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Grüner Prozessdampf mit lokal hergestellten Wasserstoff – Potentialstudie und Kostenanalyse - Studien- arbeit

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Academic year: 2022

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Institut für Gebäudeenergetik, Thermotechnik und Energiespeicherung Die folgenden Punkte sind zu bearbeiten:

Einarbeiten in die Grundlagen der Erzeugung von Prozessdampf

Bestimmung des Potentials von grünem Prozessdampf

Kostenanalyse von grünen Prozessdampf

Dokumentation der durchgeführten Arbeiten

Institut für Gebäudeenergetik, Thermotechnik und

Energiespeicherung

Lehrstuhl für Prüfer:

Grüner Prozessdampf mit lokal hergestellten Wasserstoff – Potentialstudie und Kostenanalyse -

In Deutschland entfallen im Jahr 2017 ca. 22% des Wärmeverbrauchs der Endenergie auf die Erzeugung von Prozesswärme. Ein Großteil der Prozesswärme wird als Prozessdampf z.B. bei der Lebensmittelherstellung, in Brauereien und in der Milchverarbeitung benötigt.

Dieser wird überwiegend mit Dampferzeugern unter Einsatz von fossilen Energieträgern erzeugt. Der Anteil des aus nicht fossilen Energieträgern hergestellten

„grünen“ Prozessdampfs ist bisher sehr gering und wird meist aus Biomasse und teilweise auch mit Öko-Strom erzeugt. Die Herstellung von Prozessdampf durch feste biogene Brennstoffe ist erst ab einer Leistung von 850 kW technologisch und wirschaftlich sinnvoll. Die Spitzenlast und Schwankungen im Bedarf werden üblicherweise mit fossilen Dampferzeuger abgedeckt.

Für kleinere Betriebe, wie z.B. in der landwitschaftlichen Produktion von Milcherzeugnissen oder vorgekochtem Gemüse stehen bisher nur die Produktion von „fossilen“

oder strombasierten Prozessdampf in kleinen Anlagen zur Verfügung. Damit landwirtschaftliche Betriebe Prozessdampf aus der eigenen PV-Anlage selbst erzeugen, müssten diese allerdings mit einen großen Elektrospeicher koppeln werden. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, den PV-Strom mittels Elektrolyse in Wasserstoff und Sauerstoff zu konvertieren und zu speichern. Die Dampferzeugung erfolgt bei diesem System bedarfsgerecht und dezentral durch eine Wasserstoff/Sauerstoff Reaktion. Die Erzeugung von Prozessdampf mittels kozentrierenden thermischer Solakollektoren in Kombination mit einem Dampfspeichers ist ebenfalls möglich.

In dieser Arbeit soll das Potential einer grünen Prozessdampferzeugung auf der Basis von PV-Batterie- strom, PV-Wasserstoff und aus thermischen Solarkollektoren recherchiert werden. Weiter sollen die spezifischen Kosten einer strombasierten (batteriegekoppelten), einer Wasserstoff basierten und einer solarthermischen Prozessdampferzeugung ermittel werden. Diese Studie soll modellhaft für eine landwirschaftlichen Produktion und eine Brauerei erstellt werden.

Für die Durchführung dieser Arbeiten suchen wir engagierte Studierende mit Interesse an innovativen zukünftigen Energiekonzepten die anspruchvolle Fragestellungen weitgehend eigenständig bearbeiten möchten.

Beginn der Arbeit: sofort Art der Arbeit: Studienarbeit

Dr. Winfried Juschka

Pfaffenwaldring 10, Zimmer 1.35 Tel.: 0711 / 685-63229

winfried.juschka@igte.uni-stuttgart.de

Ausschreibung Studien- arbeit

Apl. Prof. Dr.-Ing. Klaus Spindler Heiz- und Raumlufttechnik

Referenzen

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