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Grüne Wasserstoffwirtschaft. regenerativ statt fossil effizient statt verschwenderisch Wasserstoff statt Öl, Erdgas und Strom. Gliederung. Stromspeicherung Grüne Wasserstoffwirtschaft Funktionsprinzip Biomasse Wirtschaftlichkeit Umsetzung Fazit Fragen und Diskussion.
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Grüne Wasserstoffwirtschaft • regenerativ statt fossil • effizient statt verschwenderisch • Wasserstoff statt Öl, Erdgas und Strom
Gliederung • Stromspeicherung • Grüne Wasserstoffwirtschaft • Funktionsprinzip • Biomasse • Wirtschaftlichkeit • Umsetzung • Fazit • Fragen und Diskussion
Nötige Speicherung • fluktuierende Erzeugung • Windkraft • Photovoltaik • massiver Speicherausbau nötig • Speicher für längere Zeiträume
Speicherarten • Akku-Elektrofahrzeuge • Pumpspeicherkraftwerke • Druckluft in unterirdischen Kavernen • Wasserstoff in unterirdischen Kavernen
Grüne Wasserstoffwirtschaft Wie funktioniert das?
Brennwertheizung • Erdgas • Wirkungsgrad: 111% • Brennstoffzellenheizung • Wirkungsgrad: 116% • Wasserstoff • Heizwert (Hi) 120 MJ/kg • Brennwert (Hs) 142 MJ/kg
Wasserstofftransport • Rohrleitungstransport • Verluste < 0,1 % • Stromnetz • Verluste ~ 8% → durch Wasserstoff überflüssig • Wasserstoff ist speicherbar • Wasserstoffproduktionsdruck: 25 Bar → ausreichend für Rohrleitungssysteme
Sicherheit • Wasserstoff verflüchtigt sich schnell • keine Explosion möglich flüssiges Propan tritt aus flüssiger Wasserstoff tritt aus Quelle: Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung
Wasserstoffherstellung Wie Wasserstoff produziert wird
Elektrolyse Strom • Wasser Wasserstoff + Sauerstoff • Wirkungsgrad 80% Hi Druckelektrolyseur mit einer Leistung von 2,3 MW
Biomassevergasung Biomasse Sauerstoff Mineraldünger • Produktionsdruck: ca. 25 Bar • Effizienz: ca. 78% • Gesamteffizienz = Effizienz der Wasserstofffabrik * Effizienz der Brennstoffzellenheizung • 78% x 116%= 90% (feucht) C O H O H H2 CO2
Güssing nahe Wien: energieautark Synthesegasproduktion wird verstromt Nahwärmenetz drucklos: 8 MW (th) Beispiel: Güssing heute
Wasserstoffproduktion Druckerhöhung auf 25 Bar bei gleicher Größe 200 MWH2 Wasserstofffabriken Mindestgröße 50MW Vision: Güssing morgen
Biomasse Energiepflanzen und Reststoffe
Energiepflanzenökosystem Konventionelles Agrar-System Energiepflanzen Agrar-System Monokulturen Artenvielfalt durch Sortenmischung und Tolerierung von Wildpflanzen Pestizide, Herbizide, starke Düngung Angepasste Düngung, Verzicht auf Pestizide und Herbizide Erosionsgefahr durch Bodenbearbeitung Bodenschutz, geringer Humusabbau durch Direktsaat Quelle: Prof. Konrad Scheffer, Uni. Kassel; Energiepflanzenökosystem; EURO-SOLAR Konferenz
Flächenkonkurrenz • EU-Agrarsubventionen • starke Überproduktion wird vernichtet/exportiert • in der H2-Wirtschaft • Energiepflanzen statt Überproduktion • Agrar-Subventionen überflüssig • bei ausreichender Fläche keine Konkurrenz
Energiepflanzenertrag • Züchtung von Pflanzen • Energiepflanzen: Verdoppelung der Erträge/ha • in 10 Jahren (Walter Schmidt, KWS Saatgut AG) • in 17 Jahren (Karl-Heinz Tetzlaff, Verfahrensingenieur)
Energiepflanzenpotential: EU-25 Fläche konstant Institut für Energetik und Umwelt Leipzig Universität Hohenheim
Verkehr Fahren ohne Emissionen
Brennstoffzellenfahrzeuge • Tankdauer ähnlich Benzin • Bremsenergierückgewinnung • Beispiele: • Mercedes F-Cell, 700 Bar Tank, 400 km • Toyota, 700 Bar Tank, 800 km • Van Hool, 350 Bar Tank, 350 km
Sicherheit im Fahrzeug • höchststabiler Drucktank • Überdruckventil • keine Explosionsgefahr • keine Umweltbelastung
Wirtschaftlichkeit Konkurrenzfähig?
Energiepreise • Preise • erste Anlage: 3-4 Cent/kWh • langfristige Prognose: • 1,5-3,5 Cent/kWh • heute (ohne Steuern) • Erdgas: 6 Cent/kWh • Strom: 12 Cent/kWh Erste Anlagen Prognose
Probleme der Umsetzung Warum macht das niemand?
Umsetzungshindernisse • Stromwirtschaft ist etabliert • nur Strom wird gefördert: Erneuerbare Energien Gesetz • Synthesegas zur Stromerzeugung • Wasserstoff • keine Vergütung • Netzeinspeisung unmöglich
Umsetzungshindernisse • Energiewirtschaft • stellt Experten • starke Lobby • zentraler Elektrolysewasserstoff eine dezentrale Wasserstoffwirtschaft ist weitgehend unbekannt und somit ein potenzielles Risiko es ist einfacher die übliche Strategie weiterzuverfolgen
Umsetzungsstrategien Eine Wasserstoffwirtschaft aufbauen
Beimischung Wasserstoff Fabrik Wasserstoff- Tankstelle Erdgasnetz Wasserstoffanteil: 5%-20%
Eigenständiges Netz 50MWH2 Fabrik 40 Mio. Euro 8 Mio. Euro Wasserstoffnetz 17 Mio. Euro 3000 BZ-Heizungen = 65 Mio. Euro Stromeinspeisung nach EEG Jährlicher Gewinn: 8,1 Mio. Jährlicher Gewinn: 8,1 Mio. 45 Mio.
Fazit • ökologisch • Technik vorhanden • sicher • regionale Energie • dezentral • günstig
Fragen und Diskussion bedankt sich vielmals für Euer Interesse und Eure Aufmerksamkeit!