Regionale Energieversorgung mit erneuerbaren Energien mittels eines Hybridkraftwerks unter Einbeziehung von erneuerbarem Methan (EE-Methan) als Energiespeicher – eine ökonomische Betrachtung für den Landkreis Harburg

Abstract

In der vorgelegten Masterthesis wurde untersucht, ob eine ausgewählte Region (Landkreis Harburg) mittels eines Hybridkraftwerks in Zukunft zu 100% mit erneuerbaren Energien unter Berücksichtigung des zeitlichen Verlaufs von Energieangebot und Energienachfrage versorgt werden kann. In diesem Zusammenhang stand besonders die Frage der Stromspeicherung mit Hilfe des Power-To-Gas (PTG)-Verfahrens im Mittelpunkt der Betrachtungen. Das Ergebnis lässt sich folgendermaßen zusammenfassen: Eine 100%-ige Energieversorgung mit Strom, Wärme und Kraftstoff aus erneuerbaren Energieträgern ist nicht möglich. Eine 100%-ige Stromversorgung aus erneuerbaren Energien auch unter besonderer Berücksichtigung des exakten Abgleich von Stromangebot und Stromnachfrage zur Erhaltung der Netzfrequenz ist mit Hilfe des PTG-Verfahrens regional möglich. Eine 100%-ige Stromversorgung aus erneuerbaren Energien setzt vor allem einen deutlichen Ausbau der Windenergie in der Region LK Harburg voraus. Auf Sicht des Jahres 2030 können mit Hilfe des PTG-Verfahrens durchaus marktkonforme Strompreise erzielt werden. Ein mögliches Hybridkraftwerk könnte als regionales Kraftwerk von Bürgern und Wirtschaft eingerichtet und betrieben werden, muss aber trotzdem zur Sicherstellung einer stabilen Netzfrequenz in die bestehenden Stromversorgungssysteme für Regelleistung und Regelenergie integriert werden. Eine Verbindung zu anderen Regionen ist der tatsächlichen Autarkie vorzuziehen. Damit das System Hybridkraftwerk mit Nutzung von PTG tatsächlich erfolgreich betrieben werden kann, müssen die Investitionskosten für Wasserelektrolyseure wenigstens um 30% sinken. Außerdem ist es unerlässlich, dass das Verfahren der biologischen Methanisierung in die Praxis Einzug hält und zuverlässig und kostengünstig funktioniert. Landwirtschaftliche Biogasanlagen in der Region sollten hier Versuchsprojekte anstreben. Eine Realisierung des aufgezeigten Projekts Hybridkraftwerk im LK Harburg wird ohne eine entsprechende Einbindung der Landwirtschaft in alle Pläne und Umsetzungen nicht möglich sein. Dies sollte unbedingt berücksichtigt werden.

The following masterthesis is a research about the issue, if a certain area (district Harburg) could be supplied by a hybrid power station with 100% renewable resources in due consideration of the chronological sequence from energy supply and demand. Especially the question of saving the power with the help of Power-To-Gas (PTG)-System is focused in this examination. The result is summarized in the following: A hundred per cent energy supply with power, heat and fuel out of renewable resources is not possible. A hundred per cent power supply out of renewable resources in due consideration of the exact balance from supply and demand for the sustainment of power frequency with the help of Power-To-Gas-System is regionally possible. A hundred per cent power supply out of renewable resources requires a clearly extension of wind power in the region “District Harburg”. In view of the year 2030, it is possible with the help of Power-To-Gas to aim market compliant electricity tariffs. A possible hybrid power station could be established and operated as a regional power station by the citizens and economy. But it still has to contribute to a safeguarding of stable power frequency, which is integrated in the existing power supply system for controlling power range and balancing energy. A connection to other regions should be more preferred than autarchy. The hybrid power station could be used successfully with the Power-To-Gas-System, if the investment costs for water electrolysis could be reduced by 30 per cent. Additionally it is irremissibly that the method of biological methanation could work out properly and cheaply in real. Agricultural biogas plants should work as test objects in this region. An implementation of the project hybrid power station in district Harburg will not be possible without integration of agriculture in all plans. This should be considered in any case.