Perspektiven und Synergien

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1 Perspektiven und Synergien Prof. Dr.-Ing. Klaus Görner Lehrstuhl für Umweltverfahrenstechnik und Anlagentechnik Universität Duisburg-Essen Flexible Kraftwerke für die Energiewende 3. November 2015, Berlin

2 Herausforderungen der Energiewende Leistung [GW] Über- schuss- Strom Verschiebung durch Speicherung Flexible Erzeugung Residuallast Flexibilisierung von bestehenden Kraftwerken Anzahl an Stunden [-] Entwicklung eines neuen Kraftwerkstyps: das Kraftwerk der Zukunft 1 Auf- und Ausbau von Speicherkapazitäten Ausbau und Nutzung aller Speichertechnologien P2X als chemischer Speicher 2 2

3 1 Flexible und disponible Erzeugung Flexible fossil basierte Kraftwerke bilden das Rückgrat für eine stabile wirtschaftliche und umweltfreundliche Energieversorgung Diese müssen die folgenden Eigenschaften aufweisen: extrem flexibel und effizient, auch bei niedriger Teillast, niedrigere spezifische Investitionskosten als bisher kleiner in der absoluten Einheiten-Leistung als bisher capture ready Wärmeauskopplung für KWK-Anwendungen DLR Das Kraftwerk der Zukunft ist eine Referenz für die globalen Märkte Solar Reserve 3

4 1 P-DKW - Flexible und disponible Erzeugung Feuerung Wasser-/Dampfteil Leittechnik Turbine Gasreinigung Komponenten Fahrweise Hitachi Power Europe GmbH 4

5 1 Kraftwerk der Zukunft - Kraft-Wärme-Kopplung Kraft-Wärme-Kopplung ist eine ausgewiesene Technologie um CO 2 im Vergleich zur getrennten Erzeugung von Strom und Wärme zu reduzieren NRW ist eine konzentrierte städtische und industrielle Region mit einer schon sehr dichten Fernwärme-Infrastruktur Diese FW-Infrastruktur im Ruhrgebiet wird mit einem Impulsprogramm ausgebaut und verschiedene Inseln zu einem geschlossenen Gebiet verbunden Stadtwerke Düsseldorf Neue GuD-Kraftwerke mit Wärmeauskopplung in Düsseldorf und Köln tragen deutlich dazu bei, den Anteil des KWK-Stroms an der Erzeugung zu steigern Durch diese Maßnahmen wird NRW die Modell- Region für KWK in Europa STEAG Fernwärme 5

6 1 Kraftwerk der Zukunft ist capture ready Kraftwerke mit einer capture readyness sind attraktiver für die Weltmärkte Weltweit gesehen können nur so die CO 2 -Reduktionsziele erreicht werden CO 2 -Abscheidung ist eine marktverfügbare Technologie RWE-Anlage in Niederaußem, NRW Uni Duisburg-Essen-Anlage im STEAG-Kraftwerk, NRW E.ON-Kraftwerk in Maasvlakte, NL ist capture ready CO 2 -Abscheidung in Kombination mit dem Kraftwerk erschließt zusätzliche Flexibilitätsoptionen im Betrieb Abscheiderate kann zwischen 0 und 90 % variiert werden Überschussstrom und abgetrenntes CO 2 sind Basis für weitere Produkte Power-to-Gas P2G Power-to-Fuels P2F Power-to-Chemicals P2C 6

7 2 Speichertechnologien mit CCU / P2X Nutzung von CO 2 aus Abtrennung Methanisierung CH 4 P2G Gas- Markt CO 2 capture Rauchgas CO 2 Methanolsynthese CH 3 OH P2F Brennstoff- Markt (Methanol) Elektrolyse Strom H 2 Überschussstrom von Erneuerbaren Synthese von Chemikalien Ammoniak Harnstoff P2C Chemikalien- Markt (Ammoniak, Harnstoff) 7

8 2 P2F Methanolherstellung (Strom und CO 2 ) Post Combustion Capture Luft Kraftwerk (Power Island) Clean gas Sauerstoff CO 2 O 2 Elektrolyse ~ = H 2 Rauch- gas Methanolproduktion HP PH G LP PH CH 3 OH H 2 O Strom und Wärme Methanol Umwandlungswirkungsgrad η el/th = 61 % (ohne O 2 -Nutzung) Quelle: Buddenberg, Mitsubishi Hitachi Power Systems 8 Europe

9 Perspektiven für Europa und globale Märkte Regionale Initiativen und Projekte sind der Ausgangspunkt und die Basis für ein zukünftiges europäisches Energiesystem Produkte aus Deutschland tragen wesentlich dazu bei, die CO 2 -Emissionen signifikant zu reduzieren Deutschland mit NRW als eine der führenden Energieregionen in Europa hat eine sehr gute Basis dafür, seine Technologieführerschaft bei der Energiewende weiter auszubauen RRP - Rhein Ruhr Power verfügt über alle notwendigen Kompetenzen und Unternehmen auf technologischer, ökonomischer und struktureller Ebene, um damit auf den zukünftigen globalen Märkten erfolgreich zu sein: Energieanlagentechnik für flexible Erzeugung KWK-Technologie zur Steigerung der Umweltverträglichkeit CCU-/P2X-Technologie als Beitrag zum Speicherausbau 9

10 Herzlichen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Kontakt: Prof. Dr.-Ing. Klaus Görner Lehrstuhl für Umweltverfahrenstechnik und Anlagentechnik Universität Duisburg-Essen Leimkugelstraße Essen, Germany Tel / klaus.goerner@uni-due.de 10