Das Projekt "IEA SHC Task 49/IV Solar Process Heat for Production and Advanced Applications" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von AEE, Institut für Nachhaltige Technologien durchgeführt. Der Einsatz solarer Wärme für industrielle Prozesse befindet sich derzeit am Beginn der Entwicklung. Etwas mehr als 100 im Betrieb befindliche solarthermische Systeme für Prozesswärme sind weltweit bekannt, wobei die Gesamtkapazität etwa 24 MWth (34.000 m ) beträgt. Die meisten dieser Anlagen befinden sich im Versuchsstadium und haben relativ kleine Anlagengrößen. Da 28 Prozent des gesamten Energiebedarfs in den Staaten der EU27 im industriellen Sektor anfallen und der Großteil dieser Wärme bei Temperaturen unter 250 Grad C benötigt wird, kann ein sehr großes Potential für Markt- und Technologieentwicklungen erkannt werden. Im Arbeitsplan des IEA SHC Task 49/IV Solar process Heat for Production and Advanced Applications wurden folgende Ziele definiert: Subtask A: Prozesswärmekollektoren: - Verbesserung der Prozesswärmekollektoren und deren Kollektorloop-Komponenten - Entwicklung einer Basis zum Vergleich von unterschiedlichen Kollektortechnologien in Bezug auf technische und wirtschaftliche Faktoren - Entwicklung von Empfehlungen für standardisierte Kollektortestabläufe im spezielle für konzentrierende Systeme. Subtask B: Prozessintegration und Prozessintensivierung in Kombination mit solarer Prozesswärme - Verbesserung von Integrationsmethoden und -Werkzeuge für solare Prozesswärme durch eine verbesserte Wärmeintegration und Speichermanagement, weiterentwickelte Methode zur Identifizierung der Integrationspunktes innerhalb des Produktionsprozesses und der hydraulischen Einbindung - Erhöhung des Potentials zur Einbindung von solarer Prozesswärme durch die Kombination mit Prozessintensivierung und die verstärkte Anwendung von neuen Technologien wie zum Beispiel Solar chemisty Subtask C: Design Guidelines, Case Studies and Dissemination - Zusammenstellung eines weltweiten Überblicks von bestehenden solaren Prozesswärmeinstallationen um die Hindernisse zur Marktdurchdringung zu minimieren und um ein umfassenden Wissenstransfer zu erreichen - Die Entwicklung einer Methode um die Performance bestehender Umsetzungen bestmöglich zu analysieren und in Bezug auf Anwendungen, Kollektoren aber auch regionale und klimatische Bedingungen zu vergleichen - Entwicklung von Design Guidelines, einfach zu bedienende Berechnungswerkzeuge zur Identifikation des solaren Ertrags und der Solarsystemperformance - Untersuchung von Systemlösungen zum Stagnationsverhalten und der Regelung von solaren Großanlagen.
Das Projekt "Solar hydrogen via steam-gasification of carbonaceous materials under direct high-flux irradiation - Heat & mass transfer phenomena" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Eidgenössische Technische Hochschule Zürich, Institut für Energietechnik durchgeführt. The project aims at investigating the fundamentals of heat and mass transfer phenomena in high-temperature multiphase reactive flows exposed to high-flux irradiation. The application is focused on the development of solar reactor technology for the production of hydrogen via steam-gasification of carbonaceous materials using concentrated solar radiation. Solar hybrid thermochemical processes, as the one targeted in this project, make use of fossil fuels as the chemical source of hydrogen production and concentrated solar energy as the energy source of high-temperature process heat. Industrially relevant examples include the thermal gasification of coal, the thermal cracking of natural gas, the thermal reforming of natural gas, and the carbothermic reduction of metal oxides, for producing synthetic fluid fuels with upgraded calorific value. These hybrid solar processes offer viable and efficient routes for fossil fuel decarbonization and CO2 avoidance, and further create a transition path towards solar hydrogen. This project contributes to the advancement of the thermo-sciences aimed at the development of solar chemical technologies that will lead to cleaner, more efficient, and sustainable energy utilization.