@incollection{Sterner, author = {Sterner, Michael}, title = {Power-to-Gas}, series = {Handbook of Climate Change Mitigation and Adaptation}, volume = {36}, booktitle = {Handbook of Climate Change Mitigation and Adaptation}, editor = {Chen, Wei-Yin and Suzuki, Toshio and Lackner, Maximilian}, publisher = {Springer}, address = {New York, NY}, isbn = {978-1-4614-6431-0}, doi = {10.1007/978-1-4614-6431-0_89-1}, pages = {1 -- 51}, abstract = {This chapter provides an overview on the storage technology power-to-gas for the decarbonization of all energy sectors. Other than "negative emissions" with CCS or biomass, which have clear limits in potentials, costs and environmental benefits, storage and energy conversion technologies like power-to-gas and power-to-x enable the decarbonization by neutralizing the CO2 footprint of all energy services. Via the conversion of renewable electricity into chemical energy carriers like renewable hydrogen or renewable hydrocarbons, the existing fossil infrastructure with vast and sufficient storage and transport capacities can be used with carbon neutral renewable energy. After showing the demand for storage technologies, the technology components of power-to-gas are described, building the basis for the storage system power-to-gas itself that is described in detail, including efficiency, potential, CO2 emissions, and costs. In conclusion, a technical pathway of decarbonization including costs is described for the industrial nation of Germany and necessary policy frameworks are derived.}, language = {en} } @misc{OPUS4-3815, title = {Handbook of Energy Storage}, editor = {Sterner, Michael and Stadler, Ingo}, edition = {Translation of 2nd German edition Sterner, „Stadler Energiespeicher - Bedarf, Technologien, Integration"}, publisher = {Springer-Nature}, address = {Heidelberg, Berlin, New York}, isbn = {978-3-662-55503-3}, doi = {10.1007/978-3-662-55504-0}, abstract = {There are several approaches to classifying energy storage systems (see Chaps. 1 and 2). Storage systems are used in a large number of different technologies at various stages of development, and in a wide range of application areas (see Chaps. 3 to 5). This chapter compares the capabilities of the different storage systems using the following criteria:This comparison of storage systems also provides a convenient overview of the various storage systems and their capabilities.}, language = {en} } @inproceedings{ThemaBellackWeidlichetal., author = {Thema, Martin and Bellack, Annett and Weidlich, Tobias and Huber, Harald and Karl, J{\"u}rgen and Sterner, Michael}, title = {Optimizing biological CO2-methanation in a trickle-bed reactor}, series = {6th International Conference on Renewable Energy Gas Technology, 20-21 May 2019, Malm{\"o}, Sweden. Conference proceedings}, booktitle = {6th International Conference on Renewable Energy Gas Technology, 20-21 May 2019, Malm{\"o}, Sweden. Conference proceedings}, editor = {Held, J{\"o}rgen}, publisher = {Renewable Energy Technology International AB}, address = {Lund, Sweden}, pages = {93 -- 94}, language = {en} } @misc{ThemaBellackWeidlichetal., author = {Thema, Martin and Bellack, Annett and Weidlich, Tobias and Huber, Harald and Karl, J{\"u}rgen and Sterner, Michael}, title = {Optimierung biologischer CO2-Methanisierung im Rieselbett-Reaktor}, series = {4. Regensburger Energiekongress, Regensburg 26.-27.02.2019}, journal = {4. Regensburger Energiekongress, Regensburg 26.-27.02.2019}, language = {de} } @misc{Sterner, author = {Sterner, Michael}, title = {Insight into Power-to-Gas/Liquids: a solution for sustainable transport besides e-mobility}, series = {Conference Low Carbon Transport - Engineering the Fuels of the Future (Institution of Mechanical Engineers), London 09.07.2019}, journal = {Conference Low Carbon Transport - Engineering the Fuels of the Future (Institution of Mechanical Engineers), London 09.07.2019}, publisher = {Institution of Mechanical Engineers}, address = {London}, language = {en} } @techreport{MichaelSternerMareikeJentschUweHolzhammer, author = {Michael Sterner, and Mareike Jentsch, and Uwe Holzhammer,}, title = {Energiewirtschaftliche und {\"o}kologische Bewertung eines Windgas-Angebotes}, publisher = {Fraunhofer Institute for Energy Economics and Energy System Technology}, address = {Kassel}, doi = {10.13140/RG.2.2.25093.68328}, abstract = {In this technical report, (1) the benefits of the new technology for future energy supply are discussed, (2) the climate protection effect of wind gas is discussed, and (3) a reasonable use of wind energy for gas generation is analyzed. In particular, windgas in the heat market is discussed in the utilization cascade of wind energy. The new "power-to-gas" concept opens up completely new possibilities for the integration of renewable energies and for coupling the electricity and gas grids. The Sabatier process, which has been known for 100 years, was first developed for this purpose in 2008 under the leadership of the Center for Solar Energy and Hydrogen Research and Fraunhofer IWES (formerly ISET) with electrolysis to create the "power-to-gas" concept for energy storage. A first pilot plant was built by ZSW Stuttgart on behalf of SolarFuel in 2009. This plant proves the technical feasibility of the new technology. Renewable gas is stored, transported and used as required as control and reserve energy via reconversion, e.g. in combined cycle power plants. In this way, decentrally generated renewable electricity is converted into a CO2 -neutral energy carrier with high energy density. The key advantage of renewable methane is the use of existing infrastructure such as gas grids, gas storage and end-use equipment for the integration of renewable energy. Technologies for natural gas are state of the art and commercially available. Methane also has three times the energy density of hydrogen.}, language = {en} } @inproceedings{Haslbeck, author = {Haslbeck, Matthias}, title = {Innovative Aspekte der Netzplanung im Verteilungsnetz}, series = {2. OTTI-Konferenz Zuk{\"u}nftige Stromnetze f{\"u}r Erneuerbare Energien, Hilton-Hotel Berlin, 27./28. Januar 2015}, booktitle = {2. OTTI-Konferenz Zuk{\"u}nftige Stromnetze f{\"u}r Erneuerbare Energien, Hilton-Hotel Berlin, 27./28. Januar 2015}, address = {Regensburg}, organization = {Ostbayerisches Technologie-Transfer-Institut (OTTI)}, isbn = {978-3-943891-46-1}, pages = {110 -- 115}, abstract = {In den Verteilungsnetzen (VN) besteht erheblicher Optimierungsbedarf, um die geplanten Leistungen an dezentralen Erzeugungsanlagen (EZA) aufnehmen und um die erzeugte Energie an das {\"U}bertragungsnetz abgeben zu k{\"o}nnen. Bislang konnte der Aufwand f{\"u}r die Netzplanung im VN mittels standardisierter Abl{\"a}ufe und großz{\"u}gigen Reserven im Spannungsband und der Stromtragf{\"a}higkeit begrenzt werden. Im Zuge des Zubaus an EZA schwinden diese Reserven und Netzplanungsaufgaben m{\"u}ssen individueller f{\"u}r einzelne Netzabschnitte gel{\"o}st werden. Die Forschungsstelle f{\"u}r Energienetze und Energiespeicher (FENES) der OTH Regensburg besch{\"a}ftigt sich u. a. mit der Fragestellung wie die Netzplanung im Verteilungsnetz hinsichtlich der neu entstandenen Herausforderungen optimiert werden kann und gleichzeitig praktikabel bleibt. Kernthemen sind dabei das Spannungs- und das Blindleistungsmanagement im Verteilungsnetz. Im Zuge der Energiewende gilt es die vorhandene Netzinfrastruktur noch effizienter auszunutzen und den Ausbau noch st{\"a}rker bedarfsorientiert zu gestalten. Infolgedessen bewegt sich der Netzbetrieb n{\"a}her an den Grenzen der Netzparameter (z. B. Spannungshaltung und Auslastung). Von daher m{\"u}ssen bislang praktizierte Verfahren weiter entwickelt werden, , um weiterhin einen sicheren und stabilen Netzbetrieb zu gew{\"a}hrleisten.}, language = {de} } @book{OPUS4-4015, title = {Energiespeicher - Bedarf, Technologien, Integration}, editor = {Sterner, Michael and Stadler, Ingo}, edition = {2. korrigierte und erg{\"a}nzte Auflage}, publisher = {Springer}, address = {Berlin, Heidelberg}, isbn = {978-3-662-48892-8}, doi = {10.1007/978-3-662-48893-5}, abstract = {Die Autoren dieses Werkes geben einen umfassenden {\"U}berblick {\"u}ber die verschiedenen Aspekte der Energiespeicherung. Sie beschreiben zun{\"a}chst die Bedeutung von Energiespeichern in der Energieversorgung und definieren ihre Rolle darin. Dann gehen sie auf den Speicherbedarf in der Strom-, W{\"a}rme- und Kraftstoffversorgung im Kontext der Energiewende ein. Im Hauptteil werden die verschiedenen Speichertechnologien ausf{\"u}hrlich vorgestellt sowie ihre Vor- und Nachteile diskutiert. Praktische Anwendungsbeispiele und die Integration von Speichern {\"u}ber alle Energiesektoren hinweg runden das Buch ab. Zahlreiche Grafiken und Beispiele veranschaulichen das gesamte Feld der Energiespeicher und sind als Erg{\"a}nzung mehrsprachig online in Farbe verf{\"u}gbar. Die 2. Auflage enth{\"a}lt ein neues Kapitel zu den rechtlichen Rahmenbedingungen, neue Studien zum Speicherbedarf, Power-to-X f{\"u}r die chemische Industrie, neue LOHC- und Lageenergiespeicher sowie neueste Trends zu Kostenentwicklung und Batterieanwendungen. „Endlich ein umfassendes Buch zur Energiewende, das auch f{\"u}r technische Laien verst{\"a}ndlich und inspirierend geschrieben ist." Franz Alt, Journalist und Buchautor „Das großartige Werk sei allen empfohlen, die sich wirklich f{\"u}r die Zukunft unseres Landes interessieren. Es zeigt auf eindrucksvolle Weise: Es wird nicht einfach, aber wir schaffen das." Prof. Dr. Harald Lesch, Physiker und Fernsehmoderator}, language = {de} } @book{OPUS4-4024, title = {Energiespeicher - Bedarf, Technologien, Integration}, editor = {Sterner, Michael and Stadler, Ingo}, publisher = {Springer}, address = {Berlin, Heidelberg}, isbn = {978-3-642-37379-4}, doi = {10.1007/978-3-642-37380-0}, abstract = {Im Kontext der Energiewende sind Energiespeicher ein zentrales technisches, wirtschaftliches und energiepolitisches Thema.Die Autoren dieses kompakten Werkes geben einen umfassenden Uberblick Uber die verschiedenen Aspekte der Energiespeicherung. Sie beschreiben zunachst die Bedeutung von Energiespeichern in der Energieversorgung und definieren ihre Rolle darin. Dann gehen sie auf den Speicherbedarf in der Strom-, Warme- und Kraftstoffversorgung im Kontext der Energiewende ein. Im Hauptteil werden die verschiedenen Speichertechnologien ausfUhrlich vorgestellt sowie ihre Vor- und Nachteile diskutiert. Praktische Anwendungsbeispiele und die Integration von Speichern Uber alle Energiesektoren hinweg runden das Buch ab. Zahlreiche Grafiken und Beispiele veranschaulichen das gesamte Feld der Energiespeicher und sind als Erganzung samt Animationen online in Farbe verfUgbar.Die ZielgruppenDas Lehr- und Fachbuch wendet sich an Ingenieure, Wissenschaftler, Energieplaner und Energiewirtschaftler in Forschung und Industrie sowie an Studierende an Hochschulen und Universitaten in den Bereichen Maschinenbau, Verfahrenstechnik, Elektrotechnik und Energietechnik.}, language = {de} } @techreport{SternerThemaEckertetal., author = {Sterner, Michael and Thema, Martin and Eckert, Fabian and Moser, Albert and Sch{\"a}fer, Andreas and Drees, Tim and Christian Rehtanz, and Ulf H{\"a}ger, and Kays, Jan and Seack, Andr{\´e} and Dirk Uwe Sauer, and Matthias Leuthold, and Philipp St{\"o}cker,}, title = {Stromspeicher in der Energiewende - Untersuchung zum Bedarf an neuen Stromspeichern in Deutschland f{\"u}r den Erzeugungsausgleich, Systemdienstleistungen und im Verteilnetz}, publisher = {Agora Energiewende}, address = {Berlin}, doi = {10.13140/RG.2.2.31804.56964}, abstract = {Wie groß ist der Speicherbedarf in Deutschland in der weiteren Umsetzung der Energiewende? Welche Rolle spielen Batteriespeicher, Pumpspeicher, Power-to-Gas etc. im Kontext anderer Flexibilit{\"a}tsoptionen auf den verschiedenen Netzebenen? Wie entwickelt sich der Markt f{\"u}r Batterien und Wasserstoff? In unserer Agora-Speicherstudie haben wir auch erstmalig den Begriff Power-to-X definiert und damit die bis dato entstandenen Begriffe Power-to-Gas, Power-to-Liquids, Power-to-Products, Power-to-Chemicals etc. zusammengefasst.}, language = {de} } @incollection{Sterner, author = {Sterner, Michael}, title = {Power-to-Gas}, series = {Handbook of Climate Change Mitigation and Adaptation}, booktitle = {Handbook of Climate Change Mitigation and Adaptation}, editor = {Chen, Wei-Yin and Suzuki, Toshio and Lackner, Maximilian}, edition = {2}, publisher = {Springer VS}, address = {Cham}, isbn = {978-3-319-14408-5}, doi = {10.1007/978-3-319-14409-2_89}, pages = {2775 -- 2825}, abstract = {This chapter provides an overview on the storage technology power-to-gas for the decarbonization of all energy sectors. Other than "negative emissions" with CCS or biomass, which have clear limits in potentials, costs and environmental benefits, storage and energy conversion technologies like power-to-gas and power-to-x enable the decarbonization by neutralizing the CO2 footprint of all energy services. Via the conversion of renewable electricity into chemical energy carriers like renewable hydrogen or renewable hydrocarbons, the existing fossil infrastructure with vast and sufficient storage and transport capacities can be used with carbon neutral renewable energy. After showing the demand for storage technologies, the technology components of power-to-gas are described, building the basis for the storage system power-to-gas itself that is described in detail, including efficiency, potential, CO2 emissions, and costs. In conclusion, a technical pathway of decarbonization including costs is described for the industrial nation of Germany and necessary policy frameworks are derived.}, language = {en} } @incollection{JentschTrostSterner, author = {Jentsch, Mareike and Trost, Tobias and Sterner, Michael}, title = {Optimal Use of Power-to-Gas Energy Storage Systems in an 85\% Renewable Energy Scenario}, series = {Energy Procedia}, volume = {46}, booktitle = {Energy Procedia}, publisher = {Elsevier}, issn = {1876-6102}, doi = {10.1016/j.egypro.2014.01.180}, pages = {254 -- 261}, abstract = {In future energy systems with high shares of fluctuating renewable energy generation, electricity storage will become increasingly important for the utilization of surplus energy. The Power-to-Gas (PtG) technology is one promising option for solving the challenge of long-term electricity storage and is theoretically able to ease situations of grid congestion at the same time. This article presents the perspectives of PtG in an 85\% renewable energy scenario for Germany, quantifying an economic optimum for the PtG capacity as well as an optimized spatial PtG deployment.}, language = {en} } @article{ThemaThema, author = {Thema, Johannes and Thema, Martin}, title = {Nachnutzungskonzept: Braunkohle-Tagebaue als Pumpspeicherkraftwerk?}, series = {Energiewirtschaftliche Tagesfragen - et : Zeitschrift f{\"u}r Energiewirtschaft, Recht, Technik und Umwelt}, volume = {69}, journal = {Energiewirtschaftliche Tagesfragen - et : Zeitschrift f{\"u}r Energiewirtschaft, Recht, Technik und Umwelt}, number = {4}, publisher = {ETV Energieverl.}, address = {Essen}, pages = {38 -- 39}, abstract = {Der Anteil fluktuierender erneuerbarer Energien im deutschen Strommix steigt. Um die Netzstabilit{\"a}t zu erhalten, Fluktuationen im Dargebot nach Wetterlage und saisonal auszugleichen sind absehbar ab ca. 2030 große Stromspeicherkapazit{\"a}ten erforderlich. Wasser-Pumpspeicherwerke sind derzeit die einzige langj{\"a}hrig erprobte Technologie, die k{\"u}nftig in Braunkohletagebauen, welche im Zuge der Energiewende aufgegeben werden, errichtet werden k{\"o}nnten. Eine {\"U}berschlagsrechnung am Beispiel eines Pumpspeicherwerks in verschiedenen Tagebauen zeigt, dass diese mit bis zu 400 GWh ein signifikantes technisches Speicherpotenzial haben.}, language = {de} } @incollection{SternerThema, author = {Sterner, Michael and Thema, Martin}, title = {Vergleich der Speichersysteme}, series = {Energiespeicher - Bedarf, Technologien, Integration}, booktitle = {Energiespeicher - Bedarf, Technologien, Integration}, edition = {2. Auflage}, publisher = {Springer Vieweg}, address = {Berlin ; Heidelberg}, isbn = {978-3-662-48893-5}, doi = {10.1007/978-3-662-48893-5_12}, pages = {645 -- 682}, subject = {Energiespeicher}, language = {de} } @incollection{SternerStadlerEckertetal., author = {Sterner, Michael and Stadler, Ingo and Eckert, Fabian and Gerhardt, Norman and von Olshausen, Christian and Thema, Martin and Trost, Tobias}, title = {Speicherintegration zur Kopplung unterschiedlicher Energiesektoren}, series = {Energiespeicher - Bedarf, Technologien, Integration}, booktitle = {Energiespeicher - Bedarf, Technologien, Integration}, edition = {2. Auflage}, publisher = {Springer Vieweg}, address = {Berlin ; Heidelberg}, isbn = {978-3-662-48893-5}, doi = {10.1007/978-3-662-48893-5_14}, pages = {769 -- 818}, subject = {Energieversorgung}, language = {de} } @incollection{SternerBreuerDreesetal., author = {Sterner, Michael and Breuer, Christopher and Drees, Tim and Eckert, Fabian and Maaz, Andreas and Pape, Carsten and Rotering, Niklas and Thema, Martin}, title = {Speicherbedarf in der Stromversorgung}, series = {Energiespeicher - Bedarf, Technologien, Integration}, booktitle = {Energiespeicher - Bedarf, Technologien, Integration}, edition = {2. Auflage}, publisher = {Springer Vieweg}, address = {Berlin ; Heidelberg}, isbn = {978-3-662-48893-5}, doi = {10.1007/978-3-662-48893-5_3}, pages = {53 -- 140}, subject = {Speicherbedarf}, language = {de} } @incollection{SternerEckertGerhardtetal., author = {Sterner, Michael and Eckert, Fabian and Gerhardt, Norman and Henning, Hans-Martin and Palzer, Andreas}, title = {Speicherbedarf in der W{\"a}rmeversorgung}, series = {Energiespeicher - Bedarf, Technologien, Integration}, booktitle = {Energiespeicher - Bedarf, Technologien, Integration}, edition = {2. Auflage}, publisher = {Springer Vieweg}, address = {Berlin ; Heidelberg}, isbn = {978-3-662-48893-5}, doi = {10.1007/978-3-662-48893-5_4}, pages = {141 -- 168}, subject = {Energiespeicher}, language = {de} } @incollection{SternerStadlerEckertetal., author = {Sterner, Michael and Stadler, Ingo and Eckert, Fabian and Thema, Martin}, title = {Speicherintegration in einzelnen Energiesektoren}, series = {Energiespeicher - Bedarf, Technologien, Integration}, booktitle = {Energiespeicher - Bedarf, Technologien, Integration}, edition = {2. Auflage}, publisher = {Springer Vieweg}, address = {Berlin ; Heidelberg}, isbn = {978-3-662-48893-5}, doi = {10.1007/978-3-662-48893-5_13}, pages = {685 -- 767}, subject = {Energiespeicher}, language = {de} } @incollection{StadlerEckert, author = {Stadler, Ingo and Eckert, Fabian}, title = {Lastmanagement als Energiespeicher}, series = {Energiespeicher - Bedarf, Technologien, Integration}, booktitle = {Energiespeicher - Bedarf, Technologien, Integration}, editor = {Sterner, Michael and Stadler, Ingo}, edition = {2. Auflage}, publisher = {Springer Vieweg}, address = {Berlin ; Heidelberg}, isbn = {978-3-662-48893-5}, doi = {10.1007/978-3-662-48893-5_11}, pages = {619 -- 644}, subject = {Lastverteilung }, language = {de} } @incollection{SternerEckertHenningetal.2017, author = {Sterner, Michael and Eckert, Fabian and Henning, Hans-Martin and Trost, Tobias}, title = {Speicherbedarf im Verkehrs- und Chemiesektor}, series = {Energiespeicher - Bedarf, Technologien, Integration}, booktitle = {Energiespeicher - Bedarf, Technologien, Integration}, edition = {2. Auflage}, publisher = {Springer Vieweg}, address = {Berlin ; Heidelberg}, isbn = {978-3-662-48893-5}, doi = {10.1007/978-3-662-48893-5_5}, pages = {169 -- 192}, year = {2017}, subject = {Speicherbedarf}, language = {de} }