Chancen von Strom zu Gas für einintegriertes EnergiesystemDr. K. Peter RöttgenE.ON Innovation Center Energy Storage

Parlamentarischer Abend der dena Strategieplattform Power to Gas:„Energiewende und Klimaschutz mit Power to Gas“,26.03.2015, Berlin

Flexibilität & Schnittstellen

Gas-zu-Strom/Wärme

Kohle-zu-Strom/Wärme

Erzeugung Netze

Power

HeatGasWind/Sonne-zu-Strom

Strom-zu-Gas

Strom-zu-Wärme

Strom-zu-Strom

Speicher

Haushalte | Mobilität | Industrie

Bedarf

Speicherbedarf?

Global (1)

UK (2)

German

y (3)

German

y (4)

0

500

1,000

1,500

2,000

2,500

1,895

358

2,191

40

System LevelEnergy Storage Demand

Capacity expansion until 2030

Inst

alle

d St

orag

e C

apac

ity [G

Wh]

(1) BCG, (2) Imperial College (3) VDE-ETG (4) TUM-FfE

Was ist wann in welchem Umfanganzunehmen?

Ausbau erneuerbare Energien? Stilllegung konventioneller Kraftwerke? Netzausbau? Dezentralisierung? Bedarfssteuerung? Elekromobilität (Batterie/Brennstoffzelle)? Synergien mit der Industrie? Rechtliche Rahmenbedingungen? …

… und welchen Einflusshaben die Preise derEnergierohstoffe?

1990 2013 2050

115 97 84

4.7 13.7 20

0 70.6

287.5

Konv. Erzeugung Grundlastfähige EE Sonne+Wind

Es besteht Speicherbedarf, Beispiel Deutschland

(33,4 TWh Nettoexport)

550 TWh

634 TWh

580 TWh

Bruttostromverbrauch

Entwicklung der installierten Erzeugungsleistung

Vervierfachung der Kraftwerksleistung

1% Abschaltung bedarf Zubau von 3 - 4 GW EE.

Zukunft

Quelle: BMWi, Arbeitsgruppe Erneuerbare Energien-Statistik

Annahmen Zukunftsszenario: Stromverbrauch stagniert und entspricht

der EE-Erzeugung.

Volllaststd. Wind + Sonne = 1.600 h Grundlastfähige EE nur begrenzt

ausbaubar.*

*) von 2012

25% EE

3,4% EE

EE: Erneuerbare Energieth

eore

tisch

er A

nsat

z

100% EE

80% EE

Möglicher kommerzieller Markteintritt vonSpeicher-/Transformationstechnologien

Technologiebedarf komplemetär zum Ausbau erneuerbarer Energien

Erdg

assp

eiche

r (CH

4)

Was

sers

toff

für R

affin

erien

, elek

tro-c

hem

.

Indu

strie

proz

esse

als H

2-Que

lleW

asse

rsto

ff

für S

tahl

-Indu

strie

und

ande

re A

nwen

dung

enW

asse

rsto

ff

für W

ärm

emar

kt, M

obilit

ät

(H2-E

insp

eisun

g in

CH 4

)

Was

sers

toff

für M

obilit

ät

(Bre

nnst

offze

lle)

und

Chem

ie-In

dust

rieW

asse

rsto

ff fü

r

Wied

erve

rstro

mun

g

mit

CH4 / o

hne C

H 4

2030

Pum

pspe

icher

Batte

rien,

Stro

m zu

Wär

me,

E-Mob

ilität

2015 2050

Inno

vatio

n

Was

sers

toffw

irtsc

haft?

Ziel: allgemeine Emissionsminderung(Klimaschutz)

früher oder später?

Voraussetzung: Rahmenbedingungen für bilanziellen Handel innovativer Wasserstoffprodukte (Markt)

H2

ElektrolyseStromnetz

Strom IndustrieMobilitätWärme

Erdgasinfrastruktur

Erdgas & Erneuerbares Gas

Strom IndustrieMobilitätWärme

Erneuerbarer Wasserstoff

CO2 SNGCH4,Bio

Zertifikat Strom

Zertifikat Gas

Grundlegende Annahmen (1)

Allein die Betrachtung der Netzstabilität mit den klassischen Komponenten des Energiesystems ist nicht ausreichend.

Zwangsabschaltung erneuerbarer Energien in wachsender Dimensionist nicht effizient.

Mittel- bis langfristig zeigen die meisten Studien signifikanten Speicherbedarf.

Die Installation signifikanter Speicherkapazitäten benötigt mehr Zeit als eine Dekade und die Berücksichtigung der Lernkurve.

Der Systemansatz sollte berücksichtigen: Alle verfügbaren Flexibilitätsoptionen Schnittstellen mit anderen Branchen, z.B. Raffinerien, Mobilität, Chemie Emissionsminderungspotenzial durch weitergehende Integration von EE

Grundlegende Annahmen (2)

Technologiekosten sind abhängig vom Umfang der Bestellung Kostenreduktion innovativer Technologien über die Zeit

Interpretation von Speicheroptionen nur als zusätzlicher Kostenfaktor für den Endverbraucher ist nicht korrekt:

Langfristig ist ein erneuerbares System mit Speichern kostengünstiger

Speicherkosten sind Kosten ohne Speicher gegenüberzustellen,z.B. zunehmende EE-Zwangsabschaltungen

Erste Beispiele für Wirtschaftlichkeit von Speichertechnologien

Speichertechnologien sind auf dem Weg eine neue Komponente neben Erzeugung, Transport und Verbrauch herauszubilden.

Power-to-Gas: Projekte in Deutschland

Karte:Deutsche Energie-Agentur GmbH(dena 03/2015)

Chancen von Strom zu Gas für einintegriertes EnergiesystemDr. K. Peter RöttgenE.ON Innovation Center Energy Storage

Parlamentarischer Abend der dena Strategieplattform Power to Gas:„Energiewende und Klimaschutz mit Power to Gas“,26.03.2015, Berlin