Leiten Sie den Zusammenhang zwischen Leistung eines EE-Erzeugungsportfolios der Elektrolyseleistung, den Volllaststunden eines Elektrolyseurs und der erzeugten Wasserstoffmenge ab.
Wasserstoffproduktion = Elektrolyseleistung * Volllaststunden
Produzierte Wasserstoffmenge hängt von Leistungsfähigkeit des Elektrolyseurs, der Verfügbarkeit von EE und der Dauer des Betriebs auf Volllast ab
Die Elektrolyseleistung ist immer kleiner als die installierte EE-Leistung
Je höher die Vollaststunden, desto geringer ist die Überdimensionierung der Elektrolyseleistung
volatile Erzeugung soll möglichst zu kontinuierlicher führen
PV: Elektrolyseur sollte 10-30% der PV-Leistung haben und 2.500 - 3.000 h Volllast fahren
Wind: 40-60% der Windparkleistung und 3.500 - 4.000 h Volllast fahren
—> Leistung des EE-Erzeugungsportfolios beeinflusst maximal erzeugbare Wasserstoffmenge
—> Elektrolyseurleistung beeinflusst die maximal nutzbare Strommenge
Welche zusätzlichen Angaben benötigen Sie für einen fundierten Vergleich von verschiedeneren Werten für Wasserstoffgestehungskosten?
Synergieeffekte einbeziehen (verkauf Nebenprodukte)
Heiz- oder brennwertbezogener Wirkungsgrad
Systemgrenze: Welche Kosten spielen mit rein
Wasserstoffreinheit
Druckangabe
Welche Unterschiede bestehen zwischen einer nachfrageorientierten und einer Dargebots orientierten Auslegung von Elektrolyseuren? Bringen Sie dies in Verbindung mit den Standortfaktoren.
Bezieht sich auf den Wasserstoffbedarf bzw. auf die Verfügbarkeit des Stroms
Nachfrageorientierte Auslegung:
Größe und Leistung des Elektrolyseurs wird auf vorhergesagte oder benötigte Wasserstoffnachfrage abgestimmt
Elektrolyseur wird so dimensioniert, dass er bestimmte Menge H2 produziert
Standortfaktoren:
- Standort wird vorranging von den Anforderungen der Endverbraucher bestimmt
z.B. Nähe Industrieanlagen, Verkehrsknotenpunkte oder andere Wasserstoffnutzer
- Bedürfnisse Wasserstoffverbraucher stehen im Vordergrund
- lokale Abnehmer, Netzanbindung, Wasserverfügbarkeit
Angebotsorienterte Auslegung:
Größe und Leistung des Elektrolyseurs richtet sich nach dem Angebot/ der Verfügbarkeit an erneuerbaren Strom
EE effektiv nutzen und Überschussstrom in Wasserstoff umwandeln, wenn dieser Verfügbar ist
- Richtet sich vorrangig nach Orten, wo hohe regenerative Stromerzeugung erwartet/ ermöglicht wird
- Z.B. Solar- oder Windparks
- Erneuerbare Energiequellen stehen im Vordergrund
- Ggf. verfügbare Fläche zur Errichtung neuer EE-Kapazitäten
- Wasserverfügbarkeit
- Speichermöglichkeiten für H2 (ggf. Rückverstromung)
—> oft Kombination beider Ansätze optimal, um Synchronisierung von Angebot und Nachfrage zu gewährleisten
Welche Kenngröße kann für die Bewertung der Wirtschaftlichkeit von Elektrolyseuren herangezogen werden? Benennen sie die Haupteinflussfaktoren bei der Bestimmung der Kenngröße.
LCOH (Wasserstoffgestehungskosten)
CAPEX + OPEX
Haupteinflussfaktor sind Stromkosten
Erlöse aus Verkauf von H2 und O2 und entstehender Wärme spielen eine Rolle
CAPEX
Investitionskosten
Planung, Versicherung, Anschaffungskosten, Genehmigungen
OPEX
Marginale Kosten
Stromkosten
Transport
Bedarfsgebundene Kosten
Nebenerlöse von Verkauf von Nebenprodukten
Haupteinflussfaktoren:
Stack und Stromkosten
Welche Möglichkeiten bestehen für die Systemgrenzen der Elektrolyse mit dem Fokus auf Strom?
Strombezug für Elektrolyse ausschließlich aus dem Stromnetz
Direktanschluss Elektrolyse an EE-Erzeuger (z.B. Wind/ PV) sowie zusätzliche
EE-Einspeisung und Stromnetzbezug für die Elektrolyse möglich (Hybrid)
Inselbetrieb des Elektrolyseurs durch direkte Kopplung mit EE-Erzeuger ggf. in Kombination mit einem Stromspeicher; ggf. Einspeisung von Überschussstrom
Nenne mir allgemeine Standortfaktoren für den Bau von Elektrolyseuren
Wie hoch sind die Elektrolysekosten von AEL/PEM?
Was ist die Definition von LCOE?
Was sind die Leitfragen bei der Auslegung von Elektrolyseuren?
Was ist ein sinnvolles Verhältnis zwischen EE-Leistung und Elektrolyse-Leistung?
Welche EE-Mengen stehen zur Verfügung?
Welche Elektrolyse-Volllaststunden sind erreichbar?
Wie ergänzen sich die unterschiedlichen erneuerbaren Energien?
Wie hoch liegen die LCOH?
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