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Potenziale der Speicherung erneuerbarer Energie durch gasförmige Kohlenwasserstoffe auf Basis flexibler Biomassenutzung und Auswirkungen auf die Strombereitstellung und Netzentlastung in Baden-Württemberg

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Beschreibung

Im Projekt Power&Biomass2Gas (P&B2G) wird untersucht, wie durch den flexiblen Betrieb von Biomassevergasungsanlagen Strom zu Zeiten hoher Einspeisung durch Erneuerbare-Energien (EE)-Anlagen im Erdgasnetz gespeichert werden kann. Als Vergasungstechnologie wird die sorptionsunterstützte Wasserdampfvergasung (engl. "sorption enhanced reforming" SER) in einer dual zirkulierenden Wirbelschicht näher betrachtet. Hierbei wird die für die Vergasung notwendige Energie extern in einem Verbrennungsreaktor erzeugt und durch zirkulierendes Bettmaterial dem eigentlichen Vergasungsreaktor bereitgestellt. Ein wichtiger Vorteil bei dieser Technologie ist, dass der Verbrennungsreaktor sowohl mit Luft als auch mit Sauerstoff aus einer Elektrolyse betrieben werden kann. Der Betrieb der Elektrolyse richtet sich direkt nach der fluktuierenden, erneuerbaren Stromerzeugung aus Photovoltaik oder Wind. Bei Betrieb mit Sauerstoff (Oxy-Verbrennung mit Rauchgasrezirkulation) entsteht ein Abgasstrom mit einem sehr hohen CO2-Anteil. Das so gewonnene CO2 kann zusammen mit dem aus der Elektrolyse erzeugten Wasserstoff ebenfalls der Methanisierung zugeführt werden. Somit besteht die Möglichkeit sehr hohe Anteile, unter idealen Voraussetzungen nahezu 100 % des in der Biomasse enthaltenen Kohlenstoffs, für die Synthetic Natural Gas (SNG)-Erzeugung zu verwenden.

Der Nutzen einer flexiblen Betriebsweise und die Auswirkungen auf das deutsche Stromerzeugungssystem werden durch Marktsimulationen sowie anhand von Leistungsflussrechnungen des deutschen Stromnetzes quantifiziert. Eine wichtige Fragestellung ist dabei, inwiefern der gesteuerte Einsatz der Vergasung zusammen mit der Wasserelektrolyse zur Stabilität des bestehenden und zukünftigen deutschen Stromnetzes beitragen kann. Hierfür werden landkreisscharf Anlagenstandorte aus Schnittstellen zwischen Strom- und Gasnetzinfrastruktur ermittelt und hinsichtlich der Biomasseverfügbarkeit überprüft. Abschließend werden die ökologischen Auswirkungen der P&B2G-Anlagen im Vergleich zur heutigen Stromerzeugung aus Biomasse und zur konventionellen Erdgasversorgung, sowie der sich ergebende ökologische Nutzen für die deutsche Stromversorgung durch Ökobilanzen ermittelt. Im Rahmen dieser Untersuchungen werden die Treibhausgasemissionen und weitere für den Energiesektor relevante ökologische Auswirkungen betrachtet.

Metadaten

TitelPotenziale der Speicherung erneuerbarer Energie durch gasförmige Kohlenwasserstoffe auf Basis flexibler Biomassenutzung und Auswirkungen auf die Strombereitstellung und Netzentlastung in Baden-Württemberg 
Stand 2017 
Seitenzahl68 
Förderkennzeichen BWE13012
BWE13013

 

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