Erfolgsbausteine für kommer- zielle Wasserstoffprojekte
7. Wasserstofftag Lampoldshausen, 4. Juli 2019
Matthias Schlegel
Machbarkeitsstudie Energiespeicher auf
Wasserstoffbasis im Gasnetz 2018 – 2019 Technische Konzepte,
Business Cases Konzeptplanung Wasserstoffproduktion und Betrieb
einer Wasserstofftankstelle 2019 Power-to-Gas,
Mobilität Machbarkeitsstudie Power-to-X an einem
Kraftwerksstandort 2019 Power-to-Gas,
Power-to-Liquid Modellierung Energieversorgung aus 100 %
Erneuerbarer Energie und Sektorkopplung 2016 – 2017 Power-to-X, Energiespeicher 1
2 3 4
Wasserstoff
Aktuelle Referenzprojekte (Auswahl)
1 2 3 4
Das aktuelle Interesse an Wasserstoff als Energieträger wird durch vier Hauptproblematiken ausgelöst.
Hintergrund
Verkehr &
Industrie Strom
& Gas
Speicherung fluktuierenden (Überschuss-) Stroms
Druck zur
Emissionsreduktion in Industrie und Verkehr
Existierende Infrastruktur aus Gasspeichern und -
leitungen
Hohe Infrastrukturkosten für große Marktanteile der
E-Mobilität
H 2
Das große Interesse an Wasserstoff als Energieträger spiegelt sich aktuell noch nicht in der Anzahl konkreter Projekte wider.
Der Wasserstoff-Teufelskreis
Nachfrage
Infrastruktur Angebot
... kein wirtschaftlich attraktives
Wasserstoffangebot ...
... keine
Investitionen in die Infrastruktur ...
... keine Investitionen
in Anwendungen ...
Die Entwicklung eines integrierten Wasserstoff-Energiesystems basiert auf zwei Säulen.
Wege in die Wasserstoffwirtschaft
Nachfrage
Infrastruktur Angebot
Top-Down-Ansatz
Große Vorab-Investitionen in Angebot und Infrastruktur
Nachfrage folgt Angebot und Infrastruktur
Nachfrage
Infrastruktur Angebot
Bottom-Up-Ansatz
Kleine Wasserstoff-Zellen, die lokale Gelegenheiten nutzen als Keimzellen
Parallele Entwicklung von Angebot, Nachfrage und Infrastruktur
Copyright:
Element Eins
Copyright:
H2mobility
Aktuelle Wasserstoff-Großprojekte entstehen unter Einbeziehung der Netzbetreiber an stark belasteten Stellen des Stromnetzes.
Top-Down-Approach – Einordnung aktueller Großprojekte
Netzbereiche mit >1,000 h/a Re-Dispatch
0 cent/kWh 10 cent/kWh 20 cent/kWh 30 cent/kWh 40 cent/kWh 50 cent/kWh
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 0 cent/kWh
10 cent/kWh 20 cent/kWh 30 cent/kWh 40 cent/kWh 50 cent/kWh
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 0%
20%
40%
60%
80%
100%
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000
Wind PV Wasser
Aufgrund der hohen Kapitalkosten von Elektrolyseuren benötigen Power-to- Gas-Projekte eine substantielle Anlagenauslastung.
Erfolgsbaustein 1: Hohe Vollbenutzungsstundenzahl
Vollbenutzungsstunden pro Jahr Fi xkost en der W asser st of fel ekt rol y se
Stunden pro Jahr
A nl agenausl ast ung
Gestehungskosten bei Strompreis 0 €/MWh,
Umlagen 0 €/MWh
Wind / PV Nur ein kleiner Teil der
installierten Leistung
sinnvoll nutzbar
0 cent/kWh 10 cent/kWh 20 cent/kWh 30 cent/kWh 40 cent/kWh 50 cent/kWh
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 Fixkosten
Fixkosten, Umlagen & Steuern
0%
20%
40%
60%
80%
100%
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000
Wind PV Wasser
Umlagen und Steuern auf Strom für Power-to-Gas-Anlagen betragen z. Zt. 87
€/MWh. Damit ist H2 aus Strom bereits nicht mehr konkurrenzfähig.
Erfolgsbaustein 2: Lokale Stromerzeugung ohne Netznutzung
Vollbenutzungsstunden pro Jahr Fi xkost en der W asser st of fel ekt rol y se
Stunden pro Jahr
A nl agenausl ast ung
Gestehungskosten bei Strompreis 0 €/MWh,
Umlagen 0 €/MWh Gestehungskosten bei
Strompreis 0 €/MWh, Umlagen 87 €/MWh
Wasserstoffgestehungskosten variieren stark mit dem Erzeugungsverfahren.
Sie liegen teils im Bereich der Verbraucherpreise konkurrierender Produkte.
Wettbewerbssituation von Wasserstoff
18 20 22 82 84 86
0 2 4 6 8 10 12 14
H
2aus Überschussstrom
20 cent/kWh 20 cent/kWh 12 cent/kWh
12 cent/kWh 11 cent/kWh 10 cent/kWh 6 cent/kWh
6 cent/kWh 5 cent/kWh H
2aus PV
Strom (Verbraucherpreis) Benzin (Verbraucherpreis) H
2aus Grundlaststrom Strom (Industriekundenpreis) Diesel Erdgas (Verbraucherpreis) H
2aus Dampfreformierung Strom (Grundlast)
Energiepreis in cent / kWh*
Energieträger
16
86 cent/kWh
4 cent/kWh Erdgas (Großhandelspreis)
Quelle: Beispielrechnungen Fichtner GmbH & Co. KG
Die besten Chancen für einer Abnahme von Wasserstoff bieten aktuell Mobilitätsanwendungen.
Erfolgsbaustein 3: Ankerkunden und Wettbewerb mit Mobilitätsanwendungen
18 20 22 82 84 86
0 2 4 6 8 10 12 14
H
2aus Überschussstrom
20 cent/kWh 12 cent/kWh
12 cent/kWh 11 cent/kWh 10 cent/kWh 6 cent/kWh
6 cent/kWh 5 cent/kWh H
2aus PV
Strom (Verbraucherpreis) Benzin (Verbraucherpreis) H
2aus Grundlaststrom Strom (Industriekundenpreis) Diesel Erdgas (Verbraucherpreis) H
2aus Dampfreformierung Strom (Grundlast)
Energiepreis in cent / kWh*
Energieträger
16
86 cent/kWh
4 cent/kWh Erdgas (Großhandelspreis)
Quelle: Beispielrechnungen Fichtner GmbH & Co. KG
Mobilitätsanwendungen
20 cent/kWh
Wasserstoff aus lokal erzeugtem Grundlaststrom ist konkurrenzfähig mit Verbraucherstrom (Energie-) und Benzin (Mobilitätskosten).
Erfolgsbaustein 3: Ankerkunden und Wettbewerb mit Mobilitätsanwendungen
Energie- träger
2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24
Benzin
H2 Strom
26 28 30
Distribution Betankung 32
Steuern und Umlagen Cent / kWh*
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Benzin
H2 Strom
13 14 15 16
€ / 100 km*
Kosten Energieträger Energiekosten Mobilität
Reduktionspotenial:
lokaler Verbrauch Kostenrisiko:
geringe Auslastung
* exkl. MWSt. * inkl. MWSt.
