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TU Berlin

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Teilvorhaben des Forschungsprojektes ChemEFlex

Modellierung der Chlor-Alkali-Elektrolyse sowie anderer Prozesse und deren Bewertung hinsichtlich Wirtschaftlichkeit und möglicher Hemmnisse

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Im Teilvorhaben der TU Berlin übernehmen die Fachgebiete Dynamik & Betrieb technischer Anlagen (dbta), Technische Chemie Elektrokatalyse ' Materialien (ECEMS), Energietechnik und Umweltschutz (ETUS), sowie Technische Chemie / Mehrphasen-Reaktionstechnik (TC-MR) wesentliche wissenschaftliche Analysen zur Chlor-Alkali-Elektrolyse (CAE) und alternativen elektrochemischen Verfahren. Für die CAE erfolgt die Entwicklung einer optimierten flexiblen Prozesssteuerung unter den Rahmenbedingungen des Strommarktes und der technischen Restriktionen. Zu den alternativen Verfahren wird die technische Umsetzbarkeit einer flexiblen Betriebsweise untersucht. Die ermittelten technischen Flexibilitätspotenziale werden betriebs- wie auch gesamtwirtschaftlich bewertet und deren zukünftiger Beitrag zur Energiewende bestimmt.

Umsetzung der Laborergebnisse in einem Feldversuch unter Berücksichtigung der vor- und nachgelagerten Prozesse

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Ziel des Teilvorhabens ist die Modeliierung der Chlor-Alkali-Elektrolyse (CAE) sowie der relevanten vor- und nachgelagerten Prozesse. Nach einer Analyse der Wertschöpfungsketten soll die Möglichkeit der wirtschaftlichen Einbindung der CAE in den Regelenergiemarkt unter den gegebenen technischen, wirtschaftlichen und regulatorischen Randbedingungen untersucht werden. Hauptziel ist die Untersuchung der technischen und wirtschaftlichen Machbarkeit des dauerhaft flexiblen Betriebs an der realen Produktionsanlage in einem bestehenden Anlagen- und Produktionsverbund.

Untersuchungen zur lastabhängigen Betriebsweise der Chlor-Alkali-Elektrolyse und Bewertung der Umsetzbarkeit bei zusätzlicher Nutzung eines Flüssig-Chlor-Speichers

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Das Ziel dieses Projekt ist, die wirtschaftlichen Flexibilitätspotenziale der CAE zu bestimmen und wirtschaftlich zu bewerten. Die chemische Industrie besitzt als zweitgrößter Stromverbraucher im Industriesektor großes theoretisches Potenzial für positive als auch negative Demand Response-Kapazitäten. Der Chlor-Alkali-Elektrolyse (CAE) wird diesbezüglich in zahlreichen Studien eine große Bedeutung zugesprochen. Die Covestro Deutschland AG betreibt in Deutschland an vier Standorten CAE und verfügt über ein profundes Know-how sowie über Labore und ein großes Technikum zur betriebsnahen Forschung. Die chemischen Prozesse bei Covestro laufen kontinuierlich bei Volllast und sind eng miteinander verzahnt, ohne speicherbare Zwischenprodukte. Schwankungen in der Chlorerzeugung können daher nur über Energiespeicher oder Chlorspeicher abgefangen werden.

Studie zur Erhöhung der Flexibilität durch unterstützende Batteriespeicher sowie durch alternative Nutzungsmöglichkeiten des Wasserstoffs

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Dieses Projekt hat das Ziel, die Flexibilitätspotenziale der Chlor-Alkali-Elektrolyse (CAE) zu bestimmen und wirtschaftlich zu bewerten. Das Teilvorhaben befasst sich mit der Untersuchung des möglichen Einsatzes von Batteriespeichern und anderen Technologien zur Wasserstoffnutzung zum Erhöhen der Flexibilität von CAE Anlagen. Von den Technologien zur Wasserstoffnutzung steht die Umwandlung von Wasserstoff und Kohledioxid zu Methanol im Hauptfokus. Erweiterte Geschäftsmodelle über die Integration eines Batteriespeichers oder einer Anlage zur Methanolherstellung, stehen auch im Fokus der technoökonomischen Betrachtung.

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