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2022 | Buch

Stromspeicher und Power-to-Gas im deutschen Energiesystem

Rahmenbedingungen, Bedarf und Einsatzmöglichkeiten

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Über dieses Buch

Dieses Fachbuch gibt Aufschluss über die Grundzüge des deutschen Stromsystems und geht auf aktuelle Entwicklungen ein. Unter Berücksichtigung zahlreicher beeinflussender Faktoren und eines Literaturreviews wird der Stromspeicherbedarf in Deutschland abgeschätzt und zusammen mit Berechnungen zu Stromspeicherkosten ausgewählte Technologien beurteilt. In diesem Rahmen wird die aktuelle Gesetzeslage sowie die Netzdienlichkeit bzw. Netzverträglichkeit von Stromspeichern beleuchtet. Power-to-Gas inkl. der vorhandenen Erdgasinfrastruktur ist ein eigenes Kapitel gewidmet. Letztlich werden die Potenziale synthetischer Gase im Verkehrsektor aufgezeigt sowie die Erdgas- und Elektromobilität gegenübergestellt.

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter
1. Das deutsche Stromsystem vor dem Hintergrund der Energiewende
Zusammenfassung
Um den Stromspeicherbedarf im Zuge der Energiewende in Deutschland beurteilen zu können, sind Kenntnisse zum bestehenden Stromsystem erforderlich – insbesondere bezüglich des Ausbaus erneuerbarer Energien, der Stromnetze, hinsichtlich der Strommärkte und den hierbei vorherrschenden Preisbildungsmechanismen. Entsprechende Grundlagen werden in diesem Kapitel dargelegt. Durch eine vereinfachte Hochrechnung werden die zukünftigen Einspeiseleistungen der dargebotsabhängigen Stromerzeugung im Verhältnis zum historischen Strombedarfsprofil für verschiedene erneuerbare Ausbaugrad gezeigt. Des Weiteren wird das Lernkurven- bzw. Erfahrungskurven-Konzept beschrieben und anhand der Preisentwicklung von Stromerzeugungstechnologien verdeutlicht. Zudem wird die übliche Methodik zur Ermittlung der Stromgestehungskosten (engl.: der Levelized Cost of Electricity, LCOE) vorgestellt und auf deren Einschränkungen eingegangen.
Martin Zapf
2. Stromspeicher – Technologien, Kosten und Bedarf
Zusammenfassung
In diesem Kapitel werden Stromspeichertechnologien anhand von Kennwerten und Kosten für verschiedene Einsatzmöglichkeiten dargelegt. In diesem Zusammenhang wird auch eine Methodik für die Berechnung von Stromspeicherungskosten (engl.: Levelized Cost of Storage, LCOS) präsentiert. Des Weiteren wird der Bestand an Stromspeichern in den 2010er-Jahren aufgezeigt. Im Zuge der Energiewende resultiert ein steigender Stromspeicherbedarf aufgrund des zunehmenden Anteils der dargebotsabhängigen Stromerzeugung. Dieser Bedarf ist von vielen Faktoren abhängig. Darüber hinaus spielen die rechtlichen Rahmenbedingungen für den wirtschaftlichen Einsatz von Stromspeichern eine entscheidende Rolle. Unter Berücksichtigung der verschiedenen Einflussfaktoren und eines Literaturreviews wird der Stromspeicherbedarf je nach erneuerbaren Ausbaugrad in Deutschland abgeschätzt.
Martin Zapf
3. Power-to-Gas – Technologien und Kosten
Zusammenfassung
Für die Umsetzung des Power-to-Gas-Konzeptes standen bereits in den 2010er-Jahren marktreife Technologien zur Verfügung. In diesem Kapitel werden einzelne Technologien vorgestellt und rechtliche Rahmenbedingungen für Power-to-Gas betrachtet. Hierbei wird auch der Sonderfall einer Eigenversorgung beleuchtet. Zudem wird eine Methodik zur Berechnung von Gasgestehungskosten (engl.: Levelized Costs of Gas) dargelegt. Anhand dieser werden für unterschiedliche Möglichkeiten des Strombezugs die Gestehungskosten von Wasserstoff als auch von synthetischem Methan ermittelt. Abschließend werden weitere Verfahren zur Herstellung von Wasserstoff vorgestellt.
Martin Zapf
Backmatter
Metadaten
Titel
Stromspeicher und Power-to-Gas im deutschen Energiesystem
verfasst von
Martin Zapf
Copyright-Jahr
2022
Electronic ISBN
978-3-658-37129-6
Print ISBN
978-3-658-37128-9
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-658-37129-6