Diskurs 2015 DVGW-F&E-Radar als Grundlage der strategischen Ausrichtung der Forschung Thomas Theisen Leiter Ver- und Entsorgung, Mitglied der Unternehmensleitung, InfraServ Knapsack Ein Dank vorab an die beteiligten Unternehmen in den Workshops des Projektes Gasproduktion Gasversorgung Gasverwendung DVGW-F&E-Radar – Zweck und Nutzen Der F&E-Radar soll helfen • technische Herausforderungen frühzeitig zu erkennen, • aktiv Projekte zu begleiten • den Blick zu schärfen für Ideen und Gedanken außerhalb des traditionellen Umfeldes und • ist dabei gerichtet auf das potenzielle Umfeld im Jahr 2030. „Wenn das einziges Werkzeug, das man hat, ein Hammer ist, dann neigt man dazu jedes Problem für einen Nagel zu halten.“ Abraham Maslow Die Entwicklungspotenziale von neuen Technologien werden häufig verkannt "Der Fernseher wird sich auf dem Markt nicht durchsetzen. Die Menschen werden sehr bald müde sein, jeden Abend auf eine Sperrholzkiste zu starren.„ Darryl F. Zanuck, Chef der Filmgesellschaft 20th Century-Fox, 1946 1931: Loewe Die Welt von 1999… • EZB Zinssatz 3 % (2015 0,05%) • Öffnung der Strommärkte in der Europäischen Union • Atomkraft wesentliche Zukunftsenergie (31%) (2014 15%) • Wind- und Solarenergie ohne jede Bedeutung in D • Smartphonevorreiter: Simon, Blackberry, Palm ( 1 Mrd. Geräte) • Apple spielte im Bereich der Home-PC kaum eine Bedeutung • Unbekannte Startups Google & Amazon betreten den Markt Projektdurchführung – Eckdaten und Methodik Methodik: „Gausemeier“ (analog wie Projekt „Future Energy Grid“ für acatech ) Projektlaufzeit: 12 Monate Aufwand: 2 Workshops pro Gruppe Produktion, Versorgung, Verwendung Technologieszenarien wurden in Kooperation mit Branchenexperten erstellt Projektteam Schlüsselfaktoren 3 x Workshop I Projektionen der Schlüsselfaktoren Szenarien 3 x Workshop II Entwicklungsschritte der Technologiefelder Projektteam Technologiefelder Technologieszenarien Szenarien und Schlüsselfaktoren Szenarien Methode: • Szenarienbildung nach Gausemeier: • Erarbeiten von Schlüsselfaktoren • Erstellen von Projektionen der Schlüsselfaktoren Ergebnisse: • Drei (Extrem-)Szenarien, die den für F&E der Gasbranche relevanten Zukunftsraum aufspannen • Ein „Leitszenario“, zwei Nebenszenarien • Basierend auf den Projektionen der relevanten Schlüsselfaktoren • Politische Rahmenbedingungen ● Flexibilisierung & Diversifikation • Technische Rahmenbedingungen ● Akzeptanz • Infrastruktur ● Verfügbarkeit & Versorgungssicherheit • Kosten & Preise ● Umwelt & Nachhaltigkeit Szenarien Zuordnung der Projektionen Szenarien Leitszenario „Gas als Partner der Energiewende“ 1 • • • • Klimaschutz und Gas als Partnertechnologie breiter Konsens Einheitliche und minimalistische Regulierung innerhalb der EU Konvergenz der Systeme und Prozesse, freier Fluss über Systemgrenzen Innovatives Klima „Vertrauter Pfad“ 2 • Renaissance fossiler Energieträger, wenige Bezugsländer („Pipelinegas“) • Großprojekte, erprobte und ausgereifte Technologien, gelenkte Innovation • Enges Korsett für Marktakteure durch detaillierte Regelungen • Verharrung in traditionellen Geschäftsfeldern „Unklare Rolle von Erdgas“ 3 • • • • Vorrang erneuerbarer Energien, Erdgas nicht akzeptiert (Teil des Problems) Inkonsistente politische Rahmenbedingungen Volatile Gasbeschaffenheiten, mangelnde Reaktionsmöglichkeiten Präferenz für strombasierte Lösungen (auch im Wärmemarkt), Verlust von Marktanteilen Technologiefelder und Technologieszenarien Clustering der Technologiefelder - Übersicht Übersicht der betrachteten Technologiefelder (TF) Gasproduktion Gasversorgung Gasverwendung TF 1 Erdgasförderung TF 9 Gasnetze TF 15 Sonstige Kopplungselemente TF 2 Biogas TF 10 Netzbetrieb/-steuerung TF 16 KW(K)K-Anlagen TF 3 Power-to-Gas TF 11 GDRA TF 17 Gas-Plus-Technologien TF 4 SNG TF 12 Gasspeicher TF 18 Industrieprozesse TF 5 LNG TF 13 Verdichter TF 19 Gasmobilität TF 8 Einspeiseanlagen TF 14 Alternative Netze (CO2, Wärme) TF 6 Gasaufbereitung TF 7 Messtechnik Technologiefelder – Allgemeine Entwicklungen Es gibt generelle Entwicklungen, die sich in fast jedem der Technologiefelder wiederfinden: • Sinkende Kosten • Verringerte Emissionen • Höhere Bandbreite Anlagenleistung • Robustheit gegen schwankende Gasbeschaffenheiten und Wasserstoff Darüber hinaus: Marktreife von Technologien, die heute im F&E-Stadium sind Die Definition der Entwicklungsschritte am Beispiel TF 3 Power-to-Gas (I) Das Technologiefeld Power-to-Gas umfasst die Anlagen zur Wasserstofferzeugung in Elektrolyseanlagen (Methanisierung wird im TF SNG betrachtet). Entwicklungsschritte Heute: In der Gasversorgung sind PtGA als Pilot-/Demonstrationsanlagen im Einsatz. • In z.B. chemischer Industrie langjährige Erfahrungen, aber andere Anforderungen an Betrieb (kontinuierlicher Betrieb vs. Flexibilität). • Derzeit kein wirtschaftlicher Betrieb als Kopplungselement Schritt 1: Optimale Standorte für die Errichtung von Power-to-Gas-Anlagen…. Schritt 2: Die Kosten für PtGA sind durch Serienfertigung und Weiterentwicklungen… Schritt 3: Die Ausgangsdrücke der Elektrolyseure können auf….. Verfügbarkeit Druckelektrolyse im MW-Bereich Schritt 4: Es sind für PtG sowohl modulare Kleinanlagen…. flächendeckender, wirtschaftlicher Einsatz möglich. Schritt 5: Reversibel betreibbare PtGA sind verfügbar. Die Anlagen können somit bei Bedarf, unter Einsatz eines Speichers oder Wasserstoffnetzes, sowohl Strom in Wasserstoff umwandeln als auch Wasserstoff in Strom. Übersicht – Entwicklungsschritte je Technologiefeld Mapping – Technologische Sicht auf die Szenarien Schwerpunkte Leitszenario „Partner der Energiewende“ • Kopplung der Netze → PtG & KWK, … • Diversifikation der Gasquellen → LNG + erneuerbare Gase • Verschärfte Anforderungen an Emissionen Nebenszenario 1 „Vertrauter Pfad“ • Bekannte Strukturen, Spartendenken → keine Kopplung • Ausbau nationaler Erdgasförderung → Fracking, kein eigenes LNG, moderater Biogasausbau Nebenszenario 2 „Unklare Rolle von Erdgas“ • Konfliktbehaftetes Verhältnis Gas ↔ Energiewende • Unterstützung für Stromsektor → viel PtG • Erneuerbare Gase & LNG als Substitut für Erdgas Vergleich der technologischen Szenarien Erkenntnisse • Die Ziele der Energiewende zeigen, daß ein großer Handlungs- und Innovationsbedarf der Gasbranche gegeben ist – Zwei von drei Szenarien bestätigen das! • Die Vielfalt der Themen und Akteure erfordert eine Plattform für Austausch, Meinungsbildung und Koordination. – Das kann der DVGW leisten und weitere erforderliche Akteure mit einbinden! • Die Grundlage eines aktualisierten strategischen Ansatz der DVGWForschung ist geschafft – Nächste Schritte sind die Ausarbeitung von Roadmaps der zentralen Themencluster und Umsetzung in Leitprojekte • Die Innovationsforschung muss weiterhin eine starke Rolle im Verein spielen. Hierfür sind die finanziellen Grundvoraussetzungen erforderlich! Forschungsradar • Methodenentwicklung Forschungsradar • Ableitung von Forschungsthemen • Definition Prozeduren, Rollen, Verantwortung Strategisches Scouting 2017 Operatives Scouting Operatives Scouting • Ideensammlung • Detailierung der Forschungsschwerpunkte • Projektentwicklung 2016 Strategisches Scouting • Aktualisierung des Forschungsradars • Weiterentwicklung von Forschungsthemen • Aktualisierung des Forschungsradars • Weiterentwicklung von Forschungsthemen Operatives Scouting 2015 Evaluation Evaluation Backup: Ansatz Innovationsscouting-Strategie Ablauf • Ideensammlung • Detailierung der Forschungsschwerpunkte • Projektentwicklung 2018 2019 2020 2021 2022
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