Biomethanisierung im Rieselbettverfahren und Abwärmenutzung durch eine Hochtemperaturwärmepumpe am Energiestandort Klettwitz/Lausitz, Teilvorhaben: Hochtemperaturwärmepumpen-Design für verschiedene Abwärmequellen zur Bereitstellung von Prozesswärme unterschiedlicher Temperaturniveaus

Description: Das übergeordnete Gesamtziel liegt in der Überführung der biologischen Methanisierung im innovativen Rieselbettverfahren in die industrielle und energiewirtschaftliche Praxis. Gegenstand ist die Nutzung regenerativ erzeugten H2 zur Erzeugung von einspeisefähigem Methan. Als gasförmiger Energieträger, Kraftstoff oder chemischer Ausgangsstoff ist die Verknüpfung zu anderen Sektoren und Wirtschaftskreisläufen gegeben. Die Verminderung von Treibhausgasemissionen wird durch die reaktionsbedingte Umwandlung CO2 erreicht. Freiwerdende Abwärme wird unter Einsatz einer Hochtemperaturwärmepumpe (HTWP) aufgewertet und zur dezentralen Wärmeversorgung, als industrielle Prozesswärme, zur Hochtemperaturelektrolyse oder zur Hochtemperaturwärmespeicherung bereitgestellt. Ein volkswirtschaftlicher Vorteil ist dadurch gegeben, dass Post-EEG-Bestandsanlagen (Windkraftanlagen, Biogasanlagen) unter Verbesserung der Effizienz und Wirtschaftlichkeit weitergenutzt und auch bei Überangebot der fluktuierenden Energie nicht abgeschaltet werden. Mit der bisherigen Entwicklungsarbeit konnte die technische Lösung in einer relevanten Einsatzumgebung (TRL 6) demonstriert werden. In verschiedenen Szenarien konnte in einer Machbarkeitsstudie ein erheblicher ökologischer Mehrwert aufgezeigt werden. Die Sensitivitätsanalyse zeigte, dass unter verschiedenen Randbedingungen eine Wirtschaftlichkeit erreichbar ist. Aufbauend auf dem Vorhaben wird die Umsetzung einer Pilotanlage im Praxisbetrieb (TRL 7) angestrebt. Parallel werden zusätzliche technische Ansätze zur Effizienzsteigerung (Wärmemanagement) überprüft. Es soll die Übertragbarkeit für den konkreten Energiestandort Klettwitz/Lausitz unter Kopplung von Windkraft-, Biogasanlage, Gas- und Nahwärmenetz zur Effizienzsteigerung dargestellt werden. Die Projektbearbeitung erfolgt im Verbund aus Forschungseinrichtungen, Anlagenplaner und Anwender. Die Multiplizierbarkeit wird in den möglichen Gestaltungs- und Nutzungskonzepten vorgestellt und analysiert.

SupportProgram

Origins: /Bund/UBA/UFORDAT

Tags: Kraftstoff ? Abwärmenutzung ? Biogasanlage ? Prozesswärme ? Wärmeversorgung ? Treibhausgasemission ? Abwärme ? Energieträger ? Machbarkeitsstudie ? Methan ? Szenario ? Windkraftanlage ? Energie ? Sensitivitätsanalyse ? Biogaserzeugung ? Methanisierung ? Forschungseinrichtung ? Versuchsanlage ?

Region: Brandenburg

Bounding boxes: 13.01582° .. 13.01582° x 52.45905° .. 52.45905°

License: cc-by-nc-nd/4.0

Language: Deutsch

Organisations

• Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (Geldgeber*in)
• Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. - Institut für CO2-arme Industrieprozesse (Betreiber*in)
• Umweltbundesamt (Bereitsteller*in)

Time ranges: 2022-10-01 - 2025-09-30

Alternatives

• Language: Englisch/English
  Title: Subproject: High-temperature heat pump design for different waste heat sources for the provision of process heat at different temperature levels
  Description: The overall objective is to transfer biological methanation in the innovative trickle bed process into industrial and energy industry practice. The object is the use of regeneratively generated H2 for the production of methane that can be fed into the grid. As a gaseous energy carrier, fuel or chemical feedstock, the link to other sectors and economic cycles is given. The reduction of greenhouse gas emissions is achieved by the reaction-related conversion CO2. Released waste heat is upgraded using a high-temperature heat pump (HTWP) and made available for decentralized heat supply, as industrial process heat, for high-temperature electrolysis or for high-temperature heat storage. An economic advantage is given by the fact that post-EEG existing plants (wind power plants, biogas plants) continue to be used while improving efficiency and profitability and are not shut down even in the event of an oversupply of fluctuating energy. With the development work to date, the technical solution could be demonstrated in a relevant deployment environment (TRL 6). In various scenarios, a feasibility study was able to demonstrate significant added ecological value. The sensitivity analysis showed that economic viability is achievable under various boundary conditions. Based on the project, the implementation of a pilot plant in practical operation (TRL 7) is aimed at. In parallel, additional technical approaches to increase efficiency (heat management) will be examined. The transferability for the concrete energy location Klettwitz/Lausitz under coupling of wind power, biogas plant, gas and local heating network for efficiency increase shall be demonstrated. The project will be carried out in cooperation with research institutions, plant planners and users. The multiplicability is presented and analyzed in the possible design and utilization concepts. https://ufordat.uba.de/UFORDAT/pages/PublicRedirect.aspx?TYP=PR&DSNR=1126472

Status

Aktiv

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