DE102004030717A1 - Process to convert and store geothermal energy and/or regenerative energy e.g. hydroelectricity by conversion into chemical energy - Google Patents

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Abstract

A process converts geothermal energy and/or regenerative energy into electrical energy for take-up by the electrical distribution network. Surplus energy electrical energy is stored with the assistance of carbon dioxide as a hydrocarbon and alcohol and stored as chemical energy in a container. The chemical energy is subsequently converted as required into electrical energy. Any excess chemical energy is introduced into a pipeline as methane. Excess electrical energy is converted to hydrogen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Umwandlung und Speicherung von Energie, beispielsweise der aus regenerativen und geothermen Energiequellen, zum Beispiel die Wasserkraftenergie, Windenergie, Sonnenenergie, Gezeitenenergie und Geothermieenergie, wie beispielsweise aus Wasserkraftwerken, Windkraft-Anlagen, Photovoltaik-Anlagen, Gezeiten-Kraftwerken und Geothermie-Kraftwerken durch die Wandlung in chemische Energie mit Hilfe von Elektrizität und Kohlendioxid, welche bedarfsabhängig als chemische und als elektrische Energie wieder abgegeben wird.The The invention relates to a method and a device for conversion and storage of energy, such as regenerative energy and geothermal energy sources, for example hydropower energy, Wind energy, solar energy, tidal energy and geothermal energy, such as from hydropower plants, wind power plants, photovoltaic systems, Tidal power plants and geothermal power plants by the transformation into chemical energy with the help of electricity and carbon dioxide, which depending on demand is discharged again as chemical and as electrical energy.

Die Erschließung und die Nutzbarmachung alternativer, geothermer und regenerativer Energiequellen, wie beispielsweise der Erdwärme, der Wind- und Gezeitenenergie parallel zur konventionellen Energieerzeugung gewinnt vor dem Hintergrund sich langfristig erschöpfender fossiler Brennstoffe und der Erderwärmung durch Klimagase immer mehr an Bedeutung.The development and the utilization of alternative, geothermal and regenerative ones Energy sources, such as geothermal, wind and tidal energy parallel to conventional power generation is gaining against the background in the long run more exhausting fossil fuels and global warming by climate gases always more important.

Da im Bereich der geothermen und der regenerativen Energiequellen, insbesondere der Erdwärme, der Wind-, Strömungs- und Gezeiten-Energie sowie der Solar- und der Sonnenenergie, die Energiewandlung jedoch stets unabhängig vom jeweiligen Bedarf erfolgt, besteht hier der Bedarf nach einem wirtschaftlichen und effizienten Verfahren zur Energiezwischenspeicherung.There in the field of geothermal and renewable energy sources, especially geothermal energy, the wind, current and tidal energy as well as solar and solar energy Energy conversion, however, always independent of the respective need Here, there is a need for an economic and efficient energy caching process.

Reicht beispielsweise bei Standortbedingten Witterungsverhältnissen eine Blattwinkelverstellung der Rotorblätter einer Windkraftanlage nicht mehr aus, um auf tretende Windstärkeunterschiede auszugleichen, so kann für gewöhnlich nicht die volle zur Verfügung stehende Leistung umgewandelt werden, wodurch eine vergleichsweise große Energiemenge nicht gewonnen werden kann.Enough for example, in the case of location-related weather conditions a blade angle adjustment of the rotor blades of a wind turbine no longer sufficient to compensate for passing wind force differences, so can for usually not the fullest available standing power to be converted, creating a comparatively size Amount of energy can not be won.

Bei einem Geothermie-Kraftwerk ist die Stromproduktion hingegen weitgehend konstant, wogegen die Nachfrage durch den Verbraucher tageszeitabhängig schwankt, so dass in Zeiten geringer Nachfrage ein Teil der Energie ungenutzt bleibt.at By contrast, electricity generation is largely a geothermal power plant constant, whereas consumer demand varies according to the time of day, so that in times of low demand some of the energy is wasted remains.

Um Schwankungen zwischen der Energieerzeugung und der Energieverwertung besser ausgleichen zu können, ist ein Speichermedium erforderlich, das eine zeitweilig überschüssige Energiemenge für einen begrenzten Zeitraum aufnehmen kann, um sie dann bei Bedarf, beispielsweise bei Spitzenlast, wieder abzugeben.Around Fluctuations between energy production and energy use better able to compensate, a storage medium is required, which is a temporary excess of energy for one limited period of time to record them then, if necessary, for example at peak load, deliver again.

Für die Energiespeicherung sind verschiedene Verfahren bekannt, wie beispielsweise Schwungmassenspeicher, supraleitende magnetische Energiespeicher, Batteriespeicherungsanlagen sowie chemische Energiespeicher auf Wasserstoffbasis.For energy storage various methods are known, such as flywheel mass storage, Superconducting magnetic energy storage, battery storage systems and chemical energy storage based on hydrogen.

Die DE 101 07 559 A1 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zur bedarfsgerechten Regelung der Ausgangsleistung eines küstennahen Hochsee-Kraftwerks. Zur Glättung der Ausgangsleistung eines derartigen Kraftwerks wird vorgeschlagen, die Überschüsse aus der regenerativen Energieerzeugung durch Wasserelektrolyse in Form von Wasserstoff und Sauerstoff zu erzeugen und in jeweils gasförmigen Zustand zu speichern. Im Bedarfsfall werden der gespeicherte Wasserstoff und der Sauerstoff einer Brennstoffzelle zugeführt und verstromt.The DE 101 07 559 A1 discloses a method and apparatus for demand control of the output of a offshore offshore power plant. To smooth the output of such a power plant is proposed to generate the surplus from the regenerative energy production by water electrolysis in the form of hydrogen and oxygen and to store in each gaseous state. If necessary, the stored hydrogen and the oxygen of a fuel cell are supplied and converted into electricity.

Ein solches Konzept zeigt jedoch Schwächen in der Praxis. Beispielsweise der Drucktank für das Speichern des Wasserstoffs hat den Nachteil, dass er aus Stabilitätsgründen keine beliebig großen Ausmaße annehmen kann und aufgrund seines dicken Gehäusemantels große Mengen an Material beansprucht. Bei der Speicherung des Wasserstoffs in Drucktanks, deren Ladedruck üblicherweise den Wert von ca. 200bar nicht übersteigt, schlägt sich die erforderliche Wandstärke der Drucktanks stark auf der Kostenseite nieder. Um einen Verbrauchszyklus mit Wasserstoff als Energiespeicher für regenerative Energie nachbilden zu können, sind Speichervolumen mit sehr großem Fassungsvermögen erforderlich. Wird der Wasserstoff wie vorgeschlagen, in Behältern druckbeladen gespeichert, so sind in der Praxis große Mengen an Drucktank-Batterien erforderlich, welche ihrerseits wieder aus einer Vielzahl von einzelnen Drucktanks bestehen und damit ein sehr verästeltes Rohrleitungs-System bilden. Ein solches System ist aufgrund seiner Verzweigungen jedoch sehr leckageanfällig und damit sehr wartungsintensiv, wodurch es nur bedingt praxistauglich ist.One however, such concept shows weaknesses in practice. For example the pressure tank for that Storing the hydrogen has the disadvantage that it no stability reasons assume arbitrarily large proportions can and because of its thick housing jacket large quantities claimed on material. When storing the hydrogen in Pressure tanks whose boost pressure is usually does not exceed the value of about 200bar, beats the required wall thickness the pressure tanks down heavily on the cost side. To use a consumption cycle Reproduce hydrogen as energy storage for regenerative energy to be able to Storage volumes with very large capacity are required. If the hydrogen is stored in containers under pressure, as proposed, so in practice are great Amounts of pressure tank batteries required, which in turn again consist of a variety of individual pressure tanks and thus one very ramified Forming Piping System. Such a system is due to its Branching but very susceptible to leaks and therefore very maintenance-intensive, whereby it is only partially practicable.

Eine Verflüssigung des Wasserstoffs ist ebenso möglich, jedoch ist hierfür sehr viel Energie aufzuwenden, um ihn derart zu kühlen, dass er verflüssigt. Zudem ist durch den zeitlich versetzten Massenstrom zwischen der Speicherung und der Entnahme, die Rückgewinnung der im Wasserstoff gespeicherten Enthalpie mangels eines korrespondierenden Massenstroms nicht gegeben, so dass die im Wasserstoff gespeicherte Enthalpie bei der Entnahme desselben ungenutzt verloren geht.A liquefaction of hydrogen is also possible however, this is for this to spend a lot of energy cooling it so that he liquefies. In addition, due to the staggered mass flow between the Storage and removal, the recovery of the hydrogen stored enthalpy for lack of a corresponding mass flow not given, so that the enthalpy stored in hydrogen is lost in the removal of the same unused.

Auch ist eine Speicherung des Wasserstoffs in Kavernen und Aquiferen möglich. Gegenüber einem Kohlenwasserstoff, wie beispielsweise dem Methan, wirkt sich jedoch die vergleichsweise niedrige Energiedichte des Wasserstoffs nachteilig aus. Dieser besitzt bei atmosphärischem Druck und gleichem Volumen nämlich nur rund 30% der Energie, wie jene, die im Methan enthalten ist. Für die Verpressung in Kavernen und Aquiferen wirkt sich dies in einem um das dreifach höheren Energieaufwand aus. Das bedeutet nicht nur mehr Energie, sondern auch größere Rohrdurch messer und leistungsfähigere Pump-Aggregate.It is also possible to store the hydrogen in caverns and aquifers. However, compared with a hydrocarbon such as methane, the comparatively low energy density of hydrogen adversely affects. At atmospheric pressure and volume, it only has about 30% of the energy contained in methane. For the compression in caverns and aquifers this affects in one about three times more energy. This not only means more energy, but also larger pipe diameters and more powerful pumping units.

Eine weitere Alternative zum Flüssigwasserstoff und zum gasförmigen und druckbeladenen Wasserstoff stellt der hydrierte Wasserstoff in einem Metall-Hydrid-Speicher dar. Ein solcher Metall-Hydrid-Speicher hat gegenüber dem Drucktank den Vorteil, dass er mit einem vergleichsweise niedrigen Ladedruck, welcher je nach Legierung zwischen 30 und 50 bar liegt, Wasserstoff in einer Menge zwischen 1 und 2% seines Eigengewichtes speichern kann, was einem Kompressionsdruck von ca. 1.000 bar entspricht. Derartige Legierungen haben jedoch einen gravierenden Nachteil derart, dass sie im Hinblick auf eine lange Verfügbarkeit auf einen extrem reinen Wasserstoff angewiesen sind. Verunreinigungen, wie beispielsweise Feuchte, Schwefel, Kohlenmonoxid und Kohlendioxid, belasten den Metall-Hydrid-Speicher in seiner Funktion sehr. Teilchenkonzentrationen von beispielsweise 50 ppm verringern schon nach wenigen Zyklen die Speicherkapazität sehr deutlich. Nach ca. 100 Zyklen liegt in aller Regel noch eine Speicherkapazität von ca. 50% vor. Bei durchschnittlich mindestens drei Zyklen je Tag wird die Unwirtschaftlichkeit des Metall-Hydrid-Speichers nach spätestens einem Monat erreicht und der Speicher muss voll regeneriert werden. Dazu sind Austriebstemperaturen von ca. 400 bis 500°C erforderlich, durch welche die Verunreinigungen aus der Legierung entfernt und welche für die Dauer von mindestens einer halben bis 2 Stunden gehalten werden müssen. Neben dem Energieaufwand ist es die Regenerationszeit, welche den kontinuierlichen Betrieb einschränkt. Hierbei ist es nicht nur die reine Regenerationszeit, sondern auch die Anwärm- und Abkühlzeit vor und nach der Regenration, in welcher eine Speicherung von regenerativer Energie unmöglich ist und ungenutzt verloren geht.A another alternative to liquid hydrogen and to the gaseous and pressurized hydrogen represents the hydrogenated hydrogen in a metal hydride storage tank Such a metal hydride storage has over the Pressure tank has the advantage that it has a comparatively low boost pressure, which depending on the alloy is between 30 and 50 bar, hydrogen in an amount between 1 and 2% of its own weight, which corresponds to a compression pressure of about 1,000 bar. such However, alloys have a serious disadvantage such that they are extremely pure in terms of long-term availability Are dependent on hydrogen. Impurities, such as Moisture, sulfur, carbon monoxide and carbon dioxide, pollute the Metal hydride storage in its very function. Particle concentrations for example, 50 ppm reduce the after a few cycles Storage capacity very clear. After about 100 cycles there is usually still a storage capacity of approx. 50% before. With an average of at least three cycles per day, the Inefficiency of the metal hydride storage reached after one month at the latest and the memory needs to be fully regenerated. These are discharge temperatures from about 400 to 500 ° C required, through which the impurities from the alloy removed and which for the duration of at least half to 2 hours must be kept. Next It is the regeneration time, which is the continuous energy consumption Restricts operation. Here it is not only the pure regeneration time, but also the warm-up and cooling time before and after the regeneration, in which a storage of regenerative Energy impossible is lost and unused.

In der DE 103 07 112 A1 wird ein Speicher-System offenbart, welches aus einer erneuerbaren Energiequelle elektrische Energie bezieht, welche mit einer Vorrichtung zur Erzeugung sowie zur Speicherung von Wasserstoff verbunden ist, wobei der Ausgang des Speichers mit einer Brennstoffzelle als Stromgenerator oder einer Verbrennungsmaschine als Generatorantrieb verbunden ist. Die Verbindung zwischen dem Ausgang des Speichers und dem Eingang der Brennstoffzelle besteht hierbei aus einem Druckregler, welcher den Druck des Speichers auf den des Betriebsdrucks der Brennstoffzelle abregelt.In the DE 103 07 112 A1 discloses a storage system which draws from a renewable energy source electrical energy, which is connected to a device for generating and storing hydrogen, wherein the output of the memory is connected to a fuel cell as a power generator or an internal combustion engine as a generator drive. The connection between the output of the memory and the input of the fuel cell in this case consists of a pressure regulator, which abregelt the pressure of the memory to the operating pressure of the fuel cell.

Obwohl die Aufgabe der Speicherung regenerativer Energie in Form von Wasserstoff im Einzelfall grundsätzlich als gelöst gilt, sind die bekannten Speicher-Verfahren am Beispiel eines küstennahen Kraftwerkes, nur bedingt geeignet und es entstehen bei der Rückwandlung nicht unerhebliche Wandlungsverluste.Even though the task of storing regenerative energy in the form of hydrogen in individual cases in principle as solved applies, are the known storage methods using the example of a coastal power plant, only conditionally suitable and not inconsiderable arise during the conversion Conversion losses.

Zusammen mit einem zur Elektrolyse eingesetzten Elektrolyseur erreicht beispielsweise eine derartige Brennstoffzellenanordnung einen elektrischen Wirkungsgrad, welcher von den Belastungen des elektrochemischen Wandlers und seiner Gattung abhängt und deutlich unter dem Wert von eins liegt. Der maßgebliche Teil der Energiedifferenz zwischen ausgangsseitig genutzter und eingangsseitig hineingesteckter Energie fällt dabei als Wärme an, welche sowohl der Elektrolyseur als auch die Brennstoffzelle bei der Energiewandlung in Wärme freisetzen und welche an die Umgebung abgegeben wird.Together achieved with an electrolyzer used for electrolysis, for example such a fuel cell assembly has an electrical efficiency, which of the loads of the electrochemical transducer and its Genus depends and well below the value of one. The authoritative Part of the energy difference between output used and input energy is applied as heat, which both the electrolyzer and the fuel cell at the energy conversion into heat release and which is released to the environment.

Die Brennstoffzellen, wie beispielsweise die PEM, die AFC und die PAFC erreichen im Volllastbetrieb einen elektrischen Wirkungsgrad, wie er heute von konventionellen Steinkohlekraftwerken erreicht und schon übertroffen wird.The Fuel cells, such as the PEM, the AFC and the PAFC achieve full electrical efficiency, such as he achieved today by conventional hard coal-fired power plants and already exceeded becomes.

Dagegen weisen Hochtemperatur-Brennstoffzellen, wie beispielsweise die MCFC und die SOFC, welche auf reinen Wasserstoff nicht angewiesen sind, einen elektrischen Wirkungsgrad auf, welcher deutlich über dem eines heutigen Steinkohle-Kraftwerkes liegt. Zusätzlich liefern derartige Brennstoffzellen eine Nutzwärme mit hohem Temperaturgefälle. Diese lässt sich jedoch in einem küstennahen Kraftwerk in aller Regel mangels Abnehmer nicht absetzen und muss daher ungenutzt an die Umgebung abgegeben werden. Weiterhin ist für die Brennstoffzelle im „Stand by"-Betrieb durch eine Heizvorrichtung Wärme vorzuhalten, um sie bei einsetzendem Lastbetrieb rasch wieder als Stromerzeuger betreiben und ans Netz nehmen zu können.On the other hand have high-temperature fuel cells, such as the MCFC and the SOFC, which are not dependent on pure hydrogen, an electrical efficiency, which is well above the a coal-fired power plant today lies. additionally Such fuel cells provide useful heat with a high temperature gradient. These let yourself however, in a coastal area As a rule, the power plant does not sell and has to be discontinued due to a lack of customers therefore be released unused to the environment. Furthermore is for the fuel cell in the "state by "operation by a heater To hold heat around them quickly as power generators when load operation begins operate and connect to the network.

Es besteht daher die Aufgabenstellung nach einem Verfahren und einer Vorrichtung, mit welchem die regenerative Energie, beispielsweise aus einem Wasserkraftwerk, einem Windkraftwerk oder einer Solar-Anlage gespeichert und in Zeiten, in welchen die regenerative Energie nachlässt und eine erhöhte Nachfrage nach elektrischer Energie besteht, als solche wieder abgegeben werden kann und in Zeiten, in welchen die Nachfrage nach elektrischer Energie unzureichend ist und eine erhöhte Nachfrage nach chemischer Energie besteht, die gespeicherte Energie in chemischer Form abgegeben wird.It Therefore, the task for a procedure and a Device with which the regenerative energy, for example from a hydroelectric power station, a wind power plant or a solar plant stored and in times when the regenerative energy subsides and an increased demand after electrical energy, as such be given off again can and at times when the demand for electrical energy is insufficient and an increased There is a demand for chemical energy, the stored energy in chemical form.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren und eine Vorrichtung derart gelöst, dass die geotherme und die regenerative Energie in eine elektrische sowie in eine chemische Energie umgewandelt wird, wobei der chemischen Energie Kohlenstoff zugeführt wird, durch welchen die chemische Energie als Gas und als Flüssigkeit gegenüber dem Wasserstoff sowohl eine geringere Flüchtigkeit als auch eine höhere Energiedichte erhält, welche in Behältnissen gespeichert und bei Bedarf diesen wieder entnommen werden kann.This object is achieved by a method and a device such that the geothermal and the regenerative energy is converted into an electrical and a chemical energy, wherein the chemical energy is supplied to carbon, through which the chemical energy as a gas and as liquid to the hydrogen receives both a lower volatility and a higher energy density, which can be stored in containers and if necessary this can be removed again.

Erfindungsgemäß besteht das Verfahren aus einem im Kreislauf geführten Wandlungs-Prozess, in welchem die geotherme und die regenerative Energie auf die Ebene der elektrischen Energie angehoben und von dort in eine chemische Energie überführt wird, welche im Weiteren als Speichermedium wirkt und durch einen im Kreislauf geführten Kohlenstoff geschärft wird.According to the invention the method of a circulated conversion process, in which the geothermal and the regenerative energy to the level of electrical Energy is raised and transferred from there into a chemical energy, which subsequently acts as a storage medium and by a in the circulation out Carbon sharpened becomes.

In einem ersten Abschnitt des Wandlungs-Prozesses wird beispielsweise die Geothermie in einem Geothermie-Kraftwerk, die Wasserkraft in einer Wasserkraft-Anlage, die Windkraft in einer Windkraft-Anlage, die Gezeitenströmung in einer Gezeiten-Anlage, das Sonnenlicht in einer Voltaik-Anlage und die Solarenergie in einer Solar-Anlage in elektrische Energie umgewandelt. Eine Teilmenge der elektrischen Energie wird beispielsweise in das Stromnetz und eine andere Teilmenge durch einen Wandlungs-Prozess in chemische Energie gewandelt und in einem Behältnis gespeichert.In For example, a first portion of the conversion process Geothermal energy in a geothermal power plant, hydropower in one Hydropower plant, wind power in a wind turbine, the tidal current in a tidal plant, the sunlight in a voltaic plant and The solar energy in a solar plant is converted into electrical energy. A subset of the electrical energy is, for example, in the power grid and another subset through a chemical conversion process Energy converted and stored in a container.

Die in elektrische Energie umgewandelte geotherme und regenerative Energie wird in einen Elektrolyse-Prozess eingespeist. In einem derartigen Prozess wird Wasser mit Hilfe des Stroms in einem Elektrolyseur oder einer mit Wasser gespeisten PEM-Brennstoffzelle in eine chemische Energie umgewandelt, indem das zugeführte Wasser an den Elektroden der elektrochemischen Zelle in Wasserstoff und Sauerstoff gespalten wird. An der Anode bildet sich Sauerstoff und an der Kathode Wasserstoff. Die Reaktion der Elektrolyse lautet: Anode: 2H2O → O2 + 4H+ + 4e– Kathode: 2H2O + 2e– → H2 + 2OH– The converted into electrical energy geothermal and regenerative energy is fed into an electrolysis process. In such a process, water is converted into chemical energy by means of the current in an electrolyzer or a water-fed PEM fuel cell by splitting the supplied water at the electrodes of the electrochemical cell into hydrogen and oxygen. Oxygen forms at the anode and hydrogen at the cathode. The reaction of the electrolysis is: Anode: 2H 2 O → O 2 + 4H + + 4e - Cathode: 2H 2 O + 2e - → H 2 + 2OH -

Die aus dem Elektrolyse-Prozess resultierenden Spaltprodukte, Wasserstoff und Sauerstoff werden über getrennte Ausgänge aus dem Elektrolyse-Prozess abgeführt.The from the electrolysis process resulting fission products, hydrogen and oxygen are over separate outputs discharged from the electrolysis process.

Die der chemischen Energie des Wasserstoffs innewohnende Energiedichte wird zum Zweck einer effizienteren Speicherung in einem dritten Prozessabschnitt geschärft, indem man den aus der Elektrolyse stammenden Wasserstoff in einem Synthesegas-Prozess mit dem Element Kohlenstoff in einen Kohlenwasserstoff und mit den Elementen Kohlenstoff und Sauerstoff in einen Alkohol wandelt, indem man ihm beispielsweise aus einem Verbrennungs-Prozess Kohlenmonoxid und Kohlendioxid und besonders bevorzugt Kohlendioxid zuführt.The The energy density inherent in the chemical energy of hydrogen is stored in a third one for the purpose of more efficient storage Sharpened process section, by combining the hydrogen from the electrolysis in one Synthesis gas process with the element carbon in a hydrocarbon and with the elements carbon and oxygen in an alcohol converts, for example, from a combustion process Carbon monoxide and carbon dioxide, and more preferably carbon dioxide supplies.

Das Kohlendioxid wird bei dem vorgeschlagenen Verfahren aus einem Vorratsbehälter entnommen, in welchem es vorzugsweise unter Druck eingelagert ist.The Carbon dioxide is taken from a storage container in the proposed method, in which it is preferably stored under pressure.

Die in Wasserstoff gewandelte Energie wird zusammen mit dem Kohlendioxid aus dem Kohlendioxid-Speicher in einem Synthesegas-Prozess zu einem Kohlenwasserstoff, wie beispielsweise Methan, Oktan, Propan und Butan oder in einen Alkohol, wie beispielsweise Methanol oder Ethanol, umgewandelt.The Hydrogen-converted energy is combined with carbon dioxide from the carbon dioxide storage in a synthesis gas process to one Hydrocarbon, such as methane, octane, propane and Butane or an alcohol such as methanol or ethanol, transformed.

Stellvertretend für andere Kohlenwasserstoffe und Alkohole wird am Beispiel Methan der Synthesegas-Prozess beschrieben. Die Reaktion lautet: CO + 3H2 → CH4 + H2O und CO2 + 4H2 → CH4 + 2H2O As a representative of other hydrocarbons and alcohols, the synthesis gas process is described using the example of methane. The reaction is: CO + 3H 2 → CH 4 + H 2 O and CO 2 + 4H 2 → CH 4 + 2H 2 O

Das aus dem Synthesegas-Prozess resultierende Produkt Methan wird wahlweise oberirdisch in einem Gasometer, in einem Druckbehälter oder unterirdisch in einer Kaverne oder Aquifere gespeichert, während das anfallende Wasser dem Vorratsbehälter für die Elektrolyse zugeführt wird. Andere Kohlenwasserstoffe, wie beispielsweise Oktan, Propan und Butan und die Alkohole, wie beispielsweise Methanol und Ethanol, welche in Flüssigphase vorliegen, werden vorzugsweise oberirdisch in Flüssigtanks gespeichert. Hierzu verfügen die Behältnisse über jeweils eine Zu- und eine Ableitung, welche im Wechsel betrieben werden.The Methane resulting from the synthesis gas process is optional above ground in a gasometer, in a pressure vessel or stored underground in a cavern or aquifer, while the accumulating water to the reservoir for the electrolysis supplied becomes. Other hydrocarbons, such as octane, propane and butane and the alcohols, such as methanol and ethanol, which in liquid phase present, are preferably stored above ground in liquid tanks. For this feature the containers over each a supply and a derivative, which are operated in alternation.

Der Synthesegas-Prozess läuft am Beispiel von Methan beispielsweise in einem adiabaten Reaktor unter stark exothermer Reaktion ab. Über eine den Reaktor umschlingenden und als Wärmetauscher ausgebildeten Kühlschlange wird durch zuströmendes Wasser der Reaktor auf Betriebstemperatur herabgekühlt und die Hitze abgeführt, indem das Wasser die exotherme Energie aufnimmt und verdampft. Die im Dampf gespeicherte Energie wird beispielsweise einer Dampfturbine zugeführt, welche durch den Dampf gespeist, einen Generator antreibt, welcher seinerseits elektrische Energie in das Stromnetz und in den Elektrolyse-Prozess abgibt, durch welchen der Elektrolyse-Prozess weiteren Wasserstoff erzeugt.Of the Synthesis gas process is ongoing using the example of methane, for example in an adiabatic reactor under strongly exothermic reaction. About a looping around the reactor and as a heat exchanger trained cooling coil is by inflowing Water the reactor cooled down to operating temperature and the heat dissipated, the water absorbs the exothermic energy and evaporates. The Energy stored in the steam, for example, a steam turbine supplied which is powered by the steam, drives a generator, which in turn, electrical energy in the power grid and in the electrolysis process through which the electrolysis process further hydrogen generated.

Mit der Umwandlung der exothermen Energie aus dem Synthesegas-Prozess in elektrische Energie wird erreicht, dass zumindest ein Teil der Wandlungsverluste aus dem Elektrolyse- und dem Synthesegas-Prozess ausgeglichen wird.With the conversion of the exothermic energy from the synthesis gas process into electrical Energy is achieved that at least part of the conversion losses from the electrolysis and the synthesis gas process is compensated.

Die Rückwandlung der chemischen in elektrische Energie erfolgt in einem Verstromungs-Prozess, welcher beispielsweise als Brennstoffzellen- oder als thermodynamischer Prozess abläuft.Reconversion of chemical in elek trical energy takes place in a power generation process, which, for example, takes place as a fuel cell or as a thermodynamic process.

Die elektrische Energie aus dem Verstromungs-Prozess wird vorzugsweise in das Stromnetz und in den Elektrolyse-Prozess zur Erzeugung von zusätzlichem Wasserstoff für einen zu betreibenden Wasserstoff-Speicher und eines zu betreibenden Wasserstoff-Netzes eingespeist.The Electrical energy from the power generation process is preferably in the power grid and in the electrolysis process to generate additional Hydrogen for a hydrogen storage to be operated and a hydrogen network to be operated fed.

Die Rückwandlung der chemischen Energie erfolgt beispielsweise durch eine Brennstoffzelle, wie beispielsweise eine MCFC oder SOFC-Brennstoffzelle, welche beispielsweise direkt mit Methan gespeist werden kann und den für die Verstromung erforderlichen Wasserstoff durch eine interne Reformierung selbst erzeugt sowie durch ein Gas- und Dampf- oder IGCC-Kraftwerk, wobei eine Kombination zwischen dem Gas- und Dampf- oder dem IGCC-Kraftwerk einerseits und der Brennstoffzelle andererseits eine Anhebung des elektrischen Wirkungsgrades bewirkt, indem die in den Abgasströmen der Brennstoffzelle enthaltene Enthalpie in dem Gas- und Dampf- oder IGCC-Kraftwerk ebenfalls verstromt wird, welche ansonsten ungenutzt verloren ginge.The reconversion the chemical energy takes place for example by a fuel cell, such as, for example, an MCFC or SOFC fuel cell can be fed directly with methane and the required for the generation of electricity Hydrogen generated by an internal reforming process as well through a gas and steam or IGCC power plant, using a combination between the gas and steam or the IGCC power plant on the one hand and the fuel cell on the other hand, an increase in the electrical Efficiency causes by the in the exhaust gas streams of the Enthalpy in the gas and steam or IGCC power plant is also converted into electricity, which would otherwise be lost unused.

Während man die Kathode der Brennstoffzelle vorzugsweise mit Luft speist und am Anoden-Ausgang ein mit Wasserdampf gesättigtes Kohlendioxidgas erhält, ist es beim Gas- und Dampf-Kraftwerk von Vorteil, wenn es anstelle mit Luft mit reinem Sauerstoff gespeist wird. Mit dem reinen Sauerstoff wird das Methangas, vorzugsweise in einer katalytischen Verbrennung zu einem Gasgemisch aus Kohlendioxid und Wasserdampf umgesetzt, welches nach der Verstromung in einem Kondensator durch Niederschlagung des Wasserdampfes in seine Einzelkomponenten zerlegt wird. Das dem Gas- und Dampf- oder IGCC-Kraftwerk aus der Brennstoffzelle zugeführte Gemisch aus Kohlendioxid und Wasserdampf hat den Vorteil, dass es einerseits die Abwärme der Brennstoffzelle als Enthalpie nebst dem Brenngasschlupf dem Gas- und Dampf- oder IGCC-Kraftwerk zur Verstromung zuführt und andererseits als Kühlmittel dient und eine ansonsten unzulässig hohe Temperatur für die Turbine verhindert.While you are preferably feeds the cathode of the fuel cell with air and receives at the anode outlet a saturated with water vapor carbon dioxide gas is It is beneficial for the gas and steam power plant if it uses air instead is fed with pure oxygen. With the pure oxygen becomes the methane gas, preferably in a catalytic combustion implemented a gas mixture of carbon dioxide and water vapor, which after power generation in a capacitor by precipitation of the water vapor is decomposed into its individual components. That the Gas and steam or IGCC power plant fuel cell supplied mixture From carbon dioxide and water vapor has the advantage of being on the one hand the waste heat the fuel cell as enthalpy together with the fuel gas slip the Gas and steam or IGCC power plant for supplying electricity and on the other hand as a coolant serves and one otherwise inadmissible high temperature for the turbine prevents.

Das Kondensat erhält der Elektrolyse- und das Kohlendioxid der Synthesegas-Prozess, wobei Letzterer für den Elektrolyse-Prozess weiteres Kondensat als Spaltprodukt liefert, welches vorzugsweise mit Destillationskolonnen dem rohen Koh lenwasserstoff und dem rohen Alkohohl entzogen wird. Damit arbeitet der Verstromungs-Prozess gegenüber der Umwelt emissionsfrei.The Condensate receives the electrolysis and the carbon dioxide of the synthesis gas process, the latter for the Electrolysis process provides additional condensate as a fission product, which preferably with distillation columns to the crude Koh hydrocarbon and the raw alcohol is withdrawn. This is how the power conversion process works opposite the Environment free of emissions.

Die Rückgewinnung des Kondensats aus beiden Prozessen hat den Vorteil, dass nur kleinste Mengen für das Ausgleichen der Verluste notwendig sind, um den Elektrolyse-Prozesses aufrecht zu halten. Dies begünstigt beispielsweise auch solche Standorte, an welchen ansonsten wegen des Fehlens von ausreichendem Süßwasser ein Betrieb nicht denkbar wäre und in Off-shore und küstennahen Regionen auf kostspielige Meerwasser-Entsalzungs-Anlagen zurückgegriffen werden müsste.The reclamation The condensate from both processes has the advantage that only smallest amounts for the Balancing the losses are necessary to the electrolysis process keep upright. This favors For example, also those locations where otherwise due lack of adequate fresh water an operation would be unthinkable and in offshore and offshore Regions resorted to costly seawater desalination plants would have to be.

Besteht durch die Verstromung der chemisch gespeicherten Energie ein erhöhter Bedarf an Sauerstoff, beispielsweise dadurch bedingt, dass Teile der zu verstromenden Energie aus einem anderen Prozess stammen, so wird vorgeschlagen, den Mehrbedarf aus der Luft zu decken. Dies kann beispielsweise durch einen Druckwechsel-Adsorptions-, einen Membran- oder einen Kryogen-Prozess erfolgen, welcher beispielsweise mit einer PSA-, Membran- oder Kryogen-Anlage durchgeführt wird.Consists by the power generation of chemically stored energy an increased demand Oxygen, for example due to the fact that parts of the curbing energy comes from another process, so will proposed to cover the additional demand from the air. This can for example, by a pressure swing adsorption, a membrane or a cryogen process, which, for example, with a PSA, membrane or cryogen plant is performed.

Während mit zunehmender Auslastung der Brennstoffzelle deren Wirkung nachgibt, ist dies beim Gas- und Dampf- sowie dem IGCC-Kraftwerk gerade umgekehrt der Fall. Die Brennstoffzelle wird daher mit dem Kraftwerk vorzugsweise im Wechsel bzw. mit unterschiedlicher Auslastung betrieben, wobei die Brennstoffzelle vorzugsweise im unteren und das Kraftwerk bevorzugt im oberen Leistungsbereich arbeitet. Dies hat den Vorteil, dass wenn beide Energiewandler aufeinander abgestimmt sind, elektrische Wirkungsgrade von ca. 65 bis zu 75% erreicht werden.While with Increasing utilization of the fuel cell gives effect, This is just the opposite of the gas and steam and the IGCC power plant the case. The fuel cell is therefore preferably with the power plant operated alternately or with different utilization, with the fuel cell preferably in the lower and the power plant preferred works in the upper performance range. This has the advantage that if both energy converters are coordinated, electrical efficiencies from about 65 to 75% can be achieved.

Mit der thermischen Abwärme aus dem Verstromungs-Prozess wird vorzugsweise der Synthesegas-Prozess bei ruhendem Prozess auf Temperatur gehalten.With the thermal waste heat from the power conversion process is preferably the synthesis gas process kept at temperature when the process is at rest.

Dies ist dann angezeigt, wenn der Elektrolyse-Prozess mangels regenerativer Energie eingestellt und im Synthesegas-Prozess kein Energieumsatz an Wasserstoff und Kohlendioxid stattfindet und somit auch keine exotherme Wärme erzeugt wird, durch welche sich der Reaktor auf Temperatur halten kann.This is displayed when the electrolysis process is lacking regenerative Energy set and in the synthesis gas process no energy expenditure takes place on hydrogen and carbon dioxide and thus no exothermic heat is generated, through which the reactor can hold to temperature.

Umgekehrt hält der Synthesegas-Prozess mit seiner auf hohem Temperatur-Niveau bereitstehende Abwärme den Dampf-Teil des Kraftwerks-Prozess zu einem wesentlichen Teil aufrecht, wenn beispielsweise die Windkraft-Anlage die elektrische Energie vollständig an das Stromnetz abgibt und gleichzeitig das Kraftwerk keine zusätzliche Energie abgeben und vom Netz genommen werden kann.Vice versa holds the Synthesis gas process with its at a high temperature level ready waste heat The steam part of the power plant process to a substantial extent upright, if, for example, the wind power plant, the electric Energy completely to the power grid and at the same time the power plant no additional Energy can be released and taken from the network.

Mit der elektrischen Energie aus dem Verstromungs-Prozess wird der Elektrolyse-Prozess aufrechterhalten, indem man mindestens eine Teilmenge der elektrischen Energie aus dem Verstromungs-Prozess dem Elektrolyse-Prozess zuführt und Wasserstoff erzeugt. Damit ist es möglich, drei verschiedene Energieträger dem Verbraucher gleichzeitig bereit zu stellen, nämlich geschärfte Energie in Form eines Kohlenwasserstoffs und eines Alkohols, als Wasserstoff sowie als elektrischer Strom.With the electrical energy from the power generation process of the electrolysis process is maintained by at least a subset of the electrical energy from the Verstro tion process to the electrolysis process and generates hydrogen. This makes it possible to provide three different energy sources to the consumer at the same time, namely sharpened energy in the form of a hydrocarbon and an alcohol, as hydrogen and as an electric current.

Das erfindungsgemäße Verfahren und seine Vorrichtung hat des Weiteren den Vorteil, dass mit ihm nicht nur die drei Energieträger simultan darstellbar sind, sondern der einzelne Energieträger darüber hinaus in seiner Menge auch derart rückwirkungsfrei einstellbar ist, dass er an anderer Stelle keine Mehr- oder Minderproduktion auslöst.The inventive method and its device further has the advantage of being with it not just the three energy sources can be displayed simultaneously, but the individual energy carrier beyond in its amount also so feedback-free adjustable is that he elsewhere no more or less production triggers.

Damit ist es beispielsweise möglich, nicht nur die gesamte Energie zu speichern, sondern sie auch in verschiedenen Energieformen der Nachfrage angepasst abzugeben. Dies ist dann von Vorteil, wenn beispielsweise keine elektrische Verbind ung zum Verbraucher besteht und die Heranführung einer derartigen Verbindung eine unverhältnismäßig große Investition bedeuten würde. In diesem Falle kann man beispielsweise bei einem Off-shore-Kraftwerk die regenerative Energie anstelle als Wechselstrom als Gleichstrom zur landgestützten Elektrolyseur- und Synthesegas-Anlage übertragen, wodurch wesentliche Einsparungen durch den Austausch eines Wechselstrom-Seekabels durch ein Gleichstrom-Seekabel sowie dem Wegfall eines Gleichrichters vor der Elektrolyse-Anlage erreicht werden.In order to is it possible, for example, Not only to save all the energy, but also in it different forms of energy adapted to demand. This is then advantageous if, for example, no electrical connection ung to the consumer and the introduction of such a connection a disproportionate investment would mean. In this case you can, for example, in an off-shore power plant the regenerative energy instead of alternating current as direct current to land-based Electrolyzer and synthesis gas plant transferred, resulting in significant savings by replacing an AC submarine cable through a DC submarine cable and the elimination of a rectifier be reached before the electrolysis plant.

Die chemische Energie substituiert in diesem Falle als Energieträger die elektrische Energie vollständig. Während man das Methan und den Wasserstoff vorzugsweise über eine Pipeline zum Verbraucher transportiert, werden die flüssigen Kohlenwasserstoffe und die Alkohole vorzugsweise in Behältnissen abgefüllt und per LKW oder Kesselwagen zum Verbraucher gebracht.The chemical energy substitutes in this case as an energy source electrical energy completely. While the methane and the hydrogen preferably via a pipeline to the consumer transported, the liquid Hydrocarbons and the alcohols preferably in containers bottled and brought to the consumer by truck or tank car.

Des Weiteren besteht für den Wasserstoff die Möglichkeit, diesen in einer Abfüll-Anlage als Gas in einem Drucktank oder in einem Metall-Hydrid-Speicher sowie als Flüssiggas in einem Isoliertank als Transportmedium abzufüllen.Of Further exists for the hydrogen the possibility this in a bottling plant as a gas in a pressure tank or in a metal hydride storage tank as well as liquefied gas to fill in an insulated tank as a transport medium.

Schließlich lässt sich eine Nachfrage nach beispielsweise Wasserstoff und Methan individuell derart bedienen, dass man mit der regenerativen Energie einerseits und der gespeicherten Energie andererseits mengenmäßig gerade soviel Wasserstoff und Methan bereitstellt, wie diese beispielsweise in Behältnissen zeitnah für den Verbraucher abgefüllt werden können.Finally, you can a demand for, for example, hydrogen and methane individually such operate that with the regenerative energy on the one hand and the stored energy on the other hand quantitatively just as much hydrogen and Provides methane, such as these, for example, in containers timely for to be filled by the consumer can.

Als weiter vorteilhaft kann angesehen werden, dass der Sauerstoff wie der Wasserstoff aus der Elektrolyse in gleicher Weise abgefüllt werden kann. Während man den aus der Elektrolyseur-Anlage anfallenden Sauerstoff in einer Abfüll-Anlage in Druckflaschen abfüllt, kann man den für den Verstromungs-Prozess erforderlichen Sauerstoff durch einen weniger reinen Sauerstoff aus einer Sauerstoff Gewinnungs-Anlage substituieren. Die Substitution hat den Vorteil, dass der zwangsweise aus dem Elektrolyse-Prozess anfallende Sauerstoff mit einem wesentlich geringerem Aufwand gereinigt und zu einem hochwertigen Produktgas verarbeitet werden kann, als dies mit den ansonsten bekannten Verfahren, wie beispielsweise dem PSA- und dem Kryogen-Verfahren, der Fall wäre. Hierbei ist der im Sauerstoff enthaltene Wasserstoff durch eine katalytische Verbrennung in Wasser umzuwandeln, welches anschließend in einem Adsorptions-Prozess nur noch entzogen werden muss.When Further advantageous can be considered that the oxygen like the hydrogen from the electrolysis are filled in the same way can. While the resulting from the electrolyzer plant oxygen in one Filling plant in Bottling pressure bottles, can you do that for oxygen required by the power generation process by one less Substitute pure oxygen from an oxygen recovery plant. The substitution has the advantage of being forced out of the electrolysis process accumulating oxygen cleaned with a much lower cost and can be processed into a high quality product gas than this with the otherwise known methods, such as PSA and the cryogen method, the case would be. Here, the hydrogen contained in the oxygen by a convert catalytic combustion into water, which is subsequently transformed into only has to be withdrawn from an adsorption process.

Der Wasserstoff und der Sauerstoff aus dem Elektrolyseur oder der PEM-Brennstoffzelle werden vorzugsweise unbehandelt in einem Druckbehälter oder einem Gasometer gespeichert. Die Reinigung und Aufkonzentrierung der beiden Spaltprodukte erfolgt dann vorzugsweise erst kurz vor dem Abfüllprozess. Dies hat den Vorteil, dass der Reinigungs-, der Konzentrations- und der Abfüll-Prozess von dem Wandlungsprozess losgelöst, während des Abfüll-Prozesses kontinuierlich betrieben werden kann.Of the Hydrogen and the oxygen from the electrolyzer or the PEM fuel cell are preferably untreated in a pressure vessel or stored in a gasometer. The cleaning and concentration The two cleavage products then preferably takes place shortly before the bottling process. This has the advantage that the cleaning, the concentration and the filling process detached from the process of change, while the filling process can be operated continuously.

Das Kohlendioxid für den Synthesegas-Prozess und den Vorratsbehälter liefert beispielsweise eine Pipeline oder ein Kohlenstoff umsetzender Prozess, wie beispielsweise der mit einem mit Methan betriebenen Verstromungs-Prozess, wie beispielsweise der mit einer SOFC oder MCFC-Brennstoffzelle sowie der mit einem Gas- und Dampf-Kraftwerk.The Carbon dioxide for For example, the synthesis gas process and the reservoir provide one Pipeline or a carbon implementing process, such as with a methane-powered power generation process, such as that with a SOFC or MCFC fuel cell as well as with a Gas and steam power plant.

Ein Vorratsbehälter für das Kohlendioxid kann beispielsweise aus einem oberirdischen Druckbehälter bestehen, welcher mit oder ohne Isolation betrieben wird und das Kohlendioxid vorzugsweise im gekühlten Zustand rasch unter seine kritische Temperatur bringt, wodurch es bei Überschreitung des kritischen Drucks verflüssigt. Oder das Kohlendioxid wird unter Druck in einem unterirdischen Behältnis, wie beispielsweise einer Kaverne oder Aquifere, bevorratet. Der Kohlendioxid-Speicher wird vorzugsweise über die Abgasleitung eines Brenners und über eine Pipeline mit Kohlendioxid gespeist, welches über eine Entnahmeleitung wieder entnommen werden kann. Hierzu verfügt das als Kohlendioxid-Speicher ausgebildete Behältnis über mindestens eine Zu- und eine Ableitung, welche im Wechsel mit Kohlendioxid betrieben werden.One reservoir for the Carbon dioxide can for example consist of an above-ground pressure vessel, which is operated with or without insulation and the carbon dioxide preferably in the cooled State quickly drops below its critical temperature, causing it when exceeding the liquefied critical pressure. Or the carbon dioxide is under pressure in an underground container, like for example, a cavern or aquifers, stockpiled. The carbon dioxide storage is preferably over the exhaust pipe of a burner and a pipeline with carbon dioxide fed, which over a sampling line can be removed again. For this purpose has as Carbon dioxide storage formed container via at least one Zu- and a derivative, which are operated in alternation with carbon dioxide.

Außer der mit Kohlenmonoxid und Kohlendioxid unterhaltenen Verbindung zwischen dem Ausgang des Verstromungs- und dem Eingang des Synthesegas-Prozesses sind zusätzliche Verbindungen mit dem Kohlendioxid-Speicher möglich, welche beispielsweise aus anderen Prozessen weiteres Kohlendioxid liefern. Derartige Verbindungen können beispielsweise Pipelines sein, welche beispielsweise das Kohlendioxid aus Prozess- und Rauchgasen, Kavernen und Aquiferen, natürlichen Kohlendioxid-Quellen, Erdgas- und Erdöl-Lagerstätten herbeiführen.In addition to the carbon monoxide and carbon dioxide maintained connection between the output of the power and the input of the synthesis gas process additional connections with the carbon dioxide storage are possible, which, for example, from other processes Koh further supply dioxide. Such compounds may be, for example, pipelines which produce, for example, carbon dioxide from process and flue gases, caverns and aquifers, natural carbon dioxide sources, natural gas and petroleum deposits.

Durch einen derartig stattfindenden Import ist es beispielsweise möglich, die geotherme und die regenerative Energie nicht nur in eine chemische Energie, wie beispielsweise Methan, zu wandeln, sondern man kann sie dann darüber hinaus auch über große Entfernungen, beispielsweise als Erdgas-Substitut durch Pipelines direkt zum Verbraucher transportieren, wo sie nach bekannter Art wieder gewandelt wird, ohne dass an der Quelle, an welcher die Energiewandlung von regenerativer in chemische Energie stattfand, ein Mangel an Kohlenstoff entsteht.By Such an import takes place, for example, is possible, the geothermal and regenerative energy not just in a chemical Energy, such as methane, to convert, but you can you then about it also over long distances, For example, as a natural gas substitute through pipelines directly to the consumer transport, where it is converted again in a known manner, without being at the source where the energy conversion of regenerative in chemical energy took place, a lack of carbon arises.

Die Umwandlung der regenerativen Energie in einen Kohlenwasserstoff oder Alkohol als Speichermedium hat den Vorteil, dass das Speichermedium gegenüber dem Wasserstoff eine wesentlich höhere Energiedichte besitzt. Aufgrund seiner geringen Flüchtigkeit ist beispielsweise Methan das ideale Medium für eine Speicherung in Kavernen und Aquiferen. Des Weiteren lässt es sich problemlos über große Strecken in Pipelines transportieren.The Transformation of regenerative energy into a hydrocarbon or alcohol as a storage medium has the advantage that the storage medium compared to the Hydrogen a much higher Has energy density. Due to its low volatility For example, methane is the ideal medium for storage in caverns and aquifers. Furthermore, lets it over easily size Transport routes in pipelines.

Der alles entscheidende Vorteil liegt jedoch darin, dass insbesondere Methan und Oktan weltweit die bewährtesten und universellsten Energiespeicher mit der größten Verbreitung sind, womit die Verwendung der chemisch gespeicherten Energie ohne speziell zu entwickelnde Rückwandlung direkt erfolgen kann und keiner Anpassung bedarf, wie dies beispielsweise bei Wasserstoff wegen seiner geringeren Energiedichte der Fall ist.Of the However, the decisive advantage lies in the fact that, in particular Methane and octane are the most proven and universal in the world Energy storage with the largest distribution are, bringing the use of chemically stored energy without specially developed reconversion can be done directly and requires no adjustment, as for example Hydrogen is the case because of its lower energy density.

Die Lösung hat außerdem noch einen die Umwelt entlastenden Vorteil derart, dass mit ihr ein weiterer, auf bewährten Energieformen basierender Energiekreislauf aufgebaut werden kann, indem man Kohlendioxid, beispielsweise aus Verbrennungsprozessen, welchem man bis dato keinen besonderen Wert zumaß, zukünftig als Wertstoff verwendet werden kann. Es ist damit beispielsweise möglich, das Kohlendioxid in Energiekreisläufe als Schärfungsmittel einzubinden. Hierzu sind Kohlendioxid-Speicher mit entsprechender Kapazität vorzuhalten. Derartige Kohlendioxid-Speicher werden vorzugsweise über Pipelines mit den Kohlendioxid-Quellen, wie beispielsweise Kraftwerke, Chemiewerken, Stahl-, Keramik- und Zement-Werken verbunden. Diese zeichnen sich dadurch aus, dass sie nahezu konstant große Mengen an Kohlendioxid emittieren. Diese sind dafür prädestiniert, die Pipeline permanent mit Kohlendioxid zu speisen, indem sie eine Teilmenge des von ihnen ausgestoßenen Rauchgases vor dem Eintritt in die Atmosphäre behandeln und dabei dem Rauchgas eine Teilmenge des beiwohnenden Kohlendioxids entziehen. Damit erreichen die Unternehmen drei Ziele gleichzeitig. Zum einen entziehen sie sich einer CO2-Straf steuer, wenn ihre Geschäfte gut gehen und sie mehr CO2 emittieren als ihnen aus einem nationalen Allokationsplan zugeteilt sind. Gleichzeitig können sie CO2-Rechte verkaufen, wenn sie mehr CO2 zurückhalten als von ihnen verlangt wird und schließlich stellt das bis dato wertlose Kohlendioxid einen wichtigen Wertstoff für die Zukunft dar, für welchen sich Erlöse erwirtschaften lassen. Die Nachfrage nach Kohlendioxid wird zukünftig umso mehr steigen, je knapper die Erdöl- und Erdgas-Ressourcen werden, da die aus regenerativer Energie bereitgestellten Energieträger verstärkt geschärft werden müssen.The solution also has an environmental relieving advantage such that with her another, based on proven forms of energy energy cycle can be built by carbon dioxide, for example, from combustion processes, which was previously no special value, in the future can be used as recyclable material , It is thus possible, for example, to integrate the carbon dioxide into energy cycles as a sharpening agent. For this purpose, carbon dioxide storage with appropriate capacity are to be provided. Such carbon dioxide storage are preferably connected via pipelines with the carbon dioxide sources, such as power plants, chemical plants, steel, ceramics and cement works. These are characterized by the fact that they emit almost constant large amounts of carbon dioxide. These are predestined to permanently feed the pipeline with carbon dioxide by treating a subset of the flue gas they emit before entering the atmosphere, thereby extracting from the flue gas a subset of the co-occurring carbon dioxide. This enables companies to achieve three goals simultaneously. For one thing, they avoid a CO 2 tax if their business is doing well and they are emitting more CO 2 than they are allocated from a national allocation plan. At the same time they can sell CO 2 rights if they withhold more CO 2 than they are required to, and finally the worthless carbon dioxide is an important resource for the future, for which revenues can be generated. In the future, the demand for carbon dioxide will rise all the more as oil and natural gas resources become scarcer, as the energy sources provided by renewable energy will have to be sharpened.

Für die Rückgewinnung von Kohlendioxid aus Prozess- und Rauchgasen bieten sich mehrere Verfahren an, wie beispielsweise der Druck-Wechsel-Adsorptions-Prozess mit einer PSA-Anlage, der Absorptions-Prozess mit einer MEA-Anlage, der Membran-, Permeations- und der Kryogen-Prozess.For the recovery Carbon dioxide from process and flue gases offers several methods on, such as the pressure-swing adsorption process with a PSA plant, the absorption process with an MEA plant, the membrane, permeation and cryogen processes.

Für die Entfeuchtung eines stark mit Wasserdampf gesättigten Kohlendioxids bietet sich beispielsweise eine MCFC-Brennstoffzelle an, mit welcher man das Kohlendioxid aus dem Gasstrom entzieht, indem man das Kohlendioxid unterhaltende Gas der Kathoden-Kammer zuführt. Den Ausgang der Kathoden-Kammer verlässt danach nur ein heißer Wasserdampf, welchen man an einer kühlen Stelle als Kondensat niederschlägt und in einem Wasser-Behälter für den Elektrolyse-Prozess bevorratet.For dehumidification a strongly saturated with water vapor Carbon dioxide, for example, offers an MCFC fuel cell at which one withdraws the carbon dioxide from the gas stream, by allowing the carbon dioxide-sustaining gas of the cathode chamber supplies. The output of the cathode chamber then leaves only a hot water vapor, which one in a cool place precipitated as condensate and in a water tank for the Stored electrolysis process.

Auch ist eine Entfeuchtung des Kohlendioxids mit einer Extraktivdestillation mit Hilfe von beispielsweise Glykol möglich.Also is a dehumidification of carbon dioxide with an extractive distillation possible with the help of, for example, glycol.

Die Entfeuchtung des Kohlendioxids hat zwei Vorteile, die sind: a) Das Kohlendioxid im Speicher wird nicht über Gebühr feucht, wodurch sich im Kohlendioxid-Speicher keine größeren Wassermassen ansammeln und die Korrosionsneigung in Metallbehältern technisch beherrschbar bleibt und b) das zurück gewonnene Kondensat eine größere Entnahme von Brunnenwasser für den Elektrolyse-Prozess überflüssig macht. Bei einem Hochsee-Windpark kommt als weiterer wichtiger Vorteil hinzu, dass die erforderliche Meerwasserentsalzungs-Anlage auf ein Minimum zurückgebaut werden kann, da sie nur noch den Schlupf ausgleichen muss.The Dehumidification of carbon dioxide has two advantages, which are: a) The Carbon dioxide in the store will not overly damp, resulting in carbon dioxide storage no large volumes of water accumulate and the tendency to corrosion in metal containers technically manageable stays and b) that back obtained condensate a larger withdrawal of well water for makes the electrolysis process superfluous. In a high-sea wind farm comes as another important advantage added that the required seawater desalination plant to a minimum dismantled can be, because they only have to compensate for the slippage.

Die bei der Wandlung anfallenden Verluste, wie beispielsweise die der Abwärme der Elektrolyseur-Anlage und die der Brennstoffzelle werden beispielsweise in einem Links-Prozess mit Hilfe einer Wärmepumpe in Kälte umgewandelt, womit beispielsweise ein für die Bevorratung der chemisch gespeicherten Energie frei aufgestelltes und der direkten Sonneneinstrahlung ausgesetztes Behältnis gekühlt und damit vor einer Überhitzung des Inhalts geschützt werden kann.The costs incurred in the conversion losses, such as the waste heat of the electrolyzer system and the fuel cell are converted, for example, in a links process using a heat pump into cold, which at For example, one for the storage of chemically stored energy freely placed and exposed to direct sunlight container cooled and thus can be protected against overheating of the contents.

Mit einer Teilmenge an Wasser aus dem Wasserbehälter, welche im wesentlichen für den Elektrolyse-Prozess bestimmt ist, lässt sich beispielsweise der Kondensator des Dampfteils vom Gas- und Dampfkraftwerk betreiben, indem beispielsweise das Wasser zur Erzeugung von Verdunstungskälte verwandt wird. Dies hat den Vorteil, dass das Kraftwerk auch fernab von Gewässern und unabhängig von der Jahreszeit ganzjährig betrieben werden kann.With a subset of water from the water tank, which is substantially for the electrolysis process is determined, lets For example, the condenser of the steam part of the gas and Operate steam power plant, for example, the water to produce of evaporation cold is used. This has the advantage that the power plant also far away of waters and independent from the season all year round can be operated.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Figurenbeschreibungen und den anhängigen Ansprüchen zu entnehmen.Further advantageous embodiments of the invention are the figure descriptions and the pending ones claims refer to.

Die weitere Erläuterung und Darlegung der Erfindung erfolgt anhand der Zeichnungen. Es zeigen: The further explanation and description of the invention is made with reference to the drawings. Show it:

Die 1 zeigt ein Verfahrensschema zur Energiegewinnung aus einer regenerativen Quelle, welche die regenerative Energie in eine elektrische Energie wandelt und in das Stromnetz einspeist sowie den Überschuss an elektrischer Energie in chemische Energie umwandelt und speichert, welche bei einer Nachfrage als Methan aus dem Speicher entnommen und durch Rückwandlung in Wasserstoff und elektrischer Strom bereitgestellt wird.The 1 FIG. 12 shows a process scheme for generating energy from a regenerative source which converts the regenerative energy into electrical energy and feeds it into the grid and converts and stores the excess of electrical energy into chemical energy which is withdrawn from storage as methane upon demand and through reconversion is provided in hydrogen and electric power.

Die 2 zeigt einen Teil der Vorrichtung, mit welcher die Energiegewinnung mit einer Windkraft-Anlage und die der Einspeisung in ein Stromnetz sowie die Umwandlung der elektrischen in eine chemische Energie nebst deren Speicherung in einem Behältnis durchgeführt werden.The 2 shows a part of the device, with which the energy production with a wind turbine and the feeding into a power grid and the conversion of the electrical energy into a chemical energy are carried out together with their storage in a container.

Die 3 zeigt einen weiteren Teil der Vorrichtung, mit welcher eine Effizienzsteigerung des Umwandlungs-Prozesses von elektrischer in chemische Energie stattfindet, indem die im Dampf gespeicherte exotherme Energie des Synthesegas-Prozesses verstromt und zur weiteren Wasserstoff Erzeugung genutzt wird.The 3 shows another part of the device, with which an increase in efficiency of the conversion process of electrical into chemical energy takes place by the stored steam in the exothermic energy of the synthesis gas process is converted and used for further hydrogen production.

Die 4 zeigt eine Teilansicht der Vorrichtung, in welcher ein Gas- und Dampf-Kraftwerk mit der chemisch gespeicherten Energie gespeist wird und diese für das Stromnetz in elektrische Energie umwandelt, während die Verbrennungsrückstände in einem Kohlendioxid-Speicher und in einem Wasserbehälter gespeichert werden.The 4 shows a partial view of the apparatus in which a gas and steam power plant is fed with the chemically stored energy and converts it into electrical energy for the power grid, while the combustion residues are stored in a carbon dioxide storage and in a water tank.

Die 5 zeigt einen Teil der Vorrichtung, in welcher die gespeicherte chemische Energie einerseits in Wasserstoff zurückgewandelt und andererseits die chemisch gespeicherte Energie ohne Rückwandlung in ein Erdgas-Netz eingespeist wird, wobei die aus der Rückwandlung resultierenden Verbrennungsprodukte Kohlen dioxid und Wasser zurück gewonnen und gespeichert werden.The 5 shows a part of the device in which the stored chemical energy on the one hand converted back into hydrogen and on the other hand, the chemically stored energy is fed without reconversion in a natural gas network, wherein the resulting from the conversion of combustion products of carbon dioxide and water are recovered and stored.

Die 6 zeigt schließlich einen Teil der Vorrichtung, mit welcher ein oberirdischer mit Methan gefüllter Drucktank mit einem Kältemittel bei starker Sonneneinstrahlung gekühlt wird.The 6 shows finally a part of the device with which an above-ground methane-filled pressure tank is cooled with a refrigerant in strong sunlight.

Die 7 zeigt einen Teil der Vorrichtung, mit welcher Wasserstoff und Sauerstoff für den Verbraucher in Behältnissen abgefüllt wird.The 7 shows a part of the device with which hydrogen and oxygen is bottled for the consumer in containers.

Im Einzelnen zeigt die 1 eine regenerative Energie-Quelle (1a), einen Energie-Wandlungs-Prozess (1c) für die regenerative Energie, einen elektrischen Verbraucher (3), einen Elektrolyse-Prozess (6), einen Wasserstoff-Verbraucher (8), einen Sauerstoff Speicher (10), einen Verbrennungs- und Heiz-Prozess (12), einem thermodynamischen-Prozess (15), einen Methan-Synthesegas-Prozess (18), einen Erdgas-Speicher (20), einen Erdgas-Verbraucher (23), einen verbraucherseitigen Kohlendioxid-Rückgewinnungs-Prozess (25) und einen Kohlendioxid-Speicher (27).In detail, the shows 1 a regenerative energy source ( 1a ), an energy conversion process ( 1c ) for the regenerative energy, an electrical consumer ( 3 ), an electrolysis process ( 6 ), a hydrogen consumer ( 8th ), an oxygen storage ( 10 ), a combustion and heating process ( 12 ), a thermodynamic process ( 15 ), a methane synthesis gas process ( 18 ), a natural gas storage ( 20 ), a natural gas consumer ( 23 ), a consumer-side carbon dioxide recovery process ( 25 ) and a carbon dioxide storage ( 27 ).

Die regenerative Energie-Quelle (1a) speist über die Verbindung (1b) einen Energie-Wandlungs-Prozess (1c), welcher die regenerative Energie in eine elektrische Energie umwandelt und diese über die Verbindung (2) in einen elektrischen Verbraucher (3) und über die Verbindung (4) in einen Elektrolyse-Prozesses (6) einspeist.The regenerative energy source ( 1a ) feeds via the connection ( 1b ) an energy conversion process ( 1c ), which converts the regenerative energy into an electric energy and transmits it via the connection ( 2 ) into an electrical consumer ( 3 ) and the connection ( 4 ) in an electrolysis process ( 6 ) feeds.

Im Elektrolyse-Prozess (6) wird Wasser durch die zugeführte elektrische Energie in Wasserstoff und Sauerstoff zerlegt. Der Elektrolyse-Prozess (6) hat drei Ausgänge, wovon über einen Ausgang (9) der Sauerstoff und über die Ausgänge (7 und 17) der Wasserstoff abgeführt wird. Der Elektrolyse-Prozess (6) speist über die Verbindung (9) den Sauerstoff-Speicher (10) mit Sauerstoff und über die Verbindung (17) den Methan-Synthesegas-Prozess (18) mit Wasserstoff. Des Weiteren speist der Wasserstoff-Ausgang des Elektrolyse-Prozesses (6) den Wasserstoff-Abnehmer (8) über die Verbindung (7) mit Wasserstoff.In the electrolysis process ( 6 ) water is decomposed by the supplied electrical energy into hydrogen and oxygen. The electrolysis process ( 6 ) has three outputs, one of which has an output ( 9 ) the oxygen and the outputs ( 7 and 17 ) the hydrogen is removed. The electrolysis process ( 6 ) feeds via the connection ( 9 ) the oxygen storage ( 10 ) with oxygen and via the compound ( 17 ) the methane synthesis gas process ( 18 ) with hydrogen. Furthermore, the hydrogen output of the electrolysis process ( 6 ) the hydrogen consumer ( 8th ) over the connection ( 7 ) with hydrogen.

Der Kohlenstoff für den Synthesegas-Prozess (18) wird demselben in Form von Kohlendioxid zugeführt. Hierzu ist der Eingang des Synthesegas-Prozesses (18) über die Verbindung (28) mit der Entnahmestelle des Kohlendioxid-Speichers (27) verbunden, über welche der Synthesegas-Prozess (18) mit Kohlendioxid gespeist wird.The carbon for the synthesis gas process ( 18 ) is supplied to the same in the form of carbon dioxide. For this, the input of the synthesis gas process ( 18 ) over the connection ( 28 ) with the removal point of the carbon dioxide storage ( 27 ), via which the synthesis gas process ( 18 ) is fed with carbon dioxide.

Der Ausgang des Synthesegas-Prozesses (18) ist über die Verbindung (19) mit dem Erdgas-Speicher (20) verbunden, in welchem das im Synthesegas-Prozess (18) erzeugte Methan gespeichert wird.The output of the synthesis gas process ( 18 ) is via the connection ( 19 ) with the natural gas storage ( 20 ), in which the in the synthesis gas process ( 18 ) produced methane is stored.

In einem Verbrennungs- und Heiz-Prozess (12), welcher zwei Ein- und zwei Ausgänge besitzt, wird Methan mit Sauerstoff verbrannt, wobei die bei der Verbrennung umgewandelte Energie mit Hilfe einer Heizung im Dampf gespeichert wird. Hierzu werden die Eingänge des Verbrennungs- und Heiz-Prozesses (12) über die Verbindung (21) mit Methan aus dem Erdgas-Speicher (20) und über die Verbindung (11) mit Sauerstoff aus dem Sauerstoff-Speicher (10) gespeist.In a combustion and heating process ( 12 ), which has two inputs and two outputs, methane is burned with oxygen, whereby the energy converted during combustion is stored in the steam by means of a heater. For this, the inputs of the combustion and heating process ( 12 ) over the connection ( 21 ) with methane from the natural gas storage ( 20 ) and the connection ( 11 ) with oxygen from the oxygen storage ( 10 ).

Beide, Methan und Sauerstoff, verbrennen im Verbrennungs- und Heiz-Prozess (12) zu Kohlendioxid, welches über die Verbindung (13) abgeführt wird. Diese ist mit dem Eingang des Kohlendioxid-Speichers (27) verbunden, in welchem das Kohlendioxid gespeichert wird, während über den zweiten Ausgang die Energie in Form von vorgespanntem Dampf für den thermodynamischen Prozess (15) bereitgestellt wird.Both methane and oxygen burn in the combustion and heating process ( 12 ) to carbon dioxide which is released via the compound ( 13 ) is discharged. This is with the entrance of the carbon dioxide storage ( 27 ), in which the carbon dioxide is stored, while via the second output the energy in the form of prestressed steam for the thermodynamic process ( 15 ) provided.

Der thermodynamische Prozess (15) besitzt einen Eingang und zwei Ausgänge. Über den Eingang erhält der thermodynamische Prozess (15) über die Verbindung (14) den vorgespannten Dampf aus dem Verbrennungs- und Heiz-Prozess (12), durch welchen mit Hilfe einer Turbine und eines Generators Strom erzeugt wird. Mit dem elektrischen Strom aus dem thermodynamischen Prozess (15) werden der Elektrolyse-Prozess (6) über die Verbindung (5) und der elektrische Verbraucher (3) über die Verbindung (16) gespeist.The thermodynamic process ( 15 ) has one input and two outputs. The input receives the thermodynamic process ( 15 ) over the connection ( 14 ) the prestressed steam from the combustion and heating process ( 12 ) by which power is generated by means of a turbine and a generator. With the electric current from the thermodynamic process ( 15 ), the electrolysis process ( 6 ) over the connection ( 5 ) and the electrical consumer ( 3 ) over the connection ( 16 ).

Der Erdgas-Speicher (20) besitzt eine weitere Entnahmestelle, an welche die Verbindung (22) anschließt und durch welche ein Erdgas-Verbraucher (23) mit Erdgas gespeist wird.The natural gas storage ( 20 ) has another removal point to which the compound ( 22 ) and by which a natural gas consumer ( 23 ) is fed with natural gas.

Dieser liefert an seinem Ausgang ein an Kohlendioxid reiches Abgas, welches über die Verbindung (24) mit dem Eingang eines Kohlendioxid-Gewinnungs-Prozesses (25) verbunden ist, durch welchen das Kohlendioxid dem Abgas entzogen wird. Der Ausgang des Kohlendioxid-Prozesses (25) ist über die Verbindung (26) mit dem zweiten Eingang des Kohlendioxid-Speichers (27) verbunden, in welchen das Kohlendioxid eingespeist wird.This delivers at its output an exhaust gas rich in carbon dioxide, which via the compound ( 24 ) with the receipt of a carbon dioxide recovery process ( 25 ), through which the carbon dioxide is removed from the exhaust gas. The outcome of the carbon dioxide process ( 25 ) is via the connection ( 26 ) with the second input of the carbon dioxide storage ( 27 ), in which the carbon dioxide is fed.

Die 2 zeigt ein Grundschema der Energie-Gewinnung, der Speicherung, der Energie-Umwandlung und der Lieferung regenerativ erzeugter elektrischer Energie mit einer Windkraft-Anlage, einem Energie-Wandler für die Wandlung der regenerativ erzeugten elektrischen in eine chemische Energie und einen Wandler für die Rückwandlung derselben in elektrische Energie sowie einen Speicher, in welchem die regenerative Energie als chemische Energie gespeichert wird.The 2 shows a basic scheme of energy recovery, storage, energy conversion and the supply of renewable electrical energy with a wind turbine, an energy converter for the conversion of renewable electrical energy into a chemical energy and a converter for the conversion of the same in electrical energy and a memory in which the regenerative energy is stored as chemical energy.

Im Einzelnen zeigt die 2 eine Windkraft-Anlage (29), eine Elektrolyseur-Anlage (35), eine Synthesegas-Anlage (39), einen Sauerstoff-Speicher (37), einen Wasser-Behälter (33), einen Erdgas-Speicher (42), einen Kohlendioxid-Speicher (55) sowie einen elektrischen Verbraucher (32).In detail, the shows 2 a wind turbine ( 29 ), an electrolyzer system ( 35 ), a synthesis gas plant ( 39 ), an oxygen storage ( 37 ), a water container ( 33 ), a natural gas storage ( 42 ), a carbon dioxide storage ( 55 ) and an electrical consumer ( 32 ).

Die Windkraft-Anlage (29) ist über eine Stromleitung (30) mit der Elektrolyseur-Anlage (35) und über die Stromleitung (31) mit einem elektrischen Verbraucher (32) verbunden.The wind turbine ( 29 ) is via a power line ( 30 ) with the electrolyzer system ( 35 ) and via the power line ( 31 ) with an electrical consumer ( 32 ) connected.

Zwischen der Stromeinspeisung durch die Verbindung (30) und dem Elektrolyseur in der Elektrolyseur-Anlage (35) ist ein Gleichrichter geschaltet, welcher den Wechselstrom der Windkraft-Anlage (29) in einen Gleichstrom gleichrichtet. Das Wasser für die Elektrolyse wird über eine Wasserleitung (34) der Elektrolyseur-Anlage (35) aus dem Wasser-Behälter (33) zugeführt.Between the power supply through the connection ( 30 ) and the electrolyzer in the electrolyzer system ( 35 ) is a rectifier connected, which is the alternating current of the wind turbine ( 29 ) rectified into a direct current. The water for the electrolysis is via a water pipe ( 34 ) of the electrolyzer plant ( 35 ) from the water tank ( 33 ).

Über die Verbindung (36) wird der Sauerstoff-Speicher (37) mit dem Spaltgas Sauerstoff aus der Anoden-Kammer des Elektrolyseurs gespeist, während über die Verbindung (38) die Synthesegas-Anlage (39) aus der Kathoden-Kammer des Elektrolyseurs mit dem Spaltgas Wasserstoff gespeist wird.About the connection ( 36 ) the oxygen storage ( 37 ) fed with the cracked gas oxygen from the anode chamber of the electrolyzer, while on the compound ( 38 ) the synthesis gas plant ( 39 ) is fed from the cathode chamber of the electrolyzer with the cracking gas hydrogen.

Die Synthesegas-Anlage (39) wird des Weiteren über die Verbindung (57) mit Kohlendioxid gespeist. Diese Verbindung wird über Verbindung (56) mit Kohlendioxid aus dem Kohlendioxid-Speicher (55) unterhalten.The synthesis gas plant ( 39 ) is further determined via the compound ( 57 ) fed with carbon dioxide. This connection is made via connection ( 56 ) with carbon dioxide from the carbon dioxide storage ( 55 ) to chat.

In der Synthesegas-Anlage (39) werden der zugeführte Wasserstoff und das zugeführte Kohlendioxid zu Methan umgewandelt, welches über die Verbindung (41) in den Erdgas-Speicher (42) eingefüllt wird.In the synthesis gas plant ( 39 ), the supplied hydrogen and the supplied carbon dioxide are converted to methane which is released via the compound ( 41 ) into the natural gas storage ( 42 ) is filled.

Das bei der Methan-Synthese anfallende Wasser wird in der Synthesegas-Anlage (39) durch eine Destillation aus dem Methan entfernt und über die Verbindung (71) in den Wasser-Behälter (33) abgeführt.The resulting in the methane synthesis water is in the synthesis gas plant ( 39 ) is removed from the methane by distillation, and via the compound ( 71 ) in the water container ( 33 ) dissipated.

Die 3 zeigt im Einzelnen den Wasser-Behälter (33), die Elektrolyseur-Anlage (35), den Sauerstoff-Speicher (37), die Synthesegas-Anlage (39) mit einer Dampfturbine (68) und einem damit fest verkoppeltem Stromgenerator (70), einen Erdgas-Speicher (42), ein Gas- und Dampf-Kraftwerk (46) sowie einen Kohlendioxid-Speicher (55).The 3 shows in detail the water tank ( 33 ), the electrolyzer system ( 35 ), the oxygen storage ( 37 ), the synthesis gas plant ( 39 ) with a steam turbine ( 68 ) and a permanently coupled power generator ( 70 ), a natural gas storage ( 42 ), a gas and steam power plant ( 46 ) and a carbon dioxide storage ( 55 ).

Durch die im Reaktor der Synthesegas-Anlage (39) stattfindende Synthese wird exotherme Energie freigesetzt, welche zu einem wesentlichen Teil von der Reaktorwand aufgenommen wird. Diese wird über einen Kühlschlangen-Wärmetauscher abgeführt, welcher die Reaktorwand umschlingt. Als Wärmeträgermedium ist Wasser vorgesehen, welches in der Kühlschlange durch die exotherme Energie erhitzt und verdampft wird. Mit der im Dampf gespeicherten Energie wird eine Dampfturbine (68) über die Verbindung (40a) gespeist, welche über eine starre Verbindung (69) einen Stromgenerator (70) antreibt, welcher die thermodynamische Energie der Dampfturbine in elektrische Energie umwandelt, während der abgespannte Dampf über die Verbindung (40b) von der Dampfturbine ab- und einem Kondensator in der Synthesegas-Anlage (39) zugeführt wird, in welchem er kondensiert und dem Wärmetauscher erneut als Kondensat zufließt.By the in the reactor of the synthesis gas plant ( 39 ) is released exothermic energy, which is taken up to a substantial part of the reactor wall. This is removed via a cooling coil heat exchanger, which wraps around the reactor wall. As the heat transfer medium water is provided, which is heated and evaporated in the cooling coil by the exothermic energy. With the energy stored in the steam, a steam turbine ( 68 ) over the connection ( 40a ), which via a rigid connection ( 69 ) a power generator ( 70 ), which converts the thermodynamic energy of the steam turbine into electrical energy, while the strained steam via the connection ( 40b ) from the steam turbine and a condenser in the synthesis gas plant ( 39 ), in which it condenses and re-flows to the heat exchanger as condensate.

Mit der elektrischen Energie aus dem Stromgenerator (70) wird die Elektrolyseur-Anlage (35) über die Verbindung (49a) mit elektrischer Energie gespeist, durch welche weiteres, über die Verbindung (34) aus dem Wasser-Behälter (33) zugeführtes Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff gespalten wird.With the electrical energy from the power generator ( 70 ), the electrolyzer system ( 35 ) over the connection ( 49a ) supplied with electrical energy, through which further, via the connection ( 34 ) from the water tank ( 33 ) water is split into hydrogen and oxygen.

Während der Sauerstoff aus der Elektrolyseur-Anlage dem Sauerstoff-Speicher (37) über die Verbindung (36) zugeführt und gespeichert wird, werden über die Verbindung (38) der Wasserstoff aus der Elektrolyseur-Anlage (35) und über die Verbindung (56) und (57) das Kohlendioxid aus dem Kohlendioxid-Speicher (55) dem Eingang der Synthesegas-Anlage (39) zur Methan-Synthese zugeführt.While the oxygen from the electrolyzer plant the oxygen storage ( 37 ) over the connection ( 36 ) is stored and stored via the connection ( 38 ) the hydrogen from the electrolyzer plant ( 35 ) and the connection ( 56 ) and ( 57 ) the carbon dioxide from the carbon dioxide storage ( 55 ) the entrance of the synthesis gas plant ( 39 ) for methane synthesis.

Das Produkt Methan aus der Synthesegas-Anlage (39) wird daraufhin über die Verbindung (41) in den Erdgas-Speicher (42) transportiert und gespeichert.The product methane from the synthesis gas plant ( 39 ) is then sent via the connection ( 41 ) into the natural gas storage ( 42 ) and stored.

Bei ruhender Produktion wird der Reaktor der Synthesegas-Analge (39) von außen beheizt, damit er bei einer Wiederaufnahme sofort einsatzfähig ist. Hierzu wird er über die Verbindung (45) mit Dampf und über die Verbindung (47) mit der Abwärme heißen Rauchgases aus dem Gas- und Dampf-Kraftwerk (46) mit thermischer Energie gespeist.When the production is at rest, the reactor of the synthesis gas ( 39 ) heated from the outside, so that it is ready for use immediately in a resumption. For this purpose, he will use the connection ( 45 ) with steam and over the compound ( 47 ) with the waste heat of hot flue gas from the gas and steam power plant ( 46 ) fed with thermal energy.

Die 4 zeigt im Einzelnen den elektrischen Verbraucher (32), den Wasser-Behälter (33), den Sauerstoff-Speicher (37), den Erdgas-Speicher (42), das Gas- und Dampf-Kraftwerk (46), eine PSA-Anlage (50), eine Entfeuchtungs-Anlage (53) und den Kohlendioxid-Speicher (55).The 4 shows in detail the electrical consumer ( 32 ), the water tank ( 33 ), the oxygen storage ( 37 ), the natural gas storage ( 42 ), the gas and steam power plant ( 46 ), a PSA plant ( 50 ), a dehumidifying plant ( 53 ) and the carbon dioxide storage ( 55 ).

Das Stromnetz (31) und der daran angeschlossene Verbraucher (32) werden über die Verbindung (48) mit elektrischer Energie aus dem Gas- und Dampf-Kraftwerk (46) gespeist.The power grid ( 31 ) and the connected consumer ( 32 ) are connected via the connection ( 48 ) with electrical energy from the gas and steam power plant ( 46 ).

Hierzu wird das Gas- und Dampf-Kraftwerk (46) über die Verbindung (43) mit der chemisch gespeicherten Energie, dem Brennstoff Methan aus dem Erdgas-Speicher (42) sowie über die Verbindung (51) und (65) mit Sauerstoff aus dem Sauer stoff-Speicher (37) und der PSA-Anlage (50) gespeist.For this purpose, the gas and steam power plant ( 46 ) over the connection ( 43 ) with the chemically stored energy, the fuel methane from the natural gas storage ( 42 ) as well as via the compound ( 51 ) and ( 65 ) with oxygen from the oxygen storage ( 37 ) and the PSA plant ( 50 ).

Die vollständige Verbrennung des Methans mit dem Sauerstoff im Gas- und Dampf-Kraftwerk (46) bewirkt ein Gasgemisch, welches aus den Komponenten Kohlendioxid und Wasser besteht und als Abgas abgeführt wird. Die Abführung des Abgases erfolgt über die Verbindung (52), welche mit dem Eingang einer Entfeuchtungs-Anlage (53) verbunden ist. In der Entfeuchungs-Anlage (53) wird der Wasserdampf dem Abgasstrom durch Kondensation entzogen. Das getrocknete Kohlendioxid wird über die Verbindung (54) in den Kohlendioxid-Speicher (55) und das Kondensat über die Verbindung (72) in den Wasser-Behälter (33) transportiert.Complete combustion of methane with oxygen in the gas and steam power plant ( 46 ) causes a gas mixture which consists of the components of carbon dioxide and water and is discharged as exhaust gas. The exhaust gas is exhausted via the connection ( 52 ) connected to the entrance of a dehumidification system ( 53 ) connected is. In the dehumidifying plant ( 53 ) the water vapor is removed from the exhaust gas stream by condensation. The dried carbon dioxide is released via the compound ( 54 ) in the carbon dioxide storage ( 55 ) and the condensate over the connection ( 72 ) in the water container ( 33 ).

Die 5 zeigt einen Teilausschnitt der Vorrichtung, welche aus der Windkraft-Anlage (29), dem Wasser-Behälter (33), der Elektrolyseur-Anlage (35), dem Sauerstoff-Speicher (37), dem Erdgas-Speicher (42), dem Gas- und Dampf-Kraftwerk (46), der Entfeuchtungs-Anlage (53), dem Kohlendioxid-Speicher (55), dem Erdgas-Verbraucher (59), der Kohlendioxid-Rückgewinnungs-Anlage (61), der Pump-Station (63) und dem Wasserstoff-Abnehmer (67) besteht.The 5 shows a partial section of the device, which from the wind turbine ( 29 ), the water tank ( 33 ), the electrolyzer system ( 35 ), the oxygen storage ( 37 ), the natural gas storage ( 42 ), the gas and steam power plant ( 46 ), the dehumidifying system ( 53 ), the carbon dioxide storage ( 55 ), the natural gas consumer ( 59 ), the carbon dioxide recovery plant ( 61 ), the pumping station ( 63 ) and the hydrogen consumer ( 67 ) consists.

Der Erdgas-Speicher (42) speist über die Verbindung (58) einen Erdgas-Verbraucher (59) mit Methan.The natural gas storage ( 42 ) feeds via the connection ( 58 ) a natural gas consumer ( 59 ) with methane.

Den Ausgang des Erdgas-Verbrauchers (59) verlässt ein mit Kohlendioxid angereichertes Abgas, welches über die Verbindung (60) einer Kohlendioxid-Rückgewinnungs-Anlage (61) zugeführt wird. In dieser wird das Kohlendioxid von den übrigen Komponenten des Abgases getrennt und über die Verbindung (62) einer Pump-Station (63) zugeführt, durch welche das Kohlendioxid über die Verbindung (64) zum Kohlendioxid-Speicher (55) transportiert wird.The output of the natural gas consumer ( 59 ) leaves a carbon dioxide-enriched exhaust gas which is released via the compound ( 60 ) of a carbon dioxide recovery plant ( 61 ) is supplied. In this, the carbon dioxide is separated from the other components of the exhaust gas and through the compound ( 62 ) a pumping station ( 63 ), through which the carbon dioxide via the compound ( 64 ) to the carbon dioxide storage ( 55 ) is transported.

Der Erdgas-Speicher (42) speist des Weiteren das Gas- und Dampf-Kraftwerk (46) über die Verbindung (43) mit Methan. Gleichzeitig erhält es über die Verbindung (65) Sauerstoff aus dem Sauerstoff-Speicher (37), mit welchem die Verbrennung und die Erzeugung von Wasserdampf für die Verstromung stattfinden.The natural gas storage ( 42 ) also feeds the gas and steam power plant ( 46 ) over the connection ( 43 ) with methane. At the same time it receives over the connection ( 65 ) Oxygen from the oxygen storage ( 37 ), with which the combustion and the production of steam for the power generation take place.

Die verstromte Energie aus dem Gas- und Dampf-Kraftwerk (46) wird daraufhin über die Verbindung (49) der Elektrolyseur-Anlage (35) zugeführt, welche ihrerseits über die Verbindung (34) mit Wasser aus dem Wasser-Behälter (33) gespeist wird. Mit der elektrischen Energie wird im Elektrolyseur das Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff gespalten. Während der Sauerstoff über die Verbindung (36) in den Sauerstoff-Speicher transportiert und gespeichert wird, gelangt der Wasserstoff über die Verbindung (38) und (66) zum Wasserstoff-Verbraucher (67).The converted energy from the gas and steam power plant ( 46 ) is then sent via the connection ( 49 ) of the electrolyzer plant ( 35 ), which in turn via the compound ( 34 ) with what water from the water tank ( 33 ) is fed. With the electrical energy, the water is split into hydrogen and oxygen in the electrolyzer. While the oxygen over the compound ( 36 ) is transported and stored in the oxygen storage, the hydrogen passes through the connection ( 38 ) and ( 66 ) to the hydrogen consumer ( 67 ).

Weitere Energie wird der Elektrolyseur-Anlage (35) über die Verbindung (30) aus der Windkraft-Anlage (29) zugeführt.Further energy will be provided to the electrolyzer system ( 35 ) over the connection ( 30 ) from the wind turbine ( 29 ).

Die vollständige Verbrennung des Methans mit dem Sauerstoff im Gas- und Dampf-Kraftwerk (46) bewirkt ein Verbrennungs-Produkt, welches aus den Komponenten Kohlendioxid und Wasser besteht und als Abgas abgeführt wird. Die Abführung des Abgases erfolgt über die Verbindung (52), welche mit dem Eingang einer Entfeuchtungs-Anlage (53) verbunden ist. In der Entfeuchungs-Anlage (53) wird der Wasserdampf dem Abgasstrom entzogen. Das getrocknete Kohlendioxid wird über die Verbindung (54) in den Kohlendioxid-Speicher (55) und die Feuchte über die Verbindung (72) in den Wasser-Behälter (33) transportiert, nachdem sie zuvor in der Entfeuchtungs-Anlage (53) als Kondensat niedergeschlagen wurde.Complete combustion of methane with oxygen in the gas and steam power plant ( 46 ) causes a combustion product, which consists of the components carbon dioxide and water and is discharged as exhaust gas. The exhaust gas is exhausted via the connection ( 52 ) connected to the entrance of a dehumidification system ( 53 ) connected is. In the dehumidifying plant ( 53 ) the water vapor is removed from the exhaust gas stream. The dried carbon dioxide is released via the compound ( 54 ) in the carbon dioxide storage ( 55 ) and the humidity over the compound ( 72 ) in the water container ( 33 ) after having previously been stored in the dehumidifying plant ( 53 ) was precipitated as condensate.

Die 6 zeigt das Gas- und Dampf-Kraftwerk (46), die Entfeuchtungs- Anlage (53), eine Wärmepumpen-Anlage (66), den Sauerstoff-Speicher (37), den Erdgas-Speicher (42) und den Kohlendioxid-Speicher (55).The 6 shows the gas and steam power plant ( 46 ), the dehumidifying system ( 53 ), a heat pump system ( 66 ), the oxygen storage ( 37 ), the natural gas storage ( 42 ) and the carbon dioxide storage ( 55 ).

Die Abwärme des Gas- und Dampf-Kraftwerkes (46) wird über die Verbindung (65) ab- und einer Wärmepumpen-Anlage (66) als Antriebs-Energie zugeführt. Mit der in der Wärmepumpen-Anlage (66) bereitgestellten Kälte werden der Sauerstoff-Speicher (37), der Erdgas-Speicher (42), der Kohlendioxid-Speicher (42) und die Entfeuchtungs-Anlage (53) über die Verbindung (67) mit Kühlmittel gespeist und gekühlt.The waste heat of the gas and steam power plant ( 46 ) is sent via the connection ( 65 ) and a heat pump system ( 66 ) supplied as drive energy. With the in the heat pump system ( 66 ) provided cold are the oxygen storage ( 37 ), the natural gas storage ( 42 ), the carbon dioxide storage ( 42 ) and the dehumidifying system ( 53 ) over the connection ( 67 ) fed with coolant and cooled.

Die 7 zeigt im Detail die Abfüll-Anlage, welche aus dem Sauerstoff-Speicher (37) mit Sauerstoff und aus dem Wasserstoff-Speicher (35a) mit Wasserstoff aus der Elektrolyseur-Anlage (35) gespeist werden und im Einzelnen aus den katalytischen Brennern (75) und (89), den Adsorptionstrocknern (77) und (91), den Kryogen-Anlagen (82) und (96) sowie aus den Absperrhähnen (79), (84), (93), (98), (102) und (106) besteht.The 7 shows in detail the filling plant, which from the oxygen storage ( 37 ) with oxygen and from the hydrogen storage ( 35a ) with hydrogen from the electrolyzer plant ( 35 ) and in particular from the catalytic burners ( 75 ) and ( 89 ), the adsorption dryers ( 77 ) and ( 91 ), the cryogen plants ( 82 ) and ( 96 ) as well as from the stopcocks ( 79 ) 84 ) 93 ) 98 ) 102 ) and ( 106 ) consists.

Der Sauerstoff aus dem Sauerstoff-Speicher (37) wird in den Gasflaschen (81) und (86) unter Druck abgefüllt, nachdem ihm zuvor im katalytischen Brenner (75) der Wasserstoff durch Verbrennung und die aus der Verbrennung und der Elektrolyse resultierenden Feuchte durch eine Adsorption im Adsorptionstrockner (77) entzogen wurde. Hierzu ist der Ausgang des Sauerstoff-Speichers (37) über die Verbindung (73) mit dem Eingang des katalytischen Brenners (75), der Ausgang des katalytischen Brenners (75) über die Verbindung (76) mit dem Eingang des Adsorptionstrockners (77) und der Ausgang des Adsorptionstrockners (77) über die Verbindung (78) mit dem Absperrhahn (79) verbunden, welcher im geöffneten Zustand ausgangsseitig über die Verbindung (80) die Gasflasche (81) mit Sauerstoff füllt.The oxygen from the oxygen storage ( 37 ) is stored in the gas cylinders ( 81 ) and ( 86 ) under pressure after having been previously stored in the catalytic burner ( 75 ) the hydrogen by combustion and the moisture resulting from the combustion and the electrolysis by adsorption in the adsorption dryer ( 77 ) was withdrawn. For this purpose, the output of the oxygen storage ( 37 ) over the connection ( 73 ) with the inlet of the catalytic burner ( 75 ), the output of the catalytic burner ( 75 ) over the connection ( 76 ) with the inlet of the adsorption dryer ( 77 ) and the outlet of the adsorption dryer ( 77 ) over the connection ( 78 ) with the stopcock ( 79 ), which in the open state on the output side via the connection ( 80 ) the gas cylinder ( 81 ) with oxygen.

Des Weiteren wird der Sauerstoff in der Kryogen-Anlage (82) von Feuchte und Wasserstoff befreit, indem durch die zugeführte Kälte die Feuchte frostet und der Sauerstoff verflüssigt, wodurch der Wasserstoff als Gas über den Ablass (83a) aus der Anlage als Gas entfernt wird. Hierzu ist der Ausgang des Sauerstoff-Speichers (37) über die Verbindung (74) mit dem Eingang der Kryogen-Anlage (82) und der Ausgang der Kryogen-Anlage (82) über die Verbindung (83) mit dem Absperrhahn (84) verbunden, welcher im geöffneten Zustand ausgangsseitig über die Verbindung (85) die Gasflasche (86) mit Sauerstoff füllt.Furthermore, the oxygen in the cryogen plant ( 82 ) freed of moisture and hydrogen, by the supplied cold the moisture freezes and the oxygen liquefies, whereby the hydrogen as gas through the drain ( 83a ) is removed from the plant as gas. For this purpose, the output of the oxygen storage ( 37 ) over the connection ( 74 ) with the entrance of the cryogenic plant ( 82 ) and the output of the cryogenic plant ( 82 ) over the connection ( 83 ) with the stopcock ( 84 ), which in the open state on the output side via the connection ( 85 ) the gas cylinder ( 86 ) with oxygen.

Der Wasserstoff aus der Elektrolyseur-Anlage (35) wird über die Verbindung (38a) dem Wasserstoff-Speicher (35a) zugeführt, in welchem der Wasserstoff zur weiteren Abfüllung in den Gasflaschen (95) und (100) sowie im Metall-Hydrid-Speicher (104) als Gas druckbeladen nebst als tiefgekühlte Flüssigkeit drucklos in den Isolierbehälter (108) gespeichert wird. Die Abfüllung erfolgt, nachdem dem Wasserstoff im katalytischen Brenner (89) der Sauerstoff durch Verbrennung und die aus der Verbrennung und der Elektrolyse resultierende Feuchte durch eine Adsorption im Adsorptionstrockner (91) entzogen wurde. Hierzu ist der Ausgang des Wasserstoff-Speichers (35a) über die Verbindung (87) mit dem Eingang des katalytischen Brenners (89), der Ausgang des katalytischen Brenners (89) über die Verbindung (90) mit dem Eingang des Adsorptionstrockners (91) und der Ausgang des Adsorptionstrockners (91) über die Verbindung (92) mit dem Absperrhahn (93) verbunden, welcher im geöffneten Zustand ausgangsseitig über die Verbindung (94) die Gasflasche (95) mit Wasserstoff füllt.The hydrogen from the electrolyzer plant ( 35 ) is sent via the connection ( 38a ) the hydrogen storage ( 35a ), in which the hydrogen for further filling in the gas cylinders ( 95 ) and ( 100 ) as well as in the metal hydride storage ( 104 ) as a gas pressure laden and as a frozen liquid without pressure in the insulated container ( 108 ) is stored. The filling takes place after the hydrogen in the catalytic burner ( 89 ) the oxygen by combustion and the resulting from the combustion and the electrolysis moisture by adsorption in the adsorption dryer ( 91 ) was withdrawn. For this purpose, the output of the hydrogen storage ( 35a ) over the connection ( 87 ) with the inlet of the catalytic burner ( 89 ), the output of the catalytic burner ( 89 ) over the connection ( 90 ) with the inlet of the adsorption dryer ( 91 ) and the outlet of the adsorption dryer ( 91 ) over the connection ( 92 ) with the stopcock ( 93 ), which in the open state on the output side via the connection ( 94 ) the gas cylinder ( 95 ) with hydrogen.

Des Weiteren wird der Wasserstoff in der Kryogen-Anlage (96) von Feuchte und Sauerstoff befreit, indem durch die zugeführte Kälte die Feuchte frostet und der Sauerstoff verflüssigt, wodurch der verflüssigte Sauerstoff über den Ablass (97a) aus der Anlage als Flüssigkeit entfernt wird. Hierzu ist der Ausgang der Elektrolyseur-Anlage (35) über die Verbindung (88) mit dem Eingang der Kryogen-Anlage (96) und der Ausgang der Kryogen-Anlage (96) über die Verbindung (97) mit dem Absperrhahn (98) verbunden, welcher im geöffneten Zustand ausgangsseitig über die Verbindung (99) die Gasflasche (100) mit Wasserstoff füllt. Weiterhin ist der Ausgang der Kryogen-Anlage (96) über die Verbindung (101) und (105) mit den Absperrhähnen (102) und (106) verbunden, welche im geöffneten Zustand ausgangsseitig über die Verbindungen (103) und (107) den Metall-Hydrid-Speicher (104) mit Wasserstoffgas druckbeladen und den Isolierbehälter (108) drucklos mit flüssigem Wasserstoff füllt.Furthermore, the hydrogen in the cryogen plant ( 96 ) free from moisture and oxygen by the moisture frosted by the supplied cold and the oxygen liquefied, whereby the liquefied oxygen through the drain ( 97a ) is removed from the system as a liquid. For this purpose, the output of the electrolyzer system ( 35 ) over the connection ( 88 ) with the entrance of the cryogenic plant ( 96 ) and the output of the cryogenic plant ( 96 ) over the connection ( 97 ) with the stopcock ( 98 ) connected, which output in the open state on the side of the connection ( 99 ) the gas cylinder ( 100 ) with hydrogen. Furthermore, the output of the cryogenic plant ( 96 ) over the connection ( 101 ) and ( 105 ) with the stopcocks ( 102 ) and ( 106 ), which in the open state on the output side via the connections ( 103 ) and ( 107 ) the metal hydride storage ( 104 ) with hydrogen gas pressure loaded and the insulated container ( 108 ) depressurized with liquid hydrogen.

11

1a1a
Regenerative Enegie-renewable Enegie-
Quellesource
1b1b
Verbindungconnection
1c1c
Regenerativer Energie-renewable Energy-
Wandlungs-ProzessConversion process
22
Verbindungconnection
33
Elektrischer Verbraucherelectrical consumer
44
Verbindungconnection
55
Verbindungconnection
66
Elektrolyse-ProzessElectrolysis process
77
Verbindungconnection
88th
Wasserstoff-AbnehmerHydrogen pickup
99
Verbindungconnection
1010
Sauerstoff-SpeicherOxygen storage
1111
Verbindungconnection
1212
Verbrennungs- und Heiz-incineration and heating
Prozessprocess
1313
Verbindungconnection
1414
Verbindungconnection
1515
ThermodynamischerThermodynamic
Prozessprocess
1616
Verbindungconnection
1717
Verbindungconnection
1818
Synthesegas-ProzessSynthesis gas process
1919
Verbindungconnection
2020
Erdgas-SpeicherNatural gas storage
2121
Verbindungconnection
2222
Verbindungconnection
2323
Erdgas-VerbraucherNatural gas consumers
2424
Verbindungconnection
2525
Kohlendioxid-carbon dioxide
Rückgewinnungs-ProzessRecovery process
2626
Verbindungconnection
2727
Kohlendioxid-SpeicherCarbon dioxide storage
2828
Verbindungconnection

2 bis 6

29
Windkraft-Anlage
30
Verbindung
31
Stromnetz
32
Elektrischer Verbraucher
33
Wasser-Behälter
34
Verbindung
35
Elektrolyseur-Anlage
36
Verbindung
37
Sauerstoff-Speicher
38
Verbindung
39
Synthesegas-Anlage
40a
Verbindung
40b
Verbindung
41
Verbindung
42
Erdgas-Speicher
43
Verbindung
44
Verbindung
45
Verbindung
46
Gas- und Dampf-
Kraftwerk
47
Verbindung
48
Verbindung
49
Verbindung
49a
Verbindung
50
PSA-Anlage
51
Verbindung
52
Verbindung
53
Trocknungs-Anlage
54
Verbindung
55
Kohlendioxid-Speicher
56
Verbindung
57
Verbindung
58
Verbindung
59
Erdgas-Verbraucher
60
Verbindung
61
Kohlendioxid-
Rückgewinnungs-Anlage
62
Verbindung
63
Pump-Station
36
Verbindung
64
Verbindung
65
Verbindung
66
Verbindung
67
Wasserstoff-Abnehmer
68
Dampfturbine
69
Starre Verbindung
70
Stromgenerator
71
Verbindung
72
Verbindung
2 to 6
29
Wind power plant
30
connection
31
power grid
32
Electric consumer
33
Water Tank
34
connection
35
Electrolyzer system
36
connection
37
Oxygen storage
38
connection
39
Synthesis gas plant
40a
connection
40b
connection
41
connection
42
Natural gas storage
43
connection
44
connection
45
connection
46
Gas and steam
power plant
47
connection
48
connection
49
connection
49a
connection
50
PSA plant
51
connection
52
connection
53
Drying plant
54
connection
55
Carbon dioxide storage
56
connection
57
connection
58
connection
59
Natural gas consumers
60
connection
61
carbon dioxide
Recovery plant
62
connection
63
Pumping station
36
connection
64
connection
65
connection
66
connection
67
Hydrogen pickup
68
steam turbine
69
Rigid connection
70
power generator
71
connection
72
connection

77

3535
Elektrolyseur-AnlageElectrolyzer system
35a35a
Wasserstoff-SpeicherHydrogen storage
3737
Sauerstoff-SpeicherOxygen storage
38a38a
Verbindungconnection
7373
Verbindungconnection
7474
Verbindungconnection
7575
Katalytischer Brennercatalytic burner
7676
Verbindungconnection
7777
Adsorptionstrockneradsorption
7878
Verbindungconnection
7979
Abfüllhahnfilling tap
8080
Verbindungconnection
8181
Gasflaschegas bottle
8282
Kryogen-AnlageCryogenic plant
8383
Verbindungconnection
83a83a
Ablassdrainage
8484
Absperrhahnstopcock
8585
Verbindungconnection
8585
Gasflaschegas bottle
8787
Verbindungconnection
8888
Verbindungconnection
8989
Katalytischer Brennercatalytic burner
9090
Verbindungconnection
9191
Adsorptionstrockneradsorption
9292
Verbindungconnection
9393
Absperrhahnstopcock
9494
Verbindungconnection
9595
Gasflaschegas bottle
9696
Kryogen-AnlageCryogenic plant
9797
Verbindungconnection
97a97a
Ablassdrainage
9898
Absperrhahnstopcock
9999
Verbindungconnection
100100
Gasflaschegas bottle
101101
Verbindungconnection
102102
Absperrhahnstopcock
103103
Verbindungconnection
104104
Metall-Hydrid-SpeicherMetal hydride storage
105105
Verbindungconnection
106106
Absperrhahnstopcock
107107
Verbindungconnection
108108
IsolierbehälterInsulated

Claims (35)

Verfahren zur bedarfsabhängigen Regelung und Glättung der Ausgangsleistung eines mit geothermer und regenerativer Energie betriebenen Energie-Wandlers, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren aus einer geothermen und regenerativen Quelle (1a) mit Energie gespeist und in einem Wandlungs-Prozess (1c) in elektrische Energie umgewandelt und einem Verbraucher (3) nebst einem mit Wasser gespeisten Elektrolyse-Prozess (6) zugeführt wird, wobei die elektrische Energie im Elektrolyse-Prozess in Wasserstoff umgewandelt und Sauerstoff als Spaltprodukt freigesetzt wird, welcher eine Sauerstoff-Quelle (10) speist, während mit dem Wasserstoff ein Wasserstoff-Verbraucher (8) zu einem Teil und mit einem anderen Teil ein Synthesegas-Prozess (18) gespeist wird, in welchem der Wasserstoff zusammen mit Kohlendioxid aus einem Kohlendioxid-Speicher (27) zu einem Kohlenwasserstoff und zu einem Alkohol umgewandelt und in einem Speicher (20) gespeichert wird, welcher zu einem Teil einen Verbraucher (23) und zu einem anderen Teil einen Verbrennungs- und Heiz-Prozess (12), welcher aus einer Sauerstoff-Quelle (10) Sauerstoff zugeführt bekommt, gespeist wird und die im Dampf gespeicherte Energie aus dem Verbrennungs- und Heiz-Prozess (12) einen thermodynamischen Prozess (15) antreibt und in elektrische Energie umwandelt, welche zu einem Teil dem elektrischen Verbraucher (3) und zu einem anderen Teil dem Elektrolyse-Prozess (6) zur Wasserstoff-Erzeugung zufließt, während der Verbrennungs- und Heiz-Prozess (12) den aus dem Speicher (20) entnommenen Energieträger zusammen mit dem Sauerstoff aus der Sauerstoff-Quelle (10) zu Kohlendioxid umwandelt, welcher in einem Speicher (27) ebenso gespeichert wird wie das Kohlendioxid aus einem Kohlendioxid-Rückgewinnungs-Prozess (25), welcher seinerseits mit Kohlendioxid aus einem Verbraucher (23) gespeist wird.Method for demand-controlled regulation and smoothing of the output power of a geothermal and regenerative energy-driven energy converter, characterized in that the method comprises a geothermal and regenerative source ( 1a ) fed with energy and in a conversion process ( 1c ) converted into electrical energy and a consumer ( 3 ) in addition to a water-fed electrolysis process ( 6 ), wherein the electrical energy in the electrolysis process is converted into hydrogen and oxygen is released as a fission product, which is an oxygen source ( 10 ), while with the hydrogen a hydrogen consumer ( 8th ) to a part and with another part a synthesis gas process ( 18 ), in which the hydrogen together with carbon dioxide from a carbon dioxide storage ( 27 ) are converted to a hydrocarbon and an alcohol and stored in a store ( 20 ), which in part is a consumer ( 23 ) and to another part a combustion and heating process ( 12 ), which from an oxygen source ( 10 ) Is supplied with oxygen, is fed and stored in the steam energy from the combustion and heating process ( 12 ) a thermodynamic process ( 15 ) and converts it into electrical energy, which is a part of the electrical consumer ( 3 ) and to another part of the electrolysis process ( 6 ) flows to the hydrogen generation, while the combustion and heating process ( 12 ) from the memory ( 20 ) taken along with the oxygen from the oxygen source ( 10 ) converts to carbon dioxide, which in a memory ( 27 ) as well as the carbon dioxide from a carbon dioxide recovery process ( 25 ), which in turn receives carbon dioxide from a consumer ( 23 ) is fed. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Reaktor der Synthesegas-Anlage (39) mit Wasser gekühlt und die dabei anfallende Prozesswärme in einen vorgespannten Dampf als Energieträger umgewandelt sowie über eine Verbindung (40a) einer Dampfturbine (68) zugeführt wird, welche einen Generator (70) zur Stromerzeugung antreibt, welcher über die Verbindung (49) die Elektrolyseur-Anlage (35) mit Strom speist, durch welchen die Elektrolyseur-Anlage (35) die elektrische Energie in Wasserstoff umwandelt.Process according to Claim 1, characterized in that the reactor of the synthesis gas plant ( 39 ) cooled with water and the resulting process heat is converted into a prestressed steam as an energy source and via a compound ( 40a ) of a steam turbine ( 68 ) which is a generator ( 70 ) which generates power via the connection ( 49 ) the electrolyzer plant ( 35 ) with electricity through which the electrolyzer plant ( 35 ) converts the electrical energy into hydrogen. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gas- und Dampf-Kraftwerk und das IGCC-Kraftwerk (46) über die Verbindung (45) und (47) mit Dampf und mit heißem Abgas die Reaktoren der Synthesegas-Anlage (39) bei ruhendem Prozess mit thermischer Energie speist und damit die Reaktortemperatur aufrechterhält, welche notwendig ist, um den Synthesegas-Prozess verzögerungsfrei wieder aufnehmen zu können.Method according to one of claims 1 and 2, characterized in that the gas and steam power plant and the IGCC power plant ( 46 ) over the connection ( 45 ) and ( 47 ) with steam and with hot exhaust gas, the reactors of the synthesis gas plant ( 39 ) feeds with thermal energy while the process is at rest and thus maintains the reactor temperature which is necessary in order to be able to resume the synthesis gas process without delay. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Sauerstoff-Quelle (10) um ein durch den Elektrolyse-Prozess (6) gespeistes Behältnis (37) und eine Sauerstoff-Gewinnungs-Anlage (50) handelt.Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that it is at the oxygen source ( 10 ) by the electrolysis process ( 6 ) fed container ( 37 ) and an oxygen recovery plant ( 50 ). Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Speicher (20) und (42) für die Speicherung des Kohlenwasserstoffs und des Alkohols um einen Gasometer, einen Flüssigtank, einen Druckbehälter, eine Kaverne und um eine Aquifere handelt, welcher über eine Pipeline (58) mit einem Verbraucher (59) und weiteren Speichern verbunden ist.Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that it is in the memory ( 20 ) and ( 42 ) for the storage of the hydrocarbon and the alcohol around a gasometer, a liquid tank, a pressure vessel, a cavern and an aquifer which is pipelined ( 58 ) with a consumer ( 59 ) and other memories. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Speicher (55) für die Speicherung des Kohlendioxids um einen Druckbehälter, eine Kaverne und eine Aquifere handelt, welcher über die Verbindungen (54) und (64) mit Kohlendioxid aus der Entfeuchtungs-Anlage (53) und der Kohlendioxid-Rückgewinnungs-Anlage (63) gespeist wird.Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that it is in the memory ( 55 ) for the storage of carbon dioxide around a pressure vessel, a cavern and an aquifer, 54 ) and ( 64 ) with carbon dioxide from the dehumidifying plant ( 53 ) and the carbon dioxide recovery plant ( 63 ) is fed. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Speicher (20) über die Verbindung (21) einen Verbrennungs- und Heiz-Prozess (12) mit anschließendem thermodynamischen Prozess (15) und darauf folgend einen Elektrolyse-Prozess (6) und parallel dazu über die Verbindung (22) einen Verbrennungs-Prozess (23) und einen Kohlendioxid-Abreicherungs-Prozess (25) mit chemischer Energie antreibt.Method according to one of claims 1 to 6, characterized in that the memory ( 20 ) over the connection ( 21 ) a combustion and heating process ( 12 ) followed by a thermodynamic process ( 15 ) and subsequently an electrolysis process ( 6 ) and in parallel via the verb ( 22 ) a combustion process ( 23 ) and a carbon dioxide depletion process ( 25 ) with chemical energy drives. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungen (5), (9), (11) und (14) ebenso wie die Verbindungen (5), (17), (19), (21) und (14) sowie die Verbindungen (19), (22), (24), (26) und (28) nebst die Verbindungen (13), (28), (19) und (21) aneinander gekettet im Kreis führen.Method according to one of claims 1 to 7, characterized in that the compounds ( 5 ) 9 ) 11 ) and ( 14 ) as well as the compounds ( 5 ) 17 ) 19 ) 21 ) and ( 14 ) as well as the compounds ( 19 ) 22 ) 24 ) 26 ) and ( 28 ) and the compounds ( 13 ) 28 ) 19 ) and ( 21 ) chained together in a circle. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Anoden-Ausgang der Elektrolyseur-Anlage (35) über die Verbindung (38) mit dem Eingang der Synthesegas-Anlage (39), über die Verbindung (38a) mit dem Eingang eines Wasserstoff-Speichers (35a) und über die Verbindung (38) und (66) mit dem Eingang eines Wasserstoff-Verbrauchers (67) verbunden ist.Method according to one of claims 1 to 8, characterized in that the anode output of the electrolyzer plant ( 35 ) over the connection ( 38 ) with the input of the synthesis gas plant ( 39 ), via the connection ( 38a ) with the input of a hydrogen storage ( 35a ) and the connection ( 38 ) and ( 66 ) with the input of a hydrogen consumer ( 67 ) connected is. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgang des Wasserstoff-Speichers (35a) über die Verbindung (87) mit dem Eingang des katalytischen Brenners (89) und über die Verbindung (88) mit dem Eingang einer Kryogen-Anlage (96) verbunden ist.Method according to one of claims 1 to 9, characterized in that the output of the hydrogen storage ( 35a ) over the connection ( 87 ) with the inlet of the catalytic burner ( 89 ) and the connection ( 88 ) with the input of a cryogenic plant ( 96 ) connected is. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgang des katalytischen Brenners (89) über die Verbindung (90) mit dem Eingang des Trockners (91), der Ausgang des Trockners (91) über die Verbindung (92) mit dem Zugang eines Absperrhahns (93) und der Abgang des Absperrhahns (93) über die Verbindung (94) mit einem Behältnis und einem Verbraucher (95) verbunden ist.Method according to one of claims 1 to 10, characterized in that the output of the catalytic burner ( 89 ) over the connection ( 90 ) with the entrance of the dryer ( 91 ), the output of the dryer ( 91 ) over the connection ( 92 ) with the access of a stopcock ( 93 ) and the outlet of the stopcock ( 93 ) over the connection ( 94 ) with a container and a consumer ( 95 ) connected is. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgang der Kryogen-Anlage (96) über die Verbindung (97), (101) und (102) mit dem Zugang eines Absperrhahns (98), (102) und (106) sowie der Abgang des Absperrhahns (98), (102) und (106) über die Verbindung (99), (103) und (107) mit einem Behältnis und einem Verbraucher (100), (104) und (108) verbunden ist, wobei es sich bei dem Behältnis (100) um einen Drucktank, bei dem Behältnis (104) um einen Metall-Hydrid-Speicher und bei dem Behältnis (108) um ein Isoliergefäß handelt, in welches im Gegensatz zu den übrigen Behältnissen der Wasserstoff als Flüssigkeit und nicht als Gas eingefüllt wird.Method according to one of claims 1 to 11, characterized in that the output of the cryogen plant ( 96 ) over the connection ( 97 ) 101 ) and ( 102 ) with the access of a stopcock ( 98 ) 102 ) and ( 106 ) and the outlet of the stopcock ( 98 ) 102 ) and ( 106 ) over the connection ( 99 ) 103 ) and ( 107 ) with a container and a consumer ( 100 ) 104 ) and ( 108 ), wherein the receptacle ( 100 ) around a pressure tank, in the container ( 104 ) to a metal hydride storage and the container ( 108 ) is an insulating vessel, in which, in contrast to the other containers, the hydrogen is introduced as a liquid and not as a gas. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Kathoden-Ausgang der Elektrolyseur-Anlage (35) über die Verbindung (36) mit dem Eingang eines Sauerstoff-Speichers (37) verbunden ist.Method according to one of claims 1 to 12, characterized in that the cathode output of the electrolyzer plant ( 35 ) over the connection ( 36 ) with the input of an oxygen storage ( 37 ) connected is. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgang des Sauerstoff-Speichers (37) über die Verbindung (65) mit dem Eingang des Gas- und Dampf-Kraftwerkes (46) und über die Verbindung (51) mit dem Ausgang der Sauerstoff-Gewinnungs-Anlage (50) sowie über die Verbindung (73) mit dem Eingang eines katalytischen Brenners (75) nebst über die Verbindung (74) mit dem Eingang einer Kryogen-Anlage (82) verbunden ist.Method according to one of claims 1 to 13, characterized in that the output of the oxygen storage ( 37 ) over the connection ( 65 ) with the entrance of the gas and steam power plant ( 46 ) and the connection ( 51 ) with the output of the oxygen recovery plant ( 50 ) as well as via the compound ( 73 ) with the input of a catalytic burner ( 75 ) in addition to the connection ( 74 ) with the input of a cryogenic plant ( 82 ) connected is. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgang des Wasserstoff-Speichers (35a) über die Verbindung (87) mit dem Eingang eines katalytischen Brenners (89) und über die Verbindung (88) mit dem Eingang einer Kryogen-Anlage (96) verbunden ist.Method according to one of claims 1 to 14, characterized in that the output of the hydrogen storage ( 35a ) over the connection ( 87 ) with the input of a catalytic burner ( 89 ) and the connection ( 88 ) with the input of a cryogenic plant ( 96 ) connected is. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgang des katalytischen Brenners (75) über die Verbindung (76) mit dem Eingang des Trockners (77), der Ausgang des Trockners (77) über die Verbindung (78) mit dem Zugang eines Absperrhahns (79) und der Abgang des Absperrhahns (79) über die Verbindung (80) mit einem Behältnis und einem Verbraucher (81) verbunden ist.Method according to one of claims 1 to 15, characterized in that the output of the catalytic burner ( 75 ) over the connection ( 76 ) with the entrance of the dryer ( 77 ), the output of the dryer ( 77 ) over the connection ( 78 ) with the access of a stopcock ( 79 ) and the outlet of the stopcock ( 79 ) over the connection ( 80 ) with a container and a consumer ( 81 ) connected is. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgang der Kryogen-Anlage (82) über die Verbindung (83) mit dem Zugang eines Absperrhahns (84) und der Abgang des Absperrhahns (84) über die Verbindung (85) mit einem Behältnis und einem Verbraucher (86) verbunden ist.Method according to one of claims 1 to 16, characterized in that the output of the cryogen plant ( 82 ) over the connection ( 83 ) with the access of a stopcock ( 84 ) and the outlet of the stopcock ( 84 ) over the connection ( 85 ) with a container and a consumer ( 86 ) connected is. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Gas- und Dampf-Kraftwerk und das IGCC-Kraftwerk (46) mit einer MCFC- und einer SOFC-Brennstoffzelle verbunden, elektrischen Strom erzeugt und diesen über die Verbindung (48) und (49) an das Stromnetz und an die Elektrolyseur-Anlage (35) abgibt, wobei sich die Brennstoffzelle aus dem zugeführten Kohlenwasserstoff und dem Alkohol über die Verbindung (43) durch eine innterne Reformierung das Brenngas für die kalte Verbrennung selbst erzeugt.Method according to one of claims 1 to 17, characterized in that the gas and steam power plant and the IGCC power plant ( 46 ) connected to an MCFC and a SOFC fuel cell, generates electricity and this via the connection ( 48 ) and ( 49 ) to the power grid and to the electrolyzer system ( 35 ), wherein the fuel cell from the supplied hydrocarbon and the alcohol via the compound ( 43 ) generates the fuel gas for the cold combustion itself by an internal reforming. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die mit dem Gas- und Dampf-Kraftwerk und dem IGCC-Kraftwerk (46) ver bundenen Brennstoffzelle den Synthesegas-Prozess (39) auf Prozesstemperatur hält, indem sie die bei der Verstromung frei werdende Wärme an einen Wärmetauscher abgibt und die Energie im Wasserdampf speichert, mit welcher der Reaktor des Synthesegas-Prozesses (39) über die Verbindung (45) gespeist wird.Method according to one of claims 1 to 18, characterized in that the with the gas and steam power plant and the IGCC power plant ( 46 ) connected fuel cell the synthesis gas process ( 39 ) maintains the process temperature by transferring the heat released during the power generation to a heat exchanger and storing the energy in the water vapor with which the reactor of the synthesis gas process (FIG. 39 ) over the connection ( 45 ) is fed. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstromungsvorrichtung (46) eine Wärmepumpe (66) über die Verbindung (65) antreibt und mit der erzeugten Wärme aus der Verstromungsvorrichtung Kälte erzeugt wird, mit welcher die von direkter Sonneneinstrahlung erhitzten oberirdischen Behältnisse (37), (42) und (55) sowie der Kondensator des Gas- und Dampf-Kraftwerkes nebst dem IGCC-Kraftwerk (46) über die Verbindung (67) gekühlt werden.Method according to one of claims 1 to 19, characterized in that the Verstro device ( 46 ) a heat pump ( 66 ) over the connection ( 65 ) is driven and generated with the heat generated from the power generating device cold, with which the heated from direct sunlight aboveground containers ( 37 ) 42 ) and ( 55 ) as well as the condenser of the gas and steam power plant together with the IGCC power plant ( 46 ) over the connection ( 67 ) are cooled. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Kohlendioxid für den Synthesegas-Prozess (39) durch einen Absorptions-, Adsorptions-, Membran-, Permeations-, Kryogen- und MCFC-Brennstoffzellen-Prozess aus Prozess- und Rauchgas, Natur-, Erdgas- und Erdöl-Quelle gewonnen wird.Method according to one of claims 1 to 20, characterized in that the carbon dioxide for the synthesis gas process ( 39 ) is obtained by an absorption, adsorption, membrane, permeation, cryogen and MCFC fuel cell process from process and flue gas, natural, natural gas and petroleum sources. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass eine Teilmenge des Wassers aus dem Wasser-Behälter (33) zur Kühlung des Kondensators im Gas- und Dampf-Kraftwerk und des IGCC-Kraftwerkes verwandt wird.Method according to one of claims 1 to 21, characterized in that a subset of the water from the water tank ( 33 ) is used for cooling the condenser in the gas and steam power plant and the IGCC power plant. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die geotherme und regenerative Energie (1a) mit einem Geothermie-Kraftwerk, mit einer Wasserkraft-Anlage, einer Windkraft-Anlage, einer Gezeiten-Kraftwerks-Anlage, einer Wellen-Kraftwerks-Anlage, einer Solar-Anlage und einer Photovoltaik-Anlage gewonnen und in elektrische Energie umge wandelt wird.Device for carrying out the method according to the preceding claims, characterized in that the geothermal and regenerative energy ( 1a ) With a geothermal power plant, with a hydropower plant, a wind turbine, a tidal power plant, a wave power plant, a solar system and a photovoltaic system won and converted into electrical energy. Vorrichtung gemäß Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass das Geothermie-Kraftwerk, die Wasserkraft-Anlage, die Windkraft-Anlage, die Gezeiten-Kraftwerks-Anlage, die Wellen-Kraftwerks-Anlage und die Solar-Anlage für die Umwandlung der geothermen und regerativen Energie mit einem Gleichstromgenerator, einem Wechselstromgenerator und einem Drehstromgenerator als Energiewandler ausgestattet ist.Device according to claim 23, characterized in that the geothermal power plant, the hydropower plant, the wind turbine, the tidal power plant, the wave power plant and the solar plant for the conversion of geothermal and regenerative energy with a DC generator, an alternator and an alternator as an energy converter Is provided. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Elektrolyseur-Anlage (35) um eine elektrochemische Zelle und um eine PEM-Brennstoffzelle handelt.Device according to one of claims 1 to 24, characterized in that it is in the electrolyzer plant ( 35 ) is an electrochemical cell and a PEM fuel cell. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Synthesegas-Prozess (18) um eine Anlage handelt, welche aus den Edukten Wasserstoff, Kohlenmonoxid und Kohlendioxid die Produkte Methan, Oktan, Butan, Propan, Methanol und Ethanol herstellt.Device according to one of claims 1 to 25, characterized in that it is in the synthesis gas process ( 18 ) is a plant which produces the products methane, octane, butane, propane, methanol and ethanol from the educts hydrogen, carbon monoxide and carbon dioxide. Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Feuchte aus dem Synthesegas-Prozess (18) mit einer Destillationskolonne entfernt und über eine Verbindung in den Wasser-Behälter (33) geführt wird.Apparatus according to claim 26, characterized in that the moisture from the synthesis gas process ( 18 ) with a distillation column and via a compound in the water tank ( 33 ) to be led. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstromung der chemischen Energie aus dem Speicher (42) mit einem Gas- und Dampf-Kraftwerk, einem IGCC-Kraftwerk, einer MCFC-Brennstoffzelle und einer SOFC-Brennstoffzelle durchgeführt wird.Device according to one of claims 1 to 27, characterized in that the power generation of the chemical energy from the memory ( 42 ) is performed with a gas and steam power plant, an IGCC power plant, an MCFC fuel cell and an SOFC fuel cell. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Entfeuchtungs-Anlage (53) um eine MCFC-Brennstoffzelle, einen durch eine Absorptionswärmepumpe gekühlten Kondensator und um einen Extraktivdestillations-Trockner handelt.Device according to one of claims 1 to 28, characterized in that it is in the dehumidifying system ( 53 ) is an MCFC fuel cell, a condenser cooled by an absorption heat pump, and an extractive-type drier. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgang der Elektrolyseur-Anlage (35) mit dem Eingang einer Wasserstoff- und einer Sauerstoff-Abfüll-Anlage und einem Wasserstoff-Verbraucher (67) verbunden ist.Device according to one of claims 1 to 29, characterized in that the output of the electrolyzer plant ( 35 ) with the input of a hydrogen and an oxygen filling plant and a hydrogen consumer ( 67 ) connected is. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgang der Wasserstoff- und der Sauerstoff-Abfüll-Anlage über die Verbindung (80), (85), (94), (99), (103) und (107) mit Behältnissen und Verbrauchern (81), (86), (95), (100), (104) und (108) verbunden ist.Device according to one of claims 1 to 30, characterized in that the output of the hydrogen and oxygen filling plant via the compound ( 80 ) 85 ) 94 ) 99 ) 103 ) and ( 107 ) with containers and consumers ( 81 ) 86 ) 95 ) 100 ) 104 ) and ( 108 ) connected is. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den Behältnissen (81), (86), (95), (100), (104) und (108) um Druckbehälter, Metall-Hydrid-Speicher und Flüssigtanks handelt.Device according to one of claims 1 to 31, characterized in that it is in the containers ( 81 ) 86 ) 95 ) 100 ) 104 ) and ( 108 ) are pressure vessels, metal hydride storage and liquid tanks. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den Trocknern (77) und (91) um einen Adsorptionstrockner, einen Permeations-Trockner und um einen Extraktivdestillations-Trockner handelt.Device according to one of claims 1 to 32, characterized in that it is at the dryers ( 77 ) and ( 91 ) is an adsorption dryer, a permeation dryer and an extractive dryer. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den Verbindungen (58), (60), (62), (64) und (66) um Pipelines handelt, durch welche Methan, Oktan, Butan, Propan, Methanol, Ethanol, Wasserstoff und Kohlendioxid transportiert wird.Device according to one of claims 1 to 33, characterized in that it is in the compounds ( 58 ) 60 ) 62 ) 64 ) and ( 66 ) are pipelines through which methane, octane, butane, propane, methanol, ethanol, hydrogen and carbon dioxide are transported. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 34, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den Verbindungen (30), (31), (48) und (49) um mit Gleichstrom-, Wechselstrom- und Drehstrom gespeiste Leitungen handelt.Device according to one of claims 1 to 34, characterized in that it is in the compounds ( 30 ) 31 ) 48 ) and ( 49 ) are supplied with DC, AC and three-phase lines.
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