Wiederverwendung

Handeln, ohne dass Abfälle entstehen, ist ökoeffizient: Werden Abfälle vermieden, sind sie nicht zu entsorgen. Damit wird keine Energie benötigt und es fallen keine Kosten und Emissionen auch klimarelevanter Art an.

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Überlegungen zur Abschätzung der Wirtschaftlichkeit von Pumpspeicherkraftwerken
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (3/2016)
In diesem Artikel werden Überlegungen zur Wirtschaftlichkeit von Pumpspeicherkraftwerken bzw. Energiespeichern im Allgemeinen angestellt. Dabei werden verschiedene mathematische Operationen zur Beurteilung der sogenannten hourly Forward Curve (hFC; Stundenpreis-Kurve) der Stadtwerke München GmbH von 2012 zum Ansatz gebracht, um diese in Bezug auf ihre Schwankungen in den drei Szenarien (Hoch-, Zentral- und Tiefpreis) untersuchen zu können. Außerdem wird die Reihe mit einem zum Mittelwert rückkehrenden Prozess moduliert. Dabei wird der Fokus neben Simplex-Optimierungen und stochastischen Momenten auf die Fourier-Analyse der Preiszeitreihe gelegt. Es konnte ein linearer Zusammenhang zwischen den Summen der Effektivwerte der hFC und den Gewinnen (Stromverkauf abzgl. Pumpkosten) nachgewiesen werden. Weitere Einblicke geben die prognostizierten Stillstandszeiten.

Analyse der Strömungsprozesse in unterirdischen Tiefspeichern von Pumpspeicherwerken mit Telemac2D
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (3/2016)
Angesichts eines sich rasant verändernden Strommarktes mit vermehrter Einspeisung von erneuerbarer Energie, deren Erzeugungsleistung deutlichen Fluktuationen unterworfen ist, gewinnt die Möglichkeit der großmaßstäblichen Energiespeicherung zunehmend an Bedeutung. Unterirdische Pumpspeicherwerke könnten einen solchen Energiespeicher bereitstellen. Die Strömungsvorgänge in verzweigten Tiefspeichern dieser Bauwerke sind bislang noch nicht ausreichend erforscht. Im Folgenden werden Ergebnisse einer 2-D-tiefengemittelten numerischen Simulation zur Analyse der Strömungsprozesse bei Variation der geometrischen Eigenschaften des Unterbeckens dargestellt.

Potenziale zur Wasserstoffeinspeisung im Versorgungsgebiet der EWE Netz GmbH
© wvgw Wirtschafts- und Verlagsgesellschaft Gas und Wasser mbH (1/2016)
Das Versorgungsgebiet der EWE NETZ GmbH ist geprägt von einer überdurchschnittlich hohen Stromeinspeisung aus erneuerbaren Energien. Dies führt bereits heute zu einem signifikanten Bedarf an Stromnetzausbau in den Ortsnetzen und mittel- bis langfristig auch in den Mittel- und Hochspannungsnetzen. Im Rahmen einer Studie hat DBI für EWE anhand realer Gasnetze untersucht, welche Potenziale gasseitig sowohl heute als auch in Zukunft für die Aufnahme von Wasserstoff bereitgestellt werden können.

Die Zukunft des Energiesystems – Erkenntnisse aus einer Studienanalyse des DVGW und VDE
© wvgw Wirtschafts- und Verlagsgesellschaft Gas und Wasser mbH (12/2015)
Die Energiewende ist in vollem Gange und die technisch-wissenschaftlichen Verbände DVGW und VDE leisten mit einer Vielzahl von Studien und Analysen einen erheblichen Beitrag zur Bewältigung neuer Herausforderungen. Im Rahmen der verstärkten strategischen Kooperation der Verbände wurde die Bergische Universität Wuppertal nun beauftragt, eine Bestandsaufnahme durchzuführen. Bei der systematischen Analyse von Erkenntnissen aus rund 50 Einzelstudien beider Verbände lautete die zentrale Frage, wie das Energiesystem der Zukunft aussehen soll. Die zusammenfassende Antwort vorweg: Das Zusammenspiel der Energieträger Strom und Gas spielt die entscheidende Rolle für das Gelingen der Energiewende.

Erprobung der Power-to-Gas-Technologie in der Praxis
© wvgw Wirtschafts- und Verlagsgesellschaft Gas und Wasser mbH (12/2015)
Kann man Wind tanken? Kann man durch erneuerbare Energien Heizungen oder Großkraftwerke von Erdgasimporten unabhängiger machen und somit umweltfreundlich Strom und Wärme erzeugen? Können Windkraftwerke Autos und Busse antreiben? Auch dann, wenn es absolut windstill ist und keine Sonne scheint? Vier Partner aus der Industrie, der Versorgungswirtschaft und der Wissenschaft sind überzeugt davon, dass dies schon heute möglichist. Deshalb haben Siemens, die Linde Group, die Hochschule Rhein-Main und die Stadtwerke Mainz gemeinsam ein außergewöhnliches Projekt entwickelt. Im neuen „Energiepark Mainz“ erzeugt umweltfreundlicher Strom aus Windenergie Wasserstoff.

Thermische Veredelung von Biomassen im PYREG®-Verfahren
© Witzenhausen-Institut für Abfall, Umwelt und Energie GmbH (11/2015)
Eine nachhaltige und wirtschaftliche Verwertung von Biomassen wird künftig nur durch die vollständige Verwertung der wertvollen biogenen Einsatzstoffe möglich sein. Das PYREG®-Verfahren zur thermischen und stofflichen Verwertung von Biomassen setzt daher zunehmend auf Veredelungsprozesse, bei denen die Biomasse bei konsequenter Nutzung der Gesamtenergie zu hochwertigen Sekundärprodukten, wie Futtermittelkohlen, Aktivkohlen oder Phosphordünger, veredelt wird.

Entwicklung einer modularen axialen Entspannungsturbine zur Energierückgewinnung
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (10/2015)
In vielen industriellen Prozessen bleibt die Druckenergie ungenutzt. Die Umwandlung von Druckenergie in elektrische Energie erhöht die Energieeffizienz der Anlagen. Aus dem modularen Aufbau der Entspannungsturbine und dem Vorteil von Axialturbinen hinsichtlich der Vermeidung von Druckstößen resultiert das hohe Potenzial der Turbine für den Einsatz in industriellen Prozessen. Variable Rad- und Stufenabstände erlauben detaillierte Untersuchungen auftretender Rotor-Stator-Interaktionen. Die optische Zugänglichkeit ermöglicht umfassende Kavitationsuntersuchungen.

Entwicklung eines verlustarmen Stabprofils für Rechen mit kleiner lichter Weite
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (10/2015)
In Wasserkraftwerken werden Rechen zum Schutz der Turbine vor Schmutz und zur Abweisung von Fischen eingesetzt. Aus Fischschutzgründen ist es von Vorteil, Rechen mit kleinen lichten Weiten zu verwenden. Die Verringerung der lichten Weite führt jedoch zu höheren Verlusten. Deshalb ist es notwendig, die Profilgeometrie auf die Erfordernisse bei Rechen mit kleinen lichten Weiten anzupassen. Dieser Beitrag zeigt die Entwicklung eines verlustarmen Stabprofils für Rechen mit kleiner lichter Weite.

Hydraulische Entwicklung einer Axialmaschine – Vergleich zwischen Simulation und Messung
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (10/2015)
Die Leistungsfähigkeit von Niedergefällsmaschinen hängt stark von der Saugrohrströmung ab. Um das Betriebsverhalten solcher Turbinen besser zu verstehen, wird eine Propellerturbine mit 4 Laufradschaufeln mit zwei Turbulenzmodellen simuliert und die Ergebnisse anschließend mit experimentellen Messergebnissen verglichen. Die instationären Simulationen eines Volllastbetriebspunktes werden mit einem RANS-Turbulenzmodell und mit einem hybriden RANS-LES-Modell durchgeführt. Außerdem wird für beide Turbulenzmodelle ein Vergleich des Strömungsfeldes im Saugrohr durchgeführt.

Praxiserfahrungen mit der Wasserstoffeinspeisung in ein Erdgasverteilnetz
© wvgw Wirtschafts- und Verlagsgesellschaft Gas und Wasser mbH (10/2015)
Der Anteil regenerativer Energie in der Stromerzeugung steigt und hat im ersten Halbjahr 2015 bereits einen Anteil von 33 Prozent am Brutto-Inlandsstromverbrauch erreicht. In einzelnen Versorgungsnetzen kann der Anteil deutlich höher sein. Mit diesem großen Anteil an volatilem Wind- und Sonnenstrom nimmt die Notwendigkeit von geeigneten Strom- bzw. Energiespeichern deutlich zu. Mit der bedarfsorientierten Umwandlung von erneuerbarem Strom in Gas kann die Gaswirtschaft zu Lösungen der gesamtgesellschaftlichen Aufgabe Energiewende auf verschiedensten technischen Wegen beitragen. Eine effiziente Möglichkeit ist es, den erneuerbaren Wasserstoff aus der Elektrolyse direkt in die Erdgastransport- und Verteilnetze einzuspeisen. Nach DVGW-Regelwerk und Energiewirtschaftsgesetz ist eine Einspeisung im einstelligen Prozentbereich grundsätzlich zulässig. Heute sind noch einige technische Fragestellungen entlang der Erdgasversorgungskette zu bearbeiten und praxisnahe Lösungen zu entwickeln.

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