20. Energietag Rheinland-Pfalz, TH Bingen

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1 20. Energietag Rheinland-Pfalz, TH Bingen Vom Windrad bis zum Busrad Emissionsfreier Nahverkehr in der Metropolregion 13. September 2017 Stefan Dietrich Mainzer Stadtwerke AG Vom Windrad über den Energiepark bis zum Bus

2 Motivation Zunehmende Belastung der Innenstädte durch Feinstaub, Lärm und NO x Zukünftig strengere Grenzwerte. Mit konventionellen Motoren nur sehr schwer zu erreichen Elektromobilität beim ÖPNV besonders sinnvoll Imagegründe für Brennstoffzellenbusse: Grün, Innovativ, Zukunftssicher! Synergien mit Energiepark (grüner H 2 als Treibstoff) Wasserstoffwirtschaft Saubere Luft Energiewende Klimawandel Lärm Brennstoffzelle Feinstaub Energiepark Mainz Urbanisierung CO 2 Emissionen Batterie Elektromobilität Innenstädte Dieselgate Stefan Dietrich September 2017 Stefan Dietrich 2

3 Inhalt Teil 1: Grundlagen und Wasserstofferzeugung Teil 2: Einsatzmöglichkeiten von Wasserstoff im Verkehr Teil 3: Brennstoffzellenbusprojekt H2Bus Rhein-Main September 2017 Stefan Dietrich 3

4 Teil 1 4

5 Gesamtenergiewende Die Gesamtenergiewende gelingt nur unter Einbeziehung aller Infrastrukturen! Smart Grid Warum Wasserstoff? 1 Stromwende Verkehrswende Infrastrukturen/Netze: 2 Wärmewende 3 Energie wende September 2017 Stefan Dietrich 5

6 Brennstoffzelle - Allgemein Was ist eine Brennstoffzelle? ein Energiewandler mit hohem Wirkungsgrad (h el = 55-60%) einfache chem. Reaktion -> H 2 und O 2 ergeben Wasser keine Abgase, nur H 2 O => umweltfreundlich vielseitig einsetzbar zuverlässig leise im Betrieb Im Gegensatz zu herkömmlichen Wärmekraftmaschinen wandelt Anode (-): 2H2 4H eine BZ chem. Energie 4e direkt in elektrische Kathode (+): Energie O2 4H um 4e! 2H2O 2H O 2H O + Energie Gesamt:

7 Erzeugung & Nutzung von grünem H2 Stoffliche Nutzung: Wasserstoff in der Industrie (Bioraffinerien, Prozessindustrie, ) Energetische Nutzung: Wasserstoff im Verkehr (energetische Nutzung) First Mover: ÖPNV Flurförderzeuge PKW-Flotten Defined cycles Captured fleets September 2017

8 Energiepark Mainz Anlagendaten & Ziele Modulare dezentrale Power-to-Gas Anlage Standort: Mainz, Stadtteil Hechtsheim Anschluss an Windpark (10 MW) 6 MW PEM-Elektrolyse (3 Stacks, je 2 MW) Zwischenspeicherung in Drucktanks Einspeisung ins Erdgasnetz Trailerabfüllung (200 bar) Budget: Summe ca. 17 Mio. Förderung: ~ 50% (BMWi) Dauer: 4 Jahre (10/ /2016) Danach Weiterbetrieb geplant Ziele (Auswahl): Netzoptimierung durch die Speicherung ern. Energie Bereitstellung von Systemdienstleistungen im Stromnetz (inkl. negative Regelenergie) Erstmalige Erprobung und Weiterentwicklung der Megawatt- PEM-Elektrolyse Intelligente und effiziente Wasserstoffkonditionierung, - speicherung und -handling Öffentlichkeitsarbeit und soziale Akzeptanz 8

9 Aktuelles Bild der Anlage Quelle: Energiepark Mainz

10 Teil 2 10

11 E-Mobility im ÖPNV Elektrobusse sind emissionsfrei egal ob mit Brennstoffzellen oder Batterie Batterietechnik und Brennstoffzellen sind sich ergänzende Partner und werden sich gegenseitig nicht überflüssig machen Wasserstoff hilft beim Stabilisieren der elektrischen Netze und des zunehmenden Anteils an regenerativem Strom in den Energiesystemen (-> Folie 27) Auf einigen Strecken im ÖPNV-Busbetrieb lassen sich nur eingeschränkt Batteriebusse einsetzen 11

12 Wasserstoff als Treibstoff im Verkehr und ÖPNV Idealer Anwendungsfall für den Einsatz von E-Mobility ist der ÖPNV Planbar, definierte Strecken, konstante km Fahrleistung Definierte Fahrzeuganzahl Rekuperationsanteil sehr hoch (häufiges Bremsen) Zentrale Tankstelle mit konstanten Absatzmengen möglich Elektromobilität mit Wasserstoff und Brennstoffzellen bietet gegenüber reinen Batteriefahrzeugen einige Vorteile Höhere Reichweite (ca. 350 km) Kurze Betankungszeit (ca. 10 min) Weniger Probleme mit Heizung im Winter Geringeres Gewicht der Komponenten Stromnetzdienlichkeit Volle Routenflexibilität, auch bei zukünftigen Linienänderungen! 12

13 Teil 3 Der Bau der Wasserstofftankstelle in Wiesbaden wird durch das Rheinland-Pfälzische Ministerium für Umwelt, Energie, Ernährung und Forsten, sowie durch das Hessische Ministerium für Wirtschaft, Energie, Verkehr und Landesentwicklung gefördert. 13

14 H2Bus Rhein-Main Was macht die Region Rhein-Main einzigartig für den Einsatz von BZ-Bussen? - Dichtbesiedeltes Gebiet - Hohe Dichte von Verkehrsunternehmen mit gemeinsamen Routen - Zwei Wasserstoffquellen mit hoher Kapazität sind verfügbar (200t grüner H2 von Energiepark Mainz und 2700t Byprodukt H2 vom Industriepark Frankfurt Höchst) - Enge Verbindung zwischen den Energiesystemen - Alle Arten von Verkehrsmitteln, verbunden durch eine Vielzahl von Knotenpunkten ermöglichen ein zukünftiges multimodales Null-Emissions Transportnetz 14

15 H2Bus Rhein-Main Fakten Vorbehaltlich noch ausstehender Fördermittelzusagen ist die Beschaffung und der Betrieb von 11 Brennstoffzellenbussen für das Rhein-Main Gebiet geplant Gemeinsam beteiligen sich die Verkehrsbetriebe daher an einem EU-weiten Förderprojekt zum Einsatz von BZ-Bussen (JIVE Projekt) Zudem ist der Aufbau einer Wasserstofftankstelle und eines Kompetenzzentrums zur Bus- Wartung geplant Partner: Verkehrsverbund Mainz-Wiesbaden GmbH (VMW) Mainzer Verkehrsgesellschaft mbh (MVG) ESWE Verkehrsgesellschaft mbh (ESWE) In-der-City-Bus GmbH Frankfurt am Main (ICB) traffiq - Lokale Nahverkehrsgesellschaft Frankfurt am Main mbh (traffiq) Länderübergreifendes Projekt durch Beteiligung hessischer und rheinland-pfälzischer Verkehrsbetriebe Europaweit sollen in den nächsten Jahren mehr als 500 BZ-Busse etabliert werden Betrieb der Tankstelle und Busse ist ab Ende 2018 geplant 15

16 Das JIVE Projekt unterstützt die Kommerzialisierung von Brennstoffzellenbussen (H2-Bussen) durch eine großangelegte Demonstration über 5 Mitgliedsstaaten JIVE: Joint Initiative for hydrogen Vehicles across Europe Ziele o Einsatz von 142 H2- Bussen in 9 Städten UK 56 H2-Busse Dänemark 10 H2-Busse o 30% Kostenreduktion gegenüber heute o Einsatz von 50% der Fahrzeuge für mind. 3 Jahre Lettland 10 H2-Busse o Aufbau der größten H2 Tankstellenkapazität in Europa Deutschland 51 H2-Busse o Erreichen von nahezu 100% Tankstellenverfügbarkeit o Demonstration der technischen Reife von Bussen und Tankstelle o Unterstützung der weiteren Marktdurchdringung Italien 15 H2 Busse A A A A A Aktuelle H2-Busse Brennstoffzellenbusse in beteiligten Städten Zukünftige H2-Busse (andere Projekte) A Zukünftige H2-Busse (Projekt JIVE) Gelenkbus (Projekt JIVE) A A A A JIVE läuft über 6 Jahre, Start Januar 2017 JIVE 16

17 Vom Windrad bis zum Bus Die Etablierung einer Brennstoffzellenbusflotte in Mainz, Wiesbaden und Frankfurt am Main würde zusammen mit dem Energiepark Mainz zu einer kompletten regionalen Wertschöpfungskette vom Windrad bis zum Busrad entsprechend folgender Schritte beitragen: EE-Strom -> Elektrolyse -> Wasserstoff -> H2-Tankstelle -> BZ-Bus Eine ebensolche regionale Wertschöpfungskette würde in Frankfurt durch die Nutzung des On-Site H2 aus dem Industriepark Höchst entstehen => Das Projekt ist mehr als ein Busprojekt: Es demonstriert, wie Energie- und Verkehrssystem künftig zusammenhängen 17

18 Aktuelles und Ausblick Im September 2016 veranstalteten die Partner zusammen mit Politik und Presse eine Roadshow, in welcher beispielhaft Brennstoffzellenbusse vorgeführt wurden -> Großes Interesse am Projekt Am wurden in einer feierlichen Zeremonie die Förderbescheide der Länder Rheinland-Pfalz und Hessen i.h.v. je 1 Mio. für den Bau der Wasserstofftankstelle übergeben H2-Busse und -Tankstelle sollen (vorbehaltlich noch ausstehender Fördermittelzusagen) im Winter 2017 bestellt werden 18

19 Zusammenfassung Power-to-Gas ist der perfekte Sektorenkoppler H2 Quellen: Energiepark Mainz und Industriepark Höchst H 2 als Treibstoff im ÖPNV ideal geeignet EU-weite Integration von BZ-Bussen in Busflotten Große Synergiepotentiale in der Region Rhein-Main Unsere Region bietet ideale Voraussetzungen für H 2 -Wirtschaft 19

20 Kontakt: Stefan Dietrich Wasserstoff ist heute das bessere Öl. Und deshalb ist es Zeit für einen Ölwechsel... Dieter Zetsche, Daimler AG