HYPOS - Dena

dena Strategieplattform „Power To Gas“
Jahreskonferenz Power To Gas, 16. Juni 2015, Berlin
Dr. Volker Busack, Geschäftsführer VNG Gasspeicher GmbH
HYDROGEN POWER STORAGE &
SOLUTIONS EAST GERMANY
HYPOS – Entwicklung einer Modellregion
„Von Ostdeutschland soll eine Revolution
für eine grüne Wasserstoffwirtschaft
in der Wasserstoffwirtschaft ausgehen“
AKTUELLE KONSORTIUM-ORGANISATION
strategische Ausrichtung des Vereins
1) Der HYPOS e.V. ist ein Mitglieder- und themenoffenes
Netzwerk für sämtliche Bereiche der Wasserstoffwirtschaft.
2) HYPOS verfolgt einen „open innovation“-Ansatz.
3) HYPOS wird als ostdeutsches Konsortium durch Zwanzig20
gefördert und strebt den Aufbau einer Modellregion für
Wasserstoff in den neuen Bundesländern an. Ziel ist es jedoch,
mit diesem Vorhaben auf die deutschlandweite WasserstoffCommunity zu wirken.
4) HYPOS konzentriert sich auf eine starke Einbindung von KMU
in den Verbundprojekten. Auch sollen KMU in Zukunft verstärkt
in die HYPOS-Gremien
und –Netzwerkarbeit integriert werden.
Großkugel
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STRATEGIE
Vision
Von Ostdeutschland soll eine Revolution in der
Wasserstoffwirtschaft ausgehen.
Mission
HYPOS will über grünen Wasserstoff das
Chemiestoffstromnetz, das Erdgasnetz und die elektrischen
Netze in Ostdeutschland modellhaft verbinden und damit
fehlende System- und Netzwerkinnovationen für eine
Wirtschaftlichkeit von sicherem grünen Wasserstoff
erreichen.
Leitbild
HYPOS sieht sich als langfristig angelegtes Netzwerk zur
Erzeugung, Transport, Speicherung und Verwertung von
grünem Wasserstoff.
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STRATEGIE
Phase 1: Strategieentwicklung
Phase 2: Strategieumsetzung und Monitoring
 Innovationsstrategie
 Umsetzung der Projekte
 Aufbau Organisations- und
Managementstruktur
 Fortschreibung der Roadmap
 Evaluierung der Strategie durch Beirat
 Gründung Verein HYPOS e.V.
Umsetzung Strategieprojekte:
Umsetzung Projekte:
 Managementsystem inkl.
internationaler Vernetzung
 Verbundprojekte zu System- und
Netzwerkinnovationen
 Benchmarks für Erfolgskontrolle
und Risikominimierung
 Demonstrationsprojekte für Scale-UpFragestellungen
 Studie Wasserstoffkavernen
 Vernetzung mit Grundlagenforschung
 Versuchsfeld Elektrolyse
Offener und transparenter Prozess
Gesellschaftliche Akzeptanz
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ROADMAP
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ZIELSTELLUNGEN
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ADRESSIERTES PROBLEMFELD
Herausforderungen als Chance
 Netzintegration erneuerbarer Energien über Wasserstoffspeicherung
 Wirtschaftliche Bereitstellung von grünem Wasserstoff für

Mobilität

Chemie

Urbane Energieversorgung
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ADRESSIERTES PROBLEMFELD
Prozesskette grüner Wasserstoff
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POTENZIALE DER HYPOS-REGION
Alleinstellungsmerkmale in Mitteldeutschland
 Zweitgrößtes Wasserstoffpipelinenetz in Deutschland (150 km)
 Kavernenspeicher und Umspannwerke in direkter Umgebung
 Höchstes Potential an kombinierter PV + Windkraft in Deutschland
Bad Lauchstädt
- Kavernenspeicher
Quelle: LINDE AG
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POTENZIALE DER HYPOS-REGION
 Überschussstrom-Anteil steigt: 2013 im Land Sachsen-Anhalt: 7,2 TWh[*]
 dies entspricht Strommenge zur Elektrolyse von ca. 10% der deutschen H2-Produktion
 H2 ist einzige Speicheroption für Elektrizitätsmengen > 10 GWh[**]
 Wirtschaftlichkeit hängt entscheidend vom Netzausbau ab: Überschussstrom muss lokal
gespeichert werden
 Eine einzige Kaverne kann bei Füllung mit H2 die mehrfache Energiemenge aller
Pumpspeicherwerke Deutschlands (Gesamtspeicherkapazität ca. 40 GWh) aufnehmen
 Potenziale für grünen Wasserstoff (Auszug) [****]

Rohstoff für energieintensive Industrie (CO2-neutrale Produktion)

Kraftstoff für Elektromobilität (Dekarbonisierung)

Brennstoff (Einspeisung in Erdgasnetz: H2, synthetisches Methan)

Rückverstromung (Strom zu Strom)
[*]
EUPD/ DCTI, Studie „Auswirkungen der Energiewende auf Ostdeutschland“, 2013
[**]
Zwischenbericht VCI „Zukunft der Energiespeicher“, Oktober 2013
[***]
bezogen auf Kavernenparameter: Kavernenhohlraum: 500.000 m³, Kavernendruck: 160 bar  dies entspricht 50 Mio. m³ H2 = Speicherkapazität Kaverne von ca. 150 GWh
[****] Agora Energiewende, Studie „Stromspeicher in der Energiewende“, September 2014
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POTENZIALE DER HYPOS-REGION
Steigende Verfügbarkeit erneuerbarer Energie bis 2030 kann Großinvestitionen zur
Wasserstoffherstellung auslösen:
 Rohstoffsicherung der chemischen Industrie
 Substitution fossil erzeugter Wasserstoff
 Täglicher Wasserstoffbedarf für Chemieindustrie / Raffinerien ca. 100.000 Tm³/h
(Hydrierungen, Düngemittelherstellung, Methanolherstellung etc.)
 CO2-Reduktion um bis zu 700.000 t/a im mitteldeutschen Chemiedreieck
 Ablösung des Bedarfes entspricht Elektrolyseleistung von ca. 450 MW (entspricht
fluktuierend verfügbarer erneuerbarer Energien Großelektrolysen von 1.000 - 1.200
MW)
 Derzeitiger Strombedarf der chemischen Industrie würde sich damit verdoppeln und
„Stromexport“ aus Mitteldeutschland reduzieren
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LÖSUNGSANSÄTZE
Projektentwürfe für die erste Welle der Umsetzungsphase
Beispielprojekt – Themenfeld Strombereitstellung
LocalHY:
Dezentrale Wasserelektrolyse mit kombinierter Wasserstoff- und Sauerstoffnutzung aus
erneuerbarer Energie (Photovoltaikanlage + Hochdruck-Elektrolyseur 250 kW, 100 bar)
Beispielprojekt – Themenfeld Chemische Umwandlungsprozesse
rSOC:
reversible Solid Oxide Cell (rSOC) for industry (Entwicklung, Aufbau und Betrieb eines
reversiblen Festelektrolytsystems (Demosystem), das sowohl im Elektrolyse- als auch im
Brennstoffzellenmodus betrieben werden kann)
Beispielprojekt – Themenfeld Transport und Speicherung
H2-Netz:
Entwicklung innovativer Versorgungsinfrastrukturen zur Verbindung des
Untergrundspeichers/Elektrolyseurs mit der bestehenden Wasserstoffleitung und
Versorgung der Kunden im „Wasserstoff-Dorf“
H2-Mem:
Aufbereitung von Erdgas-Wasserstoff-Gemischen (Entwicklung von KohlenstoffMembranen als Trenntechnologie für Wasserstoff und Erdgas in Versuchsanlage)
Beispielprojekt – Themenfeld Verwertung & Betrieb
H2-Home:
Dezentrale Energieversorgung mit Wasserstoff-Brennstoffzellen (Entwicklung eines
Wasserstoff-BHKW auf Basis von PEM-Brennstoffzellen, im Verbund mit „Wasserstoffdorf“
LÖSUNGSANSÄTZE
Ziele und Projekte entlang der Prozesskette
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LÖSUNGSANSÄTZE
Untersuchungen:
 Betreiben einer Fraunhofer-Versuchsplattform Wasserelektrolyse in Leuna
 Verfahren und Anlagentechnik zur wirtschaftlichen Wasserstoffherstellung
auf Basis des erneuerbaren Stromes in Großelektrolysen
 Abgeschlossene Untersuchungen zur Machbarkeit und
Genehmigungsfähigkeit einer Großkaverne zur Speicherung von
Wasserstoff
 Wirtschaftliche Bewertung der Wertschöpfung Power To X durch die
Entwicklung eines H2-Index
 Grundlegende Untersuchungen zur Sicherheit und insbesondere zur
gesellschaftlichen Akzeptanz der Wasserstofftechnik
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LÖSUNGSANSÄTZE
Demozentrum: Chemiestandort Böhlen (Sachsen)
Windpark (W) und PV-Freiflächenanlage (PV)
mit direkter Stromtrasse (S) zur Elektrolyseur-Demoanlage (E)
W
PV
W
S
E
Alleinstellungsmerkmale:
 Kombinierter Wind/PV Park an Chemiepark
 Direkte Stromtrasse zum Elektrolyseur
 Chemische Industrie vor Ort
W
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AUSBLICK KOPERNIKUS-GROßPROJEKT
Herausforderungen:
 Energiewende: Deutschland muss zeigen, dass die energieintensive Industrie
auch mit der Energiewende wirtschaftlich wettbewerbsfähig bleibt
 Rohstoffabhängigkeit: Deutschland muss Wege finden, die einseitige
Rohstoffabhängigkeit von Öl und Gas und damit das „Investment Leakage“ zu
überwinden
Chancen und Vorteile:
 Verfahren und Anlagentechnik zur wirtschaftlichen Wasserstoffherstellung durch
erneuerbaren Strom in Großelektrolysen
 Integration in bestehendes Erdgasnetz (Nutzung vorhandener Leitungen, Speicher)
 Steigende Verfügbarkeit erneuerbarer Energie bis 2030 kann Großinvestitionen zur
Wasserstoffherstellung auslösen
 Reduzierung erforderlicher Stromexporte durch lokale Stromerzeugung
 Einsparung von CO2-Emissionen
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AUSBLICK KOPERNIKUS-GROßPROJEKT
 Bewerbung Power To X als Nachfolger von HYPOS auf die Kopernikus-Initiative
zur Förderung von industriellen Großprojekten im Zeitraum 2016 - 2025
 HYPOS als gefördertes Forschungsprojekt Zwanzig/20 liefert die
Entwicklungsergebnisse zur wirtschaftlichen Erzeugung von grünem
Wasserstoff (Laufzeit bis 2019)
 Power To X als gefördertes industrielles Kopernikus-Großprojekt bietet die
Chance mit weiterführenden Entwicklungen, einer ersten Großelektrolyse sowie
einer ersten Großkaverne, das Geschäftsmodell der Nutzung von grünem
Wasserstoff für die Chemieindustrie und andere Nutzungen zu bestätigen
 Berücksichtigung der klaren Abgrenzung bzw. Nichtüberschneidung der
Projektansätze bezüglich der Förderinitiativen

Forschungs- bzw. Weiterentwicklungsansätze sollen inhaltlich und zeitlich
aufeinander folgen

Dabei sind bei einzelnen Themenblöcken ggf. zeitliche Überlappungen möglich
und durchaus auch zulässig
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„Von Ostdeutschland
soll eine Revolution in der
Wasserstoffwirtschaft ausgehen“
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!
www.hypos-eastgermany.de

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