TY - JOUR A1 - Mauerer, Wolfgang A1 - Rexhepaj, Tanja A1 - Monkman, Gareth J. A1 - Sindersberger, Dirk A1 - Diermeier, Andreas A1 - Neidhart, Thomas A1 - Wolfrum, Dominik A1 - Sterner, Michael A1 - Heberl, Michael A1 - Nusko, Robert A1 - Maier, Georg A1 - Nagl, Klaus A1 - Reuter, Monika A1 - Hofrichter, Andreas A1 - Lex, Thomas A1 - Lesch, Florian A1 - Kieninger, Bärbel A1 - Szalo, Alexander Eduard A1 - Zehner, Alexander A1 - Palm, Christoph A1 - Joblin, Mitchell A1 - Apel, Sven A1 - Ramsauer, Ralf A1 - Lohmann, Daniel A1 - Westner, Markus A1 - Strasser, Artur A1 - Munndi, Maximilian A1 - Ebner, Lena A1 - Elsner, Michael A1 - Weiß, Nils A1 - Segerer, Matthias A1 - Hackenberg, Rudolf A1 - Steger, Sebastian A1 - Schmailzl, Anton A1 - Dostalek, Michael A1 - Armbruster, Dominik A1 - Koch, Fabian A1 - Hierl, Stefan A1 - Thumann, Philipp A1 - Swidergal, Krzysztof A1 - Wagner, Marcus A1 - Briem, Ulrich A1 - Diermeier, Andreas A1 - Spreitzer, Stefan A1 - Beiderbeck, Sabrina A1 - Hook, Christian A1 - Zobel, Martin A1 - Weber, Tim A1 - Groß, Simon A1 - Penzkofer, Rainer A1 - Dendorfer, Sebastian A1 - Schillitz, Ingo A1 - Bauer, Thomas A1 - Rudolph, Clarissa A1 - Schmidt, Katja A1 - Liebetruth, Thomas A1 - Hamer, Markus A1 - Haug, Sonja A1 - Vernim, Matthias A1 - Weber, Karsten A1 - Saßmannshausen, Sean Patrick A1 - Books, Sebastian A1 - Neuleitner, Nikolaus A1 - Rechenauer, Christian A1 - Steffens, Oliver A1 - Kusterle, Wolfgang A1 - Gömmel, Roland A1 - Wellnitz, Felix A1 - Stierstorfer, Johannes A1 - Stadler, Dominik A1 - Hofmann, Matthias J. A1 - Motschmann, Hubert A1 - Shamonin (Chamonine), Mikhail A1 - Bleicher, Veronika A1 - Fischer, Sebastian A1 - Hackenberg, Rudolf A1 - Horn, Anton A1 - Kawasch, Raphael A1 - Petzenhauser, Michael A1 - Probst, Tobias A1 - Udalzow, Anton A1 - Dams, Florian A1 - Schreiner, Rupert A1 - Langer, Christoph A1 - Prommesberger, Christian A1 - Ławrowski, Robert Damian ED - Baier, Wolfgang T1 - Forschungsbericht 2016 T3 - Forschungsberichte der OTH Regensburg - 2016 Y1 - 2016 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:898-opus4-13840 CY - Regensburg ER - TY - JOUR A1 - Appelhans, Marie-Luise A1 - Kampmann, Matthias A1 - Mottok, Jürgen A1 - Riederer, Michael A1 - Nagl, Klaus A1 - Steffens, Oliver A1 - Dünnweber, Jan A1 - Wildgruber, Markus A1 - Roth, Julius A1 - Stadler, Timo A1 - Palm, Christoph A1 - Weiß, Martin Georg A1 - Rochholz, Sandra A1 - Bierl, Rudolf A1 - Gschossmann, Andreas A1 - Haug, Sonja A1 - Schmidbauer, Simon A1 - Koch, Anna A1 - Westner, Markus A1 - Bary, Benedikt von A1 - Ellermeier, Andreas A1 - Vögele, Daniel A1 - Maiwald, Frederik A1 - Hierl, Stefan A1 - Schlamp, Matthias A1 - Ehrlich, Ingo A1 - Siegl, Marco A1 - Hüntelmann, Sven A1 - Wildfeuer, Matthias A1 - Brückl, Oliver A1 - Sterner, Michael A1 - Hofrichter, Andreas A1 - Eckert, Fabian A1 - Bauer, Franz A1 - Dawoud, Belal A1 - Rabl, Hans-Peter A1 - Gamisch, Bernd A1 - Schmidt, Ottfried A1 - Heberl, Michael A1 - Thema, Martin A1 - Mayer, Ulrike A1 - Eller, Johannes A1 - Sippenauer, Thomas A1 - Adelt, Christian A1 - Haslbeck, Matthias A1 - Vogl, Bettina A1 - Mauerer, Wolfgang A1 - Ramsauer, Ralf A1 - Lohmann, Daniel A1 - Sax, Irmengard A1 - Gabor, Thomas A1 - Feld, Sebastian A1 - Linnhoff-Popien, Claudia A1 - Ławrowski, Robert Damian A1 - Langer, Christoph A1 - Schreiner, Rupert A1 - Sellmair, Josef ED - Baier, Wolfgang T1 - Forschung 2019 BT - Thema: Künstliche Intelligenz N2 - Bericht mit Forschungsprojekten aus verschiedenen Bereichen der OTH Regensburg mit dem Schwerpunktthema "Künstliche Intelligenz" und einem Gespräch zur "Medizin der Zukunft" T3 - Forschungsberichte der OTH Regensburg - 2019 KW - Forschung KW - Forschungsbericht KW - Künstliche Intelligenz Y1 - 2019 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:898-opus4-7890 SN - 978-3-9818209-7-3 CY - Regensburg ER - TY - JOUR A1 - Broser, Christian A1 - Falter, Thomas A1 - Ławrowski, Robert Damian A1 - Altenbuchner, Amelie A1 - Vögele, Daniel A1 - Koss, Claus A1 - Schlampp, Matthias A1 - Dunnweber, Jan A1 - Steffens, Oliver A1 - Heckner, Markus A1 - Jaritz, Sabine A1 - Schiegl, Thomas A1 - Corsten, Sabine A1 - Lauer, Norina A1 - Guertler, Katherine A1 - Koenig, Eric A1 - Haug, Sonja A1 - Huber, Dominik A1 - Birkenmaier, Clemens A1 - Krenkel, Lars A1 - Wagner, Thomas A1 - Justus, Xenia A1 - Saßmannshausen, Sean Patrick A1 - Kleine, Nadine A1 - Weber, Karsten A1 - Braun, Carina N. A1 - Giacoppo, Giuliano A1 - Heinrich, Michael A1 - Just, Tobias A1 - Schreck, Thomas A1 - Schnabl, Andreas A1 - Gilmore, Amador Téran A1 - Roeslin, Samuel A1 - Schmid, Sandra A1 - Wellnitz, Felix A1 - Malz, Sebastian A1 - Maurial, Andreas A1 - Hauser, Florian A1 - Mottok, Jürgen A1 - Klettke, Meike A1 - Scherzinger, Stefanie A1 - Störl, Uta A1 - Heckner, Markus A1 - Bazo, Alexander A1 - Wolff, Christian A1 - Kopper, Andreas A1 - Westner, Markus A1 - Pongratz, Christian A1 - Ehrlich, Ingo A1 - Briem, Ulrich A1 - Hederer, Sebastian A1 - Wagner, Marcus A1 - Schillinger, Moritz A1 - Görlach, Julien A1 - Hierl, Stefan A1 - Siegl, Marco A1 - Langer, Christoph A1 - Hausladen, Matthias A1 - Schreiner, Rupert A1 - Haslbeck, Matthias A1 - Kreuzer, Reinhard A1 - Brückl, Oliver A1 - Dawoud, Belal A1 - Rabl, Hans-Peter A1 - Gamisch, Bernd A1 - Schmidt, Ottfried A1 - Heberl, Michael A1 - Gänsbauer, Bianca A1 - Bick, Werner A1 - Ellermeier, Andreas A1 - Monkman, Gareth J. A1 - Prem, Nina A1 - Sindersberger, Dirk A1 - Tschurtschenthaler, Karl A1 - Aurbach, Maximilian A1 - Dendorfer, Sebastian A1 - Betz, Michael A. A1 - Szecsey, Tamara A1 - Mauerer, Wolfgang A1 - Murr, Florian ED - Baier, Wolfgang T1 - Forschung 2018 T3 - Forschungsberichte der OTH Regensburg - 2018 KW - Forschung KW - Forschungsbericht Y1 - 2018 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:898-opus4-13826 SN - 978-3-9818209-5-9 CY - Regensburg ER - TY - RPRT A1 - Sterner, Michael A1 - Bauer, Franz A1 - Hofrichter, Andreas A1 - Heberl, Michael T1 - Systemanalyse und -integration Power-to-X im Kontext von erneuerbarer Elektrizität als Primärenergie (SPIKE) N2 - Durch das in Paris beschlossene Ziel, die globale mittlere Temperatur auf deutlich unter 2 Grad Celsius gegenüber dem vorindustriellen Niveau zu begrenzen, ist ein Ausstieg aus der Nutzung fossiler Energieträger und Rohstoffe bis zum Jahr 2050 notwendig (WBGU 2016). Daher hat sich die Bundesregierung das Ziel gesetzt, bis zur Mitte des Jahrhunderts eine weitgehende Treibhausgasneutralität zu erreichen. Hierzu ist neben einer Steigerung der Energieeffizienz in allen Sektoren ein Ausbau erneuerbaren Energien notwendig. Dies beinhaltet hauptsächlich den Zubau von Wind‐ und Solarstromanlagen. Somit gewinnt die Sektorkopplung immer mehr an Bedeutung und wird in Zukunft eine tragende Rolle für die Defossilisierung des Energiesystems spielen (BMUB 2016). Als zentrales Element der Sektorkopplung gilt Strom, der über Power‐to‐X (PtX) sowohl energetisch im Wärme‐, und Verkehrssektor als auch stofflich in der Industrie und vor allem im Chemiesektor eingesetzt werden kann (Ausfelder et al. 2018a). Im Rahmen des P2X‐Vorhabens der Kopernikus Forschungsinitiative wird die Sektorkopplung durch die Umwandlung von Strom mittels elektrochemischer Prozesse in stoffliche Ressourcen wie Wasserstoff, Synthesegas oder Kohlenstoffmonoxid untersucht. Der Schwerpunkt liegt auf der Betrachtung der Kopplung von Strom und Verkehr sowie Strom und Chemie und der Untersuchung von Prozessen und Pfaden, die aus ökologischer, ökonomischer und gesellschaftlicher Sicht vorteilhaft sind. Eine vergleichende Einordnung in den Gesamtkontext der Energiewende mit Abwägung zahlreicher Alternativen und Konkurrenztechnologien ist dort allerdings nicht vorgesehen. Zudem werden einige relevante PtX‐Technologien wie Power‐to‐Heat nicht betrachtet. Aus diesem Grund wurden in SPIKE ergänzende PtX‐Technologiepfade aus systemanalytischer Sicht untersucht. Dies sind Power‐to‐Heat (PtH) und Power‐to‐Gas (PtG) über Elektrolyse und optionaler anschließender Methanisierung sowie die Herstellung ausgewählter Pfade der strombasierten Herstellung von Produkten der energieintensiven Industrie. Ziel des Forschungsvorhabens war die Analyse von PtX‐Technologien und Pfaden, deren vergleichende Einordnung im Gesamtkontext der Energiewende sowie die Unterstützung des P2X Roadmapping Prozesses und die Ableitung von Handlungsempfehlungen. Ein besonderer Schwerpunkt lag auf dem Einsatz von PtX im Industriesektor. Für das Vorhaben wurden Arbeitspakete (AP) erstellt, die Untersuchungen zu Technologie, Potenzial, Ökonomie und Ökologie von PtH (AP 1), PtG (AP 2), Power‐to‐Ammoniak, Power‐to‐Ethen und Power‐to‐Propen (AP 3) umfassten. Daraus wurde in AP 4 ein Systemvergleich mit Einordnung von PtX in die Energiewende durchgeführt. Auf dieser Basis und der Identifizierung regulatorischer Rahmenbedingungen für PtX (AP 5) wurde das deutsche Energiesystem samt PtX‐Pfaden in einem Energiesystemmodell abgebildet (AP 6). Die Ergebnisse flossen in das Roadmapping ein (AP 7). Zudem erfolgte ein Austausch mit den Projektpartnern und das Verfassen wissenschaftlicher Abhandlungen (AP 8). KW - Energieintensive Industrie KW - Energiesystemmodellierung KW - Power-to-Gas KW - Power-to-Heat KW - Ökobilanzierung Y1 - 2019 ER - TY - RPRT A1 - Thema, Martin A1 - Kaul, Anja A1 - Sterner, Michael A1 - Heberl, Michael T1 - Optimierung eines Rieselbett-Bioreaktors für die dynamische mikrobielle Biosynthese von Methan mit Archaeen-Mikroorganismen in Power-to-Gas-Anlagen N2 - Das übergeordnete Ziel des Vorhabens war die Entwicklung neuer technologischer Möglichkeiten für den biologischen Methanisierungsprozess mit Archaeen1 in Power-to-Gas-Anwendungen. Im Gegensatz zur technisch ausgereiften chemisch-katalytischen Methanisierung sind hier noch Potenziale zur Optimierung verfahrenstechnischer und biologischer Prozesse für das Speicherkonzept Power-to-Gas [7] vorhanden. Dabei sollte zum einen ein Rieselbett-Bioreaktor optimiert, simuliert und für die Hochskalierung vorbereitet werden. Zum anderen sollte eine Kombination optimal geeigneter Mikroorganismen und Packungsmaterialien selektiert und deren Verhalten und Eignung im Reaktor analysiert werden. Das Verhalten des entwickelten Systems sollte zunächst im Labor- und Technikumsmaßstab und anschließend im Feldtest an einer bestehenden Power-to-Gas-Anlage untersucht werden. Hauptziel während des Feldtests war die Produktion von einspeisefähigem Methan sowie dessen Einspeisung ins Gasnetz. Ein Hauptziel des Projektes war es, die Normung und Standardisierung notwendiger Systemparameter und Semantik zur Beschreibung und Einbindung biologischer Methanisierungseinheiten in Power-to-Gas-Anlagen voranzutreiben. Dies sollte zum einen die Vergleichbarkeit der wissenschaftlichen Erkenntnisse verbessern und zum anderen unterstützend bei der Kommerzialisierung der Technologie wirken. Aus dem Projekt heraus wurde so die neue Normungsreihe VDI 4635 Power-to-X beim Verein Deutscher Ingenieure angestoßen. KW - Biologische Methanisierung KW - Power-to-Gas KW - Erneuerbare Energien KW - Rieselbett-Bioreaktor KW - Archaeen Y1 - 2021 U6 - https://doi.org/10.2314/KXP:1815321555 ER - TY - CHAP A1 - Gärtner, Sebastian A1 - Rank, Daniel A1 - Heberl, Michael A1 - Gaderer, Matthias A1 - Sterner, Michael T1 - Integration of Power-To-Methane into Glass Melting Processes T2 - Proceedings of the International Renewable Energy Storage Conference (IRES 2022) N2 - The glass industry is facing increased challenges regarding climate protection targets and rising energy costs. The integration of renewable energy including conversion and storage is a key for both challenges in this energy-intensive industrial sector, which has been mainly relying on fossil gas so far. The options considered to this point for reducing CO2 emissions and switching to a renewable energy supply involve far-reaching changes of the established melting processes. This entails significant risks in terms of influences on glass quality and stable production volumes. The presented approach for the integration of a Power-to-Methane (PtM) system into the glass industry is a completely new concept and has not been considered in detail before. It allows the use of established oxyfuel melting processes, the integration of fluctuating renewable energy sources and a simultaneous reduction of CO2 emissions by more than 78%. At the same time, natural gas purchases become obsolete. A techno-economic evaluation of the complete PtM process shows, that 1,76 €/m3 or 1,26 €/kg synthetic natural gas are possible with renewable energy supply. Using electricity from the energy grid would require electricity prices < 0,126 €/kWh to allow cost competitive PtM processes in the glass industry. Such electricity prices could be achieved by electricity market-based optimization and operation of the PtM system. This operation strategy would require AI-based algorithms predicting availabilities and prices on future-based markets. KW - Power-to-Gas KW - Methanation KW - Glass Melting KW - Glass Industry KW - Decarbonisation Y1 - 2023 U6 - https://doi.org/10.2991/978-94-6463-156-2_12 SN - 2589-4943 VL - 16 SP - 147 EP - 161 PB - Atlantis Press ER - TY - RPRT A1 - Rank, Daniel A1 - Heberl, Michael A1 - Sterner, Michael T1 - Die CO2-Bilanz der OTH [Ostbayerischen Technische Hochschule Regenburg] BT - Tool für Hochschulen und Firmen Y1 - 2020 UR - https://sae58cb7e2208a3d2.jimcontent.com/download/version/1613400473/module/9240277976/name/1. Sitzung AG_Präsentation Prof. Sterner-1.pdf ER - TY - GEN A1 - Sterner, Michael A1 - Heberl, Michael T1 - The ORBIT-Project: Biological methanation in a trickle-bed reactor - key results and next steps T2 - 5th Nuremberg Workshop on Methanation and 2nd Generation, Nürnberg Friedrich-Alexander-Universität, 28.05.2021 KW - biologische Methanisierung KW - Archaeen KW - Power-to-Gas KW - Erneuerbare Energien KW - Rieselbett Bioreaktor Y1 - 2021 ER - TY - JOUR A1 - Gärtner, Sebastian A1 - Rank, Daniel A1 - Heberl, Michael A1 - Gaderer, Matthias A1 - Dawoud, Belal A1 - Haumer, Anton A1 - Sterner, Michael T1 - Simulation and Techno-Economic Analysis of a Power-to-Hydrogen Process for Oxyfuel Glass Melting JF - Energies N2 - As an energy-intensive industry sector, the glass industry is strongly affected by the increasingly stringent climate protection targets. As established combustion-based production systems ensure high process stability and glass quality, an immediate switch to low greenhouse gas emission processes is difficult. To approach these challenges, this work investigates a step-by-step integration of a Power-to-Hydrogen concept into established oxyfuel glass melting processes using a simulation approach. This is complemented by a case study for economic analysis on a selected German glass industry site by simulating the power production of a nearby renewable energy park and subsequent optimization of the power-to-hydrogen plant performance and capacities. The results of this study indicate, that the proposed system can reduce specific carbon dioxide emissions by up to 60%, while increasing specific energy demand by a maximum of 25%. Investigations of the impact of altered combustion and furnace properties like adiabatic flame temperature (+25 °C), temperature efficiency (∆ξ = −0.003) and heat capacity flow ratio (∆zHL = −0.009) indicate that pure hydrogen-oxygen combustion has less impact on melting properties than assumed so far. Within the case study, high CO2 abatement costs of 295 €/t CO2-eq. were determined. This is mainly due to the insufficient performance of renewable energy sources. The correlations between process scaling and economic parameters presented in this study show promising potential for further economic optimization of the proposed energy system in the future. KW - Power-to-Gas KW - Hydrogen KW - Electrolysis KW - Oxyfuel KW - Glass Industry Y1 - 2021 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:898-opus4-22713 N1 - Corresponding author: Sebastian Gärtner VL - 14 IS - 24 PB - MDPI ER - TY - JOUR A1 - Hofrichter, Andreas A1 - Rank, Daniel A1 - Heberl, Michael A1 - Sterner, Michael T1 - Determination of the optimal power ratio between electrolysis and renewable energy to investigate the effects on the hydrogen production costs JF - International Journal of Hydrogen Energy N2 - Green hydrogen via renewable powered electrolysis has a high relevance in decarbonization and supply security. Achieving economically competitive hydrogen production costs is a major challenge in times of an energy price crisis. Our objective is to show the economically optimal installed capacity of electrolysers in relation to wind and solar power so swift and credible statements can be made regarding the system design. The ratio between renewable generation and electrolysis power as well as scaling effects, operating behaviour and development of costs are considered. Hydrogen production costs are calculated for four exemplary real PV and wind sites and different ratios of electrolysis to renewable power for the year 2020. The ideal ratio for PV systems is between 14% and 73% and for wind between 3.3% and 143% for low and high full load hours. The lowest hydrogen production costs are identified at 2.53 €/kg for 50 MW wind power and 72 MW electrolysis power. The results provide plant constructors the possibility to create a cost-optimized design via an optimum ratio of electrolysis to renewable capacity. Therefore, the procedures for planning and dimensioning of selected systems can be drastically simplified. Y1 - 2023 U6 - https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2022.09.263 SN - 0360-3199 N1 - Corresponding author: Michael Heberl N1 - Corrigendum to “Determination of the optimal power ratio between electrolysis and renewable energy to investigate the effects on the hydrogen production costs” [Int J Hydrogen Energy 48 (5) (2023) 1651–1663] - https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2023.03.128 VL - 48 IS - 5 SP - 1651 EP - 1663 PB - Elsevier ER - TY - INPR A1 - Heberl, Michael A1 - Withelm, Christian A1 - Kaul, Anja A1 - Rank, Daniel A1 - Sterner, Michael T1 - Prospective Life Cycle Assessment of Biological Methanation in a Trickle-Bed Pilot Plant and a Potential Scale-Up N2 - In this study, a pilot-scale trickle-bed reactor for biological methanation and various scale-up scenarios for 2023 and 2050 were investigated using LCA. A best- and worst-case scenario for technology development until 2050 was evolved using cross consistency analysis and morphological field, based on which the data for the ecological models were determined.The results show that the plant scale-up has a very positive effect on the ecological consequences of methanation. In the best-case scenario, the values are a factor of 23-780 lower than those of the actual plant today. A hot-spot analysis showed that especially electrolysis operation has a large impact on total emissions. The final Monte-Carlo simulation shows that the technology is likely to achieve a low GWP with a median of 104.0 kg CO2-eq / MWh CH4. Y1 - 2023 U6 - https://doi.org/10.2139/ssrn.4635066 PB - SSRN ER - TY - THES A1 - Heberl, Michael T1 - Power-to-Ammoniak BT - Möglichkeiten zur erneuerbaren Elektrifizierung und Dekarbonisierung der Ammoniakindustrie N2 - Ammoniak ist Grundbaustein für die Herstellung von Düngemitteln und dementsprechend für die Nahrungsmittelindustrie unentbehrlich. Ca. 40-50 % der Weltbevölkerung sind von Nahrungsmitteln abhängig, die mit Hilfe von Ammoniakdüngern hergestellten wurden. Weltweit wurden alleine im Jahr 2015 181 Mt Ammoniak produziert, wodurch die Ammoniakherstellung mit 1,2 % am gesamten Energieverbrauch der Welt beteiligt ist und für 0,93 % der globalen Treibhausgasemissionen zuständig ist. Auch in Zeiten der Energiewende ist diese Grundstoffchemikalie unentbehrlich, ist aber auf einem anderen Wege herzustellen. Ziel dieser Arbeit ist die Darstellung verschiedener Möglichkeiten zur erneuerbaren Elektrifizierung und Dekarbonisierung der Ammoniakindustrie, wodurch der Einsatz von herkömmlichen Energieträgern wie Erdgas, Kohle und Öl negiert werden kann. Ammoniak wird aktuell über das Haber-Bosch-Verfahren aus den Rohstoffen Erdgas, Kohle und Öl gewonnen. Bei diesem Verfahren wird über einen Primär- und Sekundärreformer Wasserstoff und Stickstoff gewonnen. Andere Gasbestandteile werden gefiltert oder umgewandelt, um schädliche Katalysatorgifte (CO, H2S) zu entfernen. Im Reaktor wird an Eisenkatalysatoren aus Wasserstoff und Stickstoff letztendlich Ammoniak hergestellt. Der Energieverbrauch des Haber-Bosch Verfahrens schwankt zwischen 7,8 MWh/t NH3 für eine moderne und sehr effiziente Anlage mit Erdgas und 13,6 MWh/t NH3 für eine alte mit Kohle betriebene Anlage. An Emissionen treten pro hergestellter Tonne Ammoniak je nach Rohstoff 1,6-3,8 t CO2-eq auf. Neben der Biomassevergasung gibt es mehrere rein elektrische Ansätze zur Ammoniakherstellung. Die unterschiedlichen elektrochemischen Ansätze zur direkten Ammoniaksynthese, wie der Einsatz von Flüssigsalzelektrolyten oder Feststoffelektrolyten, wurden in Abschnitt 3.2 vorgestellt. Einige dieser Technologien zeigen vielversprechende Ansätze, sind jedoch zum aktuellen Zeitpunkt noch zu weit von einem industriellen Einsatz entfernt. Der Einsatz der Wasserelektrolyse in Kombination mit einer Luftzerlegungseinheit ist die derzeit vielversprechendste Methode Ammoniak auf einem strombasierten und dekarbonisierten Wege herzustellen. Bei diesem System wird Wasserstoff im Elektrolyseur und Stickstoff in der Luftzerlegungseinheit hergestellt. Die Ammoniaksynthese findet hierbei in einem Reaktor nach Vorbild des Haber-Bosch-Prozesses statt. Mit diesem System ist ein Energieverbrauch von ca. 10 MWh/t NH3 notwendig. Durch den Einsatz von rein erneuerbar hergestelltem Strom als Energieträger lässt sich mit diesem Technologiezusammenschluss die Ammoniakherstellung komplett Emissionsfrei gestalten. Dadurch können alleine in Deutschland jährlich bis zu 7,8 Mt CO2-eq eingespart werden. Eine zukünftige Umstrukturierung der Ammoniakherstellung und der gesamten chemischen Industrie ist unabdingbar. Diese kann aber nur parallel mit einem Ausbau erneuerbarer Energien umgesetzt werden. Mit der Wasserelektrolyse und der Luftzerlegungseinheit sind die technischen Möglichkeiten für diesen Umbau bereits heute gegeben und brauchen nur noch eingesetzt werden. N2 - Ammonia is a fundamental raw material for the production of fertilizer and essential for the food industry. About 40-50 % of the world population depends on food produced with the assistance of ammonia fertilizers. In 2015 181 Mt ammonia was produced worldwide. The ammonia production is responsible for 1,2 % of the global energy consumption and 0,93 % of the global greenhouse gas emissions. Even in times of the energy transition this base chemical is essential, although it should be produced on a different way. It is therefore the objective of this work to show different possibilities for an electrified and decarbonised ammonia industry powered by renewable energies. As a result the use of conventional energy carriers like gas, coal and oil will be negotiated. Ammonia is produced with the Haber-Bosch process from gas, coal and oil as feedstock. In this process a primary and a secondary reformer is used to produce hydrogen and nitrogen. Other gaseous components are filtered and converted to remove catalyst poisons (CO, H2S). In the reactor iron catalysts are used to produce ammonia out of hydrogen and nitrogen. The energy consumption of the Haber-Bosch process varies between 7,8 MWh/t NH3 for a modern and really efficient gas based plant and 13,6 MWh/t NH3 for an old coal based plant. The production of one ton ammonia causes emissions between 1,6-3,8 t CO2-eq based on the used feedstock. Beside biomass gassing there are several electric technologies to produce ammonia. The different electrochemical technologies to synthesize ammonia on a direct way, like solid state electrolysis or molten salt electrolytes, are shown in section 3.2. Some of these technologies show a good potential, but all of them are far off the use in the industry. The use of an electrolyser in combination with an air separation unit is the most promising way to produce ammonia on an electrified and decarbonised way. In this system hydrogen is produced in the electrolyser and nitrogen in the air separation unit. The ammonia synthesis works in a reactor based on the Haber-Bosch process. Using this system the production of one ton ammonia has an energy consumption of 10 MWh. With the use of renewable energies in this combination of technologies a greenhouse gas emissions free ammonia production is possible. In Germany alone 7,8 t CO2-eq can be saved. A future reorganization of the ammonia industry and the complete chemical industry is indispensable. A parallel expand of renewable energies is necessary to realize this approach. With electrolysers and air separation units the technical possibilities for this reconstruction are already given. All that remains is the implementation of them. KW - Ammoniaksynthese KW - Haber-Bosch KW - Emissionen KW - Erneuerbare Energien Y1 - 2021 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:898-opus4-22167 ER -