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2019 | OriginalPaper | Buchkapitel

Strombasierte Kraft- und Brennstoffe als Verknüpfung von weltweiten Energiesystemen

verfasst von : Alexander Tremel

Erschienen in: Zukünftige Kraftstoffe

Verlag: Springer Berlin Heidelberg

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Zusammenfassung

Es gibt weltweit verschiedene Standorte, an denen künftig die Stromerzeugung aus Sonne und Wind zu Preisen im Bereich von 2 ct/kWh möglich sein wird. An Beispielstandorten in Marokko, Dubai und Australien wurden Systemauslegung zum konzeptionellen Design für Power-to-Fuel Anlagen durchgeführt. Die geeignete Wahl von Komponentengrößen und die zugehörige Betriebsstrategie führen zu Produktionskosten für strombasierte Kraft- und Brennstoffe von 1,0 bis 1,5 EUR/l im mittelfristigen Zeithorizont und unter 1 EUR/l im langfristigen Ausblick.
Transportkosten flüssiger Energieträger sind im Vergleich dazu vernachlässigbar; selbst bei der Berücksichtigung globaler Transportwege. Es ist daher naheliegend die strombasierten Kraft- und Brennstoffe gezielt dort herzustellen, wo die besten Wetterbedingungen herrschen. Durch die Umwandlung in flüssige Energieträger wird der kostengünstige elektrische Strom nutzbar gemacht, selbst wenn es keinen Zugang zur elektrischen Netzinfrastruktur gibt.
Die Chance besteht daher in der Verknüpfung globaler Energiesysteme. Gegenden mit sehr guten Wetterbedingungen haben einen strategischen Vorteil zur Produktion von strombasierten Kraft- und Brennstoffen und haben die Möglichkeit lokaler Wertschöpfung und Energieexport. Länder, die heute in großem Maße von Energieimporten abhängig sind und Dekarbonisierungsziele verfolgen, könnten somit auf Windenergie und Photovoltaik an weltweiten Standorten zugreifen.

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Fußnoten
1
Der Ausdruck „Dekarbonisierung“ bezeichnet die Abkehr von fossilen Energiequellen als Basis der Energieversorgung und in anderen Sektoren. Trotz des Verzichts auf fossile, kohlenstoffbasierte Energieträger wie Kohle, Erdöl und Erdgas, kann chemisch gebundener Kohlenstoff weiterhin eine wichtige Säule in der Energieversorgung darstellen. Der Einsatz von Biomasse und synthetischen, auf erneuerbaren Energien basierenden, kohlenstoffhaltigen Kraft- und Brennstoffen sind Beispiele hierfür. Kohlenstoffbasierte Energieträger haben generell eine hohe Energiedichte, sind gut lager- bzw. speicherbar und transportabel. Ein technisch wohl richtigerer Begriff für den Verzicht auf fossile Energiequellen wäre daher „Defossilisierung“; es wird hier aber der Begriff „Dekarbonisierung“ verwendet, der in der gesellschaftlichen Diskussion verbreitet ist.
 
Literatur
1.
Zurück zum Zitat McCrone A, Moslener U, d’Estais F, Grüning C (2018) Global trends in renwable energy investment 2018. Frankfurt School of Finance & Management, Frankfurt a. M. McCrone A, Moslener U, d’Estais F, Grüning C (2018) Global trends in renwable energy investment 2018. Frankfurt School of Finance & Management, Frankfurt a. M.
2.
Zurück zum Zitat Liebreich M (2015) Bloomberg New Energy Finance Summit (BNEF), New York Liebreich M (2015) Bloomberg New Energy Finance Summit (BNEF), New York
4.
Zurück zum Zitat Bundesverband der Enerige- und Wasserwirtschaft e. V. (2018) Redispatch in Deutschland. Auswertung der Transparenzdaten Bundesverband der Enerige- und Wasserwirtschaft e. V. (2018) Redispatch in Deutschland. Auswertung der Transparenzdaten
5.
Zurück zum Zitat Bundesministerium für Umwelt Naturschutz, Bau und Reaktorsicherheit. (2017) Klimaschutz in Zahlen: Sektorziele 2030 Bundesministerium für Umwelt Naturschutz, Bau und Reaktorsicherheit. (2017) Klimaschutz in Zahlen: Sektorziele 2030
6.
Zurück zum Zitat Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz, Bau und Reaktorsicherheit. (2017) Klimaschutz in Zahlen: Der Sektor Verkehr Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz, Bau und Reaktorsicherheit. (2017) Klimaschutz in Zahlen: Der Sektor Verkehr
7.
Zurück zum Zitat U.S. Energy Information Administration. (2016) International Energy Outlook 2016 U.S. Energy Information Administration. (2016) International Energy Outlook 2016
8.
Zurück zum Zitat Placke T, Kloepsch R, Dühnen S, Winter M (2017) Lithium ion, lithium metal, and alternative rechargable battery technologies: the odyssey for high energy density. J Solid State Electrochem 21:1939–1964CrossRef Placke T, Kloepsch R, Dühnen S, Winter M (2017) Lithium ion, lithium metal, and alternative rechargable battery technologies: the odyssey for high energy density. J Solid State Electrochem 21:1939–1964CrossRef
9.
Zurück zum Zitat Kasten P, Mottschall M, Köppel W, Degünther C, Schmied M, Wüthrich P (2016) Erarbeitung einer fachlichen Strategie zur Energievorsorgung des Verkehrs bis zum Jahr 2050. Umweltbundesamt, Dessau-Roßlau Kasten P, Mottschall M, Köppel W, Degünther C, Schmied M, Wüthrich P (2016) Erarbeitung einer fachlichen Strategie zur Energievorsorgung des Verkehrs bis zum Jahr 2050. Umweltbundesamt, Dessau-Roßlau
10.
Zurück zum Zitat European Commission. (2016) EU Reference Scenario – Energy, transport and GHG emissions – Trends to 2050 European Commission. (2016) EU Reference Scenario – Energy, transport and GHG emissions – Trends to 2050
11.
Zurück zum Zitat Fraunhofer IWES/IBP. (2017) Wärmewende 2030. Schlüsseltechnologien zur Erreichung der mittel- und langfristigen Klimaschutzziele im Gebäudesektor. Studie im Auftrag von Agora Energiewende Fraunhofer IWES/IBP. (2017) Wärmewende 2030. Schlüsseltechnologien zur Erreichung der mittel- und langfristigen Klimaschutzziele im Gebäudesektor. Studie im Auftrag von Agora Energiewende
13.
Zurück zum Zitat Pehnt M, Nasat M (2016) Wärmewende 2017 – Impulse für eine klimafreundliche Wärmeversorgung. Heinrich Böll Stiftung Pehnt M, Nasat M (2016) Wärmewende 2017 – Impulse für eine klimafreundliche Wärmeversorgung. Heinrich Böll Stiftung
14.
Zurück zum Zitat Cischinsky H, Diefenbach N (2018) Datenerhebung Wohngebäudebestand 2016. Institut Wohnen und Umwelt, Darmstadt Cischinsky H, Diefenbach N (2018) Datenerhebung Wohngebäudebestand 2016. Institut Wohnen und Umwelt, Darmstadt
15.
Zurück zum Zitat Edwards R, Padella M, Giuntoli J, Koeble R, O’Connell A, Bulgheroni C, Marelli L (2017) Definition of input data to assess GHG default emissions from biofuels in EU legislation. Version 1c – July 2017, EUR28349 EN. https://doi.org/10.2790/658143 Edwards R, Padella M, Giuntoli J, Koeble R, O’Connell A, Bulgheroni C, Marelli L (2017) Definition of input data to assess GHG default emissions from biofuels in EU legislation. Version 1c – July 2017, EUR28349 EN. https://​doi.​org/​10.​2790/​658143
16.
Zurück zum Zitat Royal Academy of Engineering (2017) Sutainability of liquid biofuels. Royal Academy of Engineering, London. ISBN 978-1-909327-34-4 Royal Academy of Engineering (2017) Sutainability of liquid biofuels. Royal Academy of Engineering, London. ISBN 978-1-909327-34-4
17.
Zurück zum Zitat Umweltbundesamt (2016) Power-to-liquids – potentials and perspectives for the future supply of renewable aviation fuel. German Environment Agency, Dessau-Roßlau Umweltbundesamt (2016) Power-to-liquids – potentials and perspectives for the future supply of renewable aviation fuel. German Environment Agency, Dessau-Roßlau
18.
Zurück zum Zitat Stefansson B (2015) Methanol fuel from power and CO2 emissions. European Methanol Policy Forum, Brussels Stefansson B (2015) Methanol fuel from power and CO2 emissions. European Methanol Policy Forum, Brussels
19.
Zurück zum Zitat Durst J, Rudnev A, Dutta A, Fu Y, Herranz J, Kaliginedi V, Kuzume A, Permyakova A, Paratcha Y, Broekmann P, Schmidt T (2015) Electrochemical CO2 reduction – a critical view on fundamentals, materials and applications. CHIMIA Int J Chem 12(8):769–776CrossRef Durst J, Rudnev A, Dutta A, Fu Y, Herranz J, Kaliginedi V, Kuzume A, Permyakova A, Paratcha Y, Broekmann P, Schmidt T (2015) Electrochemical CO2 reduction – a critical view on fundamentals, materials and applications. CHIMIA Int J Chem 12(8):769–776CrossRef
20.
Zurück zum Zitat Tremel A (2018) Electricity-based fuels, SpringerBriefs in Applied Sciences and Technology. Springer, Cham. ISBN 978-3-319-72458-4CrossRef Tremel A (2018) Electricity-based fuels, SpringerBriefs in Applied Sciences and Technology. Springer, Cham. ISBN 978-3-319-72458-4CrossRef
21.
Zurück zum Zitat Schmidt O, Gambhir A, Staffell I, Hawkes A, Nelson J, Few S (2017) Future cost and performance of water electrolysis: an expert elicitation study. Int J Hydrog Energy 42:30470–30492CrossRef Schmidt O, Gambhir A, Staffell I, Hawkes A, Nelson J, Few S (2017) Future cost and performance of water electrolysis: an expert elicitation study. Int J Hydrog Energy 42:30470–30492CrossRef
22.
Zurück zum Zitat Agora Verkehrswende, Agora Energiewende und Frontier Economics. (2018) Die zukünftigen Kosten strombasierter synthetischer Brennstoffe Agora Verkehrswende, Agora Energiewende und Frontier Economics. (2018) Die zukünftigen Kosten strombasierter synthetischer Brennstoffe
23.
Zurück zum Zitat Tremel A, Wasserscheid P, Baldauf M, Hammer T (2015) Techno-economic analysis for the synthesis of liquid and gaseous fuels based on hydrogen production via electrolysis. Int J Hydrog Energy 40:11457–11464CrossRef Tremel A, Wasserscheid P, Baldauf M, Hammer T (2015) Techno-economic analysis for the synthesis of liquid and gaseous fuels based on hydrogen production via electrolysis. Int J Hydrog Energy 40:11457–11464CrossRef
24.
Zurück zum Zitat Kruck O, Prelicz R, Rudolph T (2013) Overview on all known underground storage technologies for hydrogen, HyUnder Report Kruck O, Prelicz R, Rudolph T (2013) Overview on all known underground storage technologies for hydrogen, HyUnder Report
25.
Zurück zum Zitat Tietze V, Luhr S, Stolten D (2016) Bulk storage vessels for compressed and liquid hydrogen. In: Hydrogen science and engineering, Bd 1. Wiley-VCH, Weinheim Tietze V, Luhr S, Stolten D (2016) Bulk storage vessels for compressed and liquid hydrogen. In: Hydrogen science and engineering, Bd  1. Wiley-VCH, Weinheim
26.
Zurück zum Zitat Apt J, Newcomer A, Lave LB, Douglas S, Dunn LM (2018) An engineering-economic analysis of syngas storage, NETL Report DOE/NETL-2008/1331 Apt J, Newcomer A, Lave LB, Douglas S, Dunn LM (2018) An engineering-economic analysis of syngas storage, NETL Report DOE/NETL-2008/1331
27.
Zurück zum Zitat Rubin E, Davison J, Herzog H (2015) The cost of CO2 capture and storage. Int J Greenhouse Gas Control 40:378–400CrossRef Rubin E, Davison J, Herzog H (2015) The cost of CO2 capture and storage. Int J Greenhouse Gas Control 40:378–400CrossRef
28.
Zurück zum Zitat American Physical Society (2011) Direct air capture of CO2 with chemicals American Physical Society (2011) Direct air capture of CO2 with chemicals
29.
Zurück zum Zitat Kintisch E (2014) Can sucking CO2 out of the atmosphere really work? MIT Technology Review Kintisch E (2014) Can sucking CO2 out of the atmosphere really work? MIT Technology Review
30.
Zurück zum Zitat IRENA (2016) The power to change: solar and wind cost reduction potential to 2025. IRENA IRENA (2016) The power to change: solar and wind cost reduction potential to 2025. IRENA
31.
Zurück zum Zitat Fraunhofer ISE (2015) Current and future cost of photovoltaics. Long-term scenarios for market development, system prices and LCOE of utility-scale PV systems. Study on behalf of Agora Energiewende, Freiburg Fraunhofer ISE (2015) Current and future cost of photovoltaics. Long-term scenarios for market development, system prices and LCOE of utility-scale PV systems. Study on behalf of Agora Energiewende, Freiburg
33.
Zurück zum Zitat World Bank. Commodities price forecast, April 24, 2018 World Bank. Commodities price forecast, April 24, 2018
Metadaten
Titel
Strombasierte Kraft- und Brennstoffe als Verknüpfung von weltweiten Energiesystemen
verfasst von
Alexander Tremel
Copyright-Jahr
2019
Verlag
Springer Berlin Heidelberg
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-662-58006-6_13

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