Energiewende undDVGW-Innovationsoffensive Gastechnologie

DVGW Forschung und Beteiligungsmanagement27. Juni 2012

- Satzungsgemäße Kernaufgaben als Pflichtaufgaben des DVGW

• Technisch-wissenschaftliche Förderung des Gas- und Wasserfaches mit besonderem Schwerpunkt auf• Sicherheit• Hygiene• Umweltschutz

- Bündelung des technisch-wissenschaftlichen Sachverstandes der Gasbranche in Deutschland

• ca. 13.000 Mitglieder

• davon 1.900 Energie- und Wasserversorgungsunternehmen

• Forschungsinstitute in Essen, Dresden, Freiberg, Karlsruhe, Leipzig, Mühlheim

• ca. 400 Mitarbeiter

1. Die Verantwortung des DVGW für umweltschonende technologische Gasinnovationen

2. Die Innovationsoffensive Gas als Reaktion auf die CO2- und Klimaproblematik

- Nutzung der fossilen Energien als Hauptverursacher der anthropogenen CO2-Emissionen

- Politik und Gesellschaft verlangen konkrete Maßnahmen zur Reduzierung der CO2-Emissionen

- 2007: Integriertes Energie- und Klimaprogramm (IEKP) als 1. Maßnahmenkatalog der Bundesregierung

- 2008: Prognos-Gutachten des DVGW technische Potentiale für Gas, aber auch Handlungsnotwendigkeiten für die Gasbranche

- 2009: DVGW-Innovationsoffensive Gastechnologie zur Mobilisierung von technologischen Gas-Innovationen

- Herbst 2010/Frühjahr 2011: Energieprogramm und Energiewende der Bundesregierung mit ehrgeizigen CO2-Reduzierungsmaß-nahmen (-80% bis 2050)

- Herbst 2011: Verlängerung der Innovationsoffensive Gas: Schwerpunkte: PtoG, Greening von Gas, dezentrale KWK, hocheffiziente Anwendungstechnik (Gas-Plus-Technik), Smart Gas Grid (Koppelung mit Stromsystem)

2. Die Innovationsoffensive Gas als Reaktion auf die CO2 – und Klimaproblematik

- Stärken von Erdgas/Gas und der Gastechnologie sind zu nutzen

• von Natur aus CO2-emissionsarm

• mischbar mit regenerativ erzeugten Gasen• Erzeugung regenerativer Gase durch bekannte und erprobte

Technologien• im Großmaßstab speicherbar• hohe Flexibilität und Entkoppelung von Erzeugung und Nutzung

durch leistungsfähige und flächendeckende Gas-Infrastruktur• hocheffiziente, dezentrale und multifunktionale Anwendungs-

möglichkeiten

3. Die Projektziele sind ausgerichtet auf die technischen CO2-Senkungsmöglichkeiten durch innovative Gastechnologien

- Die Energieversorgung in Deutschland muss zwingend und dauerhaft höchste Versorgungssicherheit bei wirtschaftlicher und umweltschonender Energienutzung sicherstellen.

- Der geplante starke Ausbau der regenerativen, volatilen Stromerzeugung (Wind, PV) erfordert dauerhaft ein planbares und allzeit nutzbares Komplementärsystem.

- Die Gasversorgung in Deutschland ist das ideale Komplementärsystem für die regenerative Energieerzeugung.

4. Thesen und zentrale Ansatzpunkte für die Ziele der Innovationsoffensive Gastechnologie in der Energiewende

4. Thesen und zentrale Ansatzpunkte für die Ziele der Innovationsoffensive Gastechnologie in der

Energiewende

Regenerative Energie Gas

Volatilität flexibel / planbar

„nicht“ speicherbar speicherbar

unvollständige Infrastruktur flächendeckende Infrastruktur

bedarfsentkoppelteProduktion

bedarfsgenaueBereitstellung

- Die zentralen Ansatzpunkte der Innovationsoffensive:• Power-to-Gas als System: H2-Erzeugung durch Elektrolyse

mit regenerativem Überschussstrom, Speicherung und Verteilung in der Gasinfrastruktur• Entlastung des Strom-Systems durch PtoG (Speicher,

Transport)• KWK, insbesondere dezentral, als hocheffiziente, sichere und dem Strombedarf angepasste Stromerzeugungstechnologie• Steigerung der Effizienz der Endenergienutzung• Beimischung von regenerativen Gasen zum Erdgas (Greening von

Gas)• Systemanalytische Analyse und Optimierung der Nutzungs- und Umwandlungskette

4. Thesen und zentrale Ansatzpunkte für die Ziele der Innovationsoffensive Gastechnologie in der Energiewende

5. Die Organisation der Innovationsoffensive Gastechnologie spiegelt die grundsätzlichen Themenbereiche und Umsetzungserfordernisse wider

DVGW-Innovationsoffensive

Cluster Gas in Systemverbund

Cluster Kommunikation

ClusterPower-to-Gas

ClusterSmart Grids

ClusterKWK /

Anwendungs-technik

DVGW-Innovationsoffensive Phase II, ab 2012

6.1 Power-to-Gas

• Schlüsselthemen:

- Elektrolysetechnik: Effizienz, Dynamik …

- Methanisierung

- Beimischprozess/ -potentiale

• FuE- und sonstige Projekte:

- Elektrolysetechnik

- Umwandlungstechnik H2 → CH4

- H2-Zumischgrenzen

- Brennwertverfolgung

- Begleitung von Demo-Anlagen

6. Themenschwerpunkte und FuE-Projekte der Fachcluster

6.2 Gas-to-Power

• Gasverstromung mit Abwärmenutzung (KWK)

(zentral mit GuD-KW) dezentral mit KWK oder Brennstoffzellen

• Schlüsselthemen:

- Rückverstromung von PtoG über dezentrale KWK

- Stromerzeugung im Regelenergiemodus

- Intelligente Abwärmenutzung

• FuE-Projekte:

- Wirkungsgrade (Strom, Gesamt)

- Systemintegration (Strom, Wärme, Objekte)

- Wärmespeicher / Dimensionierung

- Brennstoffzellen (Wirkungsgrad, Flexibilität, Standfestigkeit)

6. Themenschwerpunkte und FuE-Projekte der Fachcluster

6.3 CO2-Reduzierung durch intelligente Gas-Anwendungstechnik

• Objektangepasste und optional integrierte Heizungs-, Kühlungs- und Klimasysteme auf Gasbasis reduzieren Endenergiebedarf und CO2-Emissionen

• Schlüsselthemen:

- Kostenoptimierte CO2-Reduktion durch Kombination von Dämmung und hocheffizienter

Gasanwendung

- Greening von Gas (Bio, Wind, Sonne)

- Abwärmenutzung, auch für Substitution von Stromanwen- dungen

- Gebäudespezifische Optimierung des Energiesystems

- Gas in der Mobilität

- Nutzung von CO2 aus Biogasanlagen

- Effizienzsteigerung von Nicht-KWK-Anlagen (private Haushalte, Industrie)

6. Themenschwerpunkte und FuE-Projekte der Fachcluster

• FuE-Projekte:

- Dynamische Simulation und Optimierung von dezentralen KWK-Anlagen in Gebäude-

Energiesystemen

- Wärmespeicher: Bedarf, Dynamik, Speichermedien

- Umweltwärmeeinkoppelung / Gas-Wärmepumpe

- Nutzungsvarianten für CO2 aus Biogas-Anlagen

6. Themenschwerpunkte und FuE-Projekte der Fachcluster