TY - INPR A1 - Gärtner, Sebastian A1 - Marx-Schubach, Thomas A1 - Gaderer, Matthias A1 - Schmitz, Gerhard A1 - Sterner, Michael T1 - Introduction of an Innovative Energy Concept for low Emission Glass Melting based on Carbon Capture and Usage N2 - Due to the very high fossil energy demand, the glass industry is looking for innovative approaches for the reduction of CO2 emissions and the integration of renewable energy sources. In this paper, we present a novel power-to-gas concept, which has no impact on established melting processes and discuss it for this purpose. A special focus is set on the required CO2 capture from typical flue gases in the glass industry, as this process has not been investigated in detail yet. We used a process simulation approach to investigate post-combustion CO2 capture by absorption processes, followed by a techno-economic evaluation. Our investigations found the designed CO2 capture plant to be approx. 400 times smaller than absorption based CO2 separation processes for conventional power plants. Due to the many options for waste heat utilization, the waste heat required for CO2 desorption can be generated in a particularly efficient and cost-effective way. The resulting CO2 avoidance costs range between 41-42 €/t CO2, depending on waste heat utilization for desorption, and thus offer a cost effective way of CO2 removal from glass industry melting processes. These costs are well below the values of 50-65 €/t CO2 described so far for comparable industrial applications. In addition, we describe optimization options, like solvent and process improvements, to enable further cost reductions. These results motivate further research and development on the overall process presented in this work. KW - glass KW - Oxyfuel KW - Methanation KW - Power-to-Gas KW - CO2 capture KW - Economic Analysis Y1 - 2022 U6 - https://doi.org/10.31224/2642 ER - TY - JOUR A1 - Kaul, Anja A1 - Boellmann, Andrea A1 - Thema, Martin A1 - Kalb, Larissa A1 - Stoeckl, Richard A1 - Huber, Harald A1 - Sterner, Michael A1 - Bellack, Annett T1 - Combining a robust thermophilic methanogen and packing material with high liquid hold-up to optimize biological methanation in trickle-bed reactors JF - Bioresource technology N2 - The hydrogen gas-to-liquid mass transfer is the limiting factor in biological methanation. In trickle-bed reactors, mass transfer can be increased by high flow velocities in the liquid phase, by adding a packing material with high liquid hold-up or by using methanogenic archaea with a high methane productivity. This study developed a polyphasic approach to address all methods at once. Various methanogenic strains and packings were investigated from a microbial and hydrodynamic perspective. Analyzing the ability to produce high-quality methane and to form biofilms, pure cultures of Methanothermobacter performed better than those of the genus Methanothermococcus. Liquid and static hold-up of a packing material and its capability to facilitate attachment was not attributable to a single property. Consequently, it is recommended to carefully match organism and packing for optimized performance of trickle-bed reactors. The ideal combination for the ORBIT system was identified as Methanothermobacter thermoautotrophicus IM5 and DuraTop (R). KW - BIOCATALYTIC METHANATION KW - CARBON-DIOXIDE KW - hydrogen KW - Liquid hold-up maximization KW - MASS-TRANSFER KW - Methane production KW - Methanothermobacter KW - Methanothermococcus KW - Optimized packing-organism combination KW - THERMOAUTOTROPHICUS Y1 - 2022 U6 - https://doi.org/10.1016/j.biortech.2021.126524 VL - 345 PB - Elsevier ER - TY - CHAP A1 - Kreuzer, Reinhard A1 - Haslbeck, Matthias A1 - Brückl, Oliver T1 - Modellierung von Mittelspannungsnetzen zur verbesserten Nachbildung von Wirk- und Blindleistungsflüssen T2 - Tagungsband der Fachtagung "Zukünftige Stromnetze für erneuerbare Energien" am 30./31. Januar 2018 in Berlin N2 - Das vom BMWi geförderte Forschungsprojekt SyNErgie (03/2015 bis 05/2018) beschäftigt sich mit der Weiterentwicklung von Netzplanungsprozessen [1]. Im Fokus steht dabei die Modellierung von Blindleistungsflüssen und die dezentrale Nutzung von Blindleistungsquellen (z. B. Wechselrichter, Ladedrosseln, Kondensatoren) in Mittelspannungsnetzen, über welche der Blindleistungshaushalt letztendlich beeinflusst werden soll. Im Rahmen dieses Beitrags wird anhand eines realen Mittelspannungsnetzes (MS-Netz) gezeigt, welche Modellierungsschritte zur Erstellung eines möglichst realitätsnahen Simulationsabbilds nötig sind. Dies ist notwendig, um der Verteilnetzplanung eine robuste Planungsgrundlage für die Ableitung von Entscheidungen im Rahmen eines Blindleistungsmanagements zur Verfügung zu stellen. Y1 - 2018 UR - https://www.fenes.net/wp-content/uploads/2019/03/SyNErgie_Paper_2018_Kreuzer_Modellierung_MSNetze.pdf ER - TY - CHAP A1 - Rauch, Johannes A1 - Brückl, Oliver T1 - Entwicklung eines Regelverfahrens für einen optimierten und zentralen Blindleistungsabruf zur Beeinflussung des Blindleistungshaushaltes von Mittelspannungsverteilungsnetzen unter Einhaltung von Netzrestriktionen T2 - Zukünftige Stromnetze, 30.-31.Jan.2019, Berlin Y1 - 2019 SP - 421 EP - 437 PB - Conexio CY - Pforzheim ER - TY - JOUR A1 - Brückl, Oliver T1 - Plädoyer für die wettbewerbliche Bereitstellung von Blindleistung JF - ew - Magazin für die Energiewirtschaft - Spezial: Digitalisierung Y1 - 2018 UR - https://emagazin.ew-magazin.de/de/profiles/a21024e15cd4/editions/dd6db0d02570767aa71f VL - 117 IS - 1 SP - 46 EP - 48 PB - VDE Verlag ER - TY - CHAP A1 - Haslbeck, Matthias T1 - Innovative Aspekte der Netzplanung im Verteilungsnetz T2 - 2. OTTI-Konferenz Zukünftige Stromnetze für Erneuerbare Energien, Hilton-Hotel Berlin, 27./28. Januar 2015 N2 - In den Verteilungsnetzen (VN) besteht erheblicher Optimierungsbedarf, um die geplanten Leistungen an dezentralen Erzeugungsanlagen (EZA) aufnehmen und um die erzeugte Energie an das Übertragungsnetz abgeben zu können. Bislang konnte der Aufwand für die Netzplanung im VN mittels standardisierter Abläufe und großzügigen Reserven im Spannungsband und der Stromtragfähigkeit begrenzt werden. Im Zuge des Zubaus an EZA schwinden diese Reserven und Netzplanungsaufgaben müssen individueller für einzelne Netzabschnitte gelöst werden. Die Forschungsstelle für Energienetze und Energiespeicher (FENES) der OTH Regensburg beschäftigt sich u. a. mit der Fragestellung wie die Netzplanung im Verteilungsnetz hinsichtlich der neu entstandenen Herausforderungen optimiert werden kann und gleichzeitig praktikabel bleibt. Kernthemen sind dabei das Spannungs- und das Blindleistungsmanagement im Verteilungsnetz. Im Zuge der Energiewende gilt es die vorhandene Netzinfrastruktur noch effizienter auszunutzen und den Ausbau noch stärker bedarfsorientiert zu gestalten. Infolgedessen bewegt sich der Netzbetrieb näher an den Grenzen der Netzparameter (z. B. Spannungshaltung und Auslastung). Von daher müssen bislang praktizierte Verfahren weiter entwickelt werden, , um weiterhin einen sicheren und stabilen Netzbetrieb zu gewährleisten. KW - Energienetz KW - Energiespeicher KW - Energiewende KW - Leistungsmanagement KW - Netzbetrieb KW - Netzplanung KW - Spannband KW - Stromtragfähigkeit Y1 - 2015 SN - 978-3-943891-46-1 SP - 110 EP - 115 CY - Regensburg ER - TY - GEN A1 - Sterner, Michael T1 - Insight into Power-to-Gas/Liquids: a solution for sustainable transport besides e-mobility T2 - Conference Low Carbon Transport - Engineering the Fuels of the Future (Institution of Mechanical Engineers), London 09.07.2019 KW - Erneuerbare Energien KW - Klimaneutralität KW - Energiewende KW - Sektorenkopplung KW - Power-to-Gas Y1 - 2019 PB - Institution of Mechanical Engineers CY - London ER - TY - CHAP A1 - Kraus, Hermann A1 - Gschoßmann, David A1 - Brückl, Oliver T1 - Automatisierung von Netzplanungsprozessen in der Verteilnetzebene – Q(U)- und cosj(P)-Blindleistungsregelung dezentraler Anlagen als spannungshaltende Netzausbaumaßnahmen T2 - Tagungsband Zukünftige Stromnetze 2019, 30.-31.Jan.2019, Berlin N2 - Diese Arbeit befasst sich mit automatisierten Netzplanungsprozessen und gibt einen kurzen Einblick in das Entscheidungsunterstützungssystem, welches im EU-Projekt CrossEnergy entwickelt wird. Detaillierter wird aber auf die Konzipierung und Umsetzung eines automatisierten Einsatzes der Blindleistungsregelung von dezentralen Erzeugungs­ analgen eingegangen, die als spannungshaltende Netzausbaumaßnahme zur Verfügung stehen. Die vorgestellten Methoden und Algorithmen fokussieren sich auf die Q(U)- und coscp(P)-Regelungsarten. Y1 - 2019 SP - 407 EP - 420 PB - Connexio CY - Pforzheim ER - TY - RPRT A1 - Sterner, Michael A1 - Thema, Martin A1 - Eckert, Fabian A1 - Moser, Albert A1 - Schäfer, Andreas A1 - Drees, Tim A1 - Christian Rehtanz, A1 - Ulf Häger, A1 - Kays, Jan A1 - Seack, André A1 - Dirk Uwe Sauer, A1 - Matthias Leuthold, A1 - Philipp Stöcker, T1 - Stromspeicher in der Energiewende - Untersuchung zum Bedarf an neuen Stromspeichern in Deutschland für den Erzeugungsausgleich, Systemdienstleistungen und im Verteilnetz BT - Studie N2 - Wie groß ist der Speicherbedarf in Deutschland in der weiteren Umsetzung der Energiewende? Welche Rolle spielen Batteriespeicher, Pumpspeicher, Power-to-Gas etc. im Kontext anderer Flexibilitätsoptionen auf den verschiedenen Netzebenen? Wie entwickelt sich der Markt für Batterien und Wasserstoff? In unserer Agora-Speicherstudie haben wir auch erstmalig den Begriff Power-to-X definiert und damit die bis dato entstandenen Begriffe Power-to-Gas, Power-to-Liquids, Power-to-Products, Power-to-Chemicals etc. zusammengefasst. Y1 - 2014 U6 - https://doi.org/10.13140/RG.2.2.31804.56964 PB - Agora Energiewende CY - Berlin ER - TY - CHAP A1 - Stadler, Ingo A1 - Eckert, Fabian ED - Sterner, Michael ED - Stadler, Ingo T1 - Lastmanagement als Energiespeicher T2 - Energiespeicher - Bedarf, Technologien, Integration KW - Lastverteilung KW - Energiespeicher Y1 - 2017 SN - 978-3-662-48893-5 SN - 978-3-662-48892-8 U6 - https://doi.org/10.1007/978-3-662-48893-5_11 SP - 619 EP - 644 PB - Springer Vieweg CY - Berlin ; Heidelberg ET - 2. Auflage ER -