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Geologische und verfahrenstechnische Möglichkeiten der Erdwärmenutzung am Standort der Medizinischen Hochschule Hannover (MHH)

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.

Optimierung der Abwaermenutzung in einer Aluminiumgiesserei

Beim Schmelzen von Aluminium werden grosse Rauchgasmengen erzeugt. Der Chargenbetrieb der Schmelzoefen hat Schwankungen der Rauchgastemperatur und des -volumenstroms zur Folge. In Zusammenarbeit mit der Hamburger Aluminiumwerk GmbH wurde fuer diese Rauchgase ein optimales Abwaermenutzungskonzept erarbeitet, das einen Dampfkreislauf bestehend aus Dampferzeuger, Turbogenerator und Kondensator vorsieht. Der Turbogenerator ist in der Lage, einen betraechtlichen Teil zur elektrischen Stromversorgung der Aluminiumelektrolyse beizutragen, was indirekt ueber eine Einsparung von Primaerenergie zu einer Reduzierung des CO2-Ausstosses fuehrt.

Hocheffiziente und CO2 neutrale Heißgaserzeugung mittels induktiver Suszeptorerwärmung für industrielle Anwendungen, Teilvorhaben: Wissenschaftliche Grundlagen, Simulation und Suszeptor

Die Gesamtzielstellung des vorliegenden Verbundvorhabens ist, die Transformation zur geplanten Energiewende voranzutreiben und Industrieunternehmen die Möglichkeit zu geben, ohne die Verwendung fossiler Brennstoffe, Prozesswärme weltweit konkurrenzfähig herzustellen. Geplant ist die nahezu verlustfreie Erzeugung von Heißgas mittels eines durch Induktion erwärmten Suszeptors, welcher nur von angesaugter Umgebungsluft durchströmt wird. Wird der notwendige Strom für die Induktionserwärmung mittels erneuerbarer Energie erzeugt, funktioniert der Heißgaserzeuger komplett CO2 neutral. Bei der geplanten Entwicklung sollen die folgenden innovativen Ansätze in einem funktionsfähigen Demonstrator dargestellt werden: Ein Suszeptor, welcher konstruktiv mediendurchlässig gestaltet ist (Porosität, mehrwindige Luftkanäle, etc.) wird durch eine mehrwindige Induktionsspule homogen durchwärmt. Die im Suszeptor erzeugte Temperatur wird auf das durchdringende Medium übertragen (im optimalen Fall Umgebungsluft) um die gewünschte Prozesstemperatur bereitzustellen. Durch die berührungslose Energieübertragung kann die Induktionsspule außerhalb des Suszeptors angeordnet werden und gewährleistet dadurch eine optimale Strömung des zu erwärmenden Mediums durch den Suszeptor. Der angesaugte Luftstrom kühlt die stromdurchflossenen Induktionsspulen und erfährt dadurch eine Vorwärmung. Diese Vorwärmung auch als Rekuperation bezeichnet, verbessert die Energieeffizienz des Gesamtsystems erheblich.

Hocheffiziente und CO2 neutrale Heißgaserzeugung mittels induktiver Suszeptorerwärmung für industrielle Anwendungen, Teilvorhaben: Bewertung des praxisnahen Einsatzes eines emissionsfreien Heißgaserzeugers

Die Gesamtzielstellung des vorliegenden Verbundvorhabens ist, die Transformation zur geplanten Energiewende voranzutreiben und Industrieunternehmen die Möglichkeit zu geben, ohne die Verwendung fossiler Brennstoffe, Prozesswärme weltweit konkurrenzfähig herzustellen. Geplant ist die nahezu verlustfreie Erzeugung von Heißgas mittels eines durch Induktion erwärmten Suszeptors, welcher nur von angesaugter Umgebungsluft durchströmt wird. Wird der notwendige Strom für die Induktionserwärmung mittels erneuerbarer Energie erzeugt, funktioniert der Heißgaserzeuger komplett CO2 neutral. Bei der geplanten Entwicklung sollen die folgenden innovativen Ansätze in einem funktionsfähigen Demonstrator dargestellt werden: Ein Suszeptor, welcher konstruktiv mediendurchlässig gestaltet ist (Porosität, mehrwindige Luftkanäle, etc.) wird durch eine mehrwindige Induktionsspule homogen durchwärmt. Die im Suszeptor erzeugte Temperatur wird auf das durchdringende Medium übertragen (im optimalen Fall Umgebungsluft) um die gewünschte Prozesstemperatur bereitzustellen. Durch die berührungslose Energieübertragung kann die Induktionsspule außerhalb des Suszeptors angeordnet werden und gewährleistet dadurch eine optimale Strömung des zu erwärmenden Mediums durch den Suszeptor. Der angesaugte Luftstrom kühlt die stromdurchflossenen Induktionsspulen und erfährt dadurch eine Vorwärmung. Diese Vorwärmung auch als Rekuperation bezeichnet, verbessert die Energieeffizienz des Gesamtsystems erheblich verbessert.

Energierückgewinnung mittels Drucktauscher bei einer Umkehr-Osmose-Einheit zur Meerwasserentsalzung

Durch den Einsatz eines neuartigen Energierückgewinnungssystems, das sich seit Jahren im robusten Alltagsbetrieb des deutschen Bergbaus bewährt hat, in einer Meerwasserentsalzungsanlage mit Umkehrosmoseeinheit kann der spezifische Energiebedarf um rd. 20 Prozent bezogen auf das erzeugte Frischwasser reduziert werden. Die Mehrkosten für dieses Energierückgewinnungssystem werden innerhalb von rund vier Jahren kompensiert.

Erweiterung des lokalen Wechsellastfaktors um den Einfluss von Schubanteilen und Reihenfolgeneffekten zur Zahnfußtragfähigkeitsberechnung von Schrägverzahnungen

Hydrostatische Rekuperation und energieoptimale Antriebstechnik

Simulation von Bremsrekuperationen und Energierückgewinnung aus Abwärme- und Abgasenergieströmen bei Dieseltriebfahrzeugen

Daten zu innovativen Materialien für Nachhaltigkeit und Transfer, MANTRA - Daten zu innovativen Materialien für Nachhaltigkeit und Transfer

Hocheffiziente und CO2 neutrale Heißgaserzeugung mittels induktiver Suszeptorerwärmung für industrielle Anwendungen, Teilvorhaben: Bau und Test der Heißgaserzeugung

Die Gesamtzielstellung des vorliegenden Verbundvorhabens ist, die Transformation zur geplanten Energiewende voranzutreiben und Industrieunternehmen die Möglichkeit zu geben, ohne die Verwendung fossiler Brennstoffe, Prozesswärme weltweit konkurrenzfähig herzustellen. Geplant ist die nahezu verlustfreie Erzeugung von Heißgas mittels eines durch Induktion erwärmten Suszeptors, welcher nur von angesaugter Umgebungsluft durchströmt wird. Wird der notwendige Strom für die Induktionserwärmung mittels erneuerbarer Energie erzeugt, funktioniert der Heißgaserzeuger komplett CO2 neutral. Bei der geplanten Entwicklung sollen die folgenden innovativen Ansätze in einem funktionsfähigen Demonstrator dargestellt werden: Ein Suszeptor, welcher konstruktiv mediendurchlässig gestaltet ist (Porosität, mehrwindige Luftkanäle, etc.) wird durch eine mehrwindige Induktionsspule homogen durchwärmt. Die im Suszeptor erzeugte Temperatur wird auf das durchdringende Medium übertragen (im optimalen Fall Umgebungsluft) um die gewünschte Prozesstemperatur bereitzustellen. Durch die berührungslose Energieübertragung kann die Induktionsspule außerhalb des Suszeptors angeordnet werden und gewährleistet dadurch eine optimale Strömung des zu erwärmenden Mediums durch den Suszeptor. Der angesaugte Luftstrom kühlt die stromdurchflossenen Induktionsspulen und erfährt dadurch eine Vorwärmung. Diese Vorwärmung auch als Rekuperation bezeichnet, verbessert die Energieeffizienz des Gesamtsystems erheblich verbessert.

ZETeBS, Effiziente und repräsentative Testinfrastruktur für Brennstoffzellensysteme

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