Wirtschaftliche Energieeinsparpotenziale in der brennstoffbasierten Erzeugung von Prozesswärme in Deutschland
BetreuerM.Sc. M.Sc. Jean-Christian Brunke
AbteilungESA
Art der Arbeit:alle
Studienrichtung:alle
Beschreibung der Arbeit

Die Steigerung der Energieeffizienz ist eines der zentralen Ziele der europäischen Energie- und Klimapolitik im Rahmen der 20/20/20-Ziele. Von großer Bedeutung zur Erreichung dieser Ziele ist der Industriesektor. In Deutschland sind etwa 22 % der CO2-Emissionen, 28 % des Endenergieverbrauchs sowie 39 % des Stromverbrauchs dem gesamten Industriesektor zuzuordnen.

Eine Vielzahl industrieller Prozesse benötigt hierfür thermische Energie. Diese sogenannte Prozesswärme wird beispielsweise für die Erzeugung von Dampf oder Heißgas für Trocknungsprozesse, für warme Bäder zum Waschen oder Galvanisieren oder zum Eindampfen oder für die Destillation benötigt. Weitere Anwendungen sind die Bereitstellung von Heiß- oder Warmwasser, die Erwärmung von Einsatzstoffen und Materialien, thermische Trennprozesse oder Pasteurisieren. Der Endenergieeinsatz für industrielle Prozesswärme betrug mit gut 1600 PJ im Jahre 2007 etwa zwei Drittel des Endenergiebedarfs der deutschen Industrie.

Aufgabenstellung

Ziel der Arbeit ist es, die zur Anwendung kommenden Brennertechnologien hinsichtlich des spezifischen Energieeinsatzes, feuerungstechnischen Wirkungsgrad und Energiekosten zu analysieren, Energieeinsparmaßnahmen zu identifizieren und ökonomisch zu bewerten. Daneben soll eine Übersicht erstellt werden in welchen Industrien bzw. Anwendungsfällen welche Brennertypen zur Anwendung kommen und deren Häufigkeit bzw. Verteilung für ein Mengengerüst abzuschätzen auf dessen Basis das Endenergieeinsparpotenziale berechnet wird.

Die Aufgabenstellung der Arbeit gliedert sich wie folgt:
  1. Techno-ökonomische Analyse von in der Industrie geläufigen Brennertechnologien. Charakterisierung der Anwendungsfälle von Brennern (bspw. Temperatur, Leistung, Brennstoff, Kosten, etc.)

  2. Identifikation und techno-ökonomische Bewertung von Energieeinsparmaßnahmen

  3. Erstellung eines Mengengerüsts der in Deutschland zur Anwendung kommenden Brennertechnologien (mit Unterstützung des Betreuers)

  4. Ableitung des wirtschaftlichen Energieeinsparpotenzials für die Prozesswärmeerzeugung in Deutschland

Pehnt, M.; Bödeker, J.; Arens, M.; Jochem, E.; Idrissova, F. (2010): Die Nutzung industrieller Abwärme - technisch-wirtschaftliche Potenziale und energiepolitische Umsetzung. ifeu – Institute for Energy and Environmental Research Heidelberg; Fraunhofer-Institut für Systemtechnik und Innovationsforschung ISI; IREES. Heidelberg, Karlsruhe.

Beginn der Arbeit
ab sofort