Pilot- und Demonstrationsanlage Power-to-Methane HSR - Schlussbericht - HSR / IET

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Pilot- und Demonstrationsanlage Power-to-Methane HSR - Schlussbericht - HSR / IET
Pilot- und Demonstrationsanlage
 Power-to-Methane HSR
 Schlussbericht
 Prof. Dr. Markus Friedl

 April 2017

 Version 3

Abbildung 1: Lieferung des CO2-Kollektors von Audi im September 2016.

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Pilot- und Demonstrationsanlage Power-to-Methane HSR - Schlussbericht - HSR / IET
Projektpartner:1

Unterstützt durch den „Forschungs-, Entwick-
lungs- und Förderungsfonds der Schweizeri-
schen Gasindustrie (FOGA), Foga Nr.: 0274

Danksagung:

Im Namen des IET Institut für Energietechnik bedanke ich mich bei allen Projektpartnern für
ihre Unterstützung dieses Projektes und für die Unterstützung unserer anderen Aktivitäten im
Bereich Power-to-Gas. Bei Martin Seifert vom SVGW bedanke ich mich ebenfalls für den fach-
lichen Input und sein sehr grosses Engagement. Neben den oben aufgeführten Partnern
wurde unser Projekt auch durch Schulleitung und Gebäudedienst der HSR Hochschule für
Technik Rapperswil sowie den Studiengang Erneuerbare Energien und Umwelttechnik EEU
gefördert. Alle haben damit einen Beitrag für eine nachhaltige Energieversorgung der Schweiz
geleistet.

 Prof. Dr. Markus Friedl
 Leiter Institut für Energietechnik

1 Energie Zürichsee Linth hiess bis November 2016 Erdgas Obersee.

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Pilot- und Demonstrationsanlage Power-to-Methane HSR - Schlussbericht - HSR / IET
Abstract
Seit Anfang 2015 und noch bis März 2017 betreibt das IET Institut für Energietechnik an der
HSR Hochschule für Technik Rapperswil die erste Power-to-Methane Anlage der Schweiz, die
Pilot- und Demonstrationsanlage Power-to-Methane HSR“. In diesem Bericht werden die mit
dieser Anlage verbundenen Aktivitäten dokumentiert. Dieser Bericht baut auf dem Zwischen-
bericht vom September 2015 auf.
Das IET konnte sich in der Schweiz als Praxispartner im Bereich Power-to-Gas etablieren und
als wichtiger Player in der Schweizer Energieforschung positionieren (Kapitel 1) sowohl im
nationalen Forschungsprogramm 70 (NFP70) des Schweizerischen Nationalfonds als auch als
Teil der Swiss Competence Center for Energy Research (SCCER). Die letzteren werden in
den Jahren 2017 bis 2020 in der Phase 2 fortgesetzt. Das IET ist sowohl Teil des SCCER
„Heat and Electricity Storage“ (HaE) als auch der beiden Joint Activities „Cross Energy De-
monstrator Assessment“ (CEDA) und „White Paper Power-to-Gas“.
Dieser Bericht zeigt, dass mit diesem Projekt ein entscheidender Beitrag dazu geleistet werden
konnte, dass das Thema „Power-to-Gas“ bekannt gemacht wurde. Während am Anfang der
Phase I der SCCER im Jahr 2014 Power-to-Gas erst unter wenigen Energieforschern ein
Thema war, beschäftigen sich in der Phase II viele Forschungsgruppen in mehreren SCCERs
mit diesem Thema. Vom 14. Juli 2016 stammt das folgende Zitat: „The SCCER Steering Com-
mittee as well as the Federal Energy Research Commission CORE consider the research field
P2G (and P2X) as very important for the intended transition of the Swiss energy system.“
Dieser Bericht schliesst das Projekt „Pilot- und Demonstrationsanlage Power-to-Methane
HSR“ ab und leitet über zur Nachfolgeanlage bestehend aus den Projekten „Pentagon“ und
„High Efficiency Power-to-Gas Pilot“ (HEPP), die am IET zum Zeitpunkt dieses Berichts ge-
startet werden. Das IET konnte sein Power-to-Gas Team auf 11 Personen ausbauen und ist
mit zwei EU-Projekten, einem Nationalfondprojekt und dem Nachfolgeprojekt HEPP optimal
aufgestellt, eine Führungsrolle in der Umsetzung von Power-to-Gas zu übernehmen.

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Inhalt
1 IET Institut für Energietechnik ................................................................................... 5
 1.1 Positionierung...................................................................................................... 5
 1.2 Einbettung ........................................................................................................... 5
 1.3 Mitarbeitende....................................................................................................... 9
2 Anlagen in Rapperswil ............................................................................................. 10
 2.1 Bisherige Anlage: Technische Angaben und Resultate ..................................... 10
 2.1.1. Eckdaten und Kennwerte: ........................................................................................... 10
 2.1.2. Betriebszustände......................................................................................................... 11
 2.1.3. Anfahrverhalten ........................................................................................................... 11
 2.1.4. Wirkungsgrad .............................................................................................................. 12
 2.1.5. Weitere Resultate ........................................................................................................ 13
 2.2 Bisherige Anlage: Zielerreichung ....................................................................... 14
 2.3 Nachfolgeanlage aus Pentagon und HEPP ....................................................... 15
3 Öffentliche Kommunikation ..................................................................................... 17
 3.1 Führungen ......................................................................................................... 17
 3.2 Wissensplattform auf der Internetseite............................................................... 20
 3.3 Beiträge in Fernsehen und Radio ...................................................................... 20
 3.4 Auszeichnung .................................................................................................... 22
 3.5 Medienspiegel ................................................................................................... 22
4 Fachdiskussionen .................................................................................................... 26
 4.1 Veröffentlichungen ............................................................................................ 26
 4.2 Steering Committee ........................................................................................... 27
 4.3 Expertengespräche ........................................................................................... 28
 4.4 Erfahrungsgruppe .............................................................................................. 28
 4.5 Schulung der Energiewirtschaft ......................................................................... 30
 4.6 Beiträge zu Akzeptanz und Umsetzung ............................................................. 30
 4.7 Vorträge ............................................................................................................ 31
 4.8 Studienarbeiten ................................................................................................. 32
5 Beurteilung von Power-to-Gas ................................................................................ 33
 5.1 Energieforschung .............................................................................................. 33
 5.2 Business Cases................................................................................................. 33
 5.3 Umweltbelastung ............................................................................................... 34
 5.4 Die Wichtigkeit des Wirkungsgrads ................................................................... 34
 5.5 Ausblick ............................................................................................................. 34

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1 IET Institut für Energietechnik

1.1 Positionierung

Seit Anfang 2014 ist das IET Institut für Energietechnik im Bereich Power-to-Gas operativ. Die
Pilot- und Demonstrationsanlage Power-to-Gas ist das Fundament seiner Aktivitäten im Be-
reich Power-to-Gas. Aufbauend auf den damit gesammelten Erfahrungen, konnte am IET das
Schweizer Kompetenzzentrum in der Anwendung von Power-to-Gas aufgebaut werden: Un-
sere Kompetenz besteht darin, Technologien aus Startup-Firmen und Forschungsinstitutionen
zu Power-to-Gas Anlagen zu kombinieren und diese in das Energiesystem zu integrieren. Das
IET ist Praxispartner Power-to-Gas für öffentliche Einrichtungen, Energieversorgungsunter-
nehmen und die Industrie. Diese Position konnte dank der Mitwirkung unserer Partner erar-
beitet werden.

1.2 Einbettung

Die Power-to-Gas Gruppe des IET ist aktiv an den folgenden, institutionalisierten Aktivitäten
beteiligt und bringt die Erkenntnisse aus der bisherigen Pilot- und Demonstrationsanlage sowie
aus der neuen Anlage im Rahmen der Projekte „Pentagon“ und „High Performance Power-to-
Gas Pilot (HEPP)“ in die Schweizer Energiediskussion ein:

Die vom Bund in den Jahren 2014 bis 2016 lancierten Swiss Competence Centers for Energy
Research (SCCER) werden in der Phase II in den Jahren 2017 bis 2020 weitergeführt. Zu-
sätzlich werden Joint Activities gefördert, an denen mehrere SCCER beteiligt sind. Das IET ist
an den folgenden Aktivitäten beteiligt:

- SCCER Heat and Electricity Storage (www.sccer-hae.ch).

- SCCER Joint Activity CEDA – Coherent Energy Demonstrator Assessment: Demonstrato-
 ren – nicht nur aus dem Bereich Power-to-Gas – werden miteinander verglichen.
 Leitung: SCCER Mobility Beteiligte Demonstratoren
 Weitere beteiligte SCCERs: - High Efficiency Power-to-Gas Pilot (HEPP),
 - Heat and Electricity Storage (HaE) HSR, Rapperswil
 - Future Energy Efficient Buildings & - Energy System Integration (ESI) Platform,
 Districts (FeebB&D) Paul Scherrer Institut (PSI), Villingen
 - Biomass for Swiss Energy Future - Move, EMPA, Dübendorf
 (Biosweet) - NEST, EMPA, Dübendorf
 - Ehub, EMPA, Dübendorf
 - Grid to Mobility Demonstrator, EPFL, Sion

- SCCER Joint Activity White Paper Power-to-X:
 Leitung: SCCER Heat and Electricity Beteiligte Organisationen
 Storage - Paul Scherrer Institut (PSI), Villingen
 Weitere beteiligte SCCERs: - IET, HSR, Rapperswil
 - Mobility - EMPA, Dübendorf
 - Future Swiss Electrical Infrastruc- - Universität Luzern
 ture (Furies) - Universität Genf
 - Society and Transition (CREST) - Zürcher Hochschule der angweandten Wis-
 - Biomass for Swiss Energy Future senschaften ZHAW, Winterthur
 (Biosweet) - ETH Zürich
 - Bundesamt für Energie, BFE

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Pilot- und Demonstrationsanlage Power-to-Methane HSR - Schlussbericht - HSR / IET
Nationales Forschungsprogramm 70 (www.nfp70.ch)
des Schweizerischen Nationalfonds:

- „Renewable Methane for Transport and Mobility“ (RMTM): Wie bereits im Zwischenbericht
 beschrieben, forschen unter der Leitung des IET die Universität St. Gallen (HSG), die Zür-
 cher Hochschule der angewandten Wissenschaften (ZHAW, Wädenswil), die École Poly-
 tecnique de Lausanne (EPFL) und die Sankt Galler Stadtwerke (sgsw) an der gesamten
 Wertschöpfungskette von der Methanproduktion bis zur Anwendung in Transport und Mo-
 bilität. Ein Resultat der Arbeiten zeigt Abbildung 2.

- Auf Vorschlag des IET hat uns der Schweizerische Nationalfond dazu aufgefordert, eine
 Skizze einzureichen für ein Projekt, in dem eine Strategie erarbeitet wird, welche Kohlen-
 stoffquellen für welche Anwendungen genutzt werden sollen. Die Skizze wurde am 31. Ja-
 nuar 2017 unter dem Titel „Swiss Carbon Strategy“ eingereicht.

Abbildung 2: Analyse der physischen Ströme an Kohlenstoff durch die Schweiz, die im Nationalfondprojekt
 „Renewable Methane for Transport and Mobility (RMTM)“ untersucht wurden.

Forum Energiespeicher Schweiz der Agentur Er-
neuerbare Energien Schweiz, der Dachorganisa-
tion der Wirtschaft für erneuerbare Energien und
Energieeffizienz. Prof. Dr. Markus Friedl ist Mit-
glied der Arbeitsgruppe Speichermodellierung.

Das auslaufende Projekt „Pilot- und Demonstrationsanlage Power-to-Methane HSR“ und die
neue Anlage sind am IET in zahlreiche weitere Projekte eingebettet, die in Abbildung 3 gezeigt
sind. Die im Zwischenbericht erwähnte Untersuchung von konzentrierten CO2-Quellen unter
„zukünftigen Projekte“ konnte nicht finanziert werden. Projekte, bei denen keine Angaben zum
Inhalt gemacht werden, unterliegen der Geheimhaltung.

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- SCCER Heat and Electricity Storrage
 SCCER - SCCER Joint Activity CEDA – Coherent Energy Demonstra-
 (Seite 5) tor Assessment
 - SCCER Joint Activity White Paper Power-to-X

 - Wissenschaftliche Begleitung der Power-to-Hydrogen Anlage

 Im Zwischenbe-
 richt aufgeführt
 mit Einspeisung im Hybridwerk Aarmatt
 - Pilot- und Demonstrationsanlage Power-to-Gas HSR (Kapi-
 tel 2.1 Seite 10)
 - SNF Projekt „Renewable Methane for Transport and Mobility
 (RMTM)“, Seite 6
 - EU-Projekt „Store and Go“ im Rahmen des Programms Hori-

 Im Zwischenbericht als zu-
 zon 2020
 - Überarbeitung und Ergänzung der SVGW Richtlinie G13

 künftige Projekte.
 „Einspeisung von Biogas“, abgeschlossen
 Projekte - EU-Projekt „Pentagon“ im Rahmen von Horizon 2020: Bau ei-
 ner Power-to-Methan Anlage mit integrierter Hochtemperatur-
 Elektrolyse (Kapitel 2.3 Seite 15)
 - High Efficiency Power-to-Gas Pilot (HEPP): Power-to-Me-
 thane mit neuen Schweizer Technologien (Kapitel 2.3
 Seite 15), Steering Committee (Kapitel 4.2 Seite 27)
 - Machbarkeitsstudie Power-to-Methane in der KVA Linth,
 Energie Zürichsee Linth AG und HZI Etogas AG
IET - Studie mit Groupe E
 - Projekt mit Hitachi Zosen Innova
 - Projekt mit Nordur
 zukünftiges
 - Swiss Carbon Strategy, Schweizerischer Nationalfond, Seite 6
 Projekt
 - Zwei Animationen Power-to-Gas jetzt auch auf Englisch
 - Facebook-Seite www.facebook.com/powertogasiethsr
 Öffentliche - Berichte in Fernsehens und Radio (Kapitel 3.3 Seite 20)
 Kommuni- - Führungen mit fast 1000 Personen (Kapitel 3.1 Seite 17)
 kation - Wissensplattform auf der Internetseite (Kapitel 3.2 Seite 20)
 (Kapitel 3 - Öffentliche Veranstaltung (Kapitel 3.1 Seite 17)
 Seite 17) - Der Medienspiegel zeigt insgesamt 87 Beiträge auf Online Medien,
 Presse und Fernsehen (Kapitel 3.5, Seite 22)
 - Homepage Power-to-Gas jetzt auch auf Englisch

 - Steering Commitee (Kapitel 4.2 Seite 27)
 - Expertengespräche Power-to-Gas (Kapitel 4.3 Seite 28)
 - Erfahrungsgruppe Power-to-Gas (Kapitel 4.4 Seite 28)
 - Schulungen für die Energiewirtschaft (Kapitel 4.5 Seite 30)
 Fachdis-
 - Beiträge zur Akzeptanz und Umsetzung (Kapitel 4.6 Seite 30)
 kussionen
 - Forum Energiespeicher Schweiz (Seite 6)
 - Studienarbeiten (Kapitel 4.8 Seite 32)
 - Prof. Dr. Markus Friedl ist Mitglied der Fachgruppe „Erneuerbare
 Gase“ des SVGW.

Abbildung 3: Überblick über die Aktivitäten Power-to-Gas am IET.

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Abbildung 4: Landkarte der Power-to-Gas Aktivitäten des IET.

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1.3 Mitarbeitende

Das Power-to-Gas Team hatte den Abgang von zwei erfahrenen Mitarbeitern zu bewältigen:
Dr. Elimar Frank und Vito Crameri. Das Team wurde im Herbst 2016 und Anfang 2017 weiter
ausgebaut und besteht aktuell aus 11 Personen, die in Tabelle 1 gezeigt sind.

 Boris Meier Christoph Steiner
 Dipl. Masch. Ing. ETH BSc FHO in Energie- und
 Lehrbeauftragter Umwelttechnik
 am IET seit Februar 2012 am IET seit Januar 2017

 Fabian Ruoss Jachin Gorre
 BSc FHO in Energie- und MSc. Universität Stuttgart
 Umwelttechnik in Verfahrenstechnik
 am IET seit September Am IET seit April 2016
 2014

 Justin Lydement Luca Schmidlin
 BSc FHO in Energie- und BSc FHO in Energie- und
 Umwelttechnik Umwelttechnik
 am IET seit November am IET seit September
 2016 2014

 Dr. Luiz de Sousa Marina Schifferle
 MBA, Dipl. Chem.-Ing. ETH BSc FHO in Energie- und
 am IET seit Oktober 2016 Umwelttechnik
 am IET seit September
 2013

 Prof. Dr. Markus Friedl Patrick Angst
 Leiter Institut für Energie- BSc FHO in Energie- und
 technik Umwelttechnik
 am IET seit Februar 2011 am IET seit Oktober 2016

 Sandra Moebus
 Physik-Ing. FH Ravensburg
 - Weingarten
 am IET ab März 2017

Tabelle 1: Power-to-Gas Team am IET in alphabetischer Reihenfolge.

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2 Anlagen in Rapperswil

Die Anlage des mit diesem Bericht abgeschlossenen Projektes „Pilot- und Demonstrationsan-
lage Power-to-Methane HSR“ ist im Zwischenbericht ausführlich beschrieben. Hier fassen wir
die technischen Angaben und Resultate in Kapitel 2.1 nochmals zusammen, beschreiben in
Kapitel 2.2 die erreichten Ziele und beschreiben in Kapitel 2.3 die Nachfolgeanlage, die in den
Projekten Pentagon und HEPP gebaut wird.

2.1 Bisherige Anlage: Technische Angaben und Resultate

2.1.1. Eckdaten und Kennwerte:

Die Power-to-Methane Anlage ist in Abbildung 5 gezeigt. Ihr Kern ist der mit der mit Nummer
1 bezeichnete Container. Sein Aufbau ist in Abbildung 6 gezeigt. Er enthält die Herzstücke der
Anlage: den Elektrolyseur (mit Gleichrichter) und den Methanisierungs-Reaktor. Zusätzlich
verfügt er über eine Tankstelle.

Abbildung 5: Übersicht Demonstrationsanlage, 1: Elektrolyse, Methanreaktor und Tankstelle, 2: Büro, 3:
 CO2-Abtrennung aus der Umgebungsluft, 4: Photovoltaikanlage.

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Standort: Gaswerkstrasse 1, Rapperswil-Jona Betriebszeit für eine Erdgasfahrzeug-
 dbei einer Druckreduzierstation des Gasnet- Tankfüllung: 19.6 h.
 zes, in welcher der Druck von 5 barg auf ca. Ressourcen für eine Tankfüllung:
 20 mbarg für die Feinverteilung reduziert wird. - 62.9 l Wasser
 - 38.4 kg CO2
 - 616.6 kWh elektrische Energie
 Input-Leistung elektrisch (ohne CO2-Gewin- Alkalische Elektrolyse der Firma Erredue
 nung): 31 kW mit zwei Stacks bei einem typischen
 Output Methan: 1.00 Nm3 ⁄h entspricht 10.9 kW Druck von 8 bara.
 Leistung im Brennwert. Katalytische Methanisierung mit Fest-
 Erdgasfahrzeug Tankfüllung: 14.0 kg Methan bettreaktor und Nickelkatalysator von
 entspricht 777.0 MJ = 215.8 kWh im Brennwert Etogas bei einem typischen Druck von
 7 bara.
Tabelle 2: Die Eckdaten der Power-to-Methane Anlage an der HSR.

Abbildung 6: Grundriss von Container 1 mit den wichtigsten Komponenten, der von Etogas gebaut wurde
 und im Rahmen dieses Projektes gemietet wurde.

2.1.2. Betriebszustände

Für die Gesamtanlage gibt es drei grundlegende Betriebszustände:
 1. Stillstand: Gesamte Anlage ausser Betrieb
 2. „Hot standby“: Alle Anlagenteile annähernd auf Betriebstemperatur für eine unmittelbare
 Aufnahme des Betriebs
 3. „Betrieb“: Teillast oder Volllast.

2.1.3. Anfahrverhalten

Wird die Anlage aus dem Stillstand in Betrieb genommen, werden zunächst alle Leitungen mit
Stickstoff gespült, bevor sie mit Wasserstoff gefüllt werden. Anschliessend werden alle Anla-
genteile auf Betriebstemperatur gebracht. Aus dem Stillstand dauert es bis zum Erreichen der

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Betriebstemperatur des Elektrolyseurs (32 °C am Zellstapel) rund zwei Stunden. Das Aufhei-
zen des Methanreaktors auf etwa 300 °C benötigt mehr als eine Stunde.

Sobald die Zieltemperatur der Elektrolyse und des Methanreaktors erreicht ist, können Was-
serstoff, Wasserdampf und Kohlendioxid in den Reaktor geleitet werden. Der Zustrom wird
schrittweise erhöht, um die Überhitzung des Reaktors zu vermeiden. Die Zusammensetzung
des Produktgases wird fortlaufend gemessen. Die Genauigkeit der Gas-Analytik wird wöchent-
lich mit fünf Referenzgasgemischen überprüft und kalibriert. Der Methanvolumenanteil im Pro-
duktgas steigt etwa sieben Minuten nach Beginn der CO2-Zumischung auf über 90 % (Abbil-
dung 3). Während des Anfahrens sinkt der H2-Volumenanteil im Produktgas bis auf etwa 3 %
und der CO2-Volumenanteil steigt auf etwa 3.5 %. Da aufgrund des anfänglichen Wasserstoff-
Überschusses das gesamte zugegebene Kohlendioxid zu Methan reagiert und der Methanre-
aktor eine bestimmte Durchströmzeit hat, ist erst nach etwa sieben Minuten „unverbrauchtes“
CO2 im Produktgas messbar. Wenn die gewünschte Gasqualität erreicht ist, wird das Produkt-
gas in einen Zwischenspeicher geleitet und von dort auf 150 bar verdichtet, bevor es in Druck-
flaschen oder im Gasfahrzeug gespeichert wird.

Abbildung 7: Zusammensetzung des trockenen Produktgases während der Anfahrzeit. Zeitpunkt 0: Leitun-
 gen und Reaktor gefüllt mit H2, Beginn der CO2-Zumischung.

2.1.4. Wirkungsgrad

Aus Messungen im stationären Zustand wurde das Energieflussdiagramm Abbildung 8 er-
zeugt. Der Wirkungsgrad wird berechnet mit dem Brennwert des produzierten Gases und
der gesamten elektrischen Leistung inklusive derjenigen aller Hilfsaggregate aber ohne CO2-
Bereitstellung. Die elektrische Leistung beinhaltet ebenfalls die Kompression des Gases in
Drucktanks mit einem Druck von 200 bar.

gemessen in der Power-to-Methan Anlage der HSR grosstechnisch möglich

 Leistung im Brennwert des Gases 10.9 kW = 54 %
 = = = 35.4 %
 gesamte elektrische Leistung 30.8 kW

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An der HSR wird die obige Definition bevorzugt weil sie direkt aus Energieflussdiagrammen
bestimmt werden kann, bei denen die chemischen Energieflüsse mit dem Brennwert berechnet
wurden. Eine andere Definition des Wirkungsgrads mit dem Heizwert ist auch möglich.

gemessen in der Power-to-Methan Anlage der HSR grosstechnisch möglich

 Leistung im Heizwert des Gases 9.8 kW = 49 %
 = = = 31.9 %
 gesamte elektrische Leistung 30.8 kW

Die obigen Angaben zu den Wirkungsgraden, die grosstechnisch erreich werden können, sind
die garantierten Werte von HZI Etogas.

Abbildung 8: Noch unveröffentlichte Darstellung der Energieflüsse in der Pilot- und Demonstrationsanlage
 Power-to-Methane in Rapperswil. Sie wird im Oktober 2015 Artikel im Aqua und Gas enthalten
 sein und an den dritten Expertengesprächen gezeigt.

2.1.5. Weitere Resultate

In einer Abwasserreinigungs-Anlage (ARA) wurde mit einem Kompressor gereinigtes Rohbio-
gas in Flaschen abgefüllt. Die Reinigung in der ARA erfolgte mit einem Aktivkohle-Filter. Die-
ses Gas wurde zur Pilot- und Demonstrationsanlage transportiert und zusammen mit Wasser-
stoff durch den Methanisierungs-Reaktor geleitet und in Methan umgewandelt. Als wichtigstes
Indiz, dass der Katalysator nicht durch Verschmutzungen beschädigt wurde, dient die der Ort
des Hotspots: Ein Querschnitt im Reaktor, in dem die grösste Reaktion stattfindet und deswe-
gen ein Temperaturmaximum erreicht wird. Er befindet sich in den ersten 20 % des Reaktors
und würde sich bei einer Schädigung des Katalysators

Als zusätzlich CO2-Quelle wurde die Atmosphäre verwendet. Mit einem Prototyp eines CO2-
Kollektors von Climeworks wurde CO2 adsorbiert und bei atmosphärischem Druck der Power-
to-Gas Anlage zur Verfügung gestellt. Die gleiche Kompressor-Einheit wie bei den Untersu-
chungen zu CO2 aus der ARA diente der Kompression auf den Druck im Methanisierungs-
Reaktor. Im Herbst 2017 wurde ein CO2-Kollektor von Climeworks angeliefert, der von Audi

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zur Verfügung gestellt wurde. Mit diesem Gerät konnte noch kein gleichzeitiger Betrieb mit der
Power-to-Methane Anlage durchgeführt werden.

Es wurden zwei Einspeisungen für das produzierte Gas realisiert: eine in das Netz mit einem
Druck von 5 barg und eine in das Millibar-Netz der Feinverteilung. Damit wurde das erste Mal
in der Schweiz Methan aus einer Power-to-Gas Anlage ins Erdgasnetz eingespeist. Die Instal-
lation wies gewisse Unzulässigkeiten auf, die von den Zulassungsbehörden beanstandet wur-
den und bei der Nachfolgeanlage verbessert werden.

Im Kondensat nach dem Methanisierungs-Reaktor konnte Nickel nachgewiesen werden, je-
doch deutlich unter dem erlaubten Grenzwert.

2.2 Bisherige Anlage: Zielerreichung

Die Pilot- und Demonstrationsanlage Power-to-Methane HSR erreichte die folgenden Ziele:

- Es konnte viel Know-How über die praktische Anwendung von Power-to-Methane Syste-
 men gewonnen und in Publikationen und Veranstaltungen weitergegeben werden. Es ist
 z.B. ein Bericht online verfügbar über die Thermodynamik von Power-to-Gas Anlagen, der
 die Grundlagen für die Auslegung im grossen Massstab liefert.
- Die Verfahren zum Erlangen von Bau- und Betriebsbewilligungen für Power-to-Gas Anla-
 gen wurden durchgespielt und dokumentiert.
- Es wurde Methan sowohl für die Mobilität als auch für die Einspeisung in das Erdgasnetz
 produziert.
- Das IET hat sich gut fundiertes Know-how erworben zum Umgang mit Wasserstoff, Methan,
 sowie Hilfsstoffen wie Laugen des Elektrolyseurs, Katalysator des Methanisierungs-Reak-
 tors, Gasen und der Gasanalytik. Weiter konnte viel Wissen zu Sicherheitskonzepten von
 Power-to-Gas Anlagen erarbeitet werden.
- Die Anlage wurde in der Aus- und Weiterbildung verwendet. Es wurden zahlreiche Studien-
 arbeiten durchgeführt.
- Die Anlage wurde unter verschiedenen Randbedingungen getestet mit unterschiedlichen
 CO2-Quellen: Gasflaschen, CO2-Kollektor von Climeworks sowie Rohbiogas aus einer Ab-
 wasserreinigungsanlage.
- Power-to-Methane wurde der Öffentlichkeit und interessierte Fachkreise anschaulich de-
 monstriert: Von der Solarzelle bis zum Erdgasauto. Mit fast 1‘000 Besuchern sowie 87 Bei-
 trägen in den Medien konnte eine grosse Öffentlichkeit erreicht werden.
- Das IET konnte sich als Kompetenzzentrum Power-to-Gas positionieren und konnte weitere
 Projekte in diesem Bereich akquirieren.
- Es konnten Projektpartner mit Mitglieder des Steering Committees zusammengebracht
 werden: Politiker, Energieversorger, Industrieunternehmen, Wissenschaft.

Das folgende, im Gesuch des IET an den FOGA formulierte Ziel konnte nicht erreicht werden:

- Die CO2 Adsorption konnte wärmetechnisch nicht mit der Power-to-Methane Anlage ver-
 bunden werden. Es stand zunächst ein Prototyp von Climeworks zur Verfügung, seit Sep-
 tember steht ein Demonstrator von Climeworks zur Verfügung, der im Besitz von Audi ist.
 Das IET durfte an keiner der Anlagen eine Veränderung vornehmen.

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2.3 Nachfolgeanlage aus Pentagon und HEPP

Untenstehende Abbildung 9 zeigt die wesentlichen Bausteine der herkömmlichen Power-to-
Methane Technologie. Die Methanisierungsreaktion ist stark exotherm, weswegen viel Wärme
zur Verfügung steht, die gemäss Stand der Technik bei Power-to-Methane Anlagen ungenutzt
bleibt.

 CO2 Reinigung
 Stromquelle

 AC/DC Konventioneller Methani- Gasauf-
 Mischer Gasnetz
 Wandler Elektrolyseur sierung bereitung

 Abwärme für externe Verwendung

 Elektrische Energie Wärme
 Wasserstoff, Reaktant Dampf
 Methan, Produktgas Kohlendioxid, Rohbiogas

Abbildung 9: Prinzipschema einer Power-to-Methan Anlage gemäss Stand der Technik.

Ziel von HEPP ist die High-Efficiency Power-to-Methane Technologie im industrienahen Um-
feld zu demonstrieren. Dabei ist der Technologiereifegrad zu erhöhen, entsprechende indust-
riell relevante Fragestellungen zu beantworten. So soll der Scale-up der Technologie ermög-
licht werden.

Kernelement im Projekt HEPP ist eine Demonstrationsanlage, welche im Rahmen vom EU-
Projekt PENTAGON aufgebaut wird. In dieser Anlage wird eine Hochtemperatur-Elektrolyse
(Solid Oxide Electrolyser Cell, SOEC) eingebaut. Diese Art von Elektrolyse zersetzt Wasser
zu Wasserstoff mit nahezu verlustfreier Nutzung des eingesetzten Stromes. Die SOEC benö-
tigt Wasserdampf anstatt flüssiges Wasser. Die Wärme aus der Methanisierung wird hier ge-
nutzt, um den benötigten Dampf zu erzeugen. Insgesamt sollte somit grosstechnisch ein Wir-
kungsgrad von 70 % erreicht werden können.

Zusätzlich werden mit HEPP innovative und in der Schweiz entwickelte Technologien zum
ersten Mal in dieser Anlage im Technikums-Massstab integriert (neuartige Methanisierungs-
konzepte, Membrantrenntechnik und Gasanalytik), als System in ein industrienahen Umfeld
eingebettet und das Systemverhalten untersucht. Abbildung 10 zeigt den Aufbau der soeben
beschriebenen Anlage, wo die High-Efficiency Power-to-Methane Technologie neben den her-
kömmlichen aufgebaut wird.

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Abbildung 10: Prinzipschema der Anlage, die im Rahmen von Pentagon und HEPP aufgebaut wird.

Die Arbeiten am Projekt haben bereits begonnen, untenstehende Abbildung 11 zeigt einen
vereinfachten Zeitplan für das Projekt, welches bis Ende 2019 dauert. Die Projektleitung un-
terliegt der HSR und folgende Firmen und Institutionen sind Projektpartner (Stand 15.2.2017):

- Akademische Partner: ZHAW, EPFL, EMPA und HSR
- Technologieentwicklungspartner: MEMS AG, Apex AG.
- Technologieanwender: Energie Zürichsee Linth AG, Erdgas Obersee-Linth Transport AG,
 Erdgas Regio AG, Audi AG, St. Galler Stadtwerke (sgsw).
- Finanzierungspartner: Europäische Kommission, SVGW Schweizerische Verein des Gas-
 und Wasserfaches, Stadt Rapperswil-Jona, Elektrizitätswerk Jona-Rapperswil

 2016 2017 2018 2019
 Task D J F MAM J J ASO N D J F MAM J J AS O N D J F MAM J J ASO N D
 T2.1 Requirements and concept
 consolidation (HSR)
 Pentagon WP 2

 T2.2 SOEC upgrade and integration of Power-
 to-Gas technology
 T2.3 Power-to-Gas technology control-
 command (CSEM)
 T2.4 Power-to-Gas technology operation and
 testing
 T2.5 Power-to-Heat technology integration
 strategies (CEA)
 T2.6 Detailed specifications of selected
 energy conversion technologies (CU)
 D J F MAM J J ASO N D J F MAM J J AS O N D J F MAM J J ASO N D
 H1 Basic Plant Adaptation/Extension
 HEPP Working Program

 H2 High Efficiency Methanation
 H2.1 SMARTCat
 H2.2 Sorption-Enhanced
 H3 Membrane and Fueling Modules

 H4 Advanced Analytics

 H5 Long-term, industrial Testing Programe

 H6 Project Management and
 Communication

Abbildung 11: Zeitplan Projekte Pentagon und HEPP

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3 Öffentliche Kommunikation

3.1 Führungen

Bis zum September 2015 hatten ca. 550 Personen die Pilot- und Demonstrationsanlage be-
sichtigt, wie im Zwischenbericht erwähnt. Seither haben wir die Anlage ca. 400 weiteren Per-
sonen gezeigt, womit die Anlage insgesamt fast 1000 Besucher hatte (siehe Tabelle 3
Seite 19). Mit 150 Personen waren am meisten Personen an einer öffentlichen Veranstaltung
für die Bevölkerung von Rapperswil sowie mit ca. 60 an der Eröffnung des Forschungszent-
rums der HSR. Weitere Besucher waren Gemeinden, Firmen, Studierende der HSR und Schü-
ler, Lehrpersonen sowie die Teilnehmer der „Expertengespräche Power-to-Gas“.

Dass das Projekt auch internationale Beachtung gefunden hat, zeigen Besucher aus Japan:

10.10.2016: Mitarbeiter der Firma Mitsubishi Corporation, des Japanischen Energieversor-
 gers Shikoku Electric Power Company (Yonden) und von AF-Consult Switzer-
 land Ltd. (siehe Abbildung 12).

18.01.2017: Mitarbeiter des Japanische Umweltministeriums besuchen die Anlage, nach-
 dem sie am World Economic Forum in Davos teilgenommen haben. Sie wer-
 den von Mitarbeitern der Firma Hitachi Zosen Innova aus der Schweiz und
 Hitachi Zosa Corporation Japan begleitet (siehe Abbildung 13).

Abbildung 12: 10. Oktober 2016: Besuch der Firma Mitsubishi Corporation, des Japanischen Energieversor-
 gers Shikoku Electric Power Company (Yonden) und von AF-Consult Switzerland Ltd.

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Abbildung 13: 18. Januar 2017: von links nach rechts: Hiroyuki Takano, Hitachi Zosen Corporation Japan;
 Fabian Ruoss, IET; Masashi KAWABE, Section Chief, Climate Change Policy Division;
 Shoichiro TSURUTA, Senior Officer of Low Carbon RD&D Projects Section, Climate Change
 Policy Division; Katsuhisa Tsuji, CTO der Firma Hitachi Zosen Inova Zürich; Kouichi Izumiya,
 Hitachi Zosen Corporation Japan, Das Bild wurde von Adrian Schneider, Hitachi Zosen Inova
 Zürich gemacht.

Zweimal im Jahr, jeweils im März und im November, präsentiert sich die HSR gegenüber inte-
ressierten jungen Leuten, die sich über das Bachelorstudium an der HSR informieren. Das
Projekt wurde insgesamt viermal vorgestellt. Ein Beispiel ist in Abbildung 14 zu sehen.

Abbildung 14: Ausstellung zum Projekt „Pilot- und Demonstrationsanlage Power-to-Methane HSR“ am Infotag
 vom 12. November 2016.

 Seite 18 von 34
Anz. Anz.
 Datum Personengruppe Pers
 Datum Personengruppe Pers
 27.02.2015 Gäste der Expertengespräche 19.04.2016 Studenten Modul GZE
 Power-to-Gas 40 20
 06.03.2015 Info für Bachelorarbeit HSR- 19.04.2016 Besucher SPF, Verein Min-
 16.03.2015 Student 2 energie 30
 13.03.2015 EEU-Studenten 4. Semester 23.04.2016 Besucher Eröffnung For-
 20 schungszentrum 60
 08.05.2015 Führung ETH-Studenten 28.04.2016 Professor des SUPSI
 2 1
 27.05.2015 Mitarbeiter der Firma BZA AG 03.05.2016 Professor der NTU Singapur
 Solar 6 1
 27.05.2015 IBB Energie AG 15 04.05.2016 Pensionierte HSR Mitarbeiter 10
 28.05.2015 Mitarbeiter von Erdgas Ober- 28.05.2016 Solargenossenschaft Bauma
 see 35 15
 28.05.2015 Energieforum Linth 30 05.07.2016 Strassenverkehrsamt Luzern 7
 05.06.2015 Stiftschule Einsiedeln 15.08.2016 Lehrlinge der HSR
 19 15
 18.06.2015 Gäste und Kunden der Erdgas 19.09.2016 Ambassador Club Rapperswil
 Obersee 30 15
 18.06.2015 Kiwanis Klub Rapperswil-Jona 21.09.2016 EPFL Valais, Sion
 25 3
 25.06.2015 VGOZT 10.10.2016 AF-Consult, Mitsubishi und
 18 Yonden 12
 27.06.2015 Erdgasobersee, Öffentliche 11.10.2016 Maturanden
 Veranstaltung 150 3
 03.07.2015 Stadt Wetzikon 18.10.2016 André Heel, ZHAW
 6 2
 11.08.2015 Studenten ZHAW 25./26. Hitachi Zosen Inova
 2 10.2016 3
 13.08.2015 Universität Genf und Paul 10.11.2016 Hochschule Esslingen
 Scherrer Institut PSI 4 27
 09.09.2015 Glarner Handelskamme 10.11.2016 HSR-Studenten EEU15
 20 18
 10.09.2015 Gäste der Expertengespräche 24.11.2016 HSR-Studenten EEU16
 Power-to-Gas 50 17
 11.09.2015 Stiftschule Einsiedeln 06.12.2016 Revisoren der HSR
 10 3
 19.09.2015 Verband unabhängiger Ener- 07.12.2016 Lehrer der Kantonsschule
 gieerzeuger (VESE) 30 Wetzikon 15
 14.10.2015 Firma CH-Solar AG 16.12.2016 Stadtspiegel Rapperswil
 4 1
 21.10.2015 Mitarbeiter der Firma Insta- 23.12.2016 TEP Energy
 plan 25 8
 30.10.2015 Mitarbeiter der Gemeinde 10.01.2017 Kiwanis Club Glarus
 Richterswil 15 17
 30.10.2015 Schweiz. Akad. der Techn. 12.01.2017 Gäste der Expertengespräche
 Wissensch. (SATW) 9 Power-to-Gas 16
 02.11.2015 Studenten ZHAW 18.01.2017 Hitachi Zosen Inova
 2 6
 30.11.2015 Schweiz. Akad. der Techn. 19.01.2017 Swiss Engineering FG Um-
 Wissensch. (SATW) 2 welttechnik und Energie 30
 16.12.2015 Mitarbeiter von Referenz 24.01.2017 Mitarbeiter des Instituts Umtec
 Technik AG 3 7
 13.02.2016 Schulung der HSR 09.02.2017 CEOs des Elektrizitätswerks
 6 Jona-Rapperswil 2
 Total 580 Total 364
 Total 944
Tabelle 3: Führungen der Pilot- und Demonstrationsanlage Power-to-Methane HSR.

 Seite 19 von 34
3.2 Wissensplattform auf der Internetseite

Unter www.iet.hsr.ch/power-to-gas steht eine Wissensplattform zur Verfügung, auf der neue
Erkenntnisse der Öffentlichkeit zugänglich gemacht werden. Die Power-to-Gas Landkarte (Ab-
bildung 15), die Informationen zu ausgewählten Kapiteln von Power-to-Gas sowie der Wirt-
schaftlichkeitsrechner wurden auf den neusten Stand gebracht.

Abbildung 15: Power-to-Gas Landkarte abrufbar unter www.iet.hsr.ch/power-to-gas, auf der Gasinfrastruktur
 und die grössten CO2-Quellen dargestellt sind.

3.3 Beiträge in Fernsehen und Radio

Februar 2015: Fernsehbericht in der Sendung Einstein anlässlich der Inbetriebnahme und
 der offiziellen Eröffnung an den Expertengesprächen Power-to-Gas vom
 13.02.2015.

Juni 2015: Anlässlich der öffentlichen Veranstaltung vom 25. Juni 2015 wurde an jedem
 Tag der Woche davor auf Radio Zürichsee ein Beitrag zu Power-to-Gas ge-
 sendet (http://www.ezl.ch/produkte-services/innovation).

November 2015: Interview mit Dr. Elimar Frank von Tele Top an der Auto Zürich 2015 (Abbil-
 dung 16).

November 2016: Interview mit Boris Meier mit Tele Top an der Auto Zürich 2016 (Abbildung
 17).

 Seite 20 von 34
Abbildung 16: Interview von Dr. Elimar Frank anlässlich der Auto Zürich im November 2015.

Abbildung 17: Interview von Boris Meier anlässlich der Auto Zürich 2016.

 Seite 21 von 34
3.4 Auszeichnung

Das Projekt „Pilot- und Demonstrationsanlage Power-to-Methane HSR“ wurde von der Stiftung
Futur mit dem Futurpreis 2015 geehrt. Der Preis von 10‘000 Fr. wurde dem Institut an der
Preisverleihung vom 19. April 2016 überreicht (Abbildung 18).

Abbildung 18: Verleihung des Futurpreises 2015 am 19. April 2016 durch Thomas Schmidheini. Von links
 nach rechts: Christopher Stahel, Geschäftsführer Erdgas Regio; Ernst Uhler, Geschäftsführer
 Erdgas Obersee AG (Heute heisst die Firma Energie Zürichsee Linth AG); Marina Schifferle,
 IET; Marcel Koller, IET; Thomas Schmidheini, Stiftung Futur; Prof. Dr. Markus Friedl (mit dem
 Scheck in der Hand), IET; Luca Schmidlin, IET; Ernst Gossweiler, Geschäftsführer Elektrizi-
 tätswerk Jona-Rapperswil; Marc Grob, AMAG Jona-Rapperswil.

3.5 Medienspiegel

Im Zwischenbericht sind 39 Beiträge aus der gedruckten Presse, in Online-Artikeln oder in
Fernsehbeiträgen aufgeführt, in denen das Projekt an der HSR erwähnt wird. Seither sind 48
weitere Artikel mit Bezug zum vorliegenden Projekt erschienen und somit insgesamt 87 Bei-
träge.

06.02.2017 „Gutes Jahr für Energie Zürichsee Linth“, Südostschweiz / Ausgabe Gaster &
 See

30.01.2017 „Rapperswil: Erfolgreiches Geschäftsjahr für Energie Zürichsee Linth„, 638.ch
 / 638.ch, (+) 01.02.2017 / linth24.ch / Linth 24

04.10.2016 “Klimaneutrales Erdgas im Schweizer Erdgasnetz“ Aqua & Gas 2 803 4

28.09.2016 “Klimaneutrales Erdgas im Schweizer Erdgasnetz“, bulletin-online.ch/de / Bul-
 letin-Online SEV/VSE DE

13.09.2016 „HSR: Speist erstmals klimaneutrales Erdgas ins Schweizer Erdgas-Netz ein“,
 ee-news.ch / EE-News, (+) 13.09.2016 / ee-news.ch / EE-News

07.09.2016 „Ein kleiner Hebel für die Zukunft der Energie“, Südostschweiz / Ausgabe
 Gaster & See 5 904 8

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Abbildung 19: Bild in der Südostschweiz vom 7. September 2016 anlässlich der offiziellen Eröffnung der Ga-
 seinspeisung ins Erdgasnetz an der Pilot- und Demonstrationsanlage Power-to-Methane HSR.

06.09.2016 „Das Erdgas stammt nicht mehr bloss aus der Erde“, Radio SRF 1 / Regional-
 journal Graubünden / Regjournal GR 17.30 | Dauer: 00:03:04

06.09.2016 „Klimaneutrales Erdgas: Hochschule für Technik geht neue Wege“, Radio
 SRF 1 / Regionaljournal Ostschweiz / Regjournal Ostschweiz 17.30

06.09.2016 „Hochschule für Technik Rapperswil wird zum Gasproduzenten“, srf.ch / SRF
 Schweizer Radio und Fernsehen Online

06.09.2016 „Ein kleiner Hebel für die Zukunft der Energie“, suedostschweiz.ch / Südost-
 schweiz Online

02.09.2016 „CO2 als Rohstoff für Treibstoffe“, Aqua & Gas

01.09.2016 „Von der Sonne in den Tank“, unternehmerzeitung.ch / Unternehmerzeitung
 Online

01.09.2016 “Rapperswiler Erdgas kommt ins Netz“, youtility.ch / Youtility, (+) 01.09.2016
 / unternehmerzeitung.ch / Unternehmerzeitung Online, (+) 01.09.2016 / clean-
 tech.ch / Cleantech

13.07.2016 „Mit Erdgas und Biogas klimafreundlich unterwegs“, Klimafreundlich Schweiz
 / Jahrbuch

11.07.2016 „Sprit aus dem künstlichen Blatt“, Sarganserländer

07.07.2016 „Klimafreundlich fahren mit Gas“, in/pact europe in der Weltwoche / Themen-
 beilage

 Seite 23 von 34
05.07.2016 „Der solare Brennstoff der Zukunft“, Berner Zeitung / Ausgabe Stadt+Region
 Bern

02.07.2016 „Auszeichnung für erste Power-to-Methan-Anlage der Schweiz“, Aqua & Gas

02.07.2016 „Sprit aus dem künstlichen Blatt“, Südostschweiz / Ausgabe Graubünden

01.07.2016 „Der solare Brennstoff der Zukunft - Energie aus dem künstlichen Blatt“, Der
 Landbote

01.07.2016 „Sprit aus dem künstlichen Blatt“, Neue Luzerner Zeitung

01.07.2016 „Der solare Brennstoff der Zukunft - Energie aus dem künstlichen Blatt“, Zür-
 cher Unterländer / Neues Bülacher Tagblatt 17 573 43

01.07.2016 „Der solare Brennstoff der Zukunft - Energie aus dem künstlichen Blatt“, Zü-
 richsee-Zeitung / Bezirk Meilen

20.06.2016 „Fahren die Autos der Zukunft mit Methangas?“, 20 Minuten

03.06.2016 „Konvergenz mit Gas in einer Schlüsselposition“, Aqua & Gas

Abbildung 20: Artikel über die Pilot- und Demonstrationsanlage Power-to-Methane HSR in 20 Minuten vom
 22. Juni 2016.

 Seite 24 von 34
25.05.2016 „Verleihung des Innovationspreises der Stiftung FUTUR an der HSR“, Um-
 welttechnik Schweiz

20.05.2016 „Erdgas Obersee ist sehr gut unterwegs“, Südostschweiz / Ausgabe Gaster &
 See

19.05.2016 „Wasserstoff aus erneuerbarem Strom“, Swiss Engineering / STZ

12.05.2016 „Klimafreundlich unterwegs mit Erd- und Biogas“, Zürcher Wirtschaft

20.04.2016 „Rapperswiler Projekte erhalten Innovationspreise“, cafe-europe.info / Café
 Europe- Nachrichtenagentur, (+) 20.04.2016 / cleantech.ch / Cleantech

20.04.2016 „Drei HSR-Professoren erhalten Innovationspreis“, Zürichsee-Zeitung / Ober-
 see

16.02.2016 „Erdgasnetz als Speicher für erneuerbare Energie“, bulletin-online.ch/de / Bul-
 letin-Online SEV/VSE DE

12.02.2016 „HSR forscht mit EU-Partnern an gross- technischen Langzeit-Energiespei-
 chern“, Südostschweiz / Ausgabe Glarus

05.02.2016 „Power-to-Gas: Welche technische Fragen gibt es beim Hoffnungsträger der
 Energiewende?“, ee-news.ch / EE-News

04.02.2016 „HSR forscht mit EU-Partnern an Langzeit-Energiespeichern“, zsz.ch / Zürich-
 see-Zeitung Online

04.02.2016 „HSR forscht mit EU-Partnern an Langzeit-Energiespeichern“, Zürichsee-Zei-
 tung / Obersee

30.01.2016 „HSR: Forscht mit EU-Partnern an grosstechnischen Langzeit-Energiespei-
 chern“, ee-news.ch / EE-News

18.12.2015 „CO2 als Rohstoff für eine nachhaltige Mobilität“, Umwelt Perspektiven

09.12.2015 „Langsamer Zuwachs an Wasserstoff-Tankstellen“, Neue Zürcher Zeitung

30.10.2015 „Die grüne Alternative: Power to Gas“, Tele Top / Top Fokus | Dauer: 03:34:00

18.10.2015 „Bis 2050 ist ein grosser Teil der Energiewende umgesetzt“, Schweiz am
 Sonntag / Ausgabe Glarus

04.10.2015 „Riesige Akkus, H2, Methan“, NZZ am Sonntag / Sonderbeilage

02.10.2015 „Erneuerbare Treibstoffe mit Power-to-Gas“, Aqua & Gas

23.09.2015 „Luft säubern und Energie speichern“, Glarus Nord / Glarner Woche

18.09.2015 „Aus Luft einen Energiespeicher gemacht“, Südostschweiz / Ausgabe Glarus

17.09.2015 „Luft säubern und Energie speichern“, Fridolin 31 453

14.09.2015 „Luft säubern und Energie speichern“, glarus24.ch / Glarus 24

15.08.2015 „HSR: Solarstrom zu Treibstoff!“, ee-news.ch / EE-News

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4 Fachdiskussionen

4.1 Veröffentlichungen

Insgesamt hat das IET vier wissenschaftlich/technische Beiträge im Zusammenhang mit
Power-to-Gas veröffentlicht sowie einen online verfügbaren Bericht:

Oktober 2014 Friedl, M. und Meier, B. „Power-to-Gas in der Anwendung“, Aqua und Gas

Oktober 2015 „Power-to-Gas zur Erzeugung erneuerbarer Treibstoffe, erste Betriebserfah-
 rungen mit der Pilot- und Demonstrationsanlage Power-to-Methane HSR“,
 Aqua und Gas

November 2015 Meier, B., Ruoss, F. and Friedl, M. „CO2 als Rohstoff für eine nachhaltige Mo-
 bilität“, Umwelt Perspektiven 6/15, Artikel 623

23. November 2016: Meier, B., Ruoss, F. and Friedl, M. „Investigation of carbon flows in Swit-
 zerland under special consideration of carbon dioxide as a feedstock for sus-
 tainable energy carriers”, Energy Technology, accepted manuscript online:
 (http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/ente.201600554/full)

Friedl, M., Meier, B., Ruoss, F. and Schmidlin, L. “Thermodynamik von Power-to-Gas”, Bericht
 veröffentlicht auf der Homepage des IET, 20 October 2016 (Abbildung 21)

Abbildung 21: Öffentlicher Bericht zur Thermodynamik von Power-to-Gas.

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4.2 Steering Committee

Das Steering Committee, das aus Vertretern der In- 13.02.2015 1. Teffen an-
dustrie, der Politik und der Wissenschaft zusammen- lässlich der Er-
gesetzt ist, hat das auslaufende Projekt „Pilot- und De- öffnung
monstrationsanlage Power-to-Methane HSR“ beglei- 20.08.2015 2. Treffen
tet. In Seiner vierten Sitzung hat das Steering Commit- 26.02.2016 3. Treffen
tee beschlossen, auch das neue Projekt „High Effi- 04.11.2016 4. Treffen
ciency Power-to-Gas Pilot“ (HEPP) zu begleiten. Die 10.02.2017 5. Treffen
aktuellen Mitglieder sind in der folgenden Tabelle ge-
zeigt.

 Präsident und
 Ernst Uhler, CEO, Energie Zürichsee Linth AG, Erdgas Regio
 Industrie
 Martin Landolt, Nationalrat, BDP
 Thomas Böhni, ehem. Nationalrat, GLP
 Politik
 Barbara Keller-Inhelder, Nationalrätin, SVP
 Marcel Dobler, Nationalrat FDP
 Peter Graf, Leiter Marketing, St.Galler Stadtwerke
 Martin Seifert, Ressortleiter, SVGW
 Daniela Decurtins, Direktorin, VSG
 Dr.-Ing. Hagen Seifert, Department Head, Audi AG
 Roland Heigl, Teamleiter Erneuerbare Energien, Audi AG
 Industrie
 Dr. Simone Müller-Hellwig, Projektmanagement CO2
 Dr. Jan Wurzbacher, Gründer und Direktor, Climeworks
 Dominique Kronenberg, COO, Climeworks
 Adrian Inauen, SN Energie AG
 Stefan Muster, Bereichsleiter Wirtschaft und Regulierung, VSE
 Christian Bach, Abteilung Verbrennungsmotoren, EMPA
 Dr. Sinan Teske, EMPA
 Dr. Elimar Frank, Frank Energy und Forma Futura Invest AG
 Wissenschaft Prof. Dr. Markus Friedl, Institutsleiter, IET, HSR
 Dr. De Sousa, Manager International Projects, IET, HSR
 Sandra Moebus, IET, HSR
 Daniela Geosits, Adminstration, IET, HSR
Tabelle 4: Aktuelle Liste der Mitglieder des Steering Commitee.

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4.3 Expertengespräche

„Wenn es die „Expertengespräche Power-to-Gas nicht geben würde, müsste man sie erfin-
den.“2 Die Veranstaltung konnte sich in fünf Durchführungen als Schweizer Forum für Power-
to-Gas etablieren und versammelt jeweils ca. 100 Personen aus der Branche in Rapperswil.

13.05.2014 Erste Durchführung, Sponsoren: Regio Energie Solothurn, Sankt Galler Stadt-
 werke sgsw und Swissgas. (Link)

13.02.2015 Zweite Durchführung mit gleichzeitiger Eröffnung und Vorstellung der Power-
 to-Gas Anlage, Sponsoren: Erdgas Obersee, Erdgas Regio. (Link)

10.09.2015 Dritte Durchführung, Sponsoren: Regio Energie Solothurn, Audi, Swissgas.
 (Link)

13.04.2016 Vierte Durchführung, Sponsor: Umwelt Arena Spreitenbach, Veranstaltungs-
 ort war die Umwelt Arena in Spreitenbach, Die Veranstaltung ist jetzt öffentlich
 mit einer Teilnahmegebühr von Fr. 150. (Link)

12.01.2017 Fünfte Durchführung, Sponsor Energie 360 °. (Link)

4.4 Erfahrungsgruppe

In der Erfahrungsgruppe Power-to-Gas werden zwischen aktuellen und zukünftigen Betreibern
von Power-to-Gas Anlagen praktische Erfahrungen ausgetauscht. Zusätzlich zu den vier im
Zwischenbericht erwähnten Treffen, haben sieben weitere Treffen stattgefunden, also insge-
samt 11 Treffen (siehe Tabelle 5). Der Teilnehmerkreis wurde seit dem Zwischenbericht er-
weitert. Die Organisationen aus Tabelle 6 sind für das nächste Treffen vom 17. Mai 2017 ein-
geladen.

Ein Überblick über alle dem IET bekannten Power-to-Gas Projekte in der Schweiz ist in Tabelle
7 gezeigt. Sie zeigt, dass alle involvierten Organisationen zum Austausch in der Erfahrungs-
gruppe eingeladen sind.

 31.01.2014 1. Treffen Rapperswil 17.02.2016 7. Treffen Rapperswil
 Umwelt Arena
 04.07.2014 2. Treffen Rapperswil 13.04.2016 8. Treffen
 Spreitenbach
 22.09.2014 3. Treffen Rapperswil 09.06.2016 9. Treffen Rapperswil

 25.03.2015 4. Treffen Rapperswil 21.09.2016 10. Treffen Rapperswil

 10.09.2015 5. Treffen Rapperswil 12.01.2017 11. Treffen Rapperswil
 Klärwerk Werd-
 27.11.2015 6. Treffen Rapperswil 17.05.2017 12. Treffen
 hölzli, Zürich
Tabelle 5: Treffen der Erfahrungsgruppe Power-to-Gas.

2 Zitat von Dr. Tilmann Schildhauer, Senior Researcher, Paul Scherrer Institut, Villingen im Februar 2017

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Organisation: Repräsentant Projekt
 EMPA Urs Cabalzar Move,
 https://www.empa.ch/de/web/empa/move
 EPFL Valais, Mar- Dr. Heron Vrubel, Dr. Grid2Mobility Demonstrator, Martigny,
 tigny Véronique Amstutz, Yo- http://lepa.epfl.ch/demo
 rick Ligen
 EPFL Valais, Sion Prof. Dr. Andreas Züttel PV-Anlage, Elektrolyseur, Methanisie-
 rung, Brennstoffzelle in den Labors der
 EPFL Sion
 H2 Energy Dr. Philipp Dietrich (wurde Power-to-Hydrogen mit Coop und IBA
 für das nächste Treffen Asrau, http://h2energy.ch/h2-energy-un-
 eingeladen) terstuetzt-coop-beim-aufbau-ihres-einzig-
 artigen-wasserstoffkreislaufs/
 IET, HSR, Prof. Dr. Markus Friedl, Pilot- und Demonstrationsanlage Power-
 Boris Meier und weitere to-Methane HSR
 Mitarbeiter https://www.iet.hsr.ch/in-
 dex.php?id=13510 . Das Projekt endet
 im Februar 2017. Die Projekte „Penta-
 gon“ und „HEPP“ erlauben es, eine
 Nachfolgeanlage zu bauen.
 Postauto Schweiz Nikoletta Seraidou Power-to-Hydrogen für fünf Busse. Das
 AG Projekt wird eingestellt, Nikoletta Se-
 raidou hat Postauto Schweiz verlassen.
 PSI Dr. Tilman Schildhauer, ESI Platform, https://www.psi.ch/me-
 Marcel Hofer dia/esi-platform
 Regio Energie So- Marcel Rindlisbacher Hybridwerk Aarmatt, www.hybridwerk.ch
 lothurn
 Sankt Galler Alfred Steingruber Machbarkeitsstudien Power-to-Gas in
 Stadtwerke sgsw der Stadt St.Gallen
 SVGW Martin Seifert
 Umwelt Arena Roger Balmer Energieautarkes Mehrfamilienhaus in
 Brütten, http://www.umweltarena.ch/u-
 ber-uns/energieautarkes-mfh-brutten/
Tabelle 6: Eingeladene am 12. Treffen der Erfahrungsgruppe Power-to-Gas.

 Seite 29 von 34
Aktuelle Projekte Organisation Ort Erfa CEDA
 Gruppe (WP1)
 Seite 5
 Power-to-Hydrogen: Produktion erneu- H2 Energy, Coop Aarau, Hun-
 erbarer Wasserstoff und Wasserstoff and IBAarau zenschwil X
 Tankstelle
 Grid to Mobility Demonstrator EPFL Martigny X X
 Hybridwerk Aarmatt Regio Energie Solothurn
 X
 Solothurn
 High Efficiency Power-to-Gas Pilot IET, HSR Rapperswil
 X X
 (HEPP)
 MOVE EMPA Dübendorf X X
 Energy System Integration (ESI) Plat- Paul Scherrer Villingen
 X X
 form Institut
 Energieautarkes Haus in Brütten Umweltarena Brütten X
 Power-to-Methane at Limeco Swisspower, Li- Dietikon
 X X
 wastewater treatment plant in Dietikon meco
 Power-to-Gas Sion EPFL Sion X
 Ehemalige Projekte
 Power-to-Hydrogen for Busses Postauto Brugg
 X
 Schweiz
 Pilot und Demonstrationsanlage IET, HSR Rapperswil
 X
 Power-to-Methane
Tabelle 7: Power-to-Gas Anlagen in der Schweiz.

4.5 Schulung der Energiewirtschaft

Zusätzlich zur im Zwischenbericht erwähnten Schulung vom 25. Juni 2015 wurde am 18. Feb-
ruar 2016 ein weiterer eintägiger Workshop „Power-to-Gas“ veranstaltet.

4.6 Beiträge zu Akzeptanz und Umsetzung

Abbildung 22: Bild vom 18. Juni 2015 auf dem Bundesplatz. Von links nach rechts: Prof. Dr. Markus Friedl
 (IET), Thomas Böhni (Nationalrat), Johann Schneider-Ammann (Bundesrat).

Zusätzlich zu den neun Beiträgen aus dem Zwischenbericht gab es in dieser Berichtsperiode
die folgenden Aktivitäten.
16.03.2016 Friedl, M.J. „Power-to-Gas: Speicherung von überschüssigem Strom als syn-
 thetisches Gas“, Veranstaltung der Parlamentarischen Gruppe Erneuerbare
 Energien und aee Suisse (Agentur Erneuerbare Energie), Bern

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28.09.2016 Friedl, M.J., „Die zukünftige Rolle von Power-to-Gas in einer nachhaltigen
 Energieversorgung der Schweiz”, Veranstaltung der Parlamentarischen
 Gruppe Erneuerbare Energien und aee Suisse (Agentur Erneuerbare Ener-
 gie), Bern
04.10.2016 Friedl, M.J. „ Power-to-Gas will save us all“, Science Slam at the SCCER Heat
 and Electricity Storage 4th Symposium, Horw

Abbildung 23: Science Slam „Power-to-gas will save us all“ by Prof. Dr. Markus Friedl, Heat and Electricity
 Storage, 4th Symposium, October 24 2016, Hochschule Luzern – Technik & Architektur, Horw.

4.7 Vorträge

Zusätzlich zu den fünf Vorträgen aus dem Zwischenbericht hat das Team der HSR die folgen-
den Vorträge gehalten:

November 2015 Frank E. „Biologische Methanisierung“, OTTI Konferenz in Regensburg

03.02.2016 Friedl, M.J. „Power‐to‐Gas – Etat de la recherche“, Séminaire 2016 des diri-
 geants des Gaziers Romands, Glion

11.03.2016 Friedl, M.J., “Power-to-Gas-Technologien: aktueller Stand und Herausforde-
 rungen“, Erdgastagung 2016, Kantonsratssaal St.Gallen

16.03.2016 Frank, E. „Power-to-Gas plants in Switzerland – operational experiences“,
 OTTI Conference on Power-to-Gas and Power-to-X for Europe’s Energy Tran-
 sition, Düsseldorf, Germany

06.06.2016 Meier, B. „Hybridwerk Aarmatt: Die Energiezukunft wissenschaftlich beglei-
 tet“, FOGA Forschungstag, Zürich

10.12.2016 Meier, B. “Power-to-gas: Speicherung von erneuerbarer Energie als Gas”,
 Bau und Energie Messe, Bern

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4.8 Studienarbeiten

Zusätzlich zu den sechs Arbeiten aus dem Zwischenbericht wurden die folgenden Arbeiten
durchgeführt:

Steiner Chr. „Power-to-Gas on a Table“, Studienarbeit im Studiengang Erneuerbare Energien
 und Umwelttechnik, betreut durch Prof. Dr. Markus Friedl, 18. Dezember 2015

Steiner, Chr. und Berweger, E. „Inbetriebnahme und Tests einer Methanisierung“, Bachelorar-
 beit im Studiengang Erneuerbare Energien und Umwelttechnik, betreut durch Prof. Dr. Mar-
 kus Friedl, 17. Juni 2016

Reichen, A. und Galliard, S., „Machbarkeitsstudie: Einsatz von erneuerbarem Methan für die
 Nutzfahrzeugflotte der Migros Ostschweiz“, Bachelorarbeit im Studiengang Erneuerbare
 Energien und Umwelttechnik, Industriepartner Migros Ostschweiz, betreut durch Boris
 Meier und Prof. Dr. Markus Friedl, 17. Juni 2016

Schmid, L. „Auslegung einer Power-to-Gas-Anlage für die Biogas-Aufbereitung Werdhölzli“,
 Studienarbeit, Herbstsemester 2016, Studiengang Erneuerbare Energien und Umwelttech-
 nik, Industriepartner Biogas Zürich, betreut durch Prof. Dr. Markus Friedl und Jachin Gorre,
 20. Dezember 2016

Coulin, A. „Integration of Solid Oxide Electrolysis for a Power-to-Methane application“, Pro-
 jektarbeit, Herbstsemester 2016, Master of Science in Engineering, betreut durch Prof. Dr.
 Markus Friedl, 2. Februar 2017

Ruoss, F. Vertrauliches Thema zusammen mit der Firma Hitachi Zosen Inova, Projektarbeit
 im Master of Science in Engineering, betreut durch Prof. Dr. Markus Friedl und Jachin
 Gorre, Februar 2017

Schmidlin, L. „Material and Energy Flow Analysis for the Feasibility of a Power-to-Gas Plant in
 Iceland“, Projektarbeit im Master of Science in Engineering, Industriepartner Nordur, betreut
 durch Dr. Elimar Frank und Jachin Gorre, Februar 2017

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