TY - CHAP A1 - Sterner, Michael A1 - Breuer, Christopher A1 - Drees, Tim A1 - Eckert, Fabian A1 - Maaz, Andreas A1 - Pape, Carsten A1 - Rotering, Niklas A1 - Thema, Martin ED - Sterner, Michael ED - Stadler, Ingo T1 - Storage Demand in Power Supply T2 - Handbook of Energy Storage N2 - Energy storage systems (in the past as well as today) are one significant part in the energy supply. The following three chapters describe how storage demand will develop in the future for the electricity, heat, and traffic sectors, as well as for non-energetic consumption of fossil resources (the chemical industry). Chapter 3, the core of this section on storage demand, makes clear how and why the electricity sector is the nucleus of the energy supply of all sectors and why it creates essential bridges between electricity, heat, and transport sectors, as well as with the chemical industry. If planned electricity network expansion takes place and flexibilities in generation and consumption are fully exploited, the demand for electricity storage, according to present estimates, will only reach a significant scale at 60–80% shares of renewable energy in the power supply. Network expansion has a great impact on the storage demand, as well as flexible power generation in power plants, combined heat and power (CHP), and flexible consumption via demand-side management (DSM). Four studies in the context of storage demand and the role of energy storage systems for flexibility are comprehensively addressed. The authors and the co-authors were themselves participants in these studies, which will be complemented by ongoing research. A meta-study summary of the main results is shown in Abschn. 3.7, and these results are compared with seven further studies. Y1 - 2019 SN - 978-3-662-55503-3 U6 - https://doi.org/10.1007/978-3-662-55504-0_3 SP - 51 EP - 136 PB - Springer CY - Berlin, Heidelberg ER - TY - CHAP A1 - Sterner, Michael A1 - Eckert, Fabian A1 - Gerhardt, Norman A1 - Henning, Hans-Martin A1 - Palzer, Andreas ED - Sterner, Michael ED - Stadler, Ingo T1 - Heating Supply Storage Requirements T2 - Handbook of Energy Storage N2 - Unlike the electricity sector, heating and cooling storage requirements have attracted little public attention. This is because these storage requirements have generally already been met, and will not change significantly in the future. In the electricity sector by contrast, there will be a significant shift from primary energy storage to electricity and final energy storage. Both sectors have remarkably high storage requirements. Almost all households have thermal buffers. The same is true of renewable energy heating systems such as pellet heating, geothermal, or solar-thermal systems. Some households with liquid gas or oil heating even have two storage units: a fuel tank and a thermal buffer. Exceptions include heating systems with upstream storage such as district heating or gas storage. In the future, integration of the electricity and heating sectors by combined heat and power (CHP) generation, heat pumps, power-to-heat (PtH), and power-to-gas (PtG) will facilitate the use of renewable energy, and lead to a paradigm shift. Relying on results from various studies, this chapter examines the development of heating supply in Germany and the resulting thermal storage requirements. The chapter’s later sections provide surplus and storage potential estimates. Cooling requirements are included as ‘process cooling’ under ‘process heat’, and as ‘air-conditioning’ over ‘room heating’. It is primarily integrated into electricity demand. Y1 - 2019 SN - 978-3-662-55503-3 U6 - https://doi.org/10.1007/978-3-662-55504-0_4 SP - 137 EP - 163 PB - Springer CY - Berlin, Heidelberg ER - TY - CHAP A1 - Sterner, Michael A1 - Stadler, Ingo A1 - Eckert, Fabian A1 - Gerhardt, Norman A1 - von Olshausen, Christian A1 - Thema, Martin A1 - Trost, Tobias ED - Sterner, Michael ED - Stadler, Ingo T1 - Storage Integration for Coupling Different Energy Sectors T2 - Handbook of Energy Storage N2 - Electricity is becoming the primary source of energy, a trend that is particularly apparent through the coupling of the electricity sector with other energy sectors. In addition to the established links between the electricity and heating sectors using combined heat and power (CHP), which is supplemented by electric heat-pumps and power-to-heat (PtH), other new links are also emerging. These links are manifesting in the form of electro-mobility and electric fuels in the electricity and transport sectors; and in the electricity and gas sector they are appearing in the form of power-to-gas (PtG). The production of basic chemical materials such as methanol or polymers using electrical energy, water, and CO2 will also play a role in the future. However, the latter will not be dealt with explicitly here. Instead we will consider in detail other aspects of electricity as a primary energy source and its integration and application for energy storage. Y1 - 2019 SN - 978-3-662-55503-3 U6 - https://doi.org/10.1007/978-3-662-55504-0_14 SP - 757 EP - 803 PB - Springer CY - Berlin, Heidelberg ER - TY - CHAP A1 - Sterner, Michael A1 - Stadler, Ingo A1 - Eckert, Fabian A1 - Thema, Martin ED - Sterner, Michael ED - Stadler, Ingo T1 - Storage Integration in Individual Energy Sectors T2 - Handbook of Energy Storage N2 - How is energy storage integrated and currently implemented in the electricity supply, heating supply, and mobility sectors? This chapter provides both theoretical and practical answers to that question. The chapter focuses on the integration of renewable energy. Cross-sectoral energy storage systems that link the electricity, heating, and mobility sectors are discussed in Kap. 14. This chapter focuses on storage integration in the electricity sector. After considering stand-alone networks, the chapter uses practical examples to analyze the various storage applications in the European network. The chapter concludes with a discussion of storage integration in the heating and transportation sectors. Y1 - 2019 SN - 978-3-662-55503-3 U6 - https://doi.org/10.1007/978-3-662-55504-0_13 SP - 675 EP - 755 PB - Springer CY - Berlin, Heidelberg ER - TY - JOUR A1 - Thema, Martin A1 - Sterner, Michael A1 - Lenck, Thorsten A1 - Götz, Philipp T1 - Necessity and Impact of Power-to-gas on Energy Transition in Germany JF - Energy Procedia N2 - The present paper gives an outlook on a bandwidth of required installed power-to-gas capacity in the German power sector fed by 100% renewable generation until 2050. Two scenarios were simulated to quantify cost effects of power-to-gas on the electricity system: once with, once without additional short-term flexibility options to a system using fossil natural gas as sole flexibility option instead. As a result, at latest in 2035, power-to-gas capacity expansion has to take place to reach required installed capacities of up to 89-134 GW in 2050. Application of power-to-gas as long-term flexibility leads to cost savings of up to 11,7-19 bn Euro enabling a fully renewable system in 2050. KW - decarbonization KW - energy storage KW - energy transition KW - Power-to-Gas KW - renewable energy KW - supply security KW - surplus energy KW - system costs Y1 - 2016 U6 - https://doi.org/10.1016/j.egypro.2016.10.129 VL - 99 SP - 392 EP - 400 PB - Elsevier ER - TY - CHAP A1 - Sterner, Michael A1 - Thema, Martin ED - Sterner, Michael ED - Stadler, Ingo T1 - Comparison of Storage Systems T2 - Handbook of Energy Storage N2 - 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. Y1 - 2019 SN - 978-3-662-55503-3 U6 - https://doi.org/10.1007/978-3-662-55504-0_12 VL - 6 SP - 637 EP - 672 PB - Springer CY - Berlin, Heidelberg ER - TY - GEN A1 - Sterner, Michael A1 - Heberl, Michael T1 - The ORBIT-Project: Biological methanation in a trickle-bed reactor - key results and next steps T2 - 5th Nuremberg Workshop on Methanation and 2nd Generation, Nürnberg Friedrich-Alexander-Universität, 28.05.2021 KW - biologische Methanisierung KW - Archaeen KW - Power-to-Gas KW - Erneuerbare Energien KW - Rieselbett Bioreaktor Y1 - 2021 ER - TY - GEN A1 - Sterner, Michael T1 - Wie wird Deutschland klimaneutral? Neue Lösungen für erneuerbare Energieerzeugung T2 - Jahreskonferenz der Stiftung Nagelschneider zur Erforschung, München, 19.11.2021 KW - Erneuerbare Energien KW - Klimaneutralität KW - Energiewende KW - Klimaschutz Y1 - 2021 CY - München ER - TY - GEN A1 - Sterner, Michael T1 - Strom - Wärme - Verkehr - Industrie: das Zusammenspiel der Sektoren über Power-to-X T2 - Deutscher Ingenieurtag 2021, Düsseldorf 20. Mai 2021 KW - Erneuerbare Energien KW - Klimaneutralität KW - Energiewende KW - Sektorenkopplung Y1 - 2021 PB - VDI-Verlag ER - TY - GEN A1 - Sterner, Michael T1 - Power-to-X for Europes Energy Transformation – Booster H2Global T2 - Hydrogen Online Workshop Conference (Mission Hydrogen), 25.03.2021 KW - Erneuerbare Energien KW - Klimaneutralität KW - Energiewende KW - Sektorenkopplung KW - Power-to-X Y1 - 2021 ER - TY - GEN A1 - Sterner, Michael T1 - Sektorenkopplung mit Solarstrom: Theorie und Praxis T2 - 17. Nationale Photovoltaik-Tagung, Kursaal Bern, Schweiz 26.03.2019 KW - Erneuerbare Energien KW - Klimaneutralität KW - Energiewende KW - Sektorenkopplung KW - Solarstrom KW - Photovoltaik Y1 - 2019 ER - TY - GEN A1 - Sterner, Michael T1 - Technologieausblick Solarstromspeicher T2 - Innovationsforum Photovoltaik, 18. Oktober 2021, Linz KW - Erneuerbare Energien KW - Klimaneutralität KW - Energiewende KW - Solarstrom KW - Energiespeicher KW - Photovoltaik Y1 - 2021 ER - TY - GEN A1 - Sterner, Michael T1 - Ohne Speicher, Wasserstoff und Power-to-X keine Dekarbonisierung von Verkehr und Industrie – Möglichkeiten und Notwendigkeit der integrierten Sektorenkopplung T2 - CIGRE/CIRED Informationsveranstaltung 2020, Leipzig, 13.10.2020 KW - Erneuerbare Energien KW - Klimaneutralität KW - Energiewende KW - Sektorenkopplung KW - Klimaschutz KW - Energiespeicher KW - Power-to-X Y1 - 2020 ER - TY - GEN A1 - Sterner, Michael A1 - Thema, Martin T1 - Technologies status and perspectives of Power-to-Gas in connection with seasonal underground storage T2 - European Workshop on Underground Energy Storage, Paris 07.11.2019 KW - Erneuerbare Energien KW - Klimaneutralität KW - Energiewende KW - Sektorenkopplung KW - Power-to-Gas Y1 - 2019 ER - TY - GEN A1 - Sterner, Michael T1 - Power-to-Gas technologies in the energy sector and their role in the fight against climate change T2 - Hungarian Power-to-Gas REKK Forum, Budapest Corvinus University, 12.02.2020 KW - Erneuerbare Energien KW - Klimaneutralität KW - Energiewende KW - Sektorenkopplung KW - Power-to-Gas Y1 - 2020 ER - TY - GEN A1 - Sterner, Michael T1 - Megathema Wasserstoff: Power-to-X im Kontext der Energiewende und des Klimaschutzes in Deutschland T2 - IRES Symposium, Berlin 18.11.2020 KW - Erneuerbare Energien KW - Wasserstoff KW - Klimaneutralität KW - Power-to-X KW - Energiewende KW - Sektorenkopplung Y1 - 2020 ER - TY - GEN A1 - Sterner, Michael T1 - Die Rolle von Wasserstoff in allen Sektoren T2 - Sektorenübergreifende Erkenntnisse zu PtX Fachforum "Wasserstoff Technologie, Prozesssicherheit und Regionalentwicklung", Kurt-Schwabe-Institut für Mess- und Sensortechnik Meinsberg e.V.) Meinsberg, 23.9.2020 KW - Erneuerbare Energien KW - Klimaneutralität KW - Energiewende KW - Sektorenkopplung KW - Wasserstoff Y1 - 2020 ER - TY - GEN A1 - Sterner, Michael T1 - Power-to-X im Kontext der Energiewende und des Klimaschutzes in Deutschland T2 - Hydrogen Dialogue H2.Bayern, 18.11.2020, Nürnberg Friedrich-Alexander-Universität KW - Erneuerbare Energien KW - Klimaneutralität KW - Energiewende KW - Sektorenkopplung KW - Power-to-X Y1 - 2020 ER - TY - GEN A1 - Sterner, Michael T1 - The role of green H 2 + Power-to-X in the German Energy Transition T2 - First Brazilian-German Green Hydrogen Congress, Brasilia 06.10.2020 KW - Erneuerbare Energien KW - Klimaneutralität KW - Energiewende KW - Sektorenkopplung KW - Wasserstoff KW - Power-to-X Y1 - 2020 ER - TY - GEN A1 - Sterner, Michael T1 - Bedeutung des Klimaschutzes für die Wirtschaft in Ostbayern T2 - Veranstaltungsreihe der Freunde der OTH Regensburg e. V., Regensburg, Regensburg 25.11.2020 KW - Erneuerbare Energien KW - Klimaneutralität KW - Energiewende KW - Sektorenkopplung KW - Klimaschutz Y1 - 2020 ER - TY - GEN A1 - Sterner, Michael T1 - Gas aus einer Gesamtenergieversorgungsperspektive - Warum wir Power-to-X für die Klimaneutralität brauchen T2 - Kopernikus-Konferenz Projekt "Ensure" (Deutsche Umwelthilfe), 15. April 2021 KW - Erneuerbare Energien KW - Klimaneutralität KW - Energiewende KW - Sektorenkopplung KW - Power-to-Gas Y1 - 2021 ER - TY - GEN A1 - Sterner, Michael T1 - Vom Klimaschutz zum Wasserstoff in Verkehr und Industrie – jetzt regional handeln T2 - Kick-Off Workshop: HyExpert Wasserstoffmodellregion Fichtelgebirge, Wunsiedel, 22.09.2020 KW - Erneuerbare Energien KW - Klimaneutralität KW - Energiewende KW - Sektorenkopplung KW - Wasserstoff Y1 - 2020 ER - TY - GEN A1 - Sterner, Michael T1 - Wasserstoff als zentraler Baustein der Energiewende in Süddeutschland: Powerto- Gas und der rechtliche Rahmen T2 - 1. Wasserstofftag Süddeutschland, Um 29.10.2020 KW - Erneuerbare Energien KW - Klimaneutralität KW - Energiewende KW - Wasserstoff Y1 - 2020 ER - TY - GEN A1 - Sterner, Michael T1 - Warum wir Power-to-X für die Klimaneutralität und Mobilitätswende brauchen T2 - DECHEMA Fachforum Diesel: Mobilitätswende durch alternative Antriebe und Kraftstoffe:, Frankfurt 02.12.2020 KW - Erneuerbare Energien KW - Klimaneutralität KW - Energiewende KW - Sektorenkopplung KW - Power-to-X Y1 - 2020 ER - TY - GEN A1 - Sterner, Michael T1 - Grüner Wasserstoff - wo wir ihn brauchen für die Klimaneutralität T2 - Energiewendeforum Wasserstoff (Grüner Strom Label e. V.), Bonn, 21. September 2021 KW - Erneuerbare Energien KW - Klimaneutralität KW - Energiewende KW - Wasserstoff Y1 - 2021 ER - TY - GEN A1 - Sterner, Michael T1 - Die Grenzen des Wasserstoff-Hypes T2 - 1. Mitteldeutscher Wasserstoffkongress, 2. November 2021, Leuna CCE Kulturhaus KW - Erneuerbare Energien KW - Klimaneutralität KW - Energiewende KW - Wasserstoff Y1 - 2021 ER - TY - GEN A1 - Sterner, Michael T1 - Wasserstoff – Energieträger der Zukunft T2 - BBA Forum, Passau 24.11.2020 KW - Erneuerbare Energien KW - Klimaneutralität KW - Energiewende KW - Wasserstoff Y1 - 2020 ER - TY - CHAP A1 - Stadler, Ingo A1 - Sterner, Michael ED - Droege, Peter T1 - Urban Energy Storage and Sector Coupling T2 - Urban Energy Transition N2 - Global warming, greenhouse gas emissions, and the general transition toward renewable energy resources are mentioned many times within this book, and will not be repeated again here. Countries that are transitioning to use of more renewable energy sources are mainly using wind and solar power—except for a few countries that, due to their prerequisites, will mainly use hydro power and/or bioenergy. The transmission process in terms of energy generation so far is mainly happening in rural areas—not in urban centers. Most technologies do not really play an important role in urban areas, and are mainly focused on the application of solar energy. Solar energy is widely applied more in rural areas, although investigations show that its application in urban areas already fits well into the existing grid infrastructure. Whereas rural areas are more prone to grid integration problems, the energy infrastructure in urban centers is already well prepared for renewables integration. In fostering tight bundles of potentially linked energy generation, distribution, networking, and use across power and thermal systems in stationary and mobile modes, urban centers become particularly critical in the energy transition processes as energy systems are becoming completely based on renewable sources without a nuclear or fossil-based backbone. This chapter discusses the almost unlimited energy storage possibilities. It will show their enormous capabilities, but also their significant differences in many physical and economical parameters. Next, the authors discuss the necessity of combining and coupling the different energy sectors for electricity, heat, cold, gas, and transport. Finally, the authors present the conclusion that only when coupling the energy sectors and using cheap and efficient energy storage options from one energy sector to solve challenges within another energy sector will the energy transition process be managed in an efficient way. KW - Energy storage KW - energy transition KW - Greenhouse gas emissions KW - RENEWABLE ENERGY KW - Renewable sources KW - sector coupling Y1 - 2018 SN - 978-0-08-102074-6 U6 - https://doi.org/10.1016/B978-0-08-102074-6.00026-7 SP - 225 EP - 244 PB - Elsevier ET - 2. ed. ER - TY - CHAP A1 - Sörgel, Matthias A1 - Riederer, Michael A1 - Held, Andreas A1 - Plake, Daniel A1 - Zhu, Zhilin A1 - Foken, Thomas A1 - Meixner, Franz X. ED - Foken, Thomas T1 - Trace Gas Exchange at the Forest Floor T2 - Energy and Matter Fluxes of a Spruce Forest Ecosystem N2 - Exchange conditions at the forest floor are complex due to the heterogeneity of sources and sinks and the inhomogeneous radiation but are important for linking soil respiration to measurements in the trunk space or above canopy. Far more attention has therefore been paid to above and within canopy flows, but even studies that addressed forest floor exchange do not present measurements below 1 m or 2 m. We used a multilayer model that explicitly resolves the laminar layer, the buffer layer, and the turbulent layer to calculate fluxes from the measured profiles in the lowest meter above ground and to calculate effective surface concentrations from given fluxes. The calculated fluxes were compared to measured eddy covariance fluxes of sensible heat and O3 and to chamber derived soil fluxes of CO2 and 222Rn. Sensible heat fluxes agreed surprisingly well given the heterogeneity of radiative heating and the generally low fluxes (max. 25 W m−2). The chamber fluxes turned out to be not comparable as the chamber fluxes were too low, probably due to one of the well-known problems of enclosures such as pressure differences, disturbed gradients and exclusion of naturally occurring turbulence events and surface cooling. The O3 fluxes agreed well for high O3 values reaching down to the forest floor during full coupling of the canopy by coherent structures. During most of the time, the model overestimated the fluxes as chemical reactions were dominating within the profile. One new approach was to calculate the effective surface concentration from a given flux and compare this to measured surface concentrations. This allowed the identification of situations with a coupled and decoupled forest floor layer, which has important consequences for respiration measurements in the trunk space or above canopy and should be considered in upcoming studies. KW - Chamber Flux KW - Eddy Covariance KW - Forest Floor KW - Multilayer Model KW - Nitrogen Oxide Y1 - 2017 SN - 978-3-319-49387-9 U6 - https://doi.org/10.1007/978-3-319-49389-3_8 VL - 229 SP - 157 EP - 179 PB - Springer CY - Cham ER - TY - RPRT A1 - Thema, Martin A1 - Kaul, Anja A1 - Sterner, Michael A1 - Heberl, Michael T1 - Optimierung eines Rieselbett-Bioreaktors für die dynamische mikrobielle Biosynthese von Methan mit Archaeen-Mikroorganismen in Power-to-Gas-Anlagen N2 - Das übergeordnete Ziel des Vorhabens war die Entwicklung neuer technologischer Möglichkeiten für den biologischen Methanisierungsprozess mit Archaeen1 in Power-to-Gas-Anwendungen. Im Gegensatz zur technisch ausgereiften chemisch-katalytischen Methanisierung sind hier noch Potenziale zur Optimierung verfahrenstechnischer und biologischer Prozesse für das Speicherkonzept Power-to-Gas [7] vorhanden. Dabei sollte zum einen ein Rieselbett-Bioreaktor optimiert, simuliert und für die Hochskalierung vorbereitet werden. Zum anderen sollte eine Kombination optimal geeigneter Mikroorganismen und Packungsmaterialien selektiert und deren Verhalten und Eignung im Reaktor analysiert werden. Das Verhalten des entwickelten Systems sollte zunächst im Labor- und Technikumsmaßstab und anschließend im Feldtest an einer bestehenden Power-to-Gas-Anlage untersucht werden. Hauptziel während des Feldtests war die Produktion von einspeisefähigem Methan sowie dessen Einspeisung ins Gasnetz. Ein Hauptziel des Projektes war es, die Normung und Standardisierung notwendiger Systemparameter und Semantik zur Beschreibung und Einbindung biologischer Methanisierungseinheiten in Power-to-Gas-Anlagen voranzutreiben. Dies sollte zum einen die Vergleichbarkeit der wissenschaftlichen Erkenntnisse verbessern und zum anderen unterstützend bei der Kommerzialisierung der Technologie wirken. Aus dem Projekt heraus wurde so die neue Normungsreihe VDI 4635 Power-to-X beim Verein Deutscher Ingenieure angestoßen. KW - Biologische Methanisierung KW - Power-to-Gas KW - Erneuerbare Energien KW - Rieselbett-Bioreaktor KW - Archaeen Y1 - 2021 U6 - https://doi.org/10.2314/KXP:1815321555 ER - TY - CHAP A1 - Sterner, Michael ED - Chen, Wei-Yin ED - Suzuki, Toshio ED - Lackner, Maximilian T1 - Power-to-Gas T2 - Handbook of Climate Change Mitigation and Adaptation N2 - 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. Y1 - 2016 SN - 978-1-4614-6431-0 U6 - https://doi.org/10.1007/978-1-4614-6431-0_89-1 VL - 36 SP - 1 EP - 51 PB - Springer CY - New York, NY ER - TY - GEN ED - Sterner, Michael ED - Stadler, Ingo T1 - Handbook of Energy Storage BT - Demand, Technologies, Integration N2 - 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. KW - Erneuerbare Energien KW - Power-to-Gas KW - Energiespeicher Y1 - 2019 SN - 978-3-662-55503-3 U6 - https://doi.org/10.1007/978-3-662-55504-0 PB - Springer-Nature CY - Heidelberg, Berlin, New York ET - Translation of 2nd German edition Sterner, „Stadler Energiespeicher – Bedarf, Technologien, Integration“ ER - TY - CHAP A1 - Thema, Martin A1 - Bellack, Annett A1 - Weidlich, Tobias A1 - Huber, Harald A1 - Karl, Jürgen A1 - Sterner, Michael ED - Held, Jörgen T1 - Optimizing biological CO2-methanation in a trickle-bed reactor BT - the ORBIT-Project T2 - 6th International Conference on Renewable Energy Gas Technology, 20-21 May 2019, Malmö, Sweden. Conference proceedings KW - Biologische Methanisierung KW - Power-to-Gas KW - Erneuerbare Energien KW - Rieselbett-Bioreaktor KW - Archaeen Y1 - 2019 SP - 93 EP - 94 PB - Renewable Energy Technology International AB CY - Lund, Sweden ER - TY - GEN A1 - Thema, Martin A1 - Bellack, Annett A1 - Weidlich, Tobias A1 - Huber, Harald A1 - Karl, Jürgen A1 - Sterner, Michael T1 - Optimierung biologischer CO2-Methanisierung im Rieselbett-Reaktor BT - das ORBIT-Projekt T2 - 4. Regensburger Energiekongress, Regensburg 26.-27.02.2019 KW - biologische Methanisierung KW - Archaeen KW - Power-to-Gas KW - Erneuerbare Energien KW - Rieselbett-Bioreaktor Y1 - 2019 ER - TY - GEN A1 - Sterner, Michael T1 - Insight into Power-to-Gas/Liquids: a solution for sustainable transport besides e-mobility T2 - Conference Low Carbon Transport - Engineering the Fuels of the Future (Institution of Mechanical Engineers), London 09.07.2019 KW - Erneuerbare Energien KW - Klimaneutralität KW - Energiewende KW - Sektorenkopplung KW - Power-to-Gas Y1 - 2019 PB - Institution of Mechanical Engineers CY - London ER - TY - RPRT A1 - Michael Sterner, A1 - Mareike Jentsch, A1 - Uwe Holzhammer, T1 - Energiewirtschaftliche und ökologische Bewertung eines Windgas-Angebotes N2 - 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. T2 - Energy-economic and ecological evaluation of a windgas offer (Power-to-Gas) Y1 - 2011 U6 - https://doi.org/10.13140/RG.2.2.25093.68328 PB - Fraunhofer Institute for Energy Economics and Energy System Technology CY - Kassel ER - TY - CHAP A1 - Haslbeck, Matthias T1 - Innovative Aspekte der Netzplanung im Verteilungsnetz T2 - 2. OTTI-Konferenz Zukünftige Stromnetze für Erneuerbare Energien, Hilton-Hotel Berlin, 27./28. Januar 2015 N2 - In den Verteilungsnetzen (VN) besteht erheblicher Optimierungsbedarf, um die geplanten Leistungen an dezentralen Erzeugungsanlagen (EZA) aufnehmen und um die erzeugte Energie an das Übertragungsnetz abgeben zu können. Bislang konnte der Aufwand für die Netzplanung im VN mittels standardisierter Abläufe und großzügigen Reserven im Spannungsband und der Stromtragfähigkeit begrenzt werden. Im Zuge des Zubaus an EZA schwinden diese Reserven und Netzplanungsaufgaben müssen individueller für einzelne Netzabschnitte gelöst werden. Die Forschungsstelle für Energienetze und Energiespeicher (FENES) der OTH Regensburg beschäftigt 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 stärker bedarfsorientiert zu gestalten. Infolgedessen bewegt sich der Netzbetrieb näher an den Grenzen der Netzparameter (z. B. Spannungshaltung und Auslastung). Von daher müssen bislang praktizierte Verfahren weiter entwickelt werden, , um weiterhin einen sicheren und stabilen Netzbetrieb zu gewährleisten. KW - Energienetz KW - Energiespeicher KW - Energiewende KW - Leistungsmanagement KW - Netzbetrieb KW - Netzplanung KW - Spannband KW - Stromtragfähigkeit Y1 - 2015 SN - 978-3-943891-46-1 SP - 110 EP - 115 CY - Regensburg ER - TY - BOOK ED - Sterner, Michael ED - Stadler, Ingo T1 - Energiespeicher - Bedarf, Technologien, Integration N2 - Die Autoren dieses Werkes geben einen umfassenden Überblick über die verschiedenen Aspekte der Energiespeicherung. Sie beschreiben zunächst die Bedeutung von Energiespeichern in der Energieversorgung und definieren ihre Rolle darin. Dann gehen sie auf den Speicherbedarf in der Strom-, Wärme- und Kraftstoffversorgung im Kontext der Energiewende ein. Im Hauptteil werden die verschiedenen Speichertechnologien ausführlich vorgestellt sowie ihre Vor- und Nachteile diskutiert. Praktische Anwendungsbeispiele und die Integration von Speichern über alle Energiesektoren hinweg runden das Buch ab. Zahlreiche Grafiken und Beispiele veranschaulichen das gesamte Feld der Energiespeicher und sind als Ergänzung mehrsprachig online in Farbe verfügbar. Die 2. Auflage enthält ein neues Kapitel zu den rechtlichen Rahmenbedingungen, neue Studien zum Speicherbedarf, Power-to-X für die chemische Industrie, neue LOHC- und Lageenergiespeicher sowie neueste Trends zu Kostenentwicklung und Batterieanwendungen. „Endlich ein umfassendes Buch zur Energiewende, das auch für technische Laien verständlich und inspirierend geschrieben ist." Franz Alt, Journalist und Buchautor „Das großartige Werk sei allen empfohlen, die sich wirklich für 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 Y1 - 2017 SN - 978-3-662-48892-8 U6 - https://doi.org/10.1007/978-3-662-48893-5 PB - Springer CY - Berlin, Heidelberg ET - 2. korrigierte und ergänzte Auflage ER - TY - BOOK ED - Sterner, Michael ED - Stadler, Ingo T1 - Energiespeicher - Bedarf, Technologien, Integration N2 - 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. KW - Energiespeicher KW - Energietechnik KW - Power-to-Gas KW - Speicherbedarf KW - Speicherintegration KW - Speichermarkt KW - Speichertechnologien KW - Systemintegration Y1 - 2014 SN - 978-3-642-37379-4 U6 - https://doi.org/10.1007/978-3-642-37380-0 PB - Springer CY - Berlin, Heidelberg ER - TY - RPRT A1 - Sterner, Michael A1 - Thema, Martin A1 - Eckert, Fabian A1 - Moser, Albert A1 - Schäfer, Andreas A1 - Drees, Tim A1 - Christian Rehtanz, A1 - Ulf Häger, A1 - Kays, Jan A1 - Seack, André A1 - Dirk Uwe Sauer, A1 - Matthias Leuthold, A1 - Philipp Stöcker, T1 - Stromspeicher in der Energiewende - Untersuchung zum Bedarf an neuen Stromspeichern in Deutschland für den Erzeugungsausgleich, Systemdienstleistungen und im Verteilnetz BT - Studie N2 - 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 Flexibilitätsoptionen auf den verschiedenen Netzebenen? Wie entwickelt sich der Markt für 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. Y1 - 2014 U6 - https://doi.org/10.13140/RG.2.2.31804.56964 PB - Agora Energiewende CY - Berlin ER - TY - CHAP A1 - Sterner, Michael ED - Chen, Wei-Yin ED - Suzuki, Toshio ED - Lackner, Maximilian T1 - Power-to-Gas T2 - Handbook of Climate Change Mitigation and Adaptation N2 - 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. Y1 - 2017 SN - 978-3-319-14408-5 U6 - https://doi.org/10.1007/978-3-319-14409-2_89 SP - 2775 EP - 2825 PB - Springer VS CY - Cham ET - 2 ER - TY - CHAP A1 - Jentsch, Mareike A1 - Trost, Tobias A1 - Sterner, Michael T1 - Optimal Use of Power-to-Gas Energy Storage Systems in an 85% Renewable Energy Scenario T2 - Energy Procedia N2 - 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. KW - Deutschland KW - Elektrizität KW - Energieproduktion KW - Energiespeicher KW - erneuerbare Energie KW - Langzeitarchivierung KW - Methan KW - optimale Nutzung KW - PtG (Power-to-Gas) Y1 - 2014 U6 - https://doi.org/10.1016/j.egypro.2014.01.180 SN - 1876-6102 VL - 46 SP - 254 EP - 261 PB - Elsevier ER - TY - JOUR A1 - Thema, Johannes A1 - Thema, Martin T1 - Nachnutzungskonzept: Braunkohle-Tagebaue als Pumpspeicherkraftwerk? JF - Energiewirtschaftliche Tagesfragen - et : Zeitschrift für Energiewirtschaft, Recht, Technik und Umwelt N2 - Der Anteil fluktuierender erneuerbarer Energien im deutschen Strommix steigt. Um die Netzstabilität zu erhalten, Fluktuationen im Dargebot nach Wetterlage und saisonal auszugleichen sind absehbar ab ca. 2030 große Stromspeicherkapazitäten erforderlich. Wasser-Pumpspeicherwerke sind derzeit die einzige langjährig erprobte Technologie, die künftig in Braunkohletagebauen, welche im Zuge der Energiewende aufgegeben werden, errichtet werden könnten. Eine Überschlagsrechnung am Beispiel eines Pumpspeicherwerks in verschiedenen Tagebauen zeigt, dass diese mit bis zu 400 GWh ein signifikantes technisches Speicherpotenzial haben. KW - Braunkohle KW - Energiewende KW - erneuerbare Energie KW - Pumpspeicherwerk KW - Speicherkapazität KW - Tagebau Y1 - 2019 VL - 69 IS - 4 SP - 38 EP - 39 PB - ETV Energieverl. CY - Essen ER - TY - CHAP A1 - Sterner, Michael A1 - Thema, Martin T1 - Vergleich der Speichersysteme T2 - Energiespeicher - Bedarf, Technologien, Integration KW - Energiespeicher Y1 - 2017 SN - 978-3-662-48893-5 SN - 978-3-662-48892-8 U6 - https://doi.org/10.1007/978-3-662-48893-5_12 SP - 645 EP - 682 PB - Springer Vieweg CY - Berlin ; Heidelberg ET - 2. Auflage ER - TY - CHAP A1 - Sterner, Michael A1 - Stadler, Ingo A1 - Eckert, Fabian A1 - Gerhardt, Norman A1 - von Olshausen, Christian A1 - Thema, Martin A1 - Trost, Tobias T1 - Speicherintegration zur Kopplung unterschiedlicher Energiesektoren T2 - Energiespeicher - Bedarf, Technologien, Integration KW - Energieversorgung KW - Energiespeicher KW - Sektorkopplung KW - Systemintegration Y1 - 2017 SN - 978-3-662-48893-5 SN - 978-3-662-48892-8 U6 - https://doi.org/10.1007/978-3-662-48893-5_14 SP - 769 EP - 818 PB - Springer Vieweg CY - Berlin ; Heidelberg ET - 2. Auflage ER - TY - CHAP A1 - Sterner, Michael A1 - Breuer, Christopher A1 - Drees, Tim A1 - Eckert, Fabian A1 - Maaz, Andreas A1 - Pape, Carsten A1 - Rotering, Niklas A1 - Thema, Martin T1 - Speicherbedarf in der Stromversorgung T2 - Energiespeicher - Bedarf, Technologien, Integration KW - Speicherbedarf KW - Stromversorgung Y1 - 2017 SN - 978-3-662-48893-5 SN - 978-3-662-48892-8 U6 - https://doi.org/10.1007/978-3-662-48893-5_3 SP - 53 EP - 140 PB - Springer Vieweg CY - Berlin ; Heidelberg ET - 2. Auflage ER - TY - CHAP A1 - Sterner, Michael A1 - Eckert, Fabian A1 - Gerhardt, Norman A1 - Henning, Hans-Martin A1 - Palzer, Andreas T1 - Speicherbedarf in der Wärmeversorgung T2 - Energiespeicher - Bedarf, Technologien, Integration KW - Energiespeicher KW - Wärmeversorgung Y1 - 2017 SN - 978-3-662-48893-5 SN - 978-3-662-48892-8 U6 - https://doi.org/10.1007/978-3-662-48893-5_4 SP - 141 EP - 168 PB - Springer Vieweg CY - Berlin ; Heidelberg ET - 2. Auflage ER - TY - CHAP A1 - Sterner, Michael A1 - Stadler, Ingo A1 - Eckert, Fabian A1 - Thema, Martin T1 - Speicherintegration in einzelnen Energiesektoren T2 - Energiespeicher - Bedarf, Technologien, Integration KW - Energiespeicher KW - Systemintegration Y1 - 2017 SN - 978-3-662-48893-5 SN - 978-3-662-48892-8 U6 - https://doi.org/10.1007/978-3-662-48893-5_13 SP - 685 EP - 767 PB - Springer Vieweg CY - Berlin ; Heidelberg ET - 2. Auflage ER - TY - CHAP A1 - Stadler, Ingo A1 - Eckert, Fabian ED - Sterner, Michael ED - Stadler, Ingo T1 - Lastmanagement als Energiespeicher T2 - Energiespeicher - Bedarf, Technologien, Integration KW - Lastverteilung KW - Energiespeicher Y1 - 2017 SN - 978-3-662-48893-5 SN - 978-3-662-48892-8 U6 - https://doi.org/10.1007/978-3-662-48893-5_11 SP - 619 EP - 644 PB - Springer Vieweg CY - Berlin ; Heidelberg ET - 2. Auflage ER - TY - CHAP A1 - Sterner, Michael A1 - Eckert, Fabian A1 - Henning, Hans-Martin A1 - Trost, Tobias T1 - Speicherbedarf im Verkehrs- und Chemiesektor T2 - Energiespeicher - Bedarf, Technologien, Integration KW - Speicherbedarf KW - Verkehrssektor KW - Chemische Industrie Y1 - 2017 SN - 978-3-662-48893-5 SN - 978-3-662-48892-8 U6 - https://doi.org/10.1007/978-3-662-48893-5_5 SP - 169 EP - 192 PB - Springer Vieweg CY - Berlin ; Heidelberg ET - 2. Auflage ER -