwicklung, Kostenreduktion Preliminary /MWh Nuclear Non-renewable energies High-price scenario 2020 (CO 2 40 /t) % % CCGT Lignite Hardco IGCC al CO Solar Forecast for 2020 Fuel cost = 0 Kostenreduktion nur durch kontinuierliche GT Oil Water, Wind Water, Biomas Wind Solar PV Ind 1 PV runnin g On- Shore dam s Off- Shore CSP Res C02 Fuel O&M Capital Realistic 3 Best case 3 Forschung und Entwicklung! Quelle: MAN Ferrostaal AG

33 Ziele Forschung und Entwicklung Wirkungsgradpotenziale η max = η th,carnot * η absorber Parabolic Dish η max Parabolrinne Solarturm (T absorber =T process ) [K]

34 Ziele Forschung und Entwicklung Forschungsplattform

35 Ziele Forschung und Entwicklung Automatisierung des Betriebs Materialeinsparung kostengünstige Speichertechnologien Erhöhung der mittleren Kreislauftemperaturen Hybridisierung als Gas- und Dampfturbinenprozess Entwicklung und Erprobung eines rein solar betrieben Gas- und Dampfturbinenprozess Direkte Erzeugung von flüssigen oder gasförmigen Brennstoffen wie Methanol oder Wasserstoff

36 Solarthermische Kraftwerke Potenzial Technologie Markt Projekte Ziele Forschung und Entwicklung Nord-Afrika / Algerien

37 Nord-Afrika Quelle: ESTELA

38 Nord-Afrika 2050: 16% Stromimport aus solarthermischen Kraftwerken HGÜ Netz Quelle: DLR

39 Algerien Seit 2 Jahren Gespräche mit dem algerischen Forschungsministerium Ziele: 1. Bau einer 2-4 fach größeren Anlage als in Jülich (mit bis zu 5MWel) in Algerien 2. Kombination mit einem Zentrum für regenerative Energien (solares Kühlen, solare Prozesswärme, passive Solarenergienutzung, solare Meerwasserentsalzung und - aufbereitung, Geothermie, Windenergie) 3. Nutzung der Anlage zu Ausbildungszwecken (Einbindung der algerischen Universitäten)

40 Algerien Laufender Antrag beim BMU in der Klimaschutzinitiative über 30Mio (50% Fördersumme) Bewilligung der 1. Phase in den nächsten Wochen zur Ausarbeitung der Machbarkeitsstudie avisiert Machbarkeitsstudie Standortwahl, Klärung aller Randbedingungen Pre-Design Vorschlagskatalog für die Ausrüstung des Zentrums für regenerative Energien

41 Zusammenfassung Industrie in Deutschland und gerade in NRW weltweit führend auf dem Gebiet der solarthermischen Kraftwerke Dauerhaft Spitzenposition nur durch kontinuierliche Weiterentwicklung im Verbund von Industrie und Forschung Solarthermisches Versuchskraftwerk - Basis für kontinuierliche Weiterentwicklung bis hin zur solaren Methanol- und Wasserstofferzeugung Absatzgebiete der Technologie in den Sonnenregionen der Erde, Nord-Afrika langfristiges Zielgebiet für Europa

42