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Sektorkopplung - In Pirmasens wird Wind-und Solarstrom zu Gas und Wärme

MIMU-Veranstaltung „Wärmekonzept für Rheinland-Pfalz“ am 29.03.2017


Sektorkopplung – Ausgangssituation Netzausbau

Stromnetz Gasnetz

Wärmenetz


Sektorkopplung – Einbindung Kläranlagen

Stromnetz Gasnetz

Wärmenetz

Kläranlage (3)Stadt Pirmasens


Sektorkopplung –Windkraft- und Photovoltaikanlagen

Windkraft (1) / Photovoltaik (2)

Eel

Stromnetz Gasnetz

Wärmenetz



Sektorkopplung – PFI-Biogasanlage im EP- PS


Eel

CO2+

CH4BHKW (10)

PFI Eth

Eel

Eth

Nawaro-Biomasse

Biogasanlage (11)PFI

Stromnetz Gasnetz

Wärmenetz



Sektorkopplung – Biogasaufbereitungsanlage im EP-PS


Eel

H2

Methanisierung (6)PFI / PFI-BRT

Eth

BakterienbiomasseCO2

+CH4

BHKW (10)PFI

Eth

Eel

Eth

Nawaro-Biomasse


Stromnetz Gasnetz

Wärmenetz



Sektorkopplung – Biogaseinspeiseanlage im EP-PS


Eel

H2


Eth


+CH4

BHKW (10)PFI

Eth

Eel

Eth

Nawaro-Biomasse


Stromnetz Gasnetz

Wärmenetz


CH4 -

Biogaseinspeisung (8)Stadtwerke Pirmasens

CH4 +

Gasnutzung für 2017 durch die Pfalzgas GmbH


Vorplanung Erweiterung Energiepark Pirmasens 2017

klimaschädlichen Gasen im Nahverkehr (auch zur Sektorenkopplung für den Förderantrag)

- Machbarkeitsbetrachtung mit Kapazitätsauslegung und Wirtschaftlichkeitsanlayse für die Entscheidungsgremien und als Grundlage für den EFRE-Förderantrag

- Planung Infrastruktur inkl. Erd- und Verkehrswege, Gebäudetechnik und Medienanbindung (vor allem mit Sauerstoff) an die Klärnlage Felsalbe

- Planung einer CNG-Bustankstelle (bei Bedarf mit Rückverdichteranlage) zur Reduktion von

- Planung einer Wasserelektrolyseanlage mit einer Wasserstoffproduktionsleistung von 400 Nm3 für die Nutzung von Überschussstrom der regenerativen Energieerzeugung

- Planung eines BHKW mit einer Leistung von 1 MW (optional je nach Bedarf auch 2 MW) zur Bereitstellung von Regelenergie und als Notstromaggregat für die Wasgau AG


Sektorkopplung Wasserstofferzeugung im EP-PS


Eel

H2


Eth


+CH4

BHKW (10)PFI

Eth

Eel

Eth

Nawaro-Biomasse


Stromnetz Gasnetz

Wärmenetz

H2 / CH4 BHKW (7)Stadtwerke PirmasensEel

Eth


Eth

H2O-Elektrolyse (5)Stadtwerke Pirmasens

Eel

Wasser

O2

CH4 -


CH4 +


1. Elektrolyse – Umwandlung von Überschussstrom

Aggregat alkalische Druckelektrolyse

Funktion Erzeugung von Wasserstoff und Sauerstoff aus Überschussstrom

Output 400Nm³ H2/h

200Nm³O2/h

Input ca. 4,5kWh/Nm³H2


Anforderungen zum Einsatz der Wasserelektrolyse

Langlebigkeit der Hauptkomponenten (> 20 Jahre).

Hohe Jahreslaufleistung

Druckelektrolyse bis 60 bar (geringer Wartungsaufwand Verdichtung).

Betrieb bei Temperauren > 90 °C.

Wirkungsgrad der Wasserstoffproduktion bis zu 90 %.

Wärmeein- /-auskopplung ins Nah- / Fernwärmenetz.

Nutzung als Sekundärreserve (Abfahrzeit < 5 Minuten).

Nutzung des Sauerstoffs (z. B. Belüftung Kläranlage)

Leistungsvergleich PEM- und alkalische Elektrolyse!


Sektorkopplung – wärmegeführte Rückverstromung


Eel

H2


Eth


+CH4

BHKW (10)PFI

Eth

Eel

Eth

Nawaro-Biomasse


BHKW SchulenSW-PS (4)

Eth

Stromnetz Gasnetz

Wärmenetz


Eth


Eth


Eel

Wasser

O2

CH4 -


CH4 +

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3. Verstromung mit KWK in öffentlichen Liegenschaften

Aggregat CH4/H2 BHKW

Funktion Bereitstellung von Strom und Wärme

Output Erdgasbetrieb 550 kWel / 536 kWtherm Wasserstoffbetrieb 280 kWel / 272 kWtherm

Input 128 Nm³CH4/h 234 Nm³H2/h


Sektorkopplung – CNG-Tankstelle für Nahverkehr


Eel

H2


Eth


+CH4

BHKW (10)PFI

Eth

Eel

Eth

Nawaro-Biomasse



Eth

Stromnetz Gasnetz

Wärmenetz


Eth

Nahverkehr

CNG-Tankst. SW-PS (16)


Eth


Eel

Wasser

O2

CH4 -


CH4 +


4. Nutzung EE-Gas über CNG Tankstelle im Nahverkehr

Aggregat CNG-Tankstelle

Funktion Bereitstellung von komprimiertem Erdgas zur Betankung von Fahrzeugen

Output 2340kg CNG/d

Input 0,185 kWh/Nm³CH4


Einsparpotentiale CO2-Ausstoß in der 1. Ausbaustufe


Eel

H2


Eth


+CH4

BHKW (10)PFI

Eth

Eel

Eth

Nawaro-Biomasse



Eth

Stromnetz Gasnetz

Wärmenetz


Eth

Nahverkehr



Eth


Eel

Wasser

O2

CH4 -


CH4 +

- 1.488 t CO2

- 193 t CO2

- 568 t CO2

- 1.188 t CO2


Einflussfaktoren Wirtschaftlichkeit P2G

Einkauf von EE-Strom zum Börsenpreis (durch Direktvermarktung).

Befreiung von der Stromsteuer (Stromsteuergesetz § 9a).

Verringerung der Stromnetzentgelte (§ 19 Abs. 2 StromNEV).

Weitestgehende Befreiung von der EEG- (§§ 63 ff. EEG 2014), der KWK- (§ 26 KWK-G) und der Offshore-Umlage (§ 17f Abs. 5 EnWG)

Nutzung von KWK-Vergütung bei der Rückverstromung (P2P).

Abtretung der Treibhausminderungspotentiale bei CNG (P2G).

Regelenergiebereitstellung in der positiven Sekundärreserve.

Nutzung der Abwärme und des Sauerstoffs bei der Elektrolyse.


Flächen für Ausbaupläne im Energiepark Pirmasens Erprobung und Optimierung der

Biotechnologischen Methanisierungbis Ende 2017 (Einspeiseleistung bis 200 Nm3/h Biomethan)

Realisierung einer Elektrolyseanlage mit einer Leistung von 1,8 MW mit einer Wasserstoffproduktionsleistung von ca. 400 Nm3/h bis 2018

Umsetzung eines Konzeptes zur Sektorkopplung (CNG-Tankstelle und KWK) und Lastmanagment im Stadtgebiet Pirmasens bis 2019

Aufbau einer Anlage zur Behandlung biogener Reststoffe zur Erzeugung von Synthesegas bis 2021

Intergration des Kältenetzes der Wasgau zur Kohlendioxidabtrennung aus Biogas und LNG-Produktion für den Fernverkehr


Sektorkopplung – Erweiterung PFI-Bioraffinerie


Eel

H2


Eth

Bakterienbiomasse

PFI-Bioraffinerie (14)PFI

Stroh-TDH (13) PFI

Restbiomasse

Rohstoffe

CO2+

CH4BHKW (10)

PFI Eth

Eel

Eth

Nawaro-Biomasse



Eth

Stromnetz Gasnetz

Wärmenetz


Eth

Nahverkehr



Eth


Eel

Wasser

O2

CH4 -


CH4 +


Sektorkopplung – Erweiterung Bioabfallverwertung


Eel

H2


Eth

Bakterienbiomasse


Stroh-TDH (13) PFI

Restbiomasse

Rohstoffe

CO2+

CH4BHKW (10)

PFI Eth

Eel

Eth

Nawaro-Biomasse



Eth

Stromnetz Gasnetz

Wärmenetz


Eth

Nahverkehr



Eth


Eel

Wasser

O2

CH4 -


CH4 + BioabfallanlageStadt PS (9)

Synthesegas

Wertstoffe


Sektorkopplung – Erweiterung Kältenetz Wasgau


Eel

H2


Eth

Bakterienbiomasse


Stroh-TDH (13) PFI

Restbiomasse

Rohstoffe

CO2+

CH4BHKW (10)

PFI Eth

Eel

Eth

Nawaro-Biomasse



Eth

Stromnetz Gasnetz

Wärmenetz


Eth

Nahverkehr


CO2+

CH4

Kältenetz

EK

CO2 -fest

Kryosplit (12)Wasgau / PFI / PFI-BRT

CH4 +

CO2 -fest


Eth


Eel

Wasser

O2

CH4 -



Synthesegas

Wertstoffe


Sektorkopplung – Erweiterung Herstellung LNG


Eel

H2


Eth

Bakterienbiomasse


Stroh-TDH (13) PFI

Restbiomasse

Rohstoffe

CH4 -flüssig

Fernverkehr

EK

LNGBM -Tankstelle (15) Stadtwerke Pirmasens

CO2+

CH4BHKW (10)

PFI Eth

Eel

Eth

Nawaro-Biomasse



Eth

Stromnetz Gasnetz

Wärmenetz


Eth

Nahverkehr


CO2+

CH4

Kältenetz

EK

CO2 -fest

Kryosplit (12)Wasgau / PFI / PFI-BRT

CH4 +

CO2 -fest


Eth


Eel

Wasser

O2

CH4 -



Synthesegas

Wertstoffe


Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit.

Mehr PS für Ihre Energie!

Ansprechpartner:

Klaus Kreibich Telefon: 06331 876 200Stadtwerke Pirmasens E-Mail: [email protected] der Streckbrücke 466954 Pirmasens

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