Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie in Deutschland - Dr. Geert Tjarks | Programm Manager Strombasierte Kraftstoffe, NOW GmbH Seminar ...

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Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie in Deutschland - Dr. Geert Tjarks | Programm Manager Strombasierte Kraftstoffe, NOW GmbH Seminar ...
Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie
in Deutschland
Dr. Geert Tjarks | Programm Manager Strombasierte Kraftstoffe, NOW GmbH
Seminar Erneuerbare Energien | Karlsruhe | 30. Mai 2018 |
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NOW GmbH –
 Wer wir sind

• NOW: National Organisation Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie
• GmbH: Alleinige Gesellschafterin ist die Bundesrepublik Deutschland (vertreten durch BMVI)
• Gegründet 2008 zur Umsetzung des Nationalen Innovationsprogramms Wasserstoff- und
  Brennstoffzellentechnologie (NIP)
• Heutiger Auftrag: Gestaltung, Koordination und Umsetzung nationaler Strategien und öffentlich-
  privater Programme im Technologiefeld nachhaltiger Mobilität und Energieversorgung
• Derzeit 41 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter

                                     Fasanenstr.5 | 10623 Berlin | Deutschland
                                     Telefon: +49 30 311 61 16-00
                                     Email: kontakt@now-gmbh.de
                                     Internet: www.now-gmbh.de

                   30.05.2018                                                    Dr. Geert Tjarks I NOW GmbH   2
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NOW GmbH –
    Programme und Aufgaben der NOW

Elektromobilität vor Ort                                                                   Förderrichtlinie
Forschung & Entwicklung                                                                    Ladeinfrastruktur
Beschaffung, Konzepte                                                                       Flächendeckender Aufbau
                                                                                            Normalladung
                                                                                            Schnellladung

                                                            Koordination
                                                             Umsetzung                                 Mobilitäts- und
 NIP*                                                        Netzwerke                                 Krafstoffstrategie
 Forschung & Entwicklung                                     Akzeptanz                                 Pilotprojekte
 Beschaffung                                                Sichtbarkeit

* Nationales Innovationsprogramm für
                                               Exportinitiative    Deutsch-Japanische Kooperation im Bereich PtG
                                                                   H2/BZ Technologie in der Entwicklungszusammenarbeit
  Wasserstoff und
  Brennstoffzellentechnologie
                                               Umwelttechnologie   (Kooperation mit der GIZ)

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Agenda

  Was sind die Ziele und Rahmenbedingungen für den
  Verkehrssektor?

  Warum kann die Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie
  eine zentrale Rolle im Verkehrssektor einnehmen?

  Wie ist der aktuelle Stand der Wasserstofftechnologie in
  Deutschland?

             30.05.2018                                      Dr. Geert Tjarks I NOW GmbH   4
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Agenda

  Was sind die Ziele und Rahmenbedingungen für den
  Verkehrssektor?

  Warum kann die Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie
  eine zentrale Rolle im Verkehrssektor einnehmen?

  Wie ist der aktuelle Stand der Wasserstofftechnologie in
  Deutschland?

             30.05.2018                                      Dr. Geert Tjarks I NOW GmbH   5
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Politscher Rahmen –
Pariser Klimaabkommen zum Zwei-Grad-Ziel

                                 Source: Paris Agreement Tracker https://cait.wri.org/source/ratification/, 08.11.2016

                            Für Zwei-Grad-Ziel notwendige Maßnahmen
                            - CO2 Neutralität in den Industriestaaten ab 2050
                            - Reduzierung muss spätestens ab 2020 beginnen

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Politscher Rahmen –
Klimaschutzplan der Bundesregierung

                          Nationale Umsetzung des Pariser Abkommens
                          - Ziele zur CO2 Reduktion für alle Sektoren
                          - Entwicklung von Konzepten zur Zielerreichung
                            2030 und langfristigen Weichenstellung für 2050
                          - Vorlage der Konzepte im Jahr 2018

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Politscher Rahmen –
Jährliche Treibhausgasemissionen in Deutschland

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Politscher Rahmen –
Verteilung der THG Emissionen auf die Verkehrsträger
                                                                                                                                                                                CO2 emission from ICE vehicles
Green house gas emissions (Mio. t CO2eq)

                                                                                                                                                                                Percent (100%=347 Mt CO2 p.a.)
                                                                                                                        Public transport

                                                                                                                        Private transport

                                                                                                                        Aviation (PT)

                                                                                                                        Freight transport
                                                                                                                        (ship/railway)
                                                                                                                        Aviation (FT)

                                                                                                                        Road transport

                                                                                                                        Maritime transport

                                           Source: Blanck et al. Treibhausgasneutraler Verkehr 2050: Ein Szenario zur zunehmenden Elektrifizierung   Source: A portfolio of power-trains for Europe: a fact-based analysis; BMW AG, Ford, Daimler AG, GM
                                           und dem Einsatz stromerzeugter Kraftstoffe im Verkehr ; Öko-Institut e.V., Berlin, 2013                   LCC, Honda, Hyundai Motor Company, KIA Motor Company, Renault, Nissan, Volkswagen AG; 2011

                                                      Straßengebundener Personenverkehr für 60 Prozent der THG Emissionen im Verkehrssektor verantwortlich
                                                      70 Prozent der THG Emissionen im MIV werden von mittleren und großen Fahrzeugklassen mit hohen
                                                       Jahreslaufleistungen (>10 tkm) verursacht

                                                                              30.05.2018                                                                                    Dr. Geert Tjarks I NOW GmbH                                      9
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Politscher Rahmen –
Ziele des Verkehrssektors

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         Treibhausgasemission insgesamt                                             mind.   mind.   mind.        -80 %
         (gegenüber 1990)                                                   -27 %
                                                                                    -40 %   -55 %   -70 %      bis -95 %

         Treibhausgasemission Verkehr                                                       mind.                -80 %
                                                                            0%
         (gegenüber 1990)                                                                   -40 %              bis -95 %

         Endenergieverbrauch
                                                                            1,3 %   -10 %                       -40 %
         Verkehr (gegenüber 2005)
         Energie der Zukunft: Fünfter Monitoring-Bericht zur Energiewende

                                       Dekarbonisierung des Verkehrssektors bei gleichzeitiger
                                       Reduzierung des Energieverbrauchs.

                30.05.2018                                                                            Dr. Geert Tjarks I NOW GmbH   10
Politscher Rahmen –
2. Mobilitätspaket der EU

• Im Rahmen des 2. Mobilitätspakets hat die Kommission am 8.11.2017                                                          Aktuelle Regelung für PKW
  gesetzgeberische Vorschläge für folgende Bereiche gemacht:                                                                 Flotten:

                                                                                                                                       130 gCO2/km

                                                                                                                                                        bis 2021

                                                                                             Kombinierter Güterverkehr,
                                       Förderung sauberer und                                  grenzüberschreitender
    Alternative Infrastructure                                  CO2-Standards für PKW und
                                                                                            Personenkraftverkehrsmarkt,
           Action Plan                    energie-effizienter
                                          Straßenfahrzeuge
                                                                        leichte NF
                                                                                               Reifenkennzeichnung                     95 gCO2/km
    [Mitteilung und Aktionsplan]           [Eine Richtlinie]        [Eine Verordnung]
                                                                                              [Zwei Verordnungen, eine
                                                                                                     Richtlinie]

                                   30.05.2018                                                                             Dr. Geert Tjarks I NOW GmbH          11
Agenda

  Was sind die Ziele und Rahmenbedingungen für den
  Verkehrssektor?

  Warum kann die Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie
  eine zentrale Rolle im Verkehrssektor einnehmen?

  Wie ist der aktuelle Stand der Wasserstofftechnologie in
  Deutschland?

              30.05.2018                                     Dr. Geert Tjarks I NOW GmbH   12
Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie –
    Technische Möglichkeiten der Dekarbonisierung
                    Elektromobilität (BEV+FCEV)                                      Verbrennungsmotoren (ICE) und synthetische Kraftstoffe

Quelle: BMW Group                   Quelle: Toyota Motor Corporation            Quelle: Audi AG                    Quelle: Rosa Experts AG

 Batteriefahrzeuge + direkte            Brennstoffzellenfahrzeug +             ICE Fahrzeug + Synthetisches        ICE Fahrzeug + Syn. Flüssig-
        Stromnutzung                    Wasserstoff (Power-to-Gas)                Methan (Power-to-Gas)             kraftstoffe (Power-to-Liquid)

  75 %                                                          Well-to-Wheel Wirkungsgrad                                                     < 10 %

 150 km                                                           Reichweite pro Tankfüllung                                                 > 1500 km

                           30.05.2018                                                                    Dr. Geert Tjarks I NOW GmbH              13
Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie –
          Technologieverteilung auf die Verkehrsbereiche

Systemkosten BEV / FCEV
  Systemkosten

                 Vorteile
                  BEV

                               Vorteile
                                FCEV

                            Reichweite

                                                  Quelle: http://hydrogeneurope.eu/wp-content/uploads/2017/01/20170109-HYDROGEN-COUNCIL-Vision-document-FINAL-HR.pdf

                                     30.05.2018                                                                      Dr. Geert Tjarks I NOW GmbH                       14
Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie –
Aufbau BEV

     Power Control Unit

                                                                               Traktionsbatterie       Quelle: Opel AG

                                                               Battery

  Traction Motor
                                       Quelle: Volkswagen AG                   Antriebseinheit         Quelle: Volkswagen AG

                          30.05.2018                                     Dr. Geert Tjarks I NOW GmbH                 15
Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie –
Aufbau FCEV

                                                                 Brennstoffzellenstack   Quelle: Intelligent Energy

                        Quelle: Toyota Motor Corporation         Wasserstofftanksystem    Quelle: news.softpedia.com

           30.05.2018                                      Dr. Geert Tjarks I NOW GmbH                16
Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie –
Wasserstoffspeicherung

                                             Technologie zur Wasserstoffspeicherung

                                                      physikalisch                     stofflich

                                                Gasförmig       700 bar     In Feststoffen
                                                  CGH2           20°C        Metalhydride

                                                  Flüssig        10 bar     an Feststoffen
                                                    LH2         - 253°C    Sorbents (MOFs)
           Gasförmig         350 bar (Bus)
           CGH2              700 bar (PKW)
                                              Kryokomprimiert    350 bar   in Flüssigkeiten
                                                                - 233°C     LOHCs, weitere
       •    Globaler Standard                      CcH2

       •    Aufbau von 700 bar PKW
            Wasserstofftankstellen in
            Schlüsselregionen
       •    Japan, USA, Korea, Germany, …

                30.05.2018                                                    Dr. Geert Tjarks I NOW GmbH   17
Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie –
Vergleich BEV und FCEV

                           Tesla Model S (90 kWh)                      Toyota Mirai (5 kg H2)

      Quelle: Tesla Inc.                            Quelle: Toyota Motors Corporation

                                   Reichweite                                      Reichweite

                                        560 km                                          500 km

                                        Ladezeit                             Betankungszeit
                                         60 min                                      3 min
                                        (120 kW)                                  (1,5 kg/min)

                           30.05.2018                                                       Dr. Geert Tjarks I NOW GmbH   18
Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie –
Vergleich BEV und FCEV

                           Tesla Model S (90 kWh)                      Toyota Mirai (5 kg H2)

      Quelle: Tesla Inc.                            Quelle: Toyota Motors Corporation

                              Speichervolumen                              Speichervolumen
                                                                                  180 Liter
                                        380 Liter
                                                                              (+ 320 Liter FC)
                               Speichergewicht                              Speichergewicht
                                                                                    100 kg
                                         590 kg
                                                                                (+ 230 kg FC)

                           30.05.2018                                                   Dr. Geert Tjarks I NOW GmbH   19
Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie –
Modularer Aufbau über verschiedene Segmente

           30.05.2018                       Dr. Geert Tjarks I NOW GmbH   20
Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie –
Dekarbonisierung des Verkehrssektors
         Treibhausgasemissionen [gCO2/km]                                                             Normverbrauch BEV und FCEV
         200
                                                             Verbrennungsmotoren                                         Volkswagen e-Golf

                                                                                Benzin                                    47 MJ/100km
         150
                                                                            Diesel                                        Quelle: Volkswagen AG
                                                                       Hybrid (Benzin)
                                                                    Hybrid (Diesel)
                                                                                                                         Toyota Mirai
         100
                                                             FCEV H2 aus Erdgas
                            Batteriefahrzeuge
                                                                                                                          90 MJ/100km
                                                        BEV Strom aus EU-Mix
                                                                                                                         Quelle: Toyota Motors Corporation
          50
                                                          Brennstoffzellenfahrzeuge                                      Tesla Model S
                             BEV 100% EE-Strom         FCEV 100% EE-H2
                                                                                                                          79 MJ/100km
             0            50             100           150               200               250                           Quelle: Tesla Inc.
           Energieverbrauch Well-to-Wheel [MJ/100km]   Quelle: Studien Concawe, EUCAR, JRC und JHFC

        Elektromobilität bietet THG-freie Mobilität bei hoher Effizienz

        Sinnvolle Kombination aus Batterie- und Brennstoffzellenmobilität bietet das Potenzial,
         straßengebundene Mobilität effizient zu dekarbonisieren.

                    30.05.2018                                                                                  Dr. Geert Tjarks I NOW GmbH                  21
Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie –
Erneuerbar, intelligent und vernetzt über alle Sektoren
      Erneuerbare Energien                              Gewerbe & Industrie                           Büros

                                                                    Industrie
       Power-to-X                                       Logistik                                           Öffentliche Gebäude
                                                                                                                      netzferne EV

            H2-to-X

                      Gasnetz                                                                                         Stromnetz
                                                        Mobilität               Grundlast BZ KWK
             Schiffe                                                                                           Mehrfamilienhäuser
                                                   BZ-elektrisch
                                                                                                              1&2 Familienhäuser

                                                                                                                    „Smart Grids“:
                                                                                                                             H2
             Flughäfen
                                                                                                                            Gas
                                                                                                                         Strom
                                                                                                                        Wärme
                                   batterieelektrisch                                        Hausenergie                  Kälte

                      30.05.2018                                                                      Dr. Geert Tjarks I NOW GmbH    22
Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie –
Anwendungsmöglichkeiten der Brennstoffzellentechnologie

                                                             H2
        Mobile Anwendungen                                 Speicher                  Stationäre Anwendungen

                                                                         Strom
                                                Antriebsenergie
                                                                         Wärme

                                                APU                      Industrie

                                                              Vorteile

         Elektromobilität mit Brennstoffzelle                              Stationäre Anwendungen mit Brennstoffzelle
         • Hohe Reichweiten (> 500 km)                                     • Hocheffiziente KWK-Anlagen
         • Schnelle Betankung (< 5 min)                                    • Keine Schadstoffemissionen

              30.05.2018                                                                                Dr. Geert Tjarks I NOW GmbH   23
Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie –
Technologien zur Energiespeicherung
               Energiequelle                        Energiespeicher                      Energienutzung

                                   Kurzzeitspeicher

                Windenergie                                                                 Elektrizität

                                            Batterien           Pumpspeicher

                                   Langzeitspeicher
                Solarenergie                                                              Transportsektor
                                        H    O
                                        2    2

                                      Elektrolyse                      H2 Speicher

                Wasserkraft                                                                  Industrie

                                    Methanisierung      Gasspeicher   Syn. Kraftstoffe
                                                                                              Wärme

      Die Eigenschaft der Langzeitspeicherung von Wasserstoff ermöglicht eine zeitliche und räumliche
                             Entkopplung der Produktion und der Verwendung.

              30.05.2018                                                                 Dr. Geert Tjarks I NOW GmbH   24
Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie –
Wasserelektrolyse als Schlüsseltechnologie
                                                      Power-to-Gas

                                                                     Methanisierung

                                                                                                 Methan

                                                          Speicher

                                                                                               Wasserstoff
                                       O2     H2
                                                      Power-to-Liquid
      Erneuerbare      Stromnetz       Elektrolyse
        Energie                                                        Synthese

                                                                                              Synthetische
                                                                                               Kraftstoffe

         Emissionsfreie Wasserstoffproduktion mit Wasserelektrolyse
         Wasserstoff als Ausgangsstoff zur Produktion von Methan und synthetischen
          Kraftstoffen (z.B. Kerosin, Benzin)

              30.05.2018                                                              Dr. Geert Tjarks I NOW GmbH   25
Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie –
Technologien der Wasserelektrolyse

        Alkalische Elektrolyse        PEM Elektrolyse           Festoxid Elektrolyse

         H2                   O2     H2                    O2   H2                      O2
                    OH-                         H+                          O2-
         H2O                                             H2O                          H2O

                -         +                -         +                 -          +

                                          Zelltemperatur

                60 – 80 °C                 50 – 80 °C                 700 – 1000 °C
                                   Modulgröße (kommerziell)

                < 760 Nm3/h                < 225 Nm3/h                 < 40 Nm3/h

                                           Elektroden
              Ni/Fe Elektroden        Edelmetalle (Pt, Ir)           Dotierte Keramik

           30.05.2018                                                 Dr. Geert Tjarks I NOW GmbH   26
Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie –
Technologien der Wasserelektrolyse
                                                      Elektrolyse
                                                        Elektrolysis                                            Methanisierung
Aktueller Stand                 Alkalisch                   PEM             Hochtemperatur                 katalytisch                 biologisch

                            Kosten-günstig im        Hohe Leistungsdichte                                                                Bewährt
                                                                            Hohe Effizienz bei          Einfache Skalierung
               Vorteile      großen Maßstab            Hohe Dynamik
                                                                             Wärmenutzung                Abwärmenutzung
                                                                                                                                     Flexibler Betrieb
                           Bekannte Technologie      Einfache Skalierung                                                           Dynamischer Betrieb

                           Alkalische Flüssigkeit      Teure Materialien                                 Teure Materialen          Biologisches System
                                                                                 Hoher
    Herausforderung        Kaltstart und Teillast-    Korrosion in saurer
                                                                            Temperaturbereich
                                                                                                            Unflexible             Im Demonstrations-
                                  verhalten               Umgebung                                        Betriebsweise                  stadium

                  TRL                  9                      8                     6                            8                           7

              Effizienz          62 – 82 %                65 – 82 %             65 – 85 %                    77 – 83 %                  77 – 80 %

               Kosten        800 – 1500 €/kW           900 – 1850 €/kW      2200 – 6500 €/kW             400 – 1230 €/kW             400 – 1980 €/kW

Perspektive

              Effizienz          78 – 84 %                75 – 84 %             87 – 95 %                    77 – 90 %                  79 – 90 %

               Kosten         250 – 400 €/kW           300 – 700 €/kW        270 – 800 €/kW               130 – 400 €/kW             200 – 400 €/kW
                                                                               Quelle: Roadmap Power-to-Gas der Strategieplattform Power-to-Gas, Dena 2017

                          30.05.2018                                                                    Dr. Geert Tjarks I NOW GmbH                 27
Agenda

  Was sind die Ziele und Rahmenbedingungen für den
  Verkehrssektor?

  Warum kann die Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie eine
  zentrale Rolle im Verkehrssektor einnehmen?

  Wie ist der aktuelle Stand der Wasserstofftechnologie in
  Deutschland?

             30.05.2018                                        Dr. Geert Tjarks I NOW GmbH   28
Marktüberblick –
Technology readiness level (TRL)

                                                                  Kommerzieller Einsatz

                                                                  Vorserienprodukt

                                                                  Feldversuche

                                                                  Prototyp

                                                                  Prüfstand/Labortest

                                                                  Detailliertes Konzept

                                                                  Grundlagenforschung

           Quelle: Shell Wasserstoffstudie 2017

           30.05.2018                             Dr. Geert Tjarks I NOW GmbH             29
Marktüberblick –
  Brennstoffzellen-PKWs

2013                                  2016                            2018

       Hyundai ix35 Fuel Cell                Honda Clarity 2nd Gen.            Hyundai Nexo

2015                                  2018

       Toyota Mirai                          Mercedes GLC f-cell

                         30.05.2018                                          Dr. Geert Tjarks I NOW GmbH   30
Marktüberblick –
Batterieelektrische PKWs

           30.05.2018      Dr. Geert Tjarks I NOW GmbH   31
Marktüberblick –
Fahrzeugbestand BEV / FCEV

                               Quelle: KBA Flensburg

          30.05.2018         Dr. Geert Tjarks I NOW GmbH   32
Marktüberblick –
Wasserstofftankstellen in Deutschland

    700 bar
    48 in Betrieb
    4 fertiggestellt
    Ziel 2023
    400

                             Quelle: H2.Live; H2 Mobility

                30.05.2018                                  Dr. Geert Tjarks I NOW GmbH   33
Marktüberblick –
Brennstoffzellen in Bussen

                                                             Ham-
                                                             burg
                                                                 6        Public funding
                                                                          EU & Germany
                                                                                           NIP 1 &
                                                   Wupper-                 FCH JU
                                                     tal                                  regional
                                                                           JIVE 2 &         = 16
                                 4                   20                     NIP 2 =
                         15                                                   26
                              Köln
                                     30
                                                Rhein-
                                                Main*                                 FCH JU
                                                  1                                   JIVE &
                                                  1                                   NIP 2 =
                                          Karls-                                        51
                                                          Stutt-
                                          ruhe
                                                           gart
                                            2
                                                             4

           30.05.2018                                                Dr. Geert Tjarks I NOW GmbH     34
Marktüberblick –
Brennstoffzellen für Schienenanwendungen

           30.05.2018                      Dr. Geert Tjarks I NOW GmbH   35
Marktüberblick –
Brennstoffzellen im Güterverkehr
      ESORO coop BZ-LKW
                            Straßenzulassung seit 2017
                            400km Reichweite bei 9min Betankungszeit

             Nikola ONE
                                   Geplante Serienproduktion ab 2021
                                   1000 PS Leistung mit 1900km Reichweite
                                   Eigenes Tankstellennetz in USA geplant

                  StreetScooter

                                        Erprobung der Technologie in 2019/2020
                                        Abhängig von der Förderung bis zu 500 Fahrzeuge

              30.05.2018                                                  Dr. Geert Tjarks I NOW GmbH   36
Marktüberblick –
Brennstoffzellen für Schiffsanwendungen

                        SchIBZ

                                            Pa-X-ell

          RiverCell

                                  Elektra

           30.05.2018                           Dr. Geert Tjarks I NOW GmbH   37
Marktüberblick –
Brennstoffzellen für Fluganwendungen

                                       Source: DLR, Jean-Marie Urlacher

           30.05.2018                                       Dr. Geert Tjarks I NOW GmbH   38
Marktüberblick –
Zukünftiger Bedarf von Wasserelektrolyse
                                  Energie- und Elektrolysebedarf zur Wasserstoffprodukion in
                                                     Deutschland bis 2050
                                                                     200                               50
 DLR et al. 2010 [Szenario A/B]

                                     Energiebedarf für PtG [TWh/a]

                                                                                                            Elektrolysekapazität [GW]
                                                                                                                                        Exemplarische Kapazität
 DLR et al. 2012 [Szenario A]
                                                                     180                                                                   berechnet für eine
 PIK 2013 [Szenario Kontinuität]                                     160                               40                                   durchschnittliche
                                                                                                                                        Volllaststundenzahl von
 PIK 2013 [Szenario Wandel]                                          140
                                                                                                                                               4000 Std/a
 DLR 2012 [Szenario B]                                               120                               30
 ETG 2012 [Szenario C]
                                                                     100
 LS2011 [Szenario A]
                                                                      80                               20
 LS2011 [Szenario B]
                                                                      60

                                                                      40                               10

                                                                      20

                                                                       0                                0
                                                                        2020   2030          2040   2050
                                                                                      Year
                    Quelle: Hochloff et al.: Abschlussbericht Metastudie Energiespeicher, Fraunhofer UMSICHT/IWES, Bonn 2014

                            30.05.2018                                                              Dr. Geert Tjarks I NOW GmbH                            39
Marktüberblick –
Aktuelle Power-to-Gas Projekte in Deutschland

                                                 Gesamte Leistung:           17,9 MW

                                                              Wasserstoff
                                                              Im Betrieb     10,4 MW
                                                              Geplant        11,7 MW

                                                              Methan
                                                              Im Betrieb     7,3 MW
                                                              Geplant        1,0 MW

          Quelle: www.europeanpowertogas.com/demonstrations

            30.05.2018                                                      Dr. Geert Tjarks I NOW GmbH   40
Marktüberblick –
Aktivitäten für eine Aktivierung des Marktes
                      Tragfähige Geschäftsmodelle für BZ-Anwendungen und zur
                                 Produktion von grünem Wasserstoff
       Kosten                     Lebensdauer               Politischer Rahmen      Markt für BZ-
       (CAPEX/OPEX)                                                                 Anwendungen und
                                                                                    grünen Wasserstoff
       • Reduzierung der          • Erhöhung der Lebens-    • Anerkennung von
         Investitionskosten         dauer bei dynamischen     Wasserstoff als       • Planbarer Markt für
       • Erhöhung der Effizienz     Lasten                        • Energieträger     grünen Wasserstoff
                                  • Reduzierung der               • Kraftstoff      • Marktaktivierung im
                                    Degradation aller                                 Mobilitätssektor und der
                                    Komponenten                                       Industrie

                                         Aktivitäten der NOW GmbH
        • Marktaktivierung NIP     • F&E Projekte NIP        • AFID Umsetzung        • Flottenförderung PKW,
        • F&E Projekte NIP         • Studien                 • Begleitung RED II       Schiene, ÖPNV übers
        • Studien                                            • Studie IEK2050          NIP

                30.05.2018                                                          Dr. Geert Tjarks I NOW GmbH   41
Marktüberblick –
Anteile des Wasserstoffpreises
                                         Gewinn                              Einfluss auf die jeweiligen Anteile
                                         Abgaben (Steuern etc.)               Stromkosten (Eigenproduktion,
                                         Tankstelle (OPEX,CAPEX)                Zukauf)
                                                                              Betriebsstunden der Anlage
                                         Transportkosten                      Standort der Anlage
                                         Fixe Kosten (Wartung, Pacht etc.)    Umlagen und Abgaben
        Wasserstoffkosten

                                         Annuität (Investitionskosten)

                                         Stromkosten

                            30.05.2018                                           Dr. Geert Tjarks I NOW GmbH
Marktüberblick –
Auswirkung der Stromkosten
                                        16
                                                                                                                    Berechnung
                                                                                                                    33 kWh/kg ideal
                                        14
                                                                                                                    50 kWh/kg real (Wirkungsgrad)
  Anteilige Wasserstoffkosten in €/kg

                                        12

                                                 Maximale Stromkosten
                                        10
                                                                                                                    Stromgestehungskosten WKA
                                        8                                                                           0,05 bis 0,10 €/kWh
                                                                                                                     2,50 bis 5,00 €/kg
                                        6                                                                           EEG Umlage
                                                                                                                    0,0679 €/kWh für 2018
                                        4                                                                            3,40 €/kg
                                                                                                                    Netzentgelte
                                        2                                                                           0,005 bis 0,03 €/kWh
                                                         Stromgestehungskosten WKA                                   0,25 bis 1,50 €/kg
                                        0
                                             0         0,05         0,1          0,15            0,2   0,25   0,3
                                                                          Stromkosten in €/kWh

                                                       30.05.2018                                                     Dr. Geert Tjarks I NOW GmbH
NIP Phase II (2016 – 2026) –
 Regierungsprogramm und Maßnamenkatalog

    Das Regierungsprogramm und der
Maßnahmenkatalog sind auf den Internetseiten
    des BMVIs und der NOW zugänglich.

                     30.05.2018                Dr. Geert Tjarks I NOW GmbH   44
NIP Phase II (2016 – 2026) –
Umfang des Programms

          Regierungsprogramm Wasserstoff- und
          Brennstoffzellentechnologie 2016-2026 (1,4 Mrd. €)

           Der politische
            Überbau!
                              Maßnahmen des BMVI im Rahmen NIP II
                              (250 Mio. € bis 2019)
                Ein
           gemeinsames
           Programm von          Programm-
           BMVI, BMWi,         dokument BMVI
             BMBF und
              BMUB
                                  Beitrag zur     Förderrichtlinien des BMVI im
                                 Entwicklung
                                 nachhaltiger
                                   Mobilität
                                                  Rahmen NIP II
                                                    Förderrichtlinie für Maßnahmen der    Förderrichtlinie für Maßnahmen der
          Koordination des                        Forschung, Entwicklung und Innovation            Marktaktivierung
              Gesamt-          Umsetzung der
                              Maßnahmen des                    VÖ 29.09.2016                        VÖ 22.02.2017
             programms        BMVI erfolgt über      Laufzeit zunächst bis 31.12.2019     Laufzeit zunächst bis 31.12.2019
           erfolgt über die   die NOW GmbH
            NOW GmbH

             30.05.2018                                                                              Dr. Geert Tjarks I NOW GmbH   45
NIP Phase II (2016 – 2026) –
Ausgestaltung des NIP

                  Forschung und Entwicklung                                             Marktaktivierung

                      Technische/Kostenziele                                    Meilensteine (Stückzahlen/Kosten)

                                                                                                                  Kraft-Wärme-
                                                                                                                    Kopplung
                            Angewandte                                                      Wasserstoff
        Grundlagen-                                                    Wasserstoff                                (Hausenergie/
                           Forschung und         Demonstration                            aus erneuerbaren
         forschung                                                     im Verkehr                                   Industrie)
                            Entwicklung                                                       Energien
                                                                                                                     Sichere
                                                                                                                Stromversorgung

                           Kostenreduktion                                       Leitmarkt / Leitanbieter Deutschland

                                           Wertschöpfung / Wettbewerbsfähigkeit Deutschland

              30.05.2018                                                                               Dr. Geert Tjarks I NOW GmbH   46
Zusammenfassung

  Was sind die Ziele und Rahmenbedingungen für den
  Verkehrssektor?

  Warum kann die Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie
  eine zentrale Rolle im Verkehrssektor einnehmen?

  Wie ist der aktuelle Stand der Wasserstofftechnologie in
  Deutschland?

             30.05.2018                                      Dr. Geert Tjarks I NOW GmbH   47
Vielen Dank!
Dr.-Ing. Geert Tjarks
Programme Manager Strombasierte Kraftstoffe
NOW GmbH – Nationale Organisation Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie
Fasanenstr.5 | D-10623 Berlin |
Telefon: +49 30 311 61 16-71
Email: geert.tjarks@now-gmbh.de
Internet: www.now-gmbh.de
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