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Verein zur Förderung der Wasserstofftechnologie
Übersicht
•Energiesystem heute/Ausblick
•Inhaltliche Ausrichtung – Eine Grüne Wasserstoffwirtschaft
•Über uns – H2Works
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Heutiges Energiesystem•Primärenergie heute
•Heutige 100% EE Planungen•100% EE Strategien
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Primärenergien heute
• Stromwirtschaft– Strom durch Kohle, Uran, Gas– Lastregelung
• Wärmewirtschaft– Gas & Öl– Pipelines / Tanker
• Verkehr– Benzin, Diesel (Öl)
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Heutige 100% EE Planungen
•Stromwirtschaft–Wind, Solarenergie, Biomasse (BHKWs)
•Wärmewirtschaft–Wärmepumpen, Solarthermie, Biomasse (BHKWs)
•Verkehr–Strom, Biomasse
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100% EE Strategien
• Dezentral– Viele kleine Erzeugungseinheiten– Verbrauchsnahe Erzeugung
• Großes Verbundnetz– Ausgleich von regionalen Schwankungen– Nutzung von Standortvorteilen
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~2030Quelle: attac Rastatt, September 09
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Problemstellungen
• fluktuierende Erzeugung– Windkraft– Photovoltaik
massiver Speicher + Netzausbau nötig– Speicher für längere Zeiträume
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Speicherarten
• Akku-Elektrofahrzeuge• Pumpspeicherkraftwerke• Druckluft in unterirdischen Kavernen• Wasserstoff in unterirdischen Kavernen
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Grüne WasserstoffwirtschaftGrüne Wasserstoffwirtschaft
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• regenerativ statt fossilregenerativ statt fossil• effizient statt verschwenderischeffizient statt verschwenderisch• Wasserstoff als EnergieträgerWasserstoff als Energieträger
Wasserstoffnutzung•mobil
•stationär
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Brennstoffzellenfahrzeuge• Tankdauer ähnlich Benzin• Bremsenergierückgewinnung• Beispiele:
– Mercedes F-Cell, 700 Bar Tank, 400 km
– Toyota FCHV, 700 Bar Tank, 800 km– Van Hool, 350 Bar Tank, 350 km
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Brennstoffzellenheizung
Brennwertheizung Erdgas
– Wirkungsgrad: 111%
• Brennstoffzellenheizung– Wirkungsgrad: 116%
• Wasserstoff– Heizwert (Hi) 120 MJ/kg– Brennwert (Hs) 142 MJ/kg
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Wasserstofftransport
• Rohrleitungstransport– Verluste < 0,1 %
• Stromnetz– Verluste 5-8%
• Wasserstoff ist speicherbar– Netz besitzt Speicherfunktion– Heutige Erdgaskavernen nutzbar
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Wasserstoffproduktion•Elektrolyse
•Biomassevergasung
19
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Elektrolyse Wasser Wasserstoff + Sauerstoff Wirkungsgrad ca. 80% Hi
Lurgi Druckelektrolyseur (30bar) mit einer Leistung von 2,3 MW
Strom
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2222
Biomasse
Biomasse ist:• Energiepflanzen
– ökologisch angebaut• Reststoffe
– Landwirtschaft– Industrie– Haushalt– Forstwirtschaft
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Biomasse aller Art
zu hohe Feuchtigkeitsgehalte
Pressaft
feuchte Biomasse
Biogasanlage
feuchte Biomasse
Vergasungsanlage
Biogas
Presse
Biomassevergasung
Wasserstoff
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Mineraldünger
Produktionsdruck bis zu 70bar
Effizienz: 69% - 93%
Anlagengröße ab 50MWH
Biomassevergasung
Vergasung
Gasreinigung
Shift-Reaktor zur Herstellung von Wasserstoff aus
Synthesegas
Trennung von CO2 und H2
Biomasse Sauerstoff
(feucht)
CO2 H2H
OC
O
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• Güssing nahe Wien: energieautark
• Synthesegasproduktion– wird verstromt– Nahwärmenetz
• drucklos: 8 MWth
Biomassevergasung Güssing
BiomasseAnbau von Energiepflanzen
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Biomasseanbaukonzept
• Mischkulturanbau– zwei Kulturen auf einem Feld
• Zweikulturnutzungssystem– Winterkulturen
• Ernte vor Ausreifen, Wildpflanzentolerierung keine Pestizide, Herbizide
– Direktsaat der Sommerkulturen Bodenschutz
– Problem: Störung von Bodenbrütern
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Feld
Biomasse
Haber-Bosch Synthese
Vergasungsanlage Presse
H2 Presssaft
Stickstoff Mineralstoffe
Asche
Leguminosen
Schwermetalle
Kohlenstoff
Terra Preta
CO2
Stoffströme
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Zahlen und DatenEnergieversorgung in
Deutschland mit Wasserstoff
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Insgesamt:8040
Alle Angaben in PJ
Energiebedarf heute
15% Einsparung
5% Einsparung
Benötigter Wasserstoff für:
Wirkungsgrad BZ-Heizung: 1,16
1,16
Effizienzfaktor 3
Wärme2.244
Strom1.544
Verkehr976
Wärmepumpen: 406
Summe:4.979 PJ
Speicherung: 214
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Wärme, Nutzenergie:
3.539,7
Strom, Endenergie:
1.885
Verkehr, Endenergie:
2615
Summe:4.979 PJ
Elektrolyse-H2646
Bio-H2 aus Reststoffen
1.620
Bio-H2 aus Energiepflanzen
2.713
Regenerativer Strom807 laut BEE für 2020
Biogene Reststoffe2.000 laut Literatur
Energiepflanzen3.349
Wasserstoff in Form von
Primärenergie in Form von
Wenn 2.266 PJ (Summe: Elektrolyse + Reststoffe) zur Verfügung stehen werden noch 2.713 PJ zum Beispiel in Form von Wasserstoff aus Energiepflanzen benötigt.
Jahr: 2030Ertrag: ca. 40t/ha
Fläche: 4,78 Mio. ha
Landwirtschaft-liche Fläche
80%
ca. 81%
ca. 81%
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Jahr: 2030Ertrag: ca. 40t/ha
Fläche: 4,78 Mio. ha
Endkundenpreis
0,0
1,0
2,0
3,0
4,0
5,0
6,0
7,0
8,0
9,0
10,0
20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140
Biomassepreis in €/atro
Was
sers
toffp
reis
in C
ent/k
Wh
KostenbereichBeste case
Energiepreise
Erste Anlagen
Prognose
• Preise– Bio-H2:
3-6 Cent/kWh– Elektrolyse-H2:
8-10 Cent/kWh• heute (ohne
Steuern)
– Erdgas: 6 Cent/kWh
– Strom: 12 Cent/kWh
Elektrolysewasserstoff
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Umsetzung
Wasserstoff Fabrik
Erdgasnetz
Wasserstoffanteil: 5%-20%
Wasserstoff-Tankstelle
H2Works
Gemeinnütziger Verein zur Förderung einer nachhaltigen
Wasserstoffwirtschaft
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Gründung: September 2008
„Zweck des Vereins ist es […] die Chancen und Vorteile der Wasserstofftechnologie in die öffentliche Diskussion
einzubringen.“
Mitglieder verschiedener Alters- und Berufsgruppen
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Aktivitäten•Wasserstoffnetzwerk aufbauen
•Inhaltliche Arbeit
•Aktionen
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40
Fragen und Diskussion
bedankt sich vielmals für Ihr Interesse und Ihre Aufmerksamkeit!