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Entwicklung Einsatzmöglichkeiten für Power-to-Gas-Anlage

Lukas Steiner

Titel

Entwicklung Einsatzmöglichkeiten für Power-to-Gas-Anlage

Autor/in

Datierung

11.06.2021

Beschreibung

Durch die steigende Nachfrage nach erneuerbaren Energien gewinnen Speichertechnologien wie Power-to-Gas-Anlagen zum Ausgleich der unregelmässigen Stromproduktion massiv an Bedeutung. Die vorliegende Arbeit beschreibt anhand eines Modells die Einsatzmöglichkeiten einer solchen Power-to-Gas-Anlage für die ebs Energie AG am Standort Wernisberg.
Das Modell berücksichtigt Anlageneigenschaften im Bereich Elektrolyse und Methanisierung und erlaubt verschiedene Dimensionierungen sowie die Anwendung von unterschiedlichen Technologien zu simulieren. Durch die Einbindung von Parametern aus einer internen betriebs-wirtschaftlichen Studie, können mittels verschiedener Szenarien die Wirtschaftlichkeit und Energiebilanz am Standort Wernisberg aufgezeigt werden.
Das Modell kann aufgrund von hinterlegten Prognosen zukünftige Aufwände und Erträge der Anlage bis ins Jahr 2050 darstellen. Die Verwendung der Modellierungssoftware Simulink in Kombination mit einer einfachen Parameter-Schnittstelle ermöglichen eine unkomplizierte Mo-dellanpassung aufgrund von neuen betriebswirtschaftlichen oder wissenschaftlichen Erkennt-nissen.
Weiter wird in dieser Arbeit mit einer Ableitung des Modells ein Fahrplan-Generator erstellt, welcher zukünftig für die Betriebsplanung der Power-to-Gas-Anlage eingesetzt werden kann. Zudem wird untersucht, welche Möglichkeiten zur elektrischen Anbindung im Kraftwerk Wer-nisberg vorliegen.
Die Auswertung zeigt, dass eine Power-to-Gas-Anlage am vorliegenden Standort mit hohen Investitionsaufwänden verbunden ist, jedoch mit den erwarteten Produktgaspreisen rentabel be-trieben werden kann. Eine potenzielle Methanisierung ist jedoch nicht wirtschaftlich und müsste durch den Wasserstoffabsatz kompensiert werden.

Due to the increasing demand for renewable energies, storage technologies such as the power-to-gas technology for compensating irregular power production are growing in importance. The present thesis builds a model to describe the possible uses of a power-to-gas system for ebs Energie AG at the location Wernisberg.
The model considers system properties from electrolysis and methanation and allows to simu-late multiple dimensions and technologies. By including business parameters from an internal study, it is possible to show the profitability and energy balance of the Wernisberg site. The model leverages stored forecasts to show future costs and revenues up to the year 2050. More-over, using the modeling software Simulink in combination with a simple parameter interface permits a fast model adaption to new business- or scientific insights.
Furthermore, this work introduces a schedule generator that uses a derivation of the model and supports the operational planning of the power-to-gas system in the future. In addition, the the-sis investigates the available options for electrical connections in the Wernisberg power plant.
The evaluation shows that a power-to-gas plant at the present location is associated with high investment costs but can be operated profitably with the expected product gas prices. However, potential methanation is not profitable and would have to be compensated by the sales of hy-drogen.

Urheberrechtshinweis