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Analyse zum zukünftigen Einsatz von (hybriden) Bioenergiekonzepten für die Industriewärme in Konkurrenz zu anderen erneuerbaren Energien im Rahmen einer Energiesystemmodellierung mit BENOPTex
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FKZ-Nr.:
03EI5492
Das Hauptziel des Vorhabens ist es, die Transformation der deutschen Mittel- und Hochtemperaturindustrie durch detaillierte Analysen und Szenarien innerhalb eines Energiesystemmodells zu unterstützen und wirtschaftliche Transformationslösungen zu identifizieren. Dabei sollen insbesondere die Industrieprozesse ermittelt werden, bei denen eine Transformation hin zu biogenen Brennstoffen aus Rest- und Abfallstoffen die effizienteste sein kann. Dazu sollen die genannten Industrieprozesse, sowie mögliche erneuerbare monovalente als auch hybride technische Bioenergiekonzepte detaillierter als es bisher geschehen ist in einem Energiesystemmodell abgebildet werden.
Im Rahmen der Energiewende stellt die Transformation der deutschen Mittel- und Hochtemperatur Prozesswärme in der Industrie eine besondere Herausforderung dar. Für die Bewältigung dieser stehen einige vielversprechende Lösungsansätze zur Verfügung, von denen jedoch bislang keiner als unangefochten ökonomisch und ökologisch bewertet werden kann. Szenarioanalysen aus aktuellen Untersuchungen zeigen ein geteiltes Bild für diese Sektoren. In einigen Szenarien ist der Einsatz von Biomasse aus Rest- und Abfallstoffen in der Industrie die effiziente, kostenoptimale Lösung. In anderen Untersuchungen dominieren hingegen synthetische Brennstoffe aus erneuerbarem Strom diesen Markt. Es gilt, die effizientesten Dekarbonisierungsoptionen zu identifizieren.
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Bioenergy carbon capture and utilization (BECCU), Biogas, Biokraftstoffe, Biomassefeuerung, Biomasse-Hybrid-Heizungskonzepte, Biomassevergasung, Biomethan, Flexibilisierung, KWK, Minderung von Treibhausgasen und Umwelteffekten, Prozesswärme, Rest- und Abfallstoffe, Sektorkopplung, Strategievorhaben, Strom, Systemintegration, Wärme, Validierung Marktpotenzial
03EI5492A

Erweiterung des BENOPTex Modells um Industrie Cluster und Modellierung von Szenarien (UFZ): Das UFZ koordiniert das Projekt und den Dialog. Inhaltlich liegt die Kernaufgabe des UFZ in der Bearbeitung der Modellierungsaufgaben mit BENOPTex. Dazu gehören die Integration der neu gebildeten Cluster, der neuen Technologiekonzepte sowie die Integration dieser in das Gesamtenergiesystem innerhalb der Modellierung. Zusätzlich werden vom UFZ Konzepte entwickelt Kohlenstoffmärkte im Modell abzubilden und, basierend auf den Modellergebnissen, zu ausgewählten Technologien eine Nachhaltigkeitsanalyse durchzuführen (TAM Methode). Schließlich wird das UFZ die Ergebnisse aufbereiten, im Konsortium auswerten, Handlungsempfehlungen erstellen und den Transfer der Ergebnisse koordinieren.

03EI5492B

Definition von Bioenergie- und hybriden Versorgungskonzepten für Industrie Cluster (DBFZ): Das DBFZ übernimmt im Projekt die Federführung bei der Erarbeitung und Definition von monovalenten und hybriden biomassebasierten Versorgungskonzepten. Dabei sind die bereits in den Vorgängerprojekten betrachteten Technologien erneut zu bewerten und weitere Technologien auf Basis von Literaturdaten und im Austausch mit dem Projektbeirat zu analysieren und zu integrieren. Insbesondere für hybride Konzepte sind neue Lösungsansätze zu entwickeln. Anschließend müssen die Konzepte mit den Prozessanforderungen der Industriecluster zusammengeführt werden. Darüber hinaus wird das DBFZ die geplante Implementierung der Technologie- und Clusterdaten in die bestehende Datenbank BET.de übernehmen. Darüber hinaus wird sich das DBFZ intensiv an der Auswertung der Ergebnisse und der Erarbeitung von Handlungsempfehlungen beteiligen, wobei der Fokus auf der zielgerichteten Nutzung des begrenzten Biomassepotenzials und den Anwendungspotenzialen hybrider Versorgungssysteme liegt.

03EI5492C

Clusterung der Industriesektoren und Definition passender Hochtemperatur-Wärmepumpen Konzepte (DLR): Das DLR ist verantwortlich für die Evaluierung von Industrieclustern in Deutschland, um Möglichkeiten der Dekarbonisierung zu identifizieren und den Ersatz durch Biomasse, Wärmepumpen oder hybride Konzepte, die beides kombinieren, zu ermöglichen. Das DLR wird Konzepte auf der Basis von Wärmepumpen entwickeln, um den Wärmebedarf der identifizierten Fälle zu decken, wo es möglich ist. Zusätzlich wird das DLR in Zusammenarbeit mit dem DBFZ Hybridkonzepte entwickeln, die den kombinierten Einsatz von Biomasse und Wärmepumpen ermöglichen. Ergebnisse aus diesen Konzepten werden analysiert und den Projektpartnern in einem mit der Software BENOPTex kompatiblen Format zur Verfügung gestellt, um die Integration der Ergebnisse in das Gesamtvorhaben zu erleichtern. Darüber hinaus wird sich das DLR intensiv an der Auswertung der Ergebnisse und der Erarbeitung von Handlungsempfehlungen beteiligen, wobei der Fokus auf der zielgerichteten Nutzung von Hochtemperaturwärmepumpen und den Anwendungspotenzialen hybrider Versorgungssysteme liegt.

Partner 03EI5492A

Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung GmbH - UFZ
Department System Analysis and Sustainability Assessment, former Department Bioenergy

Pin IconPermoserstraße 15, 04318 Leipzig

Projektleitung:
Dr. Matthias Jordan
Phone Icon +49 341 6025 2828
Mail Icon matthias.jordan@ufz.de

Weitere Ansprechperson:

Dr. Malgorzata Borchers +49 341 6025 2821 malgorzata.borchers@ufz.de Prof. Dr. Daniela Thrän 0341 6025 2840 daniela.thraen@ufz.de

Partner 03EI5492B

Deutsches Biomasseforschungszentrum gGmbH

Pin IconNicht vorhanden

Weitere Ansprechperson:

Jan Böttner jan.boettner@dbfz.de Prof. Dr. Volker Lenz volker.lenz@dbfz.de Lukas Richter lukas.richter@dbfz.de

Partner 03EI5492C

DLR Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt
Institut für CO2-arme Industrieprozesse

Pin IconWalther-Pauer Straße 5, 03406 Cottbus

Weitere Ansprechperson:

Frederico Gomes Fonseca frederico.gomesfonseca@dlr.de Tom Lorenz tom.lorenz@dlr.de