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Systemvergleich speicherbarer Energieträger aus erneuerbaren Energien

Im Zuge der Transformation zu einer treibhausgasneutralen Gesellschaft in der zweiten Hälfte des 21. Jahrhunderts wird der Einsatz von synthetischen Energieträgern diskutiert, die auf erneuerbarem Strom oder Biomasse basieren. Dieses Vorhaben bewertet die Umweltwirkungen technischer und logistischer Optionen für die Bereitstellung solcher Energieträger anhand von Umweltwirkungskategorien wie Treibhauspotenzial, Versauerung oder Flächenbedarf. Auf Basis ausgewählter Prozessschritte/Verfahren und deren aktuellen und zukünftigen technischen Daten wurde die Herstellung von fünf Produkten (Fischer-Tropsch-Kraftstoffe, Methanol, synthetisches Erdgas, Biomethan und Wasserstoff) betrachtet. Die Verfügbarkeit erneuerbarer Energiequellen wie Wind oder PV, von Rohstoffen wie Kohlenstoff oder Wasser sowie von Transportrouten nach Deutschland bildeten die Standortfaktoren für Deutschland, Europa und den Mittelmeerraum, mittels derer die Verfahren zu Bereitstellungspfaden für diese Energieträger kombiniert wurden. Mit der Methode der Ökobilanz wurden die Umwelteffekte heute und im Jahr 2050 analysiert sowie Kosten für die Anlagenerrichtung und den Betrieb geschätzt. Demnach weisen synthetische Energieträger aufgrund der Nutzung erneuerbarer Energien in der Regel ein deutlich niedrigeres Treibhauspotenzial als heutige fossile Referenzprodukte auf. Die Herstellung der Stromerzeugungsanlagen und damit verbundene Wirtschaftsprozesse - etwa die Stahl- und die Zementproduktion - können jedoch einen relevanten Beitrag zum Treibhauspotenzial leisten, wenn sie nicht ebenfalls treibhausneutral sind. Gleichzeitig führen vor allem die Herstellung der erforderlichen Anlagen gegenüber der fossilen Referenz zu (mitunter deutlich) erhöhten Belastungen in fast allen anderen Wirkungskategorien, insbesondere im Wasser- und Flächenbedarf. Diese Studie liefert somit auch Hinweise, welche Umweltwirkungen zukünftig weiter reduziert werden müssen. Quelle: Forschungsbericht

Detailanalysen zum Systemvergleich speicherbarer Energieträger aus erneuerbaren Energien

Im Zuge der Transformation zu einer treibhausgasneutralen Gesellschaft in der zweiten Hälfte des 21. Jahrhunderts wird der Einsatz von synthetischen Energieträgern diskutiert, die auf erneuerbarem Strom oder Biomasse basieren. Dieses Vorhaben bewertet die Umweltwirkungen technischer und logistischer Optionen für die Bereitstellung solcher Energieträger anhand von Umweltwirkungskategorien wie Treibhauspotenzial, Versauerung oder Flächenbedarf. Auf Basis ausgewählter Prozessschritte/Verfahren und deren aktuellen und zukünftigen technischen Daten wurde die Herstellung von fünf Produkten (Fischer-Tropsch-Kraftstoffe, Methanol, synthetisches Erdgas, Biomethan und Wasserstoff) betrachtet. Die Verfügbarkeit erneuerbarer Energiequellen wie Wind oder PV, von Rohstoffen wie Kohlenstoff oder Wasser sowie von Transportrouten nach Deutschland bildeten die Standortfaktoren für Deutschland, Europa und den Mittelmeerraum, mittels derer die Verfahren zu Bereitstellungspfaden für diese Energieträger kombiniert wurden. Mit der Methode der Ökobilanz wurden die Umwelteffekte heute und im Jahr 2050 analysiert sowie Kosten für die Anlagenerrichtung und den Betrieb geschätzt. Demnach weisen synthetische Energieträger aufgrund der Nutzung erneuerbarer Energien in der Regel ein deutlich niedrigeres Treibhauspotenzial als heutige fossile Referenzprodukte auf. Die Herstellung der Stromerzeugungsanlagen und damit verbundene Wirtschaftsprozesse - etwa die Stahl- und die Zementproduktion - können jedoch einen relevanten Beitrag zum Treibhauspotenzial leisten, wenn sie nicht ebenfalls treibhausneutral sind. Gleichzeitig führen vor allem die Herstellung der erforderlichen Anlagen gegenüber der fossilen Referenz zu (mitunter deutlich) erhöhten Belastungen in fast allen anderen Wirkungskategorien, insbesondere im Wasser- und Flächenbedarf. Diese Studie liefert somit auch Hinweise, welche Umweltwirkungen zukünftig weiter reduziert werden müssen. Quelle: Forschungsbericht

CCS - Gesetzentwurf

Bundeswirtschaftsminister Rainer Brüderle und Bundesumweltminister Dr. Norbert Röttgen haben am 14. Juli 2010 in Berlin die Eckpunkte des gemeinsamen Gesetzentwurfs zur Demonstration und Anwendung von Technologien zur Abscheidung, zum Transport und zur dauerhaften Speicherung von Kohlendioxid (CO2) vorgestellt. Mit dem Gesetzentwurf entscheidet sich die Bundesregierung für ein schrittweises Vorgehen bei der weiteren Entwicklung der Technologien. Deshalb wird zunächst nur die Erprobung und Demonstration von Speichern mit dem Gesetzentwurf zugelassen und der Entwicklungsstand der Technologien 2017 umfassend evaluiert. Der Gesetzentwurf hat nach seiner Aussetzung im Sommer 2009 eine anspruchsvolle Überarbeitung erfahren.

Teilprojekt Reuther STC GmbH

Das Projekt "Teilprojekt Reuther STC GmbH" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Reuther STC GmbH durchgeführt. Das Verbundvorhaben OffGridWind entwickelt in einem systemischen Ansatz die technischen Voraussetzungen für die Integration verschiedener Technologien zur Erzeugung von grünem Wasserstoff in Offshore Anlagen mit Hilfe von Windenergie. Das Projekt fokussiert dabei auf die Windturbine und die Integration des Elektrolyseurs sowie die Speicherung und den Transport des Wasserstoffs. Die Weiterentwicklung des Elektrolyseurs erfolgt im Parallelprojekt H2Wind, wobei die Integration des Elektrolyseurs innerhalb OffGridWind eine entscheidende technologische Herausforderung darstellt. Ziel ist eine Skalierung der Anlage auf größer als 100GW.

Untersuchung der Speicherung von Pestiziden und PCB bei Nutztieren des Meeres

Das Projekt "Untersuchung der Speicherung von Pestiziden und PCB bei Nutztieren des Meeres" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bundesforschungsanstalt für Fischerei, Institut für Küsten- und Binnenfischerei Hamburg durchgeführt. Ziel: Bestandsaufnahme von chlorierten Pestiziden und polychlorierten Biphenylen im Nutzfisch aus Ost- und Nordsee und Binnengewaessern; Grundlagen fuer Verordnung ueber Hoechstmengen an DDT und PCB im Fisch.

Teilvorhaben: Windpark und Elektrolyse - ein Arealnetz (VE)

Das Projekt "Teilvorhaben: Windpark und Elektrolyse - ein Arealnetz (VE)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Terrawatt Planungsgesellschaft mbH durchgeführt. Im Rahmen des Projekts 'Energiepark Bad Lauchstädt' soll ab Mitte 2021 die Herstellung, der Transport, die Speicherung und der wirtschaftliche Einsatz von grünem Wasserstoff in industriellem Maßstab untersucht werden. Das Projekt sieht dabei zunächst die Errichtung eines Windparks mit einer Leistung von ca. 37 Megawatt (MW) vor. Der daraus gewonnene erneuerbare Strom wird über eine ca. 30 MW-Großelektrolyse-Anlage in Wasserstoff umgewandelt. In einer eigens dafür ausgestatteten Salzkaverne kann eine Zwischenspeicherung des grünen Wasserstoffs erfolgen, bevor dieser über eine umgewidmete 20 Kilometer lange Gaspipeline in das Wasserstoffnetz des mitteldeutschen Chemiedreiecks eingespeist wird. Als weitere Anwendungssektoren sind die Direktnutzung des Wasserstoffs für Mobilität sowie für den urbanen Bereich zur Wärme- und Stromerzeugung geplant. Die Entwicklung und der Bau des 'Energieparks Bad Lauchstädt' soll in zwei Phasen erfolgen. In einer ersten Phase, die Gegenstand dieses Antrages ist, sollen bis 2026 die Wasserstofferzeugung und der -transport etabliert werden. Gleichzeitig werden zentrale Komponenten der Wasserstoffspeicherung in ihren jeweiligen technologischen Reifegraden weiterentwickelt und erprobt. Ab 2026 soll in einer zweiten Phase der Wasserstoffspeicher fertiggestellt und in die Wertschöpfungskette eingebunden werden. Insgesamt werden im 'Energiepark Bad Lauchstädt' alle Aspekte zur intelligenten und volkswirtschaftlich optimalen Integration von grünem Wasserstoff als Energieträger - und damit einer großskaligen Demonstration der Sektorenkopplung - abgedeckt.

Teilvorhaben: Windpark und Elektrolyse - ein Arealnetz

Das Projekt "Teilvorhaben: Windpark und Elektrolyse - ein Arealnetz" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Terrawatt Planungsgesellschaft mbH durchgeführt. Im Rahmen des Projekts 'Energiepark Bad Lauchstädt' soll ab Mitte 2021 die Herstellung, der Transport, die Speicherung und der wirtschaftliche Einsatz von grünem Wasserstoff in industriellem Maßstab untersucht werden. Das Projekt sieht dabei zunächst die Errichtung eines Windparks mit einer Leistung von ca. 37 Megawatt (MW) vor. Der daraus gewonnene erneuerbare Strom wird über eine ca. 30 MW-Großelektrolyse-Anlage in Wasserstoff umgewandelt. In einer eigens dafür ausgestatteten Salzkaverne kann eine Zwischenspeicherung des grünen Wasserstoffs erfolgen, bevor dieser über eine umgewidmete 20 Kilometer lange Gaspipeline in das Wasserstoffnetz des mitteldeutschen Chemiedreiecks eingespeist wird. Als weitere Anwendungssektoren sind die Direktnutzung des Wasserstoffs für Mobilität sowie für den urbanen Bereich zur Wärme- und Stromerzeugung geplant. Die Entwicklung und der Bau des 'Energieparks Bad Lauchstädt' soll in zwei Phasen erfolgen. In einer ersten Phase, die Gegenstand dieses Antrages ist, sollen bis 2026 die Wasserstofferzeugung und der -transport etabliert werden. Gleichzeitig werden zentrale Komponenten der Wasserstoffspeicherung in ihren jeweiligen technologischen Reifegraden weiterentwickelt und erprobt. Ab 2026 soll in einer zweiten Phase der Wasserstoffspeicher fertiggestellt und in die Wertschöpfungskette eingebunden werden. Insgesamt werden im 'Energiepark Bad Lauchstädt' alle Aspekte zur intelligenten und volkswirtschaftlich optimalen Integration von grünem Wasserstoff als Energieträger - und damit einer großskaligen Demonstration der Sektorenkopplung - abgedeckt.

Teilvorhaben: Umstellung einer in Betrieb befindlichen Erdgasleitung auf den Transport von Wasserstoff (VE)

Das Projekt "Teilvorhaben: Umstellung einer in Betrieb befindlichen Erdgasleitung auf den Transport von Wasserstoff (VE)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von ONTRAS Gastransport GmbH durchgeführt. Im Rahmen des Projekts 'Energiepark Bad Lauchstädt' soll ab Mitte 2021 die Herstellung, der Transport, die Speicherung und der wirtschaftliche Einsatz von grünem Wasserstoff in industriellem Maßstab untersucht werden. Das Projekt sieht dabei zunächst die Errichtung eines Windparks mit einer Leistung von ca. 37 Megawatt (MW) vor. Der daraus gewonnene erneuerbare Strom wird über eine ca. 30 MW-Großelektrolyse-Anlage in Wasserstoff umgewandelt. In einer eigens dafür ausgestatteten Salzkaverne kann eine Zwischenspeicherung des grünen Wasserstoffs erfolgen, bevor dieser über eine umgewidmete 20 Kilometer lange Gaspipeline in das Wasserstoffnetz des mitteldeutschen Chemiedreiecks eingespeist wird. Als weitere Anwendungssektoren sind die Direktnutzung des Wasserstoffs für Mobilität sowie für den urbanen Bereich zur Wärme- und Stromerzeugung geplant. Die Entwicklung und der Bau des 'Energieparks Bad Lauchstädt' soll in zwei Phasen erfolgen. In einer ersten Phase, die Gegenstand dieses Antrages ist, sollen bis 2026 die Wasserstofferzeugung und der -transport etabliert werden. Gleichzeitig werden zentrale Komponenten der Wasserstoffspeicherung in ihren jeweiligen technologischen Reifegraden weiterentwickelt und erprobt. Ab 2026 soll in einer zweiten Phase der Wasserstoffspeicher fertiggestellt und in die Wertschöpfungskette eingebunden werden. Insgesamt werden im 'Energiepark Bad Lauchstädt' alle Aspekte zur intelligenten und volkswirtschaftlich optimalen Integration von grünem Wasserstoff als Energieträger - und damit einer großskaligen Demonstration der Sektorenkopplung - abgedeckt. Im Teilprojekt 5 wird die Umstellung einer bestehenden Erdgasleitung für den Wasserstofftransport durchgeführt unter Einhaltung der Qualitätsanforderungen des transportierten Wasserstoffs.

KETEC - Forschungsplattform Kälte- und Energietechnik

Das Projekt "KETEC - Forschungsplattform Kälte- und Energietechnik" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Chemnitz, Institut für Mechanik und Thermodynamik, Professur für Technische Thermodynamik durchgeführt. Im Projekt soll die Forschungsplattform Kälte- und Energietechnik geplant und aufgebaut werden. Nach der Inbetriebnahme bietet die Plattform vielfältige Möglichkeiten, Grundlagen und Techniken im Bereich der Kälte- und Energietechnik zu erforschen bzw. weiterzuentwickeln. Die Arbeiten werden vor allem durch die Erfordernisse des Klimaschutzes und der Energiewende motiviert. Aber auch neue Ansätze im Bereich der Bildung und Digitalisierung beeinflussen die Konzeption. Das Verbundvorhaben besteht aus 13 Teilprojekten, die sich mit folgenden Themen beschäftigen: grundlegende Untersuchung von Kältemitteln und Kälteträgern sowie deren Einsatzmöglichkeiten, Verfahren zur Erzeugung, Speicherung und Verteilung von pumpbaren Stoffsystemen mit Wassereis, Rückkühlung von Kältemaschinen, Speicherung thermischer Energie (Wärme- und Kältespeicher), Wärmepumpen mit relativ hohen Temperaturen, Wärmerückgewinnung (z. B. aus Rechenzentren), Optimierung des Systembetriebs zum Kühlen und Heizen, Einsatz moderner mathematischer Methoden, Entwicklung neuer Lern- und Ausbildungsmethoden. Es kann eine Vielzahl verschiedener Aufgabenstellungen untersucht werden (z. B. Funktion einzelner Komponenten). Das Alleinstellungsmerkmal der Plattform besteht darin, dass die Verschaltung mehrerer Komponenten geplant ist. Dieser Ansatz ermöglicht systemtechnische bzw. komplexe Untersuchungen und Optimierungen, wobei reale und virtuelle Elemente kombiniert werden können.

Teilprojekt GWI

Das Projekt "Teilprojekt GWI" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Gas- und Wärme-Institut Essen e.V. durchgeführt. Das Umsetzungsprojekt Mukran bündelt im Rahmen eines Wasserstoffzentrums 'Mukran H2' unterschiedliche Forschungsprojekte im Bereich Behälter, stoffliche Wasserstoff-Speicherung und Logistik mit einem Erzeuger von Grünem Wasserstoff und einer bestehenden trimodalen Hafeninfrastruktur zu einem ersten praktischen TransHyDE-Experimentierfeld im Jahr 2023. Die Aktivitäten fokussieren sich auf den Bereich H2-Speicherung, Infrastrukturentwicklung, Logistik, H2-Transport und -Nutzung, wobei hier neue innovative Prozesse für den Wasserstofftransport und deren energetische Nutzung exemplarisch in einem Demonstratormaßstab implementiert werden. Die agierenden Partner in Mukran sehen eine enge Verzahnung ihrer jeweiligen Logistikkette mit dem Standort Hamburg. In diesem Teilprojekt wird an der Entwicklung und bauliche Umsetzung eines solchen innovativen Hochdruckbehälters (Kugelspeicher) mitgewirkt sowie ein Konzept zur weltweiten Nutzung verschiedener Anwendungspfade und Transportwege über Wasser, Schiene, Straße durchgeführt.

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