Description: Das Projekt "Teilprojekt 1, 2 und 3: Mathematische Modellierung von P2Chem, ein MINPL Algorithmus für P2Chem und Modellreduktion" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Magdeburg, Institut für Mathematische Optimierung, Arbeitsgruppe Algorithmische Optimierung durchgeführt. Wir betrachten Power-to-Chemicals (P2Chem) Prozesse, die Strom zur Herstellung von hochwertigen Chemikalien nutzen. Hierbei können grundsätzlich verschiedenste Komponenten wie katalytische Reaktoren oder Elektrolysezellen eingesetzt und miteinander kombiniert werden. Als Zielprodukt betrachten wir in diesem Projekt Synthesegas, aus dem man viele wichtige Basischemikalien erzeugen kann. In P2Chem befassen wir uns mit der mathematischen Analyse dieser Prozesse und den treibenden Fragestellungen unserer Industriepartner, der Avacon AG und der BASF SE. So gibt es eine große Anzahl denkbarer Verschaltungen zwischen Reaktions- und Separationsschritten zur Konversion stofflicher Gemische, die im Prozess auftreten. Wir möchten erstmals systematisch und mit Hilfe moderner Mathematik untersuchen, welche Varianten sinnvolle Beiträge zur Nutzung erneuerbarer Energie zur Chemieproduktion leisten können. Neben der Wirtschaftlichkeit und Ankopplungsmöglichkeiten an Gas- und Stromnetzwerke sind die Sicherheit und die Flexibilität der Prozessführung sehr wichtig. Es geht hier um das schnelle Reagieren auf zeitlich variierende Randbedingungen wie Preise oder Qualität biogener Rohstoffe. Dabei müssen rechtliche, ökonomische, ökologische und sicherheitstechnische Aspekte berücksichtigt werden. Im Rahmen von P2Chem wird erstmals eine enge Verzahnung zwischen Modellreduktion, PDE Optimierung und MINLP Verfahren angestrebt. So sollen Algorithmen entwickelt werden, um adaptiv reduzierte Modelle zum strong branching, zum diving und zur heuristischen Berechnung von oberen Schranken zu verwenden. Die Problematik der Adaption reduzierter Modelle an die Veränderung der Parameter innerhalb eines Optimierungsprozesses soll vor dem Hintergrund ähnlicher optimaler Lösungen in Teilbäumen betrachtet werden. Die automatisierte, stabile, robuste, parallelisierte und effiziente Optimierung einzelner Komponenten und relaxierter Superstruktur-Probleme ist ein weiterer elementarer Bestandteil.
Types:
SupportProgram
Origin: /Bund/UBA/UFORDAT
Tags: Magdeburg ? Gasnetz ? Ökostrom ? Stromnetz ? Power-to-Chemicals ? Chemische Industrie ? Synthesegas ? Elektrolyse ? Erneuerbare Energie ? Katalyse ? Nachwachsender Rohstoff ? Tauchsport ? Verfahrenskombination ? Verfahrensoptimierung ? Sicherheitstechnik ? Stoffgemisch ? Synthese ? Berechnungsverfahren ? Chemikalien ? Modellierung ? Mathematisches Modell ? Numerisches Verfahren ? Reaktor ? Stofftrennung ? Chemische Reaktion ? Umweltverträglichkeit ? Wirtschaftliche Aspekte ? Anlagenbetrieb ? Kenngröße ? Effizienzsteigerung ? Ressourcenverfügbarkeit ? Optimierungsmodell ? Betriebsparameter ? Zeitabhängigkeit ? Rechtslage ?
Region: Saxony-Anhalt
Bounding box: 11.7333° .. 11.7333° x 52° .. 52°
License: cc-by-nc-nd/4.0
Language: Deutsch
Time ranges: 2018-04-01 - 2021-03-31
Accessed 1 times.