Sektorenkopplung mit Power-to-Gas. Wilhelmshaven, 31. August 2017

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1 Sektorenkopplung mit Power-to-Gas Wilhelmshaven, 31. August 2017

2 Wir sind Uniper Uniper ist ein internationales Energieunternehmen mit rund Mitarbeitern und Aktivitäten in über 40 Ländern. Unser Portfolio besteht aus großtechnischen Anlagen, Handelsaktivitäten und Serviceleistungen. Wir stellen eine zuverlässige Energieversorgung zur Verfügung. Uniper ist seit September 2016 an der Börse notiert und im MDAX vertreten. Mitarbeiter Aktienkursentwicklung 65,0 Performance in % 40,0 15,0 (10,0) Sep-16 Nov-16 Jan-17 Mar-17 May-17 2

3 Vom Kraftwerk bis zum Kunden: Uniper sorgt für sichere Energie Stromerzeugung Energiespeicherung Globaler Energiehandel Energievertrieb LNG Strom Gas Finanzprodukte Wasserkraftwerke Windgas CO2 Kohle Mittelstand Kernkraftwerke Wind/Solar Batteriespeicher Gaskraftwerke Großkunden Services Gasspeicher Regasifizierung Services Kohlekraftwerke Kohleschiffe LNG-Schiffe 3

4 Uniper Energy Storage Jahrzehntelange Erfahrung in der Energiespeicherung: Partner für Energiespeicherlösungen 4

5 Installed capacity in GW 2050 High-RES 2013 Reference Trend (1): Die Zunahme von fluktuierender erneuerbarer Energie erzeugt einen Bedarf an Flexibilität Strong growth of intermittent RES EU-27 Installed capacity Solar PV (Hi-RES) Solar PV (reference) Wind (Hi-RES) Wind (reference) Increasingly volatile production Residual load patterns Germany PV Wind PV Wind PV Wind Flexibility-based business small but growing Global Energy Storage Projects ,74 GW Need for additional flexibility Comparison: installed base PHP ~ 127 GW (!) 5

6 Entwicklung der Ausfallarbeit in Deutschland Quelle: Monitoringbericht Bundesnetzagentur

7 Emissionen [Gt/a] CO 2 Budget worldwide (IPCC 2014, AR5, WGI, SPM) Trend (2): Klimaziel CO 2 Neutralität bis ,40 1,20 1,00 0,80 CO 2äquivalent Emissionen pro Jahr in Deutschland 0,21 Quelle: DBI Auswertungen von UNFCC event=go# 0,12 0,60 0,40 0,20 1,02 0,82 - CO2 Emissionen Sonstige Treibhausgasemissionen CO 2 Budget for Germany (WWF & WBGU beginning 2015) [1,5 C target] 2,34-2,67 Gt CO2 [1,7 C target] 5,23 Gt CO2 [2 C target] 9,9 Gt CO2 Paris Agreement - COP21 Limitation of Global warming less than 2 C Reduction of Greenhouse Gas CO2, CH4, nitrous oxide etc. Assumption: GER has approx. 1,1% of the world wide CO 2 budget 7

8 Trend (3): Dekarbonisierung in allen Sektoren THG Minderungsziele im Mobilitätssektor EU 2020 Ziele -6% CO 2 in Kraftstoffen 1 10% Erneuerbare im Verkehrsbereich 40% 30% 20% 10% 0% Quoten für Erneuerbare Energie im Verkehrsbereich EU RES targets EU CO2 reduction targets All RES excl. 1st gen biofuels All RES in transport Ausblick zukünftige Regulierung? Grüner Wasserstoff ist mit advanced Biofuels gleichzustellen Nach 2020 kann der Rechtsrahmen stark verändert sein (RED/FQD), Ziele werden aber hoch bleiben Hohe CO 2 Vermeidungsziele können durch Biokraftstoffe erster Generation alleine nicht erfüllt werden. Advanced biofuels (keine Anbaubiomasse) werden zur Zielerreichung beitragen. 1 bis 2020 gegenüber

9 Verschiedene Technologien: Die Speicherung von chemischer Energie hat das größte Potenzial in h CH PHES Power-to-Gas Zeit 10 CAES 1 Batteries H 2 0,1 0,01 0,001 Flywheel Quelle: Forschungszntrum Jülich 1kWh 10kWh 100kWh 1MWh 10MWh 100MWh 1GWh 10GWh 100GWh 1TWh 100TWh Energie CAES: PHS: H 2, SNG: Compressed Air Energy Storage (Druckluftspeicherkraftwerk) Pumped Hydro Storage (Pumpspeicherwerk) Wasserstoff, Synthetic Natural Gas (Die Untertage-Ausspeicherung beinhaltet die Rückverstromung in Gas- und Dampfkraftwerken) 9

10 Power-to-Gas verbindet Märkte und unterstützt die Integration von erneuerbarer Energie Power-to-Gas (Elektrolyse) Strom H 2 Grüner Wasserstoff (H 2 ) Direkte Verwendung Erdgas & grünes Gas Mobilität: PKW, Bahn, ÖPNV Industrie: Raffinerien, Chem. Industrie Wärme: Grünes Gas zur Wärmeerzeugung Biogas CO 2 H 2 SNG 1 Methanisierung Erdgasnetz Elektrizität: Wiederverstromung von grünem Gas CO 2 -Vermeidung ist der Haupttreiber in den meisten Anwendungen 1 SNG = Synthetic Natural Gas 10

11 Eine Infrastruktur ist vorhanden: Das deutsche Gasnetz und dessen Entwicklung Das deutsches Gasnetz (dargestellt in der Druckstufe >4 bar) Dazu kommen noch die kommunalen Netze z.b. in den Städten und Gemeinden < 4 bar Länge: km Hoher Grad an Vermaschung praktisch flächendeckend vorhanden Auf- und Ausbau in den letzten 2 bis 3 Dekaden Moderne Technologien und Materialien (Kunststoffe, Verbundmaterialien) 11

12 Über 20 Demonstrationsprojekte Power-to-Gas in Deutschland m³/h installierte Leistung (H 2 ) Quelle: Uniper 12

13 WindGas Falkenhagen Eckdaten Kooperationspartner Elektrische Leistung: 2 MW el Wasserstofferzeugung: 360 Nm³/h Technologie: Alkalische Elektrolyse Einspeisung in das Erdgasnetz Ziele Demonstration der Prozesskette Optimierung des Betriebskonzepts (variierende Windenergie / Einspeisung) Erfahrungsgewinn bei: Technik, Kosten, Genehmigung, Handel Ergebnisse Anlageneffizienz bis zu 65%! 3 Jahre Betrieb erfolgreich! Präqualifikation Sekundärregelleistung Erfolgreicher Test von ersten Marktprodukten im Bereich Wärme, Mobilität und Großhandel Sehr große weltweite öffentliche Wahrnehmung 13

14 WindGas Falkenhagen Hauptbestandteil der europäischen Weiterentwicklung der PtG-Technologie Eckdaten Grüner Wasserstoff: 210 m³/h (aus existierender PtG Anlage) Biogenes CO 2 : 52,5 m³/h (externe Versorgung) SNG 1 Produktion: 57 m³/h (katalytisch) Einspeisung von SNG in das Erdgasnetz Betriebsstart: Dezember 2017 Ziele Demonstration der Methanisierung um synthetisches Erdgas (CH 4 ) ohne Limit in die Erdgasinfrastruktur einspeisen zu können Optimierung der Prozesskette Erfahrungsgewinn bei: Technik, Betrieb, Genehmigungsverfahren Bewertung von Speicherpotentialen (u.a. ökonomische Aspekte, Marktgröße) Horizon 2020 Fördergelder (EU) Konsortium: 27 Partner aus 6 europ. Ländern 3 Standorte: Falkenhagen (Deutschland), Solothurn (Schweiz), Troia (Italien) Dauer: 48 Monate Source: Google Maps 1 SNG = Synthetic Natural Gas 14

15 WindGas Hamburg Eckdaten Förderprojekt des BMVI Elektrische Leistung: 1,5 MW el (Stack) Wasserstofferzeugung: 290 m³/h Technologie: PEM Elektrolyse Einspeisung in das lokale Erdgasnetz Ziele Einsatz der hoch effizienten "Proton Exchange Membrane" Elektrolyse (PEM) Demonstration in der Uniper Energieinfrastruktur Geschäftsmodellentwicklung Ergebnisse Hochskalieren der PEM-Technologie erfolgreich! 1 Jahr unfallfreier Testbetrieb erfolgreich Effizienzsteigerung um ca. 10 % gegenüber Falkenhagen Verringerung der Baugröße der Elektrolyse um 2/3 gegenüber Falkenhagen Source: Hydrogenics 15

16 Mit Power-to-Gas können in verschiedenen Industriesektoren Emissionen reduziert werden Potenzielle Nutzer von grünem H 2 Mineralölindustrie (Raffinerien für Benzin, Diesel, Altöle usw.) Stahlindustrie Düngemittelindustrie Chemische Industrie Wasserstoffmobilität (Brennstoffzellen- Fahrzeuge) Andere Wasserstoffverbraucher Vorteile durch Power-to-Gas Erfüllung von Emissionsminderungsanforderungen Erfüllung von Pflichten zur Integration erneuerbarer Energien Vermeidung von Kosten für Grauen Wasserstoff (insb. Transportkosten) Nutzung von Überschussstrom zur Erzeugung von Grünem Wasserstoff Zusätzliche Einnahmen durch die Bereitstellung von Netzdienstleistungen (Regelenergie) Nutzung von Sauerstoff als Nebenprodukt Marketingeffekt als Grünes Unternehmen 16

17 Raffinerien müssen die THG-Intensität ihrer Kraftstoffe senken und erneuerbare Energien integrieren Kraftstoffproduktion Heutiger Standard Rohöl Zukünftiger Prozess Rohöl CO 2 Vermeidungskosten Grauer Wasserstoff Preis: Grüner Wasserstoff Preis: Biokraftstoffe Preis: Kraftstoffe Erneuerbare Komponente Geringere Emissionen Preis für grünen Wasserstoff Wenn die Treibhausgas-Einsparung durch die Verwendung von grünem Wasserstoff angerechnet wird, ist Power-to-Gas an der Schwelle zur Wirtschaftlichkeit (ohne finanzielle Förderung z.b. kein Feed-In Tarif). Quelle: Uniper Energy Storage,

18 Emissionseinsparungen durch grünen Wasserstoff am Beispiel von Brennstoffzellenzügen H 2 Vergleich der Emissionen im Schienenverkehr nach Kraftstoffen (g CO 2 pro gefahrenem Kilometer) In Deutschland wurde im Jahr 2015 die Produktion von 4,2 TWh Windstrom durch Abschaltungen verhindert % ,2 TWh Windstrom Tonnen grüner Wasserstoff Diesel fossiler Wasserstoff (Erdgasbasis) grüner Wasserstoff (Windstrom) 1200 Brennstoffzellenzüge von Alstom könnten ein Jahr betrieben werden 2 Bei erfolgreicher Sektorenkopplung wird Windstrom sinnvoll genutzt Durch hohe Investitionskosten und hohe Strombezugskosten ist grüner Wasserstoff jedoch noch nicht konkurrenzfähig zu grauem Wasserstoff die erneuerbare Eigenschaft muss einen Wert bekommen 1 Effizienz insgesamt 52% (Elektrolyse, Verdichtung, Peripherie) 2 Verbrauch abhängig von Streckenprofil. Annahme: 150 kg / Tag 18

19 Aktueller Rechtsrahmen blockiert erste kommerzielle Anwendungen für PtG (z.b. Verwendung in Raffinerien) DE EU Grüner Wasserstoff ist fortschrittlichen Biokraftstoffen ( advanced biofuels ) gleichzustellen auch die Verwendung in Raffinerien und Industrieprozessen CO 2 Einsparungen durch grünen Wasserstoff in Raffinerien sind nicht anrechenbar bei aktuellem Rechtsrahmen 104,3 fossiler Wasserstoff -91% 9,1 grüner Wasserstoff Emissionen g CO2 / MJ DE Sektorenkopplung um EE effizient in das gesamte Energiesystem zu integrieren und Emissionen zu senken Industrie Strom Gas Mobilität Wärme Haushalte DE Kein Endverbraucher sondern Speicher (und damit keine Endverbraucher-Abgaben für Energiespeicher) Abgaben und Steuern Energiekosten DE Eine transparente Nachweisführung das es sich um grünen Wasserstoff aus erneuerbarer Energie handelt Transparente Nachweisführung EU ABER: Eine direkte Anbindung an EE-Erzeuger lässt keine wirtschaftliche Umsetzung aufgrund von zu geringen Laufstunden zu Netzentkoppelte Anlagen können keine Flexibilität für Netze bereitstellen Forderung: Netzgekoppelte Anlagen die auch Flexibilität anbieten können mit transparenter Nachweisführung über z.b. Direkt- Verträge zwischen EE-Erzeuger und Power-to-Gas Anlage Grünstrom Netze PtG Grünes H 2 19

20 Mögliches Szenario: Grüner Wasserstoff entwickelt sich aus einem Nischenmarkt zur Wasserstoffwirtschaft 1 Kosteneffizienter Start Grüner Wasserstoff in Raffinerien Reduktion von Emissionen und Bereitstellung von Flexibilität für das Stromnetz Keine Investitionen in die Infrastruktur erforderlich Kostendegression bei Elektrolysen Spill-over Effekt zu weiteren Anwendungen Grüner Wasserstoff in der Industrie Signifikante CO 2 Reduktionen Geringe Änderungen in der Infrastruktur Grüne Wasserstoff Mobilität Wasserstoff Mobilität (PKWs, Züge, etc.) Alternative zu Batterien Großflächiger Einsatz von H 2 Grüne Wasserstoffwirtschaft Wasserstoff als wichtige Säule der Energiewirtschaft Verwendung der bestehenden Erdgasinfrastruktur Wiederverstromung von grünem Gas macht PtG zum flexiblen Backup von Erneuerbaren Entwicklung einer Wasserstoffinfrastruktur (Netze und Speicher) Der Einsatz von Power-to-Gas in Raffinieren wird Kosten reduzieren und weitere technologische Entwicklungen initiieren, die das Entstehen einer Grünen Wasserstoffwirtschaft ermöglichen 20

21 Kontakt Uniper Energy Storage GmbH Ruhrallee Essen René Schoof Head of / Fachabteilungsleiter Operational Performance Surface Storage Facilities T rene.schoof@uniper.energy Disclaimer: Diese Präsentation enthält möglicherweise bestimmte in die Zukunft gerichtete Aussagen, die auf den gegenwärtigen Annahmen und Prognosen der Unternehmensleitung der Uniper SE, der Uniper Energy Storage GmbH und anderen derzeit für diese verfügbaren Informationen beruhen. Verschiedene bekannte wie auch unbekannte Risiken und Ungewissheiten sowie sonstige Faktoren können dazu führen, dass die tatsächlichen Ergebnisse, die Finanzlage, die Entwicklung oder die Performance der Gesellschaft wesentlich von den hier abgegebenen Einschätzungen abweichen. Die Uniper SE sowie die Uniper Energy Storage GmbH beabsichtigen nicht und übernehmen keinerlei Verpflichtung, derartige in die Zukunft gerichtete Aussagen zu aktualisieren oder an zukünftige Ereignisse oder Entwicklungen anzupassen. 21