BRENNSTOFFZELLE STATIONÄR 1,4-MW-KRAFTWERK IN DER INDUSTRIELLEN ANWENDUNG

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1 BRENNSTOFFZELLE STATIONÄR 1,4-MW-KRAFTWERK IN DER INDUSTRIELLEN ANWENDUNG Michael Schaefer 22.Februar 2017

2 MANNHEIM Gegründet Mitarbeiter 169,0 Mio Umsatz in 2015 Spezialist für Produkte aus korrosionsbeständigen und verschleißfesten Werkstoffen ALIAXIS ist einer der weltweit größten Hersteller von Kunststoff-Rohrleitungssystemen für das Bauwesen, die Industrie und Versorgungsunternehmen. Hauptverwaltung in Brüssel (B) in mehr als 46 Ländern vertreten Mitarbeiter in über 100 Firmen 3,0 Mrd. EUR Umsatz in 2015

3 FRIATEC AG - DIE SPEZIALISTEN FÜR SICHERE ROHRVERBINDUNGEN Praxisorientierte und effiziente Lösungen für Gas- und Wasserversorger sowie Abwasserentsorger auf der ganzen Welt. FRIALEN SICHERHEITSFITTINGS FÜR LANGLEBIGE HAUSANSCHLÜSSE FRIALEN SICHERHEITSFITTINGS DIE ERSTE WAHL BEI VERTEILERLEITUNGEN FRIATOOLS GERÄTETECHNIK VON SPEZIALISTEN FÜR SPEZIALISTEN

4 FRIALIT -DEGUSSIT HOCHLEISTUNGSKERAMIK Technische Keramik aus hochreinem Aluminiumoxid hochreinem Zirkoniumoxid Einsatzgebiete Elektrotechnik Vakuumtechnik Medizintechnik Maschinenbau Materialeigenschaften verschleißfest korrosionsbeständig isolierend sehr gute mechanische Eigenschaften FRIDURIT LABORTECHNIK Labortischplatten und Becken aus Technischer Keramik Labortischplatten und Becken aus Polypropylen Abluftwäscher Neutralisationsanlagen

5 AUSGANGSSITUATION Keramische Brennprozesse Extrusion Infrastruktur Spritzgießprozesse Trocknungsprozesse *) *) *) Quelle: BDEW Grundlagenpapier Primärenergiefaktoren

6 RAHMENBEDINGUNGEN Strombedarf Lastspitze Grundlast Verbrauch Wärmebedarf Spitzenlast Erdgasbedarf Verbrauch Wärme Grundlast kw el kw el. 22 GWh/a kw th. 34 GWh/a > 800 kw ganzjährig kw kw Erdgasbedarf ca. 50% für Brennprozesse und 50% für Wärmeversorgung) Kesselanlage Temperaturniveau VL 130 C und Trocknungsprozesse kw kw

7 PROJEKTIDEE FRIATEC AG Elektrische und thermische Prozesse, mit einem für eine KWK-Anlage ganzjährig optimalem Lastprofil. Die Lösung Errichten einer 1,4 Megawatt Brennstoffzelle (MCFC), die am Produktionsstandort Mannheim integriert wird; in Zusammenarbeit mit E.ON Connecting Energies und Fuel Cell Energy Solutions Full Service durch E.ON und FuelCell Energy Solutions Europas erste kommerzielle Megawatt-Brennstoffzelle mit einem elektrischen Wirkungsgrad von 47% (+/-2%) Sanieren der existierenden Wärmeinfrastruktur und optimieren des Betriebs Das Ergebnis Jährliche Reduktion der CO 2 -Emissionen um Tonnen Deckt bis zu 60 % des Gesamtenergiebedarfs am Standort Mannheim Pictures: FuelCell Energy Solutions GmbH

8 SYSTEMDATEN DER BRENNSTOFFZELLE Elektrische Leistung kw el netto Wärmeleistung ca. 850 kw th (bei 90 C/70 C) Elektrische Effizienz ca. 47 % (+/- 2%) Geplante Betriebszeit > h/a Endenergieträger Erdgas Abwärme Abgabe über Wärmetauschersystem In diesem Konzept wird die in der Brennstoffzelle entstehende Wärme zu 100% genutzt und für die Grundlastversorgung des Werkes ausgekoppelt

9 PROJEKTREALISIERUNG 04/2014 erste Sondierungsgespräche 05/2014 Machbarkeitsstudie Auswahl Standort, Einbindung 07/2014 Letter of Intent 08/2014 Vorplanung Gesamtkonzept Einbindung Infrastruktur Optimieren der Bestandsanlage Integration vorliegender Konzepte 08/2014 EEG-Novelle Ende 2014 Referentenentwurf KWK-G 04/2015 Vorgespräche Behörde Sicherheitskonzept Anpassen des Business Case an die sich verändernden Förderbedingungen 07/2015 Vertragsunterzeichnung 08/2015 Bauantrag 11/2015 Baugenehmigung 02/2016 Baufreigabe Start mit Bodenplatte Anlieferung Komponenten Demontage Alte Kessel, Absenken VL-Temperatur Inbetriebnahme und Probelauf Brennstoffzelle 2/16 3/16 4/16 5/16 6/16 7/16 8/16 9/16 Anlieferung Stack Start Installation BZ Installation HT-Kessel Anpassen Infrastruktur Inbetriebnahme NT-Kessel Abnahme BZ durch Netrion

10 ERGEBNIS *) *) *) Quelle: BDEW Grundlagenpapier Primärenergiefaktoren Reduzierung der Primärenergiebedarfs um 14% und Reduzierung der CO2 Emissionen um 20%

11 AUFBAU EINER MEGAWATT BRENNSTOFFZELLE Mechanical Balance of Plant (MBOP) Pre-treatment of gas, water, air and auxiliary systems: Humidifying Heat Exchanger Pre-reformer Fresh air blower Gas warning system Bellow pressure system Electrical cabinet (control unit) EBOP System Conversion of DC-Power into AC- Power and Grid-Conditioning: DC-Input Cabinet 2 Inverter Transformer AC-Output DFC Module Fuel cell stack Heat exchanger Recycle blower Catalytic burner Mixer Natural Gas heater (for Startup only)

12 FAKTEN BRENNSTOFFZELLE Biogas Nahrungsmittelproduktion Biomasse Kläranlagen Erdgas Nutzung Infrastruktur Zukunft: Potentiell Wasserstoff Strom 47±2 % Effizienz 60 % als Hocheffizienz-BZ 98 % Verfügbarkeit H2 Wasserstoff (Mobilität, Industrieanwendung) Kälte KWKK Wärme Hochtemperatur (ca. 400 C): Wärmeniveau nach Bedarf

13 Emissionswerte in mg/mj 1,4-MW-KRAFTWERK IN DER INDUSTRIELLEN ANWENDUNG GERINGE EMISSIONEN IN DER ABLUFT KEIN ABGAS! NMHC NOx CO * Verbrennungsmotor Kleine Gasturbine Gasturbine Brennstoffzelle *NMHC = Non methane hydrocarbons

14 REALISIERUNG IN 10 MONATEN EINSCHLIEßLICH GENEHMIGUNG

15 VIELEN DANK FÜR IHRE AUFMERKSAMKEIT Inhalte dieser Präsentation, wie z.b. Bilder, Grafiken, Schemata, etc. sind unter Umständen urheberrechtlich geschützt. Weitergabe und Vervielfältigung, auch auszugsweise, erst nach schriftlicher Genehmigung durch den Verfasser.

16 BACKUP SLIDES

17 BACKUP ARTEN VON BRENNSTOFFZELLEN Bildquelle: Mit freundlicher Genehmigung der Fa. Fuel Cell Energy Solutions, Dresden

18 BACKUP FUNKTIONSWEISE DFC Bildquelle: Mit freundlicher Genehmigung der Fa. Fuel Cell Energy Solutions, Dresden

19 BACKUP CHEMISCHER PROZESS Bildquelle: Mit freundlicher Genehmigung der Fa. Fuel Cell Energy Solutions, Dresden