Das Projekt "Nachhaltige Gebäude: Von der Nische zum Standard" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Deutsche Bank AG, DB Research durchgeführt. Nachhaltige Gebäude haben erhebliche Vorteile gegenüber konventionellen Bauten. Ihr Energiebedarf ist wesentlich geringer, ebenso die Betriebs- und Instandhaltungskosten. Über den Lebenszyklus eines Gebäudes gleichen diese Einsparungen oftmals die höheren Baukosten aus und führen zu niedrigen oder gar negativen CO2-Vermeidungskosten. Anleger investieren inzwischen verstärkt in Green Buildings. Auch die Regierungen haben das CO2-Einsparpotenzial im Gebäudesektor entdeckt. So hat sich die Europäische Union zu einer signifikanten Reduktion der Treibhausgasemissionen verpflichtet. Eine strengere Gesetzgebung wird in Zukunft dafür sorgen, dass nachhaltige Gebäude zum Standard werden, lange bevor der 'grüne' Immobiliensektor sonst seiner Nische entwachsen wäre.
Das Projekt "GuD-POXY: CO2-Abtrennung in GuD-Kraftwerksprozessen mit Post-Combustion und Oxyfuel" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Hamburg-Harburg, Institut für Energietechnik M-5 durchgeführt. Aufgrund des höheren spezifischen Energiebedarfs der CO2-Abtrennung sind die CO2-Vermeidungskosten in GuD-Kraftwerken im Allgemeinen höher als in kohlebefeuerten Anlagen. Für den Betreiber eines GuD-Kraftwerks ist es daher von Interesse, abzuwägen, ob Maßnahmen, welche die CO2-Emissionen einer bestimmten Anlage reduzieren, kostengünstiger sind, als der finanzielle Aufwand erhöhter CO2-Emissionen, der in Form von CO2-Steuern oder CO2-Emissionszertifikaten anfällt. Obwohl der energetische und finanzielle Aufwand, die CO2-Emissionen in GuD-Kraftwerken zu reduzieren, im Allgemeinen höher ist als in kohlebefeuerten Anlagen, führen sowohl die geringen Stromerzeugungskosten solcher Anlagen, die Verfügbarkeit des Brennstoffs als auch mögliche zukünftige Gesetzesbestimmungen, die beim Bau solcher Anlagen eingehalten werden müssen (z. B. CO2 Capture-Ready Zertifizierung), dazu, dass die Identifizierung von Möglichkeiten zur CO2-Emissionsreduktion für GuD-Kraftwerke von besonderem Interesse für die Betreiber ist. Für die Realisierung einer CO2-Abtrennung in GuD-Kraftwerken bieten sich die Post-Combustion CO2-Abtrennung oder die Oxyfuel-Verbrennung des Brennstoffes in einer Atmosphäre aus Sauerstoff und rezirkuliertem Abgas an. Das Ziel des Verbundprojektes ist es, diese beiden Prozesse unter Berücksichtigung aller relevanten Randbedingungen zu optimieren und anschließend einen Vergleich dieser Prozesse anhand technischer und wirtschaftlicher Gesichtspunkte durchzuführen. Die veränderten Bedingungen für die Verbrennung, welche z. B. durch eine Abgasrezirkulation hervorgerufen werden, werden sowohl experimentell an einem Versuchsstand des Verbundpartners LSM als auch analytisch durch Modellierungen untersucht. Resultierende Erkenntnisse können für die Modellbildung des Gesamtprozesses am IET berücksichtigt werden, sodass eine detaillierte Gesamtprozessanalyse vorgenommen werden kann, in welcher sämtliche Komponenten der Prozesse mithilfe numerischer Modelle in entsprechenden Simulationstools unter realitätsnahen Randbedingungen abgebildet sind. Ergänzt werden die Prozesssimulationen durch Wirtschaftlichkeitsanalysen, um neben den technischen auch die wirtschaftlichen Aspekte dieser Prozesse zu untersuchen. Es sollen dabei lediglich solche Prozesse untersucht werden, die kurz- bis mittelfristig Aussichten auf eine Realisierung im kommerziellen Maßstab haben.
Das Projekt "GuD-POXY: CO2-Abtrennung in GuD-Kraftwerksprozessen mit Post-Combustion und Oxyfuel" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Helmut-Schmidt-Universität der Bundeswehr Hamburg, Professur für Energietechnik, Laboratorium für Strömungsmaschinen durchgeführt. Das Ziel ist es, die Post-Combustion CO2-Abtrennung und den Oxyfuel-Prozess kurz- bis mittelfristig realisierbarer Prozesse im kommerziellen Maßstab eines GuD-Kraftwerkes unter Berücksichtigung aller relevanten Randbedingungen zu optimieren und anschließend einen Vergleich anhand technischer und wirtschaftlicher Gesichtspunkte durchzuführen. Die veränderten Bedingungen für die Verbrennung werden sowohl anhand experimenteller Erkenntnisse als auch analytisch bewertet und bei der Modellbildung des Gesamtprozesses berücksichtigt. Der Einfluss der CO2-konzentrierenden Maßnahmen auf die Komponenten der Gasturbine wird im Detail analysiert. Die zu erwartenden Einschränkungen im Betrieb der Maschine wie auch die möglichen Abgasrezirkulationsraten werden als Input dem Begleitprojekte übergeben. Die Abgasrezirkulation beeinflusst insbesondere die Verbrennungsführung und das Stabilitätsverhalten der Brennkammer. Außerdem werden auch der Verdichter und Turbine in ihrem Verhalten betroffen. Die Oxyfuel Verbrennung erfordert zudem eine Anpassung der Auslegung nicht nur der Brennkammer sondern auch des Verdichters und der Turbine. Die Auswirkungen auf die Auslegung und den Betrieb der Gasturbine werden detailliert evaluiert und den Prozessrechnungen zugrundegelegt werden. Die Ergebnisse liefern einen möglichen Baustein zur Verringerung der CO2-Vermeidungskosten. Zudem werden Erkenntnisse gewonnen, mit denen die Wettbewerbsfähigkeit der heimischen Industrie entscheidend gestärkt werden kann. Dies gilt nicht nur für den Sektor des Anlagenbaus, sondern vor allem für die CO2-arme Stromerzeugung seitens der Energieversorger. Aus den experimentellen Untersuchungen der Abgasrezirkulation sowie des Oxyfuelprozesses unter realitätsnahen Randbedingungen sowie der Auslegung und Simulation der Gesamtprozesse können verlässliche technische und wirtschaftliche Aussagen über einen möglichen großtechnischen Betrieb getroffen werden.
Das Projekt "Ökonomische Wirkungen der Förderung erneuerbarer Energien in der Schweiz" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Rheinisch-Westfälisches Institut für Wirtschaftsforschung e.V. RWI, Kompetenzbereich Umwelt und Ressourcen durchgeführt. Hauptziel dieser Studie ist die kritische Untersuchung der Beschäftigungs- und Klimaschutzwirkungen der Förderung der neuen erneuerbaren Energien in der Schweiz sowie deren Implikationen für die technologische Entwicklung. Insbesondere werden die mit der Förderung der verschiedenen Technologien wie Wind oder Photovoltaik verbundenen CO2-Vermeidungskosten ermittelt. Diese werden mit den im Emissionshandel offengelegten CO2Vermeidungskosten verglichen.
Das Projekt "Ermittlung exemplarischer CO2-Vermeidungskosten für Berlin" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Öko-Institut. Institut für angewandte Ökologie e.V. durchgeführt.
Das Projekt "Bestimmung des Speicherbedarfs in Deutschland im europäischen Kontext und Ableitung von technischen-ökonomischen sowie rechtlichen Handlungsempfehlungen für die Speicherförderung (Roadmap Speicher)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen University, Institut für Elektrische Anlagen und Energiewirtschaft durchgeführt. Innerhalb der Ausgleichs- bzw. Speichertechnologien stellen die reinen Stromspeicher (Pumpspeicher, Druckluftspeicher, Batterien etc.) nach derzeitigem Ermessen die bislang teuerste Ausgleichsoption dar. Einzige Ausnahme stellen hierbei Pumpspeicherkraftwerke dar, deren Betrieb auf Basis der heutigen Strompreisspreizung bereits wirtschaftlich ist. Die Ausbaupotenziale für Pumpspeicher in Deutschland aber auch in Europa sind jedoch geographisch stark beschränkt. Um die volkswirtschaftlichen Kosten der Transformation so gering wie möglich zu halten, ist eine genaue Bewertung des Bedarfs an alternativen Ausgleichsoptionen und Stromspeichern in Abwägung mit dem Netzausbau essenziell. Erst durch ein solches Wissen wird eine gezielte Planung für die Erschließung neuer Speicher möglich. Ziel der Studie 'Roadmap Speicher' ist es, anhand von Variantensimulationen den Stromspeicherbedarf des Stromversorgungssystems im Transformationsprozess zu einer weitgehend auf EE basierenden Stromversorgung zu ermitteln. Dieser Stromspeicherbedarf lässt sich jedoch nur schwer quantifizieren, wenn dieser Bedarf losgelöst von dem politischen Ziel einer Dekarbonisierung des Energiesystems betrachtet wird. Eine Bewertung der rein ökonomischen Notwendigkeit könnte dazu führen, dass der Markt nicht die ausreichende Finanzierung von Speichern sicherstellt, obwohl dieser aus systemischer Sicht erforderlich wäre. Ein rein technischer Speicherbedarf ist methodisch schwer zu ermessen, da die geforderten Flexibilitäten jederzeit durch einen konventionellen Kraftwerkspark mit einem hohen Anteil schnell regelbarer Erzeugungseinheiten sowie durch Abregelung von Überschüssen erreicht werden könnten. Dies steht jedoch im Widerspruch zu den politisch angestrebten CO2-Minderungszielen. Im Hinblick auf das langfristige Ziel der Transformation des Energiesystems zu einer CO2-freien Stromversorgung bietet die Betrachtung von CO2-Vermeidungskosten einen geeigneten Indikator, um den Speicherbedarf sowohl aus ökonomischer, aber gleichzeitig auch aus umweltpolitischer Sicht zu quantifizieren. Auf dieser Basis ist es dann ebenfalls möglich sinnvolle Fördermöglichkeiten zu identifizieren. Entsprechend wird im Rahmen dieses Projekts der Speicherbedarf anhand der minimalen CO2- Vermeidungskosten des Stromsystems ermittelt. Dabei werden der Netzausbau und der Einsatz von Erzeugungs- und Lastmanagement als Einflussparameter auf den Stromspeicherbedarf berücksichtigt. Die verschiedenen verfügbaren Speichertechnologien werden anschließend hinsichtlich ihres Einsatzfeldes zur Deckung des Speicherbedarfs bewertet.
Das Projekt "Erweiterung und Optimierung einer 1 MWth Versuchsanlage zur CO2-Abscheidung aus Kohlekraftwerken mittels Kalkstein" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Darmstadt, Fachgebiet Energiesysteme und Energietechnik (EST) durchgeführt. Das Carbonate-Looping-Verfahren ist eine effiziente Technologie zur CO2-Abscheidung aus Kraftwerksabgasen mittels CaO. Bisherige Untersuchungen versprechen deutlich niedrigere Wirkungsgradverluste und CO2-Vermeidungskosten im Vergleich mit anderen Verfahren. An der TU Darmstadt wurde eine der weltweit größten Versuchsanlagen im Maßstab von 1 MWth aufgebaut und betrieben. Ziel des Vorhabens ist die Durchführung von Langzeitversuchen an einer erweiterten Versuchsanlage mit verschiedenen Brennstoffen und Absorbentien in unterschiedlichen Lastzuständen, um den flexiblen und gesicherten Einsatz des Carbonate-Looping-Verfahrens in Kraftwerken eingehend beurteilen zu können und eine ausreichende Datenbasis für die Hochskalierung des Verfahrens zu schaffen. Im Rahmen des Vorhabens soll die 1 MWth Versuchsanlage hinsichtlich ihrer Funktionalität erweitert, neue Brennstoffe (Braunkohle) eingesetzt, Langzeitversuche durchgeführt, Laständerungen vollzogen, und der Einfluss des Schwefel- und H2O-Gehalts auf den Prozess untersucht werden. Anhand von Profilmessungen in den Reaktoren sollen Modelle weiterentwickelt und umfassend validiert werden, welche u.a. zur Optimierung des Reaktordesigns eingesetzt werden. Basierend auf den Versuchsergebnissen sollen mit Hilfe der Modelle der Wirkungsgrad und die CO2-Vermeidungskosten für Kohlekraftwerke mit nachgeschalteter Carbonate-Looping-Anlage neu berechnet werden.
Das Projekt "Bestimmung des Speicherbedarfs in Deutschland im europäischen Kontext und Ableitung von technisch-ökonomischen sowie rechtlichen Handlungsempfehlungen für die Speicherförderung (Roadmap Speicher)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Stiftung Umweltenergierecht durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist die Bestimmung des Speicherbedarfs in Deutschland und die Ableitung von Rahmenbedingungen zur Speicherförderung. Dabei sollen die verfügbaren Speichertechnologien hinsichtlich ihres Ausgleichspotenzials bewertet werden. Es gilt den Einfluss von Netzausbau und anderer alternativer Ausgleichsoptionen auf den Speicherbedarf zu quantifizieren. Es sollen Markt- und Betriebskonzepte für Speicher erarbeitet werden. Letztlich soll eine Roadmap für den Speicherausbau bis 2030 und für eine perspektivische Entwicklung bis 2050 erarbeitet werden. Basis für die Berechnungen bildet ein zum Energiekonzept der Bundesregierung konformes Szenario. Es werden Einspeisezeitreihen fluktuierender EE generiert, welche primär den Speicherbedarf bestimmen. Durch Bestimmung eines kostenoptimierten Kraftwerkseinsatzes unter Netzrestriktionen und im europäischen Verbund kann der Nutzen von Speichern quantifiziert werden. Die Sensitivität des Speicherbedarfs wird mittels einer Variantensimulation verschiedene Rahmenbedingungen und Entwicklungen erfasst. Neben der Bewertung von ökonomischer Notwendigkeit bzw. gegebenen Marktanreizen bieten die CO2-Vermeidungskosten einen geeigneten Indikator für Fördermöglichkeiten. Bestehende rechtliche Hemmnisse für die Errichtung und den Betrieb von Speichern werden identifiziert unter Einbeziehung von Europarecht und Verwaltungspraxis. Rechtliche Vorgaben müssen auch für die Etablierung von Anreizinstrumenten berücksichtigt werden.
Das Projekt "Bestimmung des Speicherbedarfs in Deutschland im europäischen Kontext und Ableitung von technisch-ökonomischen sowie rechtlichen Handlungsempfehlungen für die Speicherförderung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik (IWES) - Institutsteil Kassel durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist die Bestimmung des Speicherbedarfs in Deutschland und die Ableitung von Rahmenbedingungen zur Speicherförderung. Dabei sollen die verfügbaren Speichertechnologien hinsichtlich ihres Ausgleichspotenzials bewertet werden. Es gilt den Einfluss von Netzausbau und anderer alternativer Ausgleichsoptionen auf den Speicherbedarf zu quantifizieren. Es sollen Markt- und Betriebskonzepten für Speicher erarbeitet werden. Letztlich soll eine Roadmap für den Speicherausbau bis 2030 und für eine perspektivische Entwicklung bis 2050 erarbeitet werden. Basis für die Berechnungen bildet ein zum Energiekonzept der Bundesregierung konformes Szenario. Es werden Einspeisezeitreihen fluktuierender EE generiert, welche primär den Speicherbedarf bestimmen. Durch Bestimmung eines kostenoptimierten Kraftwerkseinsatzes unter Netzrestriktionen und im europäischen Verbund kann den Nutzen von Speicher quantifiziert werden. Die Sensitivität des Speicherbedarfs wird mittels einer Variantensimulationen verschiedenen Rahmenbedingungen und Entwicklungen erfasst. Neben der Bewertung von ökonomischer Notwendigkeit bzw. gegebenen Marktanreiz bieten die CO2-Vermeidungskosten einen geeigneten Indikator für Fördermöglichkeiten. Bestehende rechtliche Hemmnisse für die Errichtung und den Betrieb von Speichern werden identifiziert unter Einbeziehung von Europarechts und Verwaltungspraxis. Rechtliche Vorgaben müssen auch für die Etablierung von Anreizinstrumenten berücksichtigt werden.
Das Projekt "Untersuchungen für das Carbonate Looping Verfahren zur CO2 Abscheidung aus Kraftwerksabgasen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Stuttgart, Fakultät für Energietechnik, Institut für Verfahrenstechnik und Dampfkesselwesen durchgeführt. Das Carbonate Looping Verfahren verspricht einen niedrigeren Wirkungsgradverlust und relativ geringe CO2-Vermeidungskosten (kleiner 20 -/tCO2) im Vergleich mit konkurrierenden Verfahren zur CO2-Abscheidung. Ziel des Vorhabens ist die Untersuchung der Machbarkeit des Verfahrens. Anhand der Ergebnissen bezüglich Energieeffizienz und Wirtschaftlichkeit soll entschieden werden, ob und in welchem Umfang weitere Forschungsarbeiten notwendig sind. Folgende Arbeiten sind vorgesehen: Abschätzung der Investitions- und Betriebskosten einer realen Anlage für den Carbonate Looping Prozess sowie der CO2-Vermeidungskosten, Bewertung der Wirtschaftlichkeit, Ermittlung des weiterführenden Forschungsbedarfs, Empfehlung für eine Pilotanlage sowie Abschätzung der hierfür benötigten Kosten Die Untersuchung ermöglich einen Vergleich mit konkurrierenden Technologien zur CO2-Abscheidung. Bei einem positiven Ergebnis wird ein weiterführendes Vorhaben im Rahmen von COORETEC angestrebt, welches die Technologie bis hin zur Marktreife bringen soll. Dieses beinhaltet Untersuchungen im Pilotmaßstab sowie die Konzeption einer Demonstrationsanlage.