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EuRegEn
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Beitragvon EuRegEn » 26.03.2014 22:27 Uhr

http://de.wikipedia.org/wiki/Power-to-Gas

Eine mögliche Definition von Power to Gas lautet:
„Der Begriff Power-to-Gas steht für ein Konzept, bei dem überschüssiger Strom dazu verwendet wird, per Wasserelektrolyse Wasserstoff zu produzieren und bei Bedarf in einem zweiten Schritt unter Verwendung von Kohlenstoffdioxid (CO2) in synthetisches Methan umzuwandeln. Als Speicher für dieses Methan und bis zu einem gewissen Volumenanteil auch des elementaren Wasserstoffs könnte die bestehende Erdgasinfrastruktur, also das Gasnetz mit den angeschlossenen Untertagespeichern, verwendet werden.“
Power-to-Gas bezeichnet also die Umwandlung regenerativ erzeugter elektrischer Energie in chemische Energie und deren Speicherung im verfügbaren Gasnetz in Form verschiedener Gase.

Das Grundkonzept, nämlich mittels Windenergie elektrolytisch erzeugten Wasserstoff als Energieträger zu nutzen, wurde bereits Mitte des 19. Jahrhundert vorgeschlagen. Einen Aufschwung erhielt das Konzept im 20. Jahrhundert als Baustein der angestrebten Vision einer Wasserstoffwirtschaft bzw. zur Speicherung von regenerativ erzeugtem Strom im Rahmen der Energiewende. Erst seit etwa dem Jahr 2009 wird die Möglichkeit diskutiert, Methan statt Wasserstoff zu erzeugen.

Während in Deutschland bei der Binnenlandwindkraft die Volllaststunden im Schnitt bei 1.500 liegen, sind diese an guten Standorten im Meer um das Dreifache (300 %) höher.
Damit könnte beispielsweise bei einem 10.000 MW Windpark 2/3 der Arbeit schon im Meer in Gas verwandelt werden, dann könnte mit 1/3 der Jahresarbeit immer noch die gleiche Menge (Vergleich Binnenland) an Strom zur Küste geliefert werden. Strom vom Meer würde also nur dann geliefert, wenn der Wind eine Leistung von über 2/3 der Nennlast erzeugt, oder wenn im Binnenland der Strom gebraucht wird.

Die Gasnetze in der Nordsee sind schon vorhanden, die Gasspeicher ebenfalls. Es wäre fatal, stünden diese Gasspeicher nicht unter staatlicher Aufsicht, noch besser: Sie stehen im Eigentum des Staates.

http://www.bsh.de/de/Meeresnutzung/Wirt ... biete_.pdf

http://de.wikipedia.org/wiki/Untergrundspeicher

Ein Teil der Speicher sollte nur Wasserstoff aufnehmen, der in nahegelegenen GuD-Kraftwerken wieder in Strom verwandelt werden kann. Für die flächendeckende Versorgung wird es wohl zweckmäßiger sein, H2 in CH4 zu verwandeln. Somit kann mit der vorhandenen Infrastruktur gearbeitet werden.
Bei der Verwandlung von Strom in H2 fallen 20 % Verlust an, bei der Weiterverwertung in CH4 fallen weitere 20 % Verlust an. Hier könnte eine Anbindung an ein Nah- oder Fernwärmenetz vorteilhaft sein.
http://de.wikipedia.org/wiki/Wasserelek ... ektrolysen
http://www.now-gmbh.de/fileadmin/user_u ... e-2011.pdf


„Der energetische Wirkungsgrad der Elektrolyse von Wasser liegt bei über 70 %. Mehrere Anlagenhersteller (z. B. Electrolyser Corp., Brown Boveri, Lurgi, De Nora, Epoch Energy Technology Corp.) bieten große Elektrolysegeräte mit einem noch höheren Wirkungsgrad – über 80 % – an. „


Eine Rückverstromung von CH4 erfolgt idealerweise mittels BHWK als Teil von virtuellen Kraftwerken, die einen Gesamtwirkungsgrad von über 90 % haben.

Dieses Verfahren könnte an allen windigen Küstenlinien in Europa durchgeführt werden:

http://de.wikipedia.org/wiki/Schwimmend ... _in_Europa

Versorgungssicherheit: Ausgleich in Europa

Während über dem europäischen Binnenland längere, großräumige Flaute beobachtet werden können, ist dies über den Meeren in dieser Form nicht der Fall. Die guten Standorte auf den Meeren haben höhere Volllaststunden. Im Regelfall nimmt sowohl der Wind, als auch die Meerestiefe mit zunehmenden Abstand zur Küste zu, was dann zwingend den Einsatz von schwimmenden Windparks erfordert. Noch bedeutsamer ist die saisonal unterschiedliche Stromproduktion. So hat die Südwestspitze von Portugal die Höchsterträge im Sommer, gleiches gilt für die Ägäis.

Damit kann der Bedarf an Backup-Kraftwerken systematisch reduziert werden, indem der Aufstellungsort gezielt ausgewählt wird. Zeigt es sich, dass gesamteuropäisch im Sommer mehr Strom aus Wind gewünscht wird, dann müssen die Windparks vor Portugal und der Ägäis erweitert werden. Leistungsfähige HGÜ-Trassen, wie sie z.B. in China schon Realität sind, werden dann vorausgesetzt. Damit lässt sich die Kritik der mangelnden Versorgungssicherheit vermindern.
Die Windkarte über den europäischen Meeren:
http://www.all-creatures.org/hope/gw/GD ... Europe.jpg

Und genug zu ernten gibt es auch:

http://www.verivox.de/nachrichten/die-z ... 19783.aspx

„... könnte mit dem Windangebot der Nordsee sogar "der gesamte europäische Stromverbrauch etwa vierfach abgedeckt werden", schreibt Windenergieexperte Siegfried Heier ("Nutzung der Windenergie", 5. Auflage 2007, S. 11). „

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Beitragvon EEWELT » 08.01.2016 15:55 Uhr

Zusammengedacht mit Großspeichern - dann machen die erneuerbaren Energien richtig Freude!

Norwegen - Ja! Aber es gibt nicht nur Wasserkraft in Norwegen, sondern überall in Europa - wenn auch nicht so riesige Speicher.

http://energiespeicher.blogspot.de/2012 ... terie.html

"Norwegen, eine andere Dimension
Die Speicherseen in Norwegen spielen in einer anderen Liga, die erschlossene Kapazität beträgt 84 TWh, das entspricht ziemlich genau 10.000 mal Goldisthal. Das bedeutet, auch wenn wir jedes Jahr 100 solche Speicher bauen würden, erst nach hundert Jahren hätten wie die gleiche Speicherkapazität!"
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Beitragvon Rolf Fischer » 27.02.2016 08:44 Uhr

Super Beitrag. Wir können alle unsere benötigte Energie mit Photovoltaik für unter 12 Cent, und mit Windkraft für 8 (bzw. nach 5 Jahren für 5 Cent) je KwH herstellen, und mit Pumpspeicherwerken (neuerdings sogar in Betonkugeln am Meeresgrund) und Power to Gas speichern und ohne einen Cent Mehrkosten weiterhin für 26 Cent verbrauchen. 100 % Abgasfrei, NULL Grad Klimaerwärmung.
Statt dessen beschließt A.Merkel z.B. in dem Koalitionsvertrag von 2013 und am 20.01.2016 mit dem Gesetz zur "Weiterentwicklung" des Strommarktes eine weitere Begrenzung (!) des Ausbaus der regenerativen Energien.
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Beitragvon EEWELT » 14.09.2016 22:32 Uhr

Ja, Netze und Speicher sind zentrale Bausteine der Energiewende in Europa.
Zum Thema:
https://www.welt.de/print/die_welt/wirt ... ovinz.html
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Beitragvon EEWELT » 16.02.2018 16:43 Uhr

Wohl etwas sehr optimistisch, oder?
https://idw-online.de/en/news688666
Schlüssel: Optimale Nutzung der Prozesswärme aus der Methanisierung
Ein großes Potenzial, das im EU-Projekt HELMETH gehoben wurde, lag in der optimalen Nutzung der Prozesswärme aus der Methanisierung, um etwa den Wärmebedarf bei der verwendeten Elektrolysetechnologie zu decken. Insbesondere die Hochtemperaturelektrolyse bei rund 800 Grad Celsius und hohen Drücken hat thermodynamische Vorteile, die den Wirkungsgrad steigern. Bei der Elektrolyse wird der Strom genutzt, um Wasser in Sauerstoff und den Energieträger Wasserstoff zu zerlegen. Danach reagiert der Wasserstoff mit Kohlendioxid oder Kohlenmonoxid unter Wärmeentwicklung weiter zu Methan, dem Hauptbestandteil von Erdgas. Der Vorteil von Methan gegenüber Wasserstoff (H2)ist der, dass es in der bestehenden Erdgasinfrastruktur ohne Begrenzungen oder weitere Aufbereitung eingespeist werden kann. Das im HELMETH-Projekt erzeugte Erdgassubstitut hat eine H2-Konzentrationen kleiner 2 Volumenprozent und wäre somit in das gesamte deutsche Erdgasnetz ohne Einschränkungen einspeisefähig.
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Beitragvon Bradaw » 23.04.2018 11:06 Uhr

Danke für den informativen Beitrag!

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Beitragvon EEWELT » 20.05.2018 17:45 Uhr

Bitteschön. Besonders wichtig ist es, zu erkennen, dass wir in der Nordsee und im Norden viele notwendige Infrastruktureinrichtungen bereits haben (Salzspeicher, Gasleitungen usw.), somit wird dies Sache in der gegebenen Zeit auch bezahlbar sein.
www.bsh.de/de/Meeresnutzung/Wirtschaft/ ... biete_.pdf

http://www.nds-kalisalzmuseum.de/page14_Kavernen.html


Neben der Nutzung der riesigen Salzstöcke tief in der Erde unter Niedersachsen zur Gewinnung von Steinsalz und Kalisalzen hat sich in den letzten 50 Jahren eine neue Nutzung ergeben. Oft in großer Tiefe bis über 1800 m, weit unterhalb der tiefsten Sohlen der früheren Bergwerke, werden zylinderförmige Hohlräume ausgespült und dann mit Erdgas unter hohem Druck gefüllt (200 bar), dies sind die sogenannten Erdgas-Speicher-Kavernen.

Salzkavernen sind also künstliche Hohlräume im Salzgestein. Zur Erstellung wird eine Bohrung abgeteuft, die oberhalb der Kaverne mit Stahlrohren und Zement gegen das umgebende Gebirge abgedichtet wird. Durch Einpumpen von Wasser löst sich das Salz. Die entstehende Sole wird nach obertage verdrängt und umweltgerecht entsorgt, im Fall der Kavernen in Empelde ursprünglich in die Kammern der stillgelegten Grube Hansa in Empelde und später in die Kammern der Grube Bergmannssegen-Hugo in Sehnde.

Vorteile der Gaskavernen im Vergleich zu obertägigen Gasbehältern sind die große Sicherheit durch mehrere hundert Meter Abstand zum Deckgebirge wie zu Nachbarkavernen, die extrem hohe Dichtheit des Salzgesteins, die hohe Speicherkapazität und der minimale Verbrauch von obertägiger Fläche.
In Norddeutschland gibt es bereits mehr als 100 Kavernen u.a. in Rüstringen, Etzel (Nähe Wilhelmhaven), Lesum, Sottorf, Huntorf, Heide (Holstein). Hier werden seit 1968 Rohöl, Erdgas und auch Druckluft gespeichert.

Weshalb investieren Firmen wie die GHG (Gasspeicher Hannover GmbH) in Erdgasspeicher?
Ausgleich zwischen geringem Verbrauch im Sommer und hohem Verbrauch im Winter
Reserve für extrem kalte Perioden und Ausfälle aus z.B. politischen Gründen
Gashandel.
Die Dimensionen am Beispiel der Kaverne K4 der GHG in Empelde:
Höhe über 400 m (-1300 m bis -1700 m), geometrisches Volumen ca. 620 000 m3,
Speichervolumen ca. 40 Millionen m3 (Normkubikmeter).
Bei Speicherdrücken zwischen 30 und 200 bar können in den 3 zukünftigen Kavernen (K5 bis K7)
weitere ca. 150 Millionen Kubikmeter Gas gespeichert werden.
Das entspricht dem Inhalt von etwa 500 oberirdischen Kugelgasbehältern von 30-40 m Durchmesser!
In Empelde betreibt die GHG derzeit 5 Kavernen mit einem totalen Fassungsvermögen von über
200 Millionen m3 Gas. Das darin gespeicherte Erdgas würde für viele Monate für die gesamte Region Hannover
ausreichen.
In 2011 und 2012 wurden die Kavernen K1 und K2 vergrößert und weiter gesichert.
Im Herbst 2013 wurde die 4. Kaverne fertiggestellt und in Betrieb genommen. Dazu wurde auch ein neuer
großer Kompressor angeschafft.
2015 wurde die Kaverne K5 angelegt und ging 2017 in Betrieb, ebenfalls 2015 wurde eine neue Leitstelle gebaut,
die 2017 bezogen wurde.
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Beitragvon EEWELT » 19.10.2018 14:26 Uhr

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Beitragvon rosebud » 19.10.2018 18:36 Uhr

Die Power-to-Gas-Wirtschaft ist auf konzentriertes CO2 angewiesen. Woher soll es kommen?
Wie hoch ist der Gesamtwirkungsgrad des Verfahrens? Die exotherme Wärme beim Sabatier-Prozeß geht verlustig. Erreicht man noch 30%, wenn das Gas komprimiert und transportiert werden muß?
2014 haben 26.000 Windenergieanlagen in DE 6% des brauchbaren Stromes geliefert, in 2017 war es infolge einer wunderbaren Stromvermehrung biblischen Ausmaßes das Doppelte. Es wird noch extrem lange dauern, bis genügend EE-Strom vorhanden sein wird für eine funktionierende Power-to-Gas-Wirtschaft.

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