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2017 | OriginalPaper | Buchkapitel

13. Kosten der Wasserstoffbereitstellung in Versorgungssystemen auf Basis erneuerbarer Energien

verfasst von : Thomas Grube, Martin Robinius, Detlef Stolten

Erschienen in: Wasserstoff und Brennstoffzelle

Verlag: Springer Berlin Heidelberg

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Zusammenfassung

Als Speichermedium für Energie aus erneuerbaren Quellen eröffnet Wasserstoff eine effiziente Perspektive zur Nutzbarmachung überschüssiger Stromproduktion. Zusätzlich kann die Verwendung dieses Wasserstoffs im Kraftstoffmarkt zur Reduzierung von Treibhausgasemissionen und Importabhängigkeiten substantiell beitragen. Der Einsatz von Brennstoffzellen im Kraftfahrzeugbereich hat insbesondere aufgrund der großen Reichweitenvorteile ein hohes Potenzial auf dem Markt für E-Mobilität. Damit die Anwendung dieser Wasserstofftechnologien möglich wird, müssen noch wesentliche Schritte getan werden, die hinsichtlich der Kostendimensionen der zukünftigen Wasserstoffnutzung im dann vorhandenen Versorgungssystem abzuschätzen sind. In der Vergangenheit sind Wasserstoffbereitstellungspfade für Verkehrsanwendungen bereits intensiv analysiert und diskutiert worden. Fortschritte bei der Entwicklung der benötigten Anwendungstechnologien aber auch veränderte energiestrategische Randbedingungen motivieren zu der nachfolgenden Analyse und Bewertung. Deren Ausgangsbasis bilden aktuell verfügbare Studienergebnisse, die sich schwerpunktmäßig mit der Nutzung überschüssiger Stromproduktionen aus erneuerbaren Energien beschäftigen.

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Fußnoten
1
I. N. im Normzustand.
 
3
GIS: Geoinformationssystem.
 
Literatur
1.
Zurück zum Zitat Grube, T., et al.: Methanol als Energieträger. In: proceedings Netzwerk Kraftwerkstechnik der EnergieAgentur. NRW, Workshop der AG 3, Gelsenkirchen, 17.3.2011 (2011) Grube, T., et al.: Methanol als Energieträger. In: proceedings Netzwerk Kraftwerkstechnik der EnergieAgentur. NRW, Workshop der AG 3, Gelsenkirchen, 17.3.2011 (2011)
2.
Zurück zum Zitat Trudewind, C., Wagner, H.-J.: Vergleich von H2-Erzeugungsverfahren. In: Proceedings 5. Internationalen Energiewirtschaftstagung IEWT, TU Wien, 14.–16.2.2007 (2007) Trudewind, C., Wagner, H.-J.: Vergleich von H2-Erzeugungsverfahren. In: Proceedings 5. Internationalen Energiewirtschaftstagung IEWT, TU Wien, 14.–16.2.2007 (2007)
3.
Zurück zum Zitat Höhlein, B., et al.: Hydrogen logistics – production, conditioning, distribution, storage and refueling. In: Proceedings 2nd European Hydrogen Energy Conference, Zaragossa, 22.–25.11.2007 (2007) Höhlein, B., et al.: Hydrogen logistics – production, conditioning, distribution, storage and refueling. In: Proceedings 2nd European Hydrogen Energy Conference, Zaragossa, 22.–25.11.2007 (2007)
4.
Zurück zum Zitat Sattler, C.: Wasserstoff-Produktionskosten via Solarer Reformierung von Erdgas. In: Proceedings Netzwerk Brennstoffzelle und Wasserstoff, Sitzung des Arbeitskreises H2NRW, Recklinghausen, 28.10.2010 (2010) Sattler, C.: Wasserstoff-Produktionskosten via Solarer Reformierung von Erdgas. In: Proceedings Netzwerk Brennstoffzelle und Wasserstoff, Sitzung des Arbeitskreises H2NRW, Recklinghausen, 28.10.2010 (2010)
5.
Zurück zum Zitat Kwapis, D.; Klug, K.H.: Wasserstoffbasiertes Energiekomplementärsystem für die regenerative Vollversorgung eines H2-Technologiezentrums. In: Proceedings Netzwerk Brennstoffzelle und Wasserstoff, Sitzung des Arbeitskreises H2NRW, Recklinghausen, 28.10.2010 (2010) Kwapis, D.; Klug, K.H.: Wasserstoffbasiertes Energiekomplementärsystem für die regenerative Vollversorgung eines H2-Technologiezentrums. In: Proceedings Netzwerk Brennstoffzelle und Wasserstoff, Sitzung des Arbeitskreises H2NRW, Recklinghausen, 28.10.2010 (2010)
6.
Zurück zum Zitat Smolenaars, J.: Wasserstoff-Produktionskosten via Onsite-Steam-Reformer an der Tankstelle. In: Proceedings Netzwerk Brennstoffzelle und Wasserstoff, Sitzung des Arbeitskreises H2NRW, Recklinghausen, 28.10.2010 (2010) Smolenaars, J.: Wasserstoff-Produktionskosten via Onsite-Steam-Reformer an der Tankstelle. In: Proceedings Netzwerk Brennstoffzelle und Wasserstoff, Sitzung des Arbeitskreises H2NRW, Recklinghausen, 28.10.2010 (2010)
7.
Zurück zum Zitat Tillmetz W., Bünger U.: Development Status of Hydrogen and Fuel Cells – Europe. In Proceedings: 18th World Hydrogen Conference: Essen, 2010. Forschungszentrum Jülich GmbH, Schriften des Forschungszentrums Jülich, Reihe Energy and Environment (2010). ISBN 978-3-89336-655-2 Tillmetz W., Bünger U.: Development Status of Hydrogen and Fuel Cells – Europe. In Proceedings: 18th World Hydrogen Conference: Essen, 2010. Forschungszentrum Jülich GmbH, Schriften des Forschungszentrums Jülich, Reihe Energy and Environment (2010). ISBN 978-3-89336-655-2
8.
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Zurück zum Zitat Müller-Langer, F., et al.: Techno-economic assessment of hydrogen production processes for the hydrogen economy for the short and medium term. Int. J. Hydrogen Energy 32, 3797–3810 (2007)CrossRef Müller-Langer, F., et al.: Techno-economic assessment of hydrogen production processes for the hydrogen economy for the short and medium term. Int. J. Hydrogen Energy 32, 3797–3810 (2007)CrossRef
10.
Zurück zum Zitat Michaelis, J., et al.: Systemanalyse zur Verwendung von Überschussstrom. In: Proceedings Ergebnisvorstellung der Studie “Integration von Windwasserstoff-Systemen in das Energiesystem”, Berlin, 28.01.2013, NOW GmbH (2013) Michaelis, J., et al.: Systemanalyse zur Verwendung von Überschussstrom. In: Proceedings Ergebnisvorstellung der Studie “Integration von Windwasserstoff-Systemen in das Energiesystem”, Berlin, 28.01.2013, NOW GmbH (2013)
11.
Zurück zum Zitat Gökçek, M.: Hydrogen generation from small-scale wind-powered electrolysis system in different power matching modes. Int. J. Hydrogen Energy 35, 10050–10059 (2010)CrossRef Gökçek, M.: Hydrogen generation from small-scale wind-powered electrolysis system in different power matching modes. Int. J. Hydrogen Energy 35, 10050–10059 (2010)CrossRef
12.
Zurück zum Zitat Liberatore, R., et al.: Energy and economic assessment of an industrial plant for the hydrogen production by water-splitting through the sulfur-iodine thermochemical cycle powered by concentrated solar energy. Int. J. Hydrogen Energy 37, 9550–9565 (2012)CrossRef Liberatore, R., et al.: Energy and economic assessment of an industrial plant for the hydrogen production by water-splitting through the sulfur-iodine thermochemical cycle powered by concentrated solar energy. Int. J. Hydrogen Energy 37, 9550–9565 (2012)CrossRef
13.
Zurück zum Zitat A Portfolio of Powertrains for Europe: A Fact Based Analysis – The Role of Battery Electric Vehicles, Plug-in-Hybrids and Fuel Cell Electric Vehicles. McKinsey, (2010) A Portfolio of Powertrains for Europe: A Fact Based Analysis – The Role of Battery Electric Vehicles, Plug-in-Hybrids and Fuel Cell Electric Vehicles. McKinsey, (2010)
14.
Zurück zum Zitat Johnson, N., Ogden, J.: A spatially-explicit optimization model for long-term hydrogen pipeline planning. Int. J. Hydrogen Energy 37, 5421–5433 (2012)CrossRef Johnson, N., Ogden, J.: A spatially-explicit optimization model for long-term hydrogen pipeline planning. Int. J. Hydrogen Energy 37, 5421–5433 (2012)CrossRef
15.
Zurück zum Zitat Robinius, M.: Strom- und Gasmarktdesign zur Versorgung des deutschen Straßenverkehrs mit Wasserstoff, VI, 255 pp. RWTH Aachen University: Jülich, 2015. ISBN 978-3-95806-110-1 Robinius, M.: Strom- und Gasmarktdesign zur Versorgung des deutschen Straßenverkehrs mit Wasserstoff, VI, 255 pp. RWTH Aachen University: Jülich, 2015. ISBN 978-3-95806-110-1
16.
Zurück zum Zitat Stolten, D., et al.: Beitrag elektrochemischer Energietechnik zur Energiewende. In: Proceedings: VDI-Tagung Innovative Fahrzeugantriebe, Dresden, 6.–7.11. 2012, VDI-Verlag GmbH, VDI-Berichte 2183, ISBN 978-3-18-092183-9, (2012) Stolten, D., et al.: Beitrag elektrochemischer Energietechnik zur Energiewende. In: Proceedings: VDI-Tagung Innovative Fahrzeugantriebe, Dresden, 6.–7.11. 2012, VDI-Verlag GmbH, VDI-Berichte 2183, ISBN 978-3-18-092183-9, (2012)
17.
Zurück zum Zitat Stiller, C., et al.: Potenziale der Wind-Wasserstoff-Technologie in der Freien und Hansestadt Hamburg und in Schleswig Holstein. Ludwig-Bölkow-Systemtechnik GmbH, Eine Untersuchung im Auftrag der Wasserstoffgesellschaft Hamburg e. V., der Freien und Hansestadt Hamburg, vertreten durch die Behörde für Stadtentwicklung und Umwelt, sowie des Landes Schleswig-Holstein, vertreten durch das Ministerium für Wissenschaft, Wirtschaft und Verkehr, (2010) Stiller, C., et al.: Potenziale der Wind-Wasserstoff-Technologie in der Freien und Hansestadt Hamburg und in Schleswig Holstein. Ludwig-Bölkow-Systemtechnik GmbH, Eine Untersuchung im Auftrag der Wasserstoffgesellschaft Hamburg e. V., der Freien und Hansestadt Hamburg, vertreten durch die Behörde für Stadtentwicklung und Umwelt, sowie des Landes Schleswig-Holstein, vertreten durch das Ministerium für Wissenschaft, Wirtschaft und Verkehr, (2010)
18.
Zurück zum Zitat Stolzenburg, K.: Integration von Wind-Wasserstoff-Systemen in das Energiesystem: Zusammenfassung & Schlussfolgerungen. In: Proceedings: Ergebnisvorstellung der Studie “Integration von Windwasserstoff-Systemen in das Energiesystem”, Berlin, 28.01.2013, NOW GmbH (2013) Stolzenburg, K.: Integration von Wind-Wasserstoff-Systemen in das Energiesystem: Zusammenfassung & Schlussfolgerungen. In: Proceedings: Ergebnisvorstellung der Studie “Integration von Windwasserstoff-Systemen in das Energiesystem”, Berlin, 28.01.2013, NOW GmbH (2013)
19.
Zurück zum Zitat Noack, C., et al.: Studie über die Planung einer Demonstrationsanlage zur Wasserstoff-Kraftstoffgewinnung durch Elektrolyse mit Zwischenspeicherung in Salzkavernen unter Druck. Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e. V, Stuttgart (2015) Noack, C., et al.: Studie über die Planung einer Demonstrationsanlage zur Wasserstoff-Kraftstoffgewinnung durch Elektrolyse mit Zwischenspeicherung in Salzkavernen unter Druck. Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e. V, Stuttgart (2015)
20.
Zurück zum Zitat Samsatli, S., et al.: Optimal design and operation of integrated wind-hydrogen-electricity networks for decarbonising the domestic transport sector in Great Britain. Int. J. Hydrogen Energy 41, 447–475 (2016)CrossRef Samsatli, S., et al.: Optimal design and operation of integrated wind-hydrogen-electricity networks for decarbonising the domestic transport sector in Great Britain. Int. J. Hydrogen Energy 41, 447–475 (2016)CrossRef
21.
Zurück zum Zitat Baufumé, S., et al.: GIS-based scenario calculations for a nationwide German hydrogen pipeline infrastructure. Int. J. Hydrogen Energy 38, 3813–3829 (2013)CrossRef Baufumé, S., et al.: GIS-based scenario calculations for a nationwide German hydrogen pipeline infrastructure. Int. J. Hydrogen Energy 38, 3813–3829 (2013)CrossRef
22.
Zurück zum Zitat Deutsche Energie-Agentur GmbH: Studie zur Frage “Woher kommt der Wasserstoff in Deutschland 2050?”. Deutsche Energie-Agentur GmbH (dena), Berlin, (2010) Deutsche Energie-Agentur GmbH: Studie zur Frage “Woher kommt der Wasserstoff in Deutschland 2050?”. Deutsche Energie-Agentur GmbH (dena), Berlin, (2010)
24.
Zurück zum Zitat Wind, J., et al.: WTW analyses and mobility scenarios with OPTIRESOURCE. In: Proceedings 18th World Hydrogen Conference 2010, Essen, 18.05.2010 (2010) Wind, J., et al.: WTW analyses and mobility scenarios with OPTIRESOURCE. In: Proceedings 18th World Hydrogen Conference 2010, Essen, 18.05.2010 (2010)
25.
Zurück zum Zitat Höhlein, B.; Grube, T.: Kosten einer potentiellen Wasserstoffnutzung für E-Mobilität mit Brennstoffzellenantrieben. In: et – Energiewirtschaftliche Tagesfragen 61 (2011) Höhlein, B.; Grube, T.: Kosten einer potentiellen Wasserstoffnutzung für E-Mobilität mit Brennstoffzellenantrieben. In: et – Energiewirtschaftliche Tagesfragen 61 (2011)
Metadaten
Titel
Kosten der Wasserstoffbereitstellung in Versorgungssystemen auf Basis erneuerbarer Energien
verfasst von
Thomas Grube
Martin Robinius
Detlef Stolten
Copyright-Jahr
2017
Verlag
Springer Berlin Heidelberg
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-662-53360-4_13