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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

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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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Fragen und Diskussion

bedankt sich vielmals für Ihr Interesse und Ihre Aufmerksamkeit!