Stromspeicher und Power-to-Gas im deutschen Energiesystem (eBook)

Martin Zapf ist Diplom-Ingenieur für Versorgungs- und Umwelttechnik und hat einen Masterabschluss in Energiemanagement und Energietechnik. Aktuell ist er als wissenschaftlicher Mitarbeiter an einer bayrischen Hochschule für ein Kooperationsvorhaben mit einem namhaften Industrieunternehmen tätig.

Geleitwort 5
Vorwort 7
Abkürzungs- und Symbolverzeichnis 10
Inhaltsverzeichnis 15
1 Das deutsche Stromsystem vor dem Hintergrund der Energiewende 19
1.1 Erneuerbare Energien für die Energiewende 19
1.2 Entwicklung des deutschen Stromprofils 28
1.3 Ausgangslage und notwendige Anpassungen der Stromnetze und des Stromsystems an eine veränderte Einspeisesituation 47
1.4 Existierende Strommärkte für Erzeuger, Zwischenhändler und Verbraucher 78
1.5 Investitionsentscheidungen bezüglich Stromerzeugungseinheiten 94
1.6 Resümee 111
2 Stromspeicher – Technologien und Bedarf 113
2.1 Definition und Klassifizierung von Energie- und Stromspeichern 113
2.2 Technische Erläuterungen zu Stromspeichertechnologien 115
2.3 Rechtliche Rahmenbedingungen von Stromspeichern 123
2.4 Stromspeicherbestand 126
2.5 Stromspeicherkosten 127
2.6 Faktoren des Stromspeicherbedarfs 137
2.7 Flexibilitätsoptionen im Stromsystem 139
2.8 Studien zum Stromspeicherbedarf 149
2.9 Maximal notwendige Speicherkapazität aufgrund negativer Residuallasten 176
2.10 Resümee 180
3 Power-to-Gas – Stand der Technik und Einsatzmöglichkeiten 183
3.1 Das Power-to-Gas-Konzept 183
3.2 Technologieübersicht und Herstellungsverfahren von synthetischen Gasen 185
3.3 Verwendung der bestehenden Erdgasinfrastruktur 213
3.4 Zusammenfassung der Kosten und Wirkungsgradketten von Power-to-Gas 228
3.5 Rechtliche Rahmenbedingungen von Power-to-Gas 234
3.6 Direkte Kopplung von Power-to-Gas-Anlagen mit regenerativen Erzeugern 237
3.7 Gasgestehungskosten synthetischer Gase 243
3.8 Erlösmöglichkeiten und Kostenminderungen von Power-to-Gas-Anlagen im Stromsektor 259
3.9 Der Verkehrssektor als bevorzugter Absatzmarkt für synthetische Gase 269
3.10 Resümee 281
Literatur 284
Sachverzeichnis 296