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Erfolgreich in der Praxis – Brennstoffzelle BlueGENBrennstoffzellensysteme als effiziente Bausteine der Dezentralisierung der Energieerzeugung
ENERGIE UMWELT ZUKUNFT Leipzig 25. Jan. 2018Marcus BaumermannSOLIDpower GmbH
company - facts and figures
EnGen™ roll-out within the European project Ene.field
2014
2.5 kW modular mCHP generator design2011
Pilot Plant Mezzolombardo (IT) operative2008
SOFCpower set-up, acquisition HTceramix2007
EPFL (CH) Spin Off Htceramix s.a. invention HotBox™ technology
2000
Employees> 210
Units in Europe, Asia, America, Australia
Worlwide
Locations worldwide4
World record el. efficiency
60%
www.solidpower.com
Acquisition of assets ofCeramic Fuel Cells GmbH
2015
www.bluegen.de
Systems installed> 870
Operating hours> 14 Mio
Largest fleet Europe#1 Europe
Investment of 40 Mio. Euro for building a 50 MW plant
2017
Über SOLIDpower
Hintergrund Ceramic Fuel Cells:
1992: Gründung in Melbourne (Australien)
Seit 2006 in Deutschland tätig
2009/2010: Verlagerung Fertigung nach Heinsberg, NRW
Seit 2012: Herstellung & Vermarktung BlueGEN Mikrokraftwerk
Zahlreiche Auszeichnungen; GreenTecAward 2013, Innovationspreis der deutschen Gaswirtschaft 2012, u.a.
Juli 2015: Übernahme durch SOLIDpower
WHERE WE ARE TODAY6
• Utilities
• Data Centres…
DEPLOYMENT with
MARKET LEADERS
• Stack cost ~ 500 €/kW @ 50 MW/y
• System cost < 2.000 €/kW for small systems
LOW
COST
• Electrical Eff. > 60% net AC «@home»
• Expected stack lifetime 60kh
• Availability > 98%
Worldwide PERFORMANCE
Record
• CE certified, 10 y service contract
• 14 Mio. hours, > 16 GWh produced by fleet
• Eligible for SGIP (CA)
COMMERCIAL
PRODUCTS
Product portfolio from kW to MW7
CHP 1.5 kW 10 kW «PowerRACK»
1 kW 10 kW 100 kW 1 MW Multi-MW
1 MW in a 40ft containerStack: 6-12 kW
CHP Modules3-12 kW
• 60% el. eff.• CHP or Power only• On grid
• 60% el. eff.• CHP or power only• CCHP cooling and power• On grid
• Waste-to-Energy Application
• without combustion or pollution
• Avoid >$100m/year «wasteexport» cost
• Generate clean power
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•Der BrendnstodddffzelleTechnologieansatz
Technologieansatz
CH4 + 2H2O
CO2 + 4 H2 H2 + O H2O
Technologieansatz der Brennstoffzelle
10
Bezeichnung
NiedertemperaturPolymer Elektrolyt
Membran Brennstoffzelle
(PEMFC)
Hochtemperatur Polymer Elektrolyt Membran Brennstoffzelle (HT-
PEMFC)
Festoxid Brennstoffzelle
(SOFC)
Betriebstemperatur 40°C – 95°C 120°C – 160°C 650°C – 850°C
Leistungsbereich 0 – 500kW 0 – 500kW 0 – 500kW
Anwender im µKWK-Bereich
Panasonic/ViessmannToshiba/Senertec
ElcoreSOLIDpowerHexis/ViessmannAisin/Bosch
Vorteile für µKWK Start/Stopp fähigStart/Stop fähigCO-Toleranter als NTPEM
Höherer elektrischer Wirkungsgrad als PEM
EinsatzAutomobil, mobile Geräte
Hausversorgung, Automobil
Hausversorgung,Kleinkraftwerke
Brennstoffzellen für den µKWK-Bereich
Elektrischer Wirkungsgrad im Vergleich
30%
40%
50%
60%
El. e
ffic
ien
cy
Elcore 2400 SenerTecInnoGen
Hexis Galileo 1.0
Vaillant Viessmann Vitovalor
Bosch SOLIDpower BlueGEN
El. Output 0,3 kW 0,7 kW 1,0 kW 0,7 kW 0,75 kW 0,7 kW 1,5 kW
Th. Output 0,7 kW 0,96 kW 1,8 kW 1,3 kW 1 kW 0,62 kW 0,6 kW
Technology HT-PEM PEM SOFC SOFC PEM SOFC SOFC
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Erdgas
Strom
Wärme2,5 kW
1,5 kW
0,6 kW
Erzeugter Strom kann vor Ort genutzt oder gegen Vergütung ins Netz eingespeist werden
Wärme kann zur Warmwasserbereitung oder Heizungsunterstützung verwendet werden.
Funktionsprinzip
Elektrisch: 1,5 kW Leistung, ca. 13.050 kWh Strom p.a.Thermisch: 0,6 kW, ca. 5.220 kWh Wärme p.a.
Hocheffizienter, modulierbarer Stromgenerator
Brennstoffzellen Modul
Zuluft/Abgasrohr
Gasreinigung
Luftgebläse
Wasseraufbereitung
Strom-Management-Steuerung
Wärmetauscher integriert
Techn. Daten
Pel: 1,5 kW
Pth: 0,6 kW
ηel: bis 60%
ηges: bis 85%
Anwendungsbeispiel
16
BlueGENBrennstoffzelle
Gas-Brennwerttherme Wärmespeicher
Für BlueGENund in diesem Beispiel Solar-thermie
Heizung
Stromerzeugung
Warmwasser-bereitung
Umweltnutzen CO2 Bilanz
Über 50% CO2 Einsparung mit dem BlueGEN
Ölkessel (alt) Gaskessel (alt) Gas-BW mit Solarth. Elektr. Wärmepumpe
BHKW Stirling (intern
bival.)
2 kW BZ-Beistellgerät
+ BW
Gesamtemissionen p. a. 15.532 kg 11.289 kg 8.340 kg 7.601 kg 7.124 kg 3.102 kg
Ge
sa
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s-C
O₂-
Em
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Str
om
0 kg
2.000 kg
4.000 kg
6.000 kg
8.000 kg
10.000 kg
12.000 kg
14.000 kg
16.000 kg
18.000 kg
Benchmark Emissionen2 kW BZ-Beistellgerät +
-8,2 t CO2/a
Beispielrechnung: EFH 22.500 kWhth Wärmebedarf 4.500 kWhel Stromverbrauch
-12,4 t CO2/a
BlueGEN in der EnEV 2014 ab 1.1.2016:Im Vergleich geringster Jahresprimärenergiebedarf
Beispiel: EFH Neubau (Nutzfläche AN=255m², baulicher Wärmeschutz entsprechend Mindestanforderung für KfW-Effizienzhaus 70), Energiebedarfsberechnung mit Standardwerten der DIN 4701-10 für alle in der Norm abgebildeten Systeme
Quelle: ITG Dresden – Diagramm aus „Neubaukompass – Auswirkungen der EnEV 2014/16, Studie erarbeitet im Auftrag von Zukunft ERDGAS, sowie eigene Berechnungen
56,8
48,3
42,8 43,6
56,4
6,8
21,4
35,9
32,5
0
10
20
30
40
50
60
GBW + sol. TWE GBW + sol.TWE/HeizU
Mikro-KWKOtto
Mikro-KWK BZ Mikro-KWKStirling
BlueGEN Pelletkessel Luft / Wasser -EWP
Sole / Wasser -EWP
Jah
res-
Pri
mär
en
erg
ieb
ed
af in
kW
h/m
²a
Anforderungswert nach EnEV 2016
48,6 kWh/m²a
Erdgas Erneuerbare
Effizienz
Mit Brennstoffzelle Akzeptanz schaffen
Seit der Einführung der Brennwerttechnik ist die Brennstoffzelle die erste Erdgas Innovation
Der Primärenergiefaktor ist niedriger im Vergleich zu erneuerbare Energieträger
Kunden und Handwerker haben die Potenziale der Technologie erkannt
BlueGEN für zwei unterschiedliche Märkte
Wärmemarkt Stromerzeugung
TechnologienBrennwerttherme, Solarthermie, Wärmepumpe, Holzpellet, Stirling, Niedrigeffiziente Brennstoffzelle
Photovoltaik, Hocheffiziente Brennstoffzelle
HerstellerViessmann, Vaillant, BDR Thermea,Bosch
Aleo, Hanwha, Manz, Schott, LDK, Suntech power, First solar, Panasonic
KundentreiberNotwendigeit zum Tausch, Gerätepreis, geringe Energiekosten, Nachhaltigkeit
Green Investment, Payback, Opportunität
Vertriebskanäle SHK Handwerk(~54.000) Handwerk, Stadtwerke, Neue Vertriebseinheiten
Marktpotenzial ~600.000 Geräte/a ~16.000.000
Preisstrategie HochpreisigPreissensitiv (Payback muss erfüllt werden)
BlueGEN bietet den weltweit höchsten elektrischen Wirkungsgrad von bis zu 60% und ist effizienter als große Kraftwerke.
BlueGEN bietet einen besseren Primärenergiefaktor als Erneuerbare.
BlueGEN erzeugt Strom für 3,11 ct/kWh (netto, ohne Capex).
BlueGEN bietet Potenzial für Elektromobilität, Batteriekonzepte und smart grid/home
BlueGEN ist modular neben jedem bestehendem Heizungssystem einsatzfähig. Schneller Markthochlauf.
BlueGEN bietet ca. 18.000 kWh/a zusätzlichen und konstanten Gasabsatz
Gute Gründe für den BlueGEN
Förderungen am Beispiel BlueGEN
KWKG 4/8 cent je kWh Eigennutzung/Einspeisung
Energiesteuererstattung
Europäisches Brennstoffzellen-förderprogramm ene.field /PACE
Bundesweites Technologieein-führungsprogramm (TEP) ausgegeben über die KfW 433 seit August 2016 ( Zuschuss für BlueGEN 12.450€ )
Kaskadenförderung je Anlage 12.450€ ( Brennstoffzellen-KWK-Richtlinie )
Förderservice nutzen vereinfacht die Antragsstellung
Kalkulation aus Sicht des Kunden
Bei einer Investition von rd. 17.000 Euro (netto) erreicht der BlueGEN attraktive Renditen für unsere Kunden im Segment Kleingewerbe.
Annahmen: Stromeigennutzung:13.000 kWh/a, Strompreis 22 ct/kWh, Gaspreis 5ct/kWh, Installationskosten 5.000 Euro, Vollwartung 600 Euro/a, Förderung NRW, alle Preise netto
Die Vermarktung hat begonnen
ZielsegmentKleingewerbe: Einzelhandel, Büro, prod. Gewerbe, Gastronomie, Werkstätten…
Einfamilienhaus: Innovatoren, hoher Energiebedarf
Elektro MobilitätE-Auto laden Privat – Gewerbe - MFHE-Bike Vermietungen
PositionierungReduktion Stromkosten, Unabhängigkeit, CO2
Einsparung
VertriebskanäleBlueGEN Partner aus dem Handwerk, EVU und Stadtwerke
Latest success stories of SOLIDpower
New strategic investor for SOLIDpower
40 Mio. Euro Investment in equity
• To build up 50 MW/a plant
• To introduce new stack technology
• To strength Marketing and sales
Redesigning Datacenters for an Advanced Energy Future Microsoft evaluated SOFC manufactures worldwide
and entered into a cooperation with SOLIDpower
Idea: Instead of connection to electricity grid and diesel/battery backup, data center will be supplied by CO2 friendly natural gas.
Each server rack will be connected DC-DC with a fuel cell• reduction of energy costs
• Increase of reliability,
• CO2 saving
• Reduction of complexity
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https://blogs.microsoft.com/green/2017/09/24/redesigning-datacenters-advanced-energy-future/http://solidpower.com
www.SOLIDpower.comMehr Informationen auf:
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!
SOLIDpower_DE SOLIDpower GmbH
SOLIDpower Deutschland
Marcus Baumermann Key Account Manager