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reko

Akkus, Brennstoffzellen und Redox Flow Zellen - elektrochemische Energiespeicher

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reko
Posted · Edited by reko
vor 13 Minuten von Cepha:

Ich zahle lieber 0,5ct/kWh für  Systemintegration durch wegwerfen als 5ct/kWh für Systemintegration, um die letzten 10% auch zu nutzen.

Der Fehler ist, dass man die Kosten für die letzten 10h wegen des progressiven Verlaufs nicht linear hochrechnen kann (sehr schön auf Seite 6 deines Links zu sehen).

Das letzte Solar/Windkraftwerk wird bei 90% EE-Anteil genauso selten in Betrieb sein wie heute Überstrom abgeregelt wird.

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Cepha
Posted · Edited by Cepha
vor 2 Stunden von reko:

Der Fehler ist, dass man die Kosten für die letzten 10h wegen des progressiven Verlaufs nicht linear hochrechnen kann (sehr schön auf Seite 6 deines Links zu sehen).

Das letzte Solar/Windkraftwerk wird bei 90% EE-Anteil genauso selten in Betrieb sein wie heute Überstrom abgeregelt wird.

Da hast Du die Grafik falsch interpretiert. Auch bei 80% Strom aus Wind+PV verbleiben noch sehr, sehr viele Stunden im Jahr mit Unterdeckung an EE (genau dafür sind ja die Gaskraftwerke dann da)

 

In Zeiten von Unterdeckung von Wind+PV muss man also auch nichts wegwerfen, sondern braucht diese Anagen und zwar jede einzelne (das Netz jetzt mal als "Kupferplatte" angenommen)

 

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reko
Posted · Edited by reko
vor einer Stunde von Cepha:

Da hast Du die Grafik falsch interpretiert. Auch bei 80% Strom aus Wind+PV verbleiben noch sehr, sehr viele Stunden im Jahr mit Unterdeckung an EE (genau dafür sind ja die Gaskraftwerke dann da)

 

In Zeiten von Unterdeckung von Wind+PV muss man also auch nichts wegwerfen, sondern braucht diese Anagen und zwar jede einzelne (das Netz jetzt mal als "Kupferplatte" angenommen)

und woher kommt das Gas? Es gibt auch noch mehr als Strom. Wollen wir andere Bereiche auch noch durch Strom ersetzen, dann sind 20% Gasanteil bei der Stromerzeugung absolut gesehen mehr als heute.

Wenn wir unseren Verbrauch an Erdgas beibehalten, dann haben wir natürlich kein Problem. Das ist dann aber die Lösung fossiles Backup. Ich rechne damit, dass USA diesen Weg geht. Zumindest laut fordert das bei uns niemand.

Auch heute mit ca. 50% Solar/Wind müssen wir Strom "wegwerfen". 80% Solar/Wind-Strom-Anteil bedeutet 30% Überstrom (mit Kupferplattennetz), der kostenlos genutzt werden kann. In der Kalkulation von Siemens wären 30% Nutzungsdauer bei Null Stromkosten 4,3 €/kg H2. Man wird aber nicht allen Überstrom´verarbeiten, deshalb muß man hier eine Grenzkostenrechnung und keine Mittelwertrechnung machen. Die Kosten der Elektrolyseure sind auch stark am fallen. Es gilt Schätzungen bis zu Faktor 5. Damit wäre der Wasserstoffpreis unter 1/kg.

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Cepha
Posted · Edited by Cepha
vor 3 Stunden von reko:

und woher kommt das Gas? Es gibt auch noch mehr als Strom. Wollen wir andere Bereiche auch noch durch Strom ersetzen, dann sind 20% Gasanteil bei der Stromerzeugung absolut gesehen mehr als heute.

Wenn wir unseren Verbrauch an Erdgas beibehalten, dann haben wir natürlich kein Problem. Das ist dann aber die Lösung fossiles Backup. Ich rechne damit, dass USA diesen Weg geht. Zumindest laut fordert das bei uns niemand.

Auch heute mit ca. 50% Solar/Wind müssen wir Strom "wegwerfen". 80% Solar/Wind-Strom-Anteil bedeutet 30% Überstrom (mit Kupferplattennetz), der kostenlos genutzt werden kann. In der Kalkulation von Siemens wären 30% Nutzungsdauer bei Null Stromkosten 4,3 €/kg H2. Man wird aber nicht allen Überstrom´verarbeiten, deshalb muß man hier eine Grenzkostenrechnung und keine Mittelwertrechnung machen. Die Kosten der Elektrolyseure sind auch stark am fallen. Es gilt Schätzungen bis zu Faktor 5. Damit wäre der Wasserstoffpreis unter 1/kg.

Meine o.g. "Rechnung" berücksichtigte eine starke Elektrifizierung aller Sektoren, deshalb ja 1000TWh/a an Stromvebrauch (die komplette Elektrifizierung des Straßenverkehrs mit batterieelktrischen Fahrzeugen der heutigen Größe und Leistung würde z.B. ca. 200TWh/a benötigen).

 

der heutige Überschussstrom hat wneiger was mit Angebot und Nachfrage zu tun sondern damit dass die Residuallast aus divesren Gründen nicht sonderlich flexibel gefahren wird (es ist preiswerter mit einem AKW Strom zu erzeugen und dafür noch bezhalen zu müssen als den Block für ein paar Stunden zu drosseln) und an teils mangelnden Netzkapazitäten. Interssenten können sich ja mal anschauen wie z.B. die Auswirkungen der Thüringer Strombrücke auf EinsMan waren.

Wenn ich bei 50% EE Quote z.B. 2% wegwerfe, dann werfe ich selbstverständlich bei 80% EE nicht 32% weg. Wie kommst Du denn auf sowas? In Deiner Annahme würde sämtlicher zusätzlicher EE-Strom nur zu den Zeiten produziert, wo eh schn zuviel da ist, das ist natürlich nicht der Fall.

Solche wegwerfquoten lassen sich nicht auf dem Bierdeckel ausrechnen, ich kann das hier im Forum auch nicht. Man kann das aber natürlich modellieren und die 10% wegwerfen von mir sind schon eine recht großzügige Annahme, bei 80% EE müsste es auch mit wneiger gehen. das ist aber eine Optimierungsaufgabe aus Verteilung der Anlagen, Flexibilität der Residuallast, smart demand Kapazitäten, Speicher, Netzausbau, Austauschmöglichkeiten mt dem Auslandund, der Möglichkeit, Übershüsse zu berheizen und in H2 zu wnadeln schlussendliche auch eine Kostenfrage bei der Stromerzeugung und all diesen Technologien.

 

Wichtig ist nur sich zu merken, dass es Unsinn ist, alle Überschüsse zu nutzen. Wenn wir 200GW Photovoltaik haben ist es Wahnsinn, Netze und Elektrolyseure s zu bauen, dass man davon auch 200GW aufnimmt. Wenn man das beispielsweise für 80GW macht wirft man vielleicht 5% weg. Aus 200GW PV mit 1000 Vollaststunden werden dann "praktisch" 80GW PV mit 2375 Volllaststunden..

Logischerweise kann man das nicht beliebig weit treiben und das es nicht nur PV ist ist es natürich auch etwas komplizierter.

 

Es wird Sinn machen, auch in deutschland Wasserstoff aus Elektrolyse zu erzeugen. Heute, um damit zuexperiemnteiren und davon zu lernen so wie bei der PV vor 20 Jahren. Ausreichend EE Strom wird es wahrscheinlich zuerst und auch eine ganze Weile bis vielleicht 2030 nur im Norden geben, im Rest der Nation macht es vermutlich mehr Sinn den Strom direkt zu nutzen, zu speichern, zu verheizen und sofern die Netze ihn nicht wegbekommen ihn wegzuweren.

 

Wie es mit Importen aussieht muss man schauen, das ist heute noch weitgehend Phantasie, zumindets bei grünem Strom. Für H2 aus Erdgas hat Russland schon Angebote gemacht und das soll wohl weitaus billiger sein. Auch North Stream II wäre für Wasserstofftransport geeignet.

 

Die Wasserstoffstrategie des Bundes ist vermutlich schon genannt worden: https://www.bmwi.de/Redaktion/DE/Publikationen/Energie/die-nationale-wasserstoffstrategie.html

 

Aus CO2 Gründen ist 1. Priorität die Stahlerzeugung, weil das H2 direkt Kohle ersetzen kann und es keine andere plausible Alternative gibt.

Man hat da auch optimierte Möglichkeiten der erzeugung z.B. aus Wasserdampf wie man z.B. bei den Pilotprojekten der Salzgitter AG sehen kann. Da ist der Wirkungsgrad der Elektrolyse besser.

 

Grüner Stahl ist aber vermutlich eine globale Aufgabe von bestimmten Abnehmern mal abgesehen (z.B. Zulieferer Automobilindustrie wenn die mal eine CO2 neutrale Vorkette verlangenwürden ohne billigen Ablasshandel durch Zertifikate für 1USD/t). Definitiv ist es eine gute Chance für den Industriestandort neue Exportchnacen zu generieren.

 

MfG

 

 

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reko
Posted · Edited by reko
vor einer Stunde von Cepha:

Wenn ich bei 50% EE Quote z.B. 2% wegwerfe, dann werfe ich selbstverständlich bei 80% EE nicht 32% weg. Wie kommst Du denn auf sowas? In Deiner Annahme würde sämtlicher zusätzlicher EE-Strom nur zu den Zeiten produziert, wo eh schn zuviel da ist, das ist natürlich nicht der Fall.

Ich kann Strom nicht produzieren wann ich will, sondern die Produktion hängt davon ab wieviel Sonne scheint und wieviel Wind weht. Das ist jedes Jahr anders also muss man Modellrechnungen mit den Wetterdaten eines bestimmten Jahres machen. Da unsere Stromversorgung jedes Jahr funktionieren soll müßte man sogar noch eine Reserve vorhalten.

Z.Z. gibt es vereinzelte Erzeugungsspitzen die über 100% des Bedarfs liegen. Nur dieser Überstrom wurde berücksichtigt. Mangelnde Netzkapazität oder betriebswirtschaftliche Gründe wurden vernachlässigt.

Die Simulation berechnet wieviel Strom man 2017 (bzw 2014) hätte nutzen können, wenn ein Vielfaches der Solar/Windkraftwerke vorhanden gewesen wären und wie viel des Gesamtstrombedarfs man damit hätte abdecken können. Die zusätzlichen Solar/Wind-Kraftwerke wurden mit der gleichen Stromausbeute und den gleichen Verlauf wie die bestehenden angenommen. Da man immer versucht die besten Standorte zuerst zu wählen, würden zusätzliche Kraftwerke eher weniger Ertrag liefern. H.W. Sinn hat für 2014 zusätzlich auch noch die Auswirkung von verschieden langen idealen Speicherzeiträumen (Tage, Wochen, Monate) untersucht. Ev. könnte eine etwas andere Gewichtung von Wind und Solaranlagen maginale Verbesserungen bringen. Da wir den worst Case abdecken müssen können wir darauf aber nicht vertrauen.

Das Ergebnis im obigen Diagramm (#397) ist völlig korrekt: ca. 30% Überstrom bei 80% Solar/Wind Anteil am Strommix.

 

In Belgien und Dänemark werden gerade >100MW Offgrid/Offshore Anlagen gebaut insbesondere für Methanol/Ammoniak als Schiffstreibstoff. In Saudi Arabien sind 4GW und in Pilbara 15GW in Planung.

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fancY
Posted · Edited by fancY
vor 19 Stunden von reko:

Die Solar/Wind-Stromproduktion ist aber in manchen Monaten mehr als doppelt so hoch als in anderen Monaten. Da muß zwangsläufig sehr viel Strom übrig bleiben.

Nicht zwingend:

Screenshot_2020-11-07-02-19-27-243_org.mozilla.firefox.thumb.jpg.b5a085fa540115f59728017f89fbf867.jpg

Mit mehr installierter PV wäre die Erzeugung noch gleichmäßiger. In Mitteleuropa ergänzt sich Sonne und Wind ganz gut. Sommer viel Sonne, Winter viel Wind.

 

Zumindest zeigt das, das wohl doch nicht so große Saisonspeicher nötig sind um den ganzen Winter ohne Sonne zu überbrücken, wie sich das einige vorstellen.

vor 19 Stunden von reko:

Wir haben heute bereits zeitweise mehr EE Strom als unser gesamter Strombedarf.

Nur sehr selten. Da ist schon noch Luft nach oben.

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reko
Posted · Edited by reko
vor 6 Stunden von fancY:

Nicht zwingend:

Das hängt vom Wetter ab. Ein Jahr haben wir zu viel Windstrom ein anderes Jahr zu viel Solarstrom. Wir möchten aber jedes Jahr immer Strom haben und wir bauen unsere Kraftwerke für den worst Case. Wenn WInd/Sonne  dann zufällig mal weniger volatil und im richtigen Verhältnis sind, sind trotzdem überflüssige Kraftwerke vorhanden.

vor 6 Stunden von fancY:

Nur sehr selten. Da ist schon noch Luft nach oben.

Wir haben die Grenze Überschritten. 2019 wurden 6482 GWh = 2,8% Überstrom abgeregelt.

Ab jetzt geht der Überstrom progressiv hoch. Die Diskussion ob wir 3% oder 6% Überstrom tolerieren können wir uns sparen. Wenn wir einen signifikanten Ausbau von Solar/Wind wollen, dann erzeugen wir sehr viel Strom den wir nicht sofort brauchen.

Die Kraftwerkseigentümer werden sich dann selbst überlegen was sie mit den Strom anfangen können, der vom Netz nicht abgenommen wird - insbesondere wenn sie nach Auslaufen der Förderungen nicht mehr für Ausfälle entschädigt werden und nur noch den Strommarktpreis erhalten. Es gibt bereits Firmen, die entsprechende Lösungen anbieten.

(Bildquelle)

53011.AEE_EE_Abregelung_2009-2019_Jun20.

Ich werde an dieser Entwicklung nichts ändern, aber ich kann mich darauf einstellen und richtig positionieren.

 

2020/06/09 Bundesregierung ändert die Strategie bei der Windkraft – SH profitiert

"Damit soll es sich künftig lohnen, überschüssigen Windstrom an Land und auf See nicht mehr zu unterdrücken, sondern vor Ort für die Produktion von sogenannten „grünen“, also klimafreundlich erzeugten Wasserstoff zu nutzen."

 

2019/12/06 Ørsted bets hydrogen + offshore wind will be key to meeting climate goals

2020/05/07 Shell’s Latest Offshore Wind Bid Would Power a Huge Green Hydrogen Cluster

2020/10/27 BP Signals Imminent Hydrogen and Offshore Wind Plays, "BP is targeting 20 gigawatts of renewables by 2025 and 50 GW by 2030"

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fancY
Posted
vor 2 Stunden von reko:

Das hängt vom Wetter ab. ...

Das Wetter ist nicht gleich aber jedes Jahr im Jahresverlauf ähnlich. Schau dir die anderen Jahre bei Energy-Chart.info an.

vor 2 Stunden von reko:

Wir haben die Grenze Überschritten. 2019 wurden 6482 GWh = 2,8% Überstrom abgeregelt. ...

Jetzt vermischt du etwas. Bisher vergleichst du die gesamte PV- und Wind-Stromerzeugung mit dem gesamten Verbrauch. Jetzt schreibst du über Abregelungen damit das Stromnetz nicht überlastet wird! Als Alternative zur verlustreichen Wandelung und Speicherung kann man da Stromnetze ausbauen. In SH gerade passiert (Mittelachse).

 

Nicht falsch verstehen. Ich bin nicht gegen Speicher oder Wasserstofferzeugung aus Überschussstrom. Nur gibt es immer mehrere Alternativen die man auch kombinieren darf. Die wirtschaftlichste Lösung sollte sich doch durchsetzten.

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reko
Posted
vor 4 Stunden von fancY:

Als Alternative zur verlustreichen Wandelung und Speicherung kann man da Stromnetze ausbauen. In SH gerade passiert (Mittelachse).

Das ist ja sehr ermutigend: nach 20 Jahren Bedarf und 5 Jahre nach Baubeginn hat man es geschafft eine 150km Stromleitung von 220kV auf 380kV aufzurüsten. Nur was nützt uns dänischer Windstrom in Hamburg?

Wichtiger wäre Suedlink für norddeutschen Windstrom nach Bayern. bundesverband-gegen-suedlink.de

Aber das sind die vernachlässigten, theoretisch mit besagten Kupferplattennetz lösbaren Probleme.

 

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fancY
Posted · Edited by fancY

Artikel ganz gelesen? Es ging nicht um dänischen Windstrom sondern um Vermeidung der Abregelung in Schleswig Holstein. Und auf die inzwischen geänderte Gesetze um schneller bauen zu können wurde auch eingegangen in dem Artikel.

 

Zitat

Betroffen ist vor allem der nördliche Streifen an der dänischen Grenze. Dieser sorgt damit für einen nennenswerten Teil der bundesweiten Ausfallzahlungen in Höhe von 700 Millionen Euro im Jahr, von denen knapp die Hälfte auf Schleswig-Holstein entfallen.

https://www.ndr.de/nachrichten/schleswig-holstein/Schleswig-Holsteins-neue-Stromautobahn-ist-fertig,stromnetze110.html

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reko
Posted · Edited by reko

2020/11/27 Offiziell: Keine EEG-Umlage mehr bei der Wasserstofferzeugung!

"Auch Betreiber von innovativen Verfahren, wie der Pyrolyse oder dem miniaturisiertem Steam-Reforming profitieren in Form einer besonderen Ausgleichsregelung (nur 15% der EEG-Umlage), wenn anstelle grünen Stroms grüne Gase, wie Biogas, Klärgas oder Grubengas, als Rohstoff eingesetzt werden."

 

2020/11/26 Grüner Wasserstoff: Einigung auf Umlagebefreiung steht

"Diese Vollbefreiung ist laut Entwurf bis zum Jahr 2030 befristet. Es sei zu erwarten, dass die Markthochlaufphase von Wasserstoff bis 2030 abgeschlossen sei, heißt es im Entwurf zur Begründung"

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Ramstein
Posted
vor 14 Minuten von reko:

Eine (zumindest für mich) völlig neue Verwendung von "offiziell". In der Presseinformation (sic!) eines Interessenverbandes (sic!) steht:

Zitat

In einer von der Koalition am 26.11.2020 verschickten Nachricht zum Referentenentwurf des EEG 2021 sind erstmalig die Formulierungen enthalten, mit denen der Markthochlauf der Wasserstofftechnik endlich beginnen kann.

Und erst im letzten Satz der PI kommt dann etwas Ehrlichkeit auf:

Zitat

Bei einem gegenüber dem Erdgas höheren Preis für Wasserstoff werden die Verbraucher schon selbst auswählen, welche Anwendungsart ihnen die beste Klimalösung und die größte Wertschöpfung bringt.

 

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reko
Posted · Edited by reko
vor 24 Minuten von Ramstein:

Und erst im letzten Satz der PI kommt dann etwas Ehrlichkeit auf:

Zitat

Bei einem gegenüber dem Erdgas höheren Preis für Wasserstoff werden die Verbraucher schon selbst auswählen, welche Anwendungsart ihnen die beste Klimalösung und die größte Wertschöpfung bringt.

 

Wir werden das nehmen, was unsere Regierung haben will. Egal ob das über eine Abgaben/Umlagen-befreiung für Wasserstoff, eine Anhebung der CO2 Steuer, eine Quote wie bei Ethanol im Benzin oder eine Umlage wie beim Strom geschieht. Eine Gaspreiserhöhung wegen CO2 Steuer ist bereits angekündigt.

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Holgerli
Posted
vor 1 Stunde von reko:

 

Wir werden das nehmen, was unsere Regierung haben will. Egal ob das über eine Abgaben/Umlagen-befreiung für Wasserstoff, eine Anhebung der CO2 Steuer, eine Quote wie bei Ethanol im Benzin oder eine Umlage wie beim Strom geschieht. Eine Gaspreiserhöhung wegen CO2 Steuer ist bereits angekündigt.

Und da der meiste Wasserstoff mit Gas erzeugt wird...

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