Zukunftswerkstatt Ferropolis „Innovative Energieversorgung und – Speicherung bei Großveranstaltungen“ 19. Juni 2012, Ferropolis
Fallstudie: Elektromobilität – Vertiefung Geschäftsmodell Lastmanagement 19.06.2012 „Wasserstofftechnologie“
Wasserstofftechnologie Speicherung großer Energiemengen aus regenera6ven Energiequellen Dipl.-Ing. Martin Paulitschke TU Chemnitz Professur für Energie- und Hochspannungstechnik 0317/531-39395 martin.paulitschke@etit.tu-chemnitz.de
Fakultät Elektrotechnik und Informa5onstechnik Professur Energie‐ und Hochspannungstechnik
19.06.2012
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Fallstudie: Elektromobilität – Vertiefung Geschäftsmodell Lastmanagement 19.06.2012 „Wasserstofftechnologie“
Gliederung 1) Einführung Einführung Elektrolyse Speicherung Rückverstromung
2) Vom Strom zum chemischen Speicher 3) Speichertechnologien 4) Rückverstromung 5) Zusammenfassung
Zusammenfassung
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Fallstudie: Elektromobilität – Vertiefung Geschäftsmodell Lastmanagement 19.06.2012 „Wasserstofftechnologie“
Einführung – Ausgangslage
Einführung Elektrolyse Speicherung
Versorgung 3000m² PV
Versorgung 3000m² PV
Verbrauch Melt! Festival
Zeit
3 Tage
1 Jahr
3 Tage
Leistung
200kWp
210 kWp
1000 kW
Energie
2,7 kWh
170 MWh
80 MWh
Rückverstromung Zusammenfassung
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Fallstudie: Elektromobilität – Vertiefung Geschäftsmodell Lastmanagement 19.06.2012 „Wasserstofftechnologie“
Einführung ‐ Wasserstofftechnologie • Wandelung elektrischer Energie in chemische Energie miMels Elektrolyse Einführung Elektrolyse Speicherung
• Speicherung des Wasserstoffes • Rückwandlung der chemischen Energie in elektrische Energie miMels Brennstoffzelle
Rückverstromung Zusammenfassung
Skizze: Miriam de la Cruz, FOS-G Fakultät Elektrotechnik und Informa5onstechnik Professur Energie‐ und Hochspannungstechnik
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Fallstudie: Elektromobilität – Vertiefung Geschäftsmodell Lastmanagement 19.06.2012 „Wasserstofftechnologie“
Vom Strom zum chemischen Speicher: Elektrolyse
Einführung Elektrolyse Speicherung Rückverstromung Zusammenfassung
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Fallstudie: Elektromobilität – Vertiefung Geschäftsmodell Lastmanagement 19.06.2012 „Wasserstofftechnologie“
• Alkalisch oder mit Membran (PEM) als Elektrolyt • Wirkungsgrad ~70% Einführung Elektrolyse Speicherung
• Benötigt destilliertes Wasser • Ausgangsdruck variiert zwischen wenigen Bar (PEM) und >100bar (Alkalische Hochdruck Elektrolyseure)
Rückverstromung Zusammenfassung
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Fallstudie: Elektromobilität – Vertiefung Geschäftsmodell Lastmanagement 19.06.2012 „Wasserstofftechnologie“
Beispiele: Enertrag, Alkalischer Elektrolyseur, 500kW Leistung Einführung Elektrolyse Speicherung Rückverstromung Zusammenfassung
Foto: Enertrag, Tom Baerwald
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Fallstudie: Elektromobilität – Vertiefung Geschäftsmodell Lastmanagement 19.06.2012 „Wasserstofftechnologie“
Speicherung • Drucktank – 200-700bar Einführung Elektrolyse Speicherung
– 12% Verlust
• Flüssiggas – -253°C – 20% Verlust
Rückverstromung Zusammenfassung
• Metallhydrid – Schwer – Teuer
Wasserstoff-Druckspeicher an der H2 Tankstelle München
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Fallstudie: Elektromobilität – Vertiefung Geschäftsmodell Lastmanagement 19.06.2012 „Wasserstofftechnologie“
Speicherung • Drucktank – 200-700bar Einführung Elektrolyse Speicherung
– 12% Verlust
• Flüssiggas – -253°C – 20% Verlust
Rückverstromung Zusammenfassung
• Metallhydrid – Schwer – Teuer Foto: Linde Fakultät Elektrotechnik und Informa5onstechnik Professur Energie‐ und Hochspannungstechnik
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Fallstudie: Elektromobilität – Vertiefung Geschäftsmodell Lastmanagement 19.06.2012 „Wasserstofftechnologie“
Speicherung • Drucktank – 200-700bar Einführung Elektrolyse Speicherung
– 12% Verlust
• Flüssiggas – -253°C – 20% Verlust
Rückverstromung Zusammenfassung
• Metallhydrid – Schwer – Teuer
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Rückverstromung: Brennstoffzelle
Einführung Elektrolyse Speicherung Rückverstromung Zusammenfassung
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Einführung Elektrolyse
•
SOFC, PEM
•
Wirkungsgrad < 60%
•
Wasserstoff aus Speicher + Luftsauerstoff
•
Stack-System -> Leistungsbereich von wenigen W bis MW
Speicherung Rückverstromung Zusammenfassung
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Fallstudie: Elektromobilität – Vertiefung Geschäftsmodell Lastmanagement 19.06.2012 „Wasserstofftechnologie“
Beispiele: Heliocentris, PEM-FC 1200 W, η ~ 50% Einführung Elektrolyse Speicherung Rückverstromung Zusammenfassung
Heliocentris
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Fallstudie: Elektromobilität – Vertiefung Geschäftsmodell Lastmanagement 19.06.2012 „Wasserstofftechnologie“
Beispiele: NetStack 1MW Brennstoffzelle 4,5M€
Einführung Elektrolyse Speicherung Rückverstromung Zusammenfassung
Foto: Solvay/NedStack Fakultät Elektrotechnik und Informa5onstechnik Professur Energie‐ und Hochspannungstechnik
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Fallstudie: Elektromobilität – Vertiefung Geschäftsmodell Lastmanagement 19.06.2012 „Wasserstofftechnologie“
Zusammenfassung • Wasserstofftechnologie befindet sich noch immer im Entwicklungsstadium Lebensdauererhöhung Einführung
Kostensenkung Effizienzsteigerung
Elektrolyse Speicherung
• Hohe Verluste bei Wandlungsprozess Abwärme möglichst energetisch nutzen (Nahwärmenetz)
• Wandler sind teuer, Speicher ist billig Rückverstromung Zusammenfassung
Geeignet für Langzeitspeicherung großer Energiemengen Nicht geeignet für hohe Leistungen Hybridisierung mit Batteriespeicher erscheint Sinnvoll
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Fallstudie: Elektromobilität – Vertiefung Geschäftsmodell Lastmanagement 19.06.2012 „Wasserstofftechnologie“
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!
Dipl.‐Ing. Mar5n Paulitschke Technische Universität Chemnitz Fakultät Elektrotechnik und Informa5onstechnik Professur Energie‐ und Hochspannungstechnik Tel.: 0371 531‐39395 Email: mar5n.paulitschke@e5t.tu‐chemnitz.de
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