Potentieel van waterstof binnen smart grids

Transcriptie

1 Potentieel van waterstof binnen smart grids Thomas Decamps, Head of Sourcing& Supply WE-POWER Smart Grid School 09/10/2013 Brussel

2 8.311 million Turnover ( ) Employees (2013) 2

3 3

4 Waterstof

5 Waterstof Eerste element periodiek systeem Opgebouwd uit twee waterstofatomen Komt niet voor in de vrije natuur Hoge energie-inhoud op basis van gewicht (120 MJ/kg) Lage energie-inhoud op basis van volume (10,8 MJ/m³) Gasvormige opslag Vloeibare opslag (<-252 C) Metaalhydrides Losweken 5

6 Elektrolyse 2H 2 O + energy-> 2H 2 + O 2 2H 2 + O2 -> 2H 2 O + energy 6

7 Voordelen Alternatief voor fossiele brandstoffen Buffer voor elektriciteit Schone energiedrager Geluidsarm(in fuel cell) 7

8 WaterstofbijColruyt Group

9 Logistieke insteek Plaatsbesparend Tijdsbesparend: geen oplaadcyclus, geen batterijwissels Geen vermogenverlies in diepvriesomstandigheden Lagere oplaadkost (energiekost) 9

10 Logistieke insteek 10

11 H2-productie-eenheid en tankstation Distributiecentrum Dassenveld Halle Interreg IV Waterstofregio Vlaanderen Zuid- Nederland Samenwerking met Waterstofnet vzw Hydrogenics 1,6 mioeuro 11

12 H2-productie-eenheid en tankstation 12

13 H2-productie-eenheid en tankstation 13

14 H2-productie-eenheid en tankstation 14

15 Specificaties Productie: 30 Nm³ of circa 3 kg/u Opgeslagen bij een druk van 450 bar Tanken bij 350 bar Opslag van ongeveer 50 kg personenwagens: 5 kg (500 km) Bussen: 40 kg (400 km) Heftrucks: 2 kg (8 uur werkingsregime) 15

16 Productieproces 16

17 Waterstofbinnensmart grid

18 18

19 Methodologie MIP-studie 19

20 Lokaal gebruik waterstof Productie-kostprijs duurzame waterstof tov huidige marktprijs van H2 8 à 12 /kg afhankelijk van volume en kwaliteit Wanneer waterstof maken energetische marktprijs H2 20

21 Maximale productie H2 Voorbeeld: MWh 147 ton H2 21

22 Waterstof voor lokaal gebruik Valorisatie: Productie > verbruik: aan injectie vergoeding Productie < verbruik: aan lokale afnameprijs 22

23 Waterstof voor lokaal gebruik 3,8 4,2 /kg (energetische kost) 23

24 Waterstof voor lokaal gebruik Maximale hoeveelheid -> elektrolyse-vermogen = 50% HE-vermogen! 24

25 Waterstof voor lokaal gebruik Goedkoopste waterstof 3,4 3,8 /kg 25

26 Opmerkingen Ex-post analyse: perfecte informatie over verbruik en prijzen Efficiëntie van het systeem: tijd tussen opstarttijden 26

27 Efficiëntie systeem Eerste draai-uur: 4,84 kwh/nm³ Daarna: 4,73 kwh/nm³ 27

28 Efficiëntie systeem 90% binnen 24u Slechts 10% binnen de 3u 28

29 Ele-> H 2 -> Ele Systeemrendement (elektrolyse-compressiebrandstofcel): 20 à 30% Nodige prijsverschil: 3,33 ( ) tot 5 ( ) keer de,, prijs van de elektriciteit waarmee de H 2 gemaakt is 29

30 Ele-> H 2 -> Ele: valorisatie Huidige dag-nachttarificatie Beperkt aansluitvermogen Lokale injectie vermijden (tijdsverschil tussen productie en verbruik overbruggen) 30

31 Ele-> H 2 -> Ele: valorisatie All-in prijs Netkosten, taksen, heffingen Opslag ifv afnameprofiel Afname-energieprijs Baseload -energieprijs Afslag voor onvoorspelbaarheid en grilligheid Injectietarieven Waardering windenergie 31

32 Ele-> H 2 -> Ele: valorisatie Belpex prijzen 2012 Systeemrendement 27% 32

33 Ele-> H 2 -> Ele: valorisatie Peakshaving % Peakshaving Besparing op vermogengerelateerde kosten ( /jaar) Minimale bijkomende kostprijs elektriciteit voor ELY (systeemrendement van 20%) ( /jaar) Minimale bijkomende kostprijs elektriciteit voor ELY (systeemrendement van 30% )( /jaar) 5% % % % % % %

34 Toekomst /MWh Market price Merit order curve The market price is set by the marginal plant and reflects the short-run marginal cost (SRMC) of the system Infra-marginal plants generate a surplus needed to cover their non-variable costs Wind, Hydro Nuke Coal CCGT OCGT MW 34

35 Toekomst /MWh More expensive units are out of the money 2 effects: Lower market price Lower running hours of marginal units New market price Large RES and CHP development Generator surplus classic fleet Wind, Hydro CHP Nuke Coal CCGT OCGT MW Peak units 35

36 36 PowerPoint-presentatie Colruyt Group

37 De 11 augustus case Grote afregelingen! Extreem negatieve prijzen voor positieve onbalans! 37 PowerPoint-presentatie Colruyt Group

38 Toekomst EO -markt: lagere maar volatielere marktprijzen -> meer potentieel voor waterstof als elektriciteitsbuffer Maar: geen duurzame situatie Klassieke back-up centrales niet meer rendabel Bevoorradingszekerheid Verwachting: CR-mechanismes, strategische reserves, DRprogramma s -> nemen volatiliteit en potentieel voor stuk weg 38

39 Conclusies Waterstof voor logistiek en mobiliteit groene waterstof, stockage HE Hoge investeringskosten Aantal operationeel rendabele momenten neemt toe Systeemrendement vraagt relatief grote prijsvolatiliteit In de toekomst voldoende volatiliteit om voldoende rendabele draai-urentoe te laten? Andere opslagmogelijkheden, DR, CRM, strategische reserves Efficiëntieverbetering door schaalvergroting Toepassen op grotere schaal Waterstofnet of aardgasnet als buffer (power-to-gas) 39

40 THOMAS DECAMPS