Für die Medizinische Hochschule Hannover hat das GeothermieZentrum Bochum gemeinsam mit der GeoDienste GmbH (Garbsen) im Zeitraum von August 2007 bis März 2008 eine Vorstudie zur Einbindung der Geothermie in das Energiekonzept des Klinikums erstellt. Im Anschluss an diese Vorstudie wurde eine Wirtschaftlichkeitsanalyse erstellt, welche die petrothermale und hydrothermale Versorgung betrachtete. Vorstudie: Die Medizinische Hochschule Hannover (MHH) wird derzeit von den Stadtwerken Hannover mit den Medien Gas, Strom und Fernwärme zur Erzeugung ihrer dreigliedrigen Energieversorgung, bestehend aus Dampf, Raumwärme und Klimakälte, versorgt. Aufgrund der hydrogeologischen Situation am Standort der MHH in Hannover wird eine Einbindung der Geothermie sowohl in den Heizkreislauf (direkte Integration über Wärmetauscher) als auch in den Kälteklimakreislauf (modular betriebene Absorptionskältemaschinen) vorgeschlagen. Ziel der Einbindung ist es konventionelle, preislich fluktuierende und primärenergetisch nachteilige Energieträger, wie in erster Linie elektrischen Strom und nachrangig Fernwärme oder Gas, durch den Einsatz der Geothermie vollständig, oder im Rahmen der Leistungsfähigkeit des geothermischen Reservoirs teilweise, zu ersetzen. Wirtschaftlichkeit, CO2-Bilanz und Versorgungssicherheit stehend dabei im Vordergrund. Die Grundlastfähigkeit der Geothermie wird in der vorgeschlagenen Anlagenkonfiguration vollständig ausgenutzt. Im Bereich der Spitzenlastdeckung spielt die Geothermie daher keine Rolle. Die geothermisch unterstützte Dampferzeugung findet im betrachteten Szenario keinen Eingang. Dies liegt in der internen Wärmerückgewinnung im Dampferzeuger durch den Economizer zur Vorwärmung des Speise- und Verbrauchswassers begründet. Da die Geothermie bei der Dampfherstellung nur einen geringen energetischen Beitrag leisten kann und Investitionen für ihre Anbindung an das Dampferzeugersystem entstehen, wird von der Betrachtung dieser Systeme abgesehen. Übersteigt die Bereitstellung von geothermischer Energie im Heiz- oder Kühlfall die Energienachfrage, lassen sich Pufferspeicher integrieren um diese überschüssig Energie effizient zu speichern. Bei Lastspitzen kann die Energie zurückgewonnen werden. Somit erhöht sich der geothermische Anteil an der Gesamtenergiebereitstellung. Wirtschaftlichkeitsanalyse: Hier wurden 9 verschiedene Szenarien untersucht, welche sich aufgrund ihrer Art (petrothermal / hydrothermal), der Bohrtiefe (4500 / 3000 m), ihrer Schüttung (15-50 l/s), Temperatur (115 / 160 Grad C) oder Bereitstellung (Wärme / Strom+Wärme) unterscheiden. Die höheren Investitionskosten für die petrothermalen Systeme werden durch die höhere Energieausbeute (Schüttung und Temperatur) abgefangen und diese somit wirtschaftlicher als die hydrothermalen Systeme, welche sich in der Amortisationsrechnung nur aufgrund der steigenden Energiepreise nach einigen Jahren rechnen.
Ein ökologisches System besteht aus Tier- und Pflanzenarten, deren Biomasse als gespeicherte Energie aufgefasst werden kann mit einem Nettoenergiezufluss durch die Sonne. Die Biomasse einer einzelnen Spezies bestimmt sich ferner aus dem Fressen und Gefressenwerden. Es wird angenommen, dass sich die Arten so verhalten, als maximierten sie ihre gespeicherte Energie unter der Nebenbedingung einer vorgegebenen physiologischen Funktion. Führt man endogene artenspezifische Energiepreise ein, lässt sich ein ökologisches Preisgleichgewicht definieren, dass formale Ähnlichkeiten zum Marktmodell der vollständigen Konkurrenz hat. Ziel des Projekts ist es, ein interdependentes Ökosystem auf die beschriebene Art zu modellieren und es mit einem den Ökonomen besser vertrauten interdependenten ökonomischen System zu verknüpfen. Mitwirkende Institution: University of Wyoming, Laramie, USA.
Over the last three decades, real energy prices have increased relatively to real prices for agricultural products. Consequently, bioenergy as a share in total energy demand has increased worldwide and is expected to further increase. The potential supply of biomass for energy production has an impact on the future energy balance and demand for energy from biomass has an impact on agricultural markets. This interrelationship has often been analyzed based on either energy system models assuming a given biomass supply, or on agricultural sector models assuming a given biomass demand for energy. Alternatively, some studies address these market interdependencies based on general equilibrium models with a very stylized representation of the energy sector.The objective of this subproject is to analyze ex-ante the interdependence between the energy and the agricultural sector in the EU under energy as well as to analyze agricultural policy scenarios based on the combined use of two well-established partial models: the Integrated Markal Efom System (TIMES) PanEU Model, which is a bottom up dynamic energy system model and the European Simulation Model (ESIM), which is a partial equilibrium comparative static agricultural sector model.The work program includes the identification and creation of interfaces and exchange variables for both models, the conceptualization of the regional dimension of bioenergy markets, the further development of both models, as well as scenario development and analysis. Close interrelations exist with subproject 6: the interface with FARMIS allows addressing regional and farm specific effects of energy policy scenarios; and with subproject 8: the inclusion of agriculture in EU climate policy will have effects on the potential of the agricultural sector to supply biomass for energy, which will be taken into account.
Zielsetzung:
Die steigende Nachfrage nach Lithium-Ionen-Batterien (LiB) in Bereichen wie Elektromobilität, erneuerbare Energien und industriellen Anwendungen führt zu einem erheblichen Wachstum der Produktion. Mit der Errichtung neuer Produktionsstätten, sogenannten Gigafactories, und der dynamischen Entwicklung des Elektrofahrzeugmarktes nimmt auch die Menge an Produktionsabfällen zu. Das Volumen soll bis 2025 weltweit auf über 600.000 Tonnen pro Jahr ansteigen. Deutschland wird voraussichtlich eine führende Rolle in der europäischen Batteriefertigung einnehmen und damit einen wesentlichen Beitrag zu diesen Abfallmengen leisten.
Trotz vorhandener Recyclingtechnologien bestehen bedeutende Defizite und Herausforderungen. Die Rückgewinnung von NE-Metallen wie Kupfer und Aluminium ist kostenintensiv, insbesondere durch steigende Energiepreise. Die Qualität der recycelten Materialien ist häufig unzureichend, da Verunreinigungen sowie geometrische Eigenschaften zu Preisabschlägen bei der Weiterverwertung führen. Ineffiziente Prozesse führen zudem zu Metallverlusten, beispielsweise durch Abbrand in der Schmelze, und verhindern eine optimale Verwertung von Abfällen. Diese Probleme tragen nicht nur zu höheren Kosten bei, sondern erhöhen auch den ökologischen Fußabdruck der Batterieproduktion.
Das geplante Projekt hat das Ziel, die Wirtschaftlichkeit und Nachhaltigkeit des Recyclings von LiB-Abfällen entscheidend zu verbessern. Durch die Optimierung der Prozesskette sollen Metallverluste minimiert und gleichzeitig werden neue Verwertungswege für recycelte Materialien wie Kupfer- und Aluminiumprodukte entwickelt, die in beschichtungs- und schweißtechnischen Anwendungen eingesetzt werden können. Dies ermöglicht die Substitution energieintensiver Pulver und trägt so zur Verringerung des CO2-Fußabdrucks bei.
Mit diesen Maßnahmen sollen nicht nur wirtschaftliche Vorteile durch höhere Erlöse und reduzierte Kosten erzielt werden, sondern auch die Kreislaufwirtschaft gestärkt und eine ressourcenschonende Verwertung sichergestellt werden.