Das Projekt CoDeF ist ein Marie Sklodowska-Curie Doctoral Network der EU, das sich mit der Nachfrageflexibilität von Verbraucher*innen befasst. Es zielt darauf ab, Wissen aus den Ingenieur- und Sozialwissenschaften in einem Ausbildungsprogramm für Promovierende von acht europäischen Forschungseinrichtungen zu integrieren. Das CoDeF Konsortium bringt ein multidisziplinäres Forschungsteam aus ganz Europa zusammen, um Export*innen im Bereich der Nachfrageflexibilität von Verbraucher*innen auszubilden und Schlüsselkompetenzen für eine gerechte und nachhaltige Energiewende zu entwickeln.
In diesem Zusammenhang entwickeln wir einen "Pareto Navigator", der es Entscheidungsträger*innen ermöglicht, alternative Energiesystemdesigns für Wohngebäude unter Berücksichtigung wirtschaftlicher, ökologischer und komfortbezogener Präferenzen zu untersuchen und zu bewerten.
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Laufzeit: 2024 – 2028
Ansprechpartner /in:
Prof. V. Bertsch
Dr.-Ing. J. Finke
Im Rahmen des Projektes "CO2-Minderung in der Kalkindustrie durch den Einsatz wasserstoffbasierter Brennstoffe (H2, NH3) in Schachtöfen" (kurz KalkH2) wird erarbeitet, welche technischen Erkenntnisse und Werkzeuge sowie wirtschaftlichen Rahmenbedingungen verfügbar sein müssen, um das CO₂-Einsparpotenziel durch die Verbrennung von wasserstoffbasierten Brennstoffen (NH₃/H₂) zu nutzen und gleichzeitig die Wettbewerbsfähigkeit der mitteständisch geprägten Kalkindustrie in Deutschland weiterhin sicherzustellen.
Dazu werden die Werkzeuge Energiesystemanalyse und Ökobilanzierung in einem Mehrziel-Optimierungsmodell vereint, wordurch gleichzeitig technische, ökonomische und ökologische Ziele bewertet werden. Zusätzlich wird das Modell um Ergebnisse aus einer chemisch/physikalischen Beschreibung der Verbrennungsprozesse in Kalkschachtöfen mittels 3D-CFD Simulation, durchgeführt vom Projektpartner LEAT (RUB), erweitert. Aus den Ergebnissen werden Handlungsempfehlungen für KMU der Kalkindustrie abgeleitet, anhand derer für einen Standort abgeschätzt werden kann, ob der Einsatz von H₂ oder NH₃ eine vorteilhafte Möglichkeit darstellt und welche Voraussetzungen erfüllt sein müssen.
Laufzeit: 2024 – 2026
Ansprechpartner /in:
Dr.-Ing. Julian Röder
M. Sc. V. Schüßler
Das Projekt REWARDS befasst sich mit der Entwicklung des europäischen Energiesystems unter Berücksichtigung von Szenarien mit niedriger Eintrittswahrscheinlichkeit, aber großen Auswirkungen auf die Energiesicherheit wie beispielsweise große Naturkatastrophen oder eine plötzliche Unterbrechung wichtiger Lieferketten. Diese Szenarien sollen zunächst quantifiziert und dann in das stochastische Energiesystemmodell EMPRISE implementiert werden, um die Auswirkungen der Szenarien auf ein zukünftiges europäisches Energiesystem abzuschätzen.
Der Lehrstuhl Energiesysteme und Energiewirtschaft beschäftigt sich dabei besonders mit der Quantisierung der High Impact/Low Probability-Szenarien, wobei sowohl naturgesetzlich bedingte als auch gesellschaftlich / politische Risiken berücksichtigt werden.
Dabei wird sowohl mit Klimaprojektionen als auch mit der Analyse vergangener Ereignisse gearbeitet. Des Weiteren werden an der RUB multikriterielle Bewerungsmetriken entwickelt, um die verschiedenen Dimensionen Kosten, Umweltwirkungen und Energiesicherheit abbilden und vergleichen zu können.
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Laufzeit: 2024 – 2028
Ansprechpartner /in:
Prof. V. Bertsch
M. Sc. L. Plaga
In dem Projekt MOIn Carnot wird ein umgekehrter Ansatz für die Modellierung von Energiesystemen entwickelt, der sowohl die übliche Zentralplanungsperspektive der optimalen Systemauslegung als auch die technischeAuslegungsperspektive der Technologieentwicklung berücksichtigt. Durch die Umwandlung von Modellinputparametern wie Technologiekosten oder Wirkungsgrade in Entscheidungsvariablen können diese als zusätzliche Optimierungsziele verwendet werden. Eine Mehrzieloptimierung ermöglicht dann Trade-Off-Analysen zwischen Gesamtsystemkosten und Anforderungen an die Technologieentwicklung, z.B. in Form von Mindestanforderungen, die noch zur Nutzung einer Technologie in einem kosteneffizienten Gesamtsystem führen würden. Die invertierte Methode wird anhand im Modellierungsframeworks Backbone und mit Carnot-Batterien als ortsunsabhängige Energiespeichertechnologie mit niedrigem Technology-Readiness-Level (TRL) entwickelt.
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Laufzeit: 2023 – 2026
Ansprechpartner /in:
Prof. V. Bertsch
M. Sc. K. Esser
Dr.-Ing. J. Finke
In dem Projekt CO2Neichem soll ein CO2-neutrales sektorübergreifendes Energiesystem für wärmeintensive Industriestandorte entwickelt werden. Hierbei werden Konzepte entwickelt, um den Wärmebedarf, vorwiegend in Form von Prozessdampf mit Temperaturen von bis zu 500°C, über neuartige Ansätze wie Hochtemperatur-Wärmepumpen oder H2/O2-Dampferzeuger decken zu können. Das Energiesystem soll unter Berücksichtigung von Szenarien der Verfügbarkeit erneuerbarer Energien und der Verfügbarkeit der entsprechenden Energietransportinfrastruktur eine wettbewerbsfähige und versorgungssichere Wärme-, Kälte- und Stromversorgung von Standorten in NRW ermöglichen.
In der letzten Phase des Projektes soll eine Demonstrationsanlage an einem Chempark Standort von Currenta aufgebaut werden.
Das Projekt wird zusammen mit den drei nachfolgend genannten Projektpartnern durchgeführt.
Für den Lehrstuhl EE liegt der Fokus in dem Projekt auf der Energiesystemanalyse.
Projektpartner: Siemens Energy AG, Currenta GmbH & Co. OHG, RUB Thermodynamik
Laufzeit: 2022 – 2025
Ansprechpartner /in:
Prof. V. Bertsch
M. Sc. T. Korte
Das Vorhaben Operations Research (OR) for Sustainability:
Energy, Mobility, Industry beschäftigt sich mit dem Einsatz mathematischer Verfahren zur Unterstützung von Entscheidungsprozessen.
Der Schwerpunkt liegt hierbei auf der Klimakrise und Fragen der Nachhaltigkeit – zentrale Themen vieler Studiengänge. Allerdings ist die Vermittlung von OR-Methoden an Studierende didaktisch hoch anspruchsvoll.
Das Projektteam will daher ein digitales Lehr-/Lernangebot
“Operations Research für Nachhaltigkeit” entwickeln, umsetzen und verbreiten.
Laufzeit: 2022 – 2024
Ansprechpartner /in:
Prof. V. Bertsch
M. Sc. C. Nowak
M. Sc. L. Plaga
Im Projekt StEAM soll vertieft untersucht werden, inwiefern Zusammenhänge eines globalen Energiesystems die globale Produktion und Distribution von Wasserstoff beeinflussen. Hierzu soll basierend auf einem bestehenden Open-Source Modell und einem existierenden globalen Stromsystemdatensatz ein globales Energiesystemmodell entwickelt werden, welches sowohl den Stromsektor als auch eine globale Wasserstoffwirtschaft inklusive ihrer Transportinfrastruktur sowie die Nutzung und den Transport weiterer gasförmiger Energieträger abbildet. Das entwickelte Modell soll die Bewertung der Einbettung der deutschen Wasserstoffstrategie in den internationalen Kontext anhand konsistenter Zukunftsszenarien ermöglichen. Durch eine Anwendungsstudie wird eine Abschätzung der volkswirtschaftlichen Auswirkungen verschiedener Gestaltungsmaßnahmen der Wasserstoffwirtschaft in verschiedenen modellierten Zukünften vorgenommen. Mithilfe der Nutzung von Methoden des „Modelling to Generate Alternatives“ soll hierbei insbesondere der Möglichkeitsraum verschiedener, heterogener Wasserstofftransformationspfade ausgeleuchtet werden.
Laufzeit: 2022 – 2024
Ansprechpartner /in:
Prof. V. Bertsch
M. Sc. O. Linsel
M. Sc. K. Telaar
Interdisziplinäres Promovierenden-Kolleg zum Übergang zu geschlossenen Kohlenstoffkreisläufen
Die Doctoral School Closed Carbon Cylce Economy (DS CCCE) ist ein interdisziplinäres Promovierenden-Kolleg. Im Rahmen eines Promotionsprogramms entwickeln die Mitglieder der DS CCCE ein interdisziplinäres Verständnis für relevante Fragestellungen, um langfristig den Übergang zu geschlossenen Kohlenstoffkreisläufen meistern zu können. Aufgegriffen werden u.a. technische, naturwissenschaftliche, juristische, ökonomische, sozialwissenschaftliche und ethische Aspekte. Am Lehrstuhl Energiesysteme und Energiewirtschaft wird im Rahmen der DS CCCE die Transformation der Energieversorgung in Deutschland im Kontext der Beendigung der Kohleverstromung und der weiteren Integrierung regenerativer Anlagen untersucht.
Laufzeit: 2019 – 2022
Ansprechpartner /in:
Prof. V. Bertsch
Dr.-Ing. J. Röder
Ermöglichung einer Ökonomie mit reduzierten Kohlenstoffemissionen durch die Kombination von Wasserstoff und CCS
Ziel des multinationalen ACT-Projektes ELEGANCY ist es, die Dekarbonisierung des europäischen Energiesystems durch Nutzung von Synergien zwischen CCS (Carbon Capture and Storage) und Wasserstoff (H2) zu beschleunigen. Die Einführung von CCS verzögert sich aufgrund fehlender Geschäftsmodelle, der flächendeckende Einsatz von H2 wird durch Kosten und Verfügbarkeit großer Mengen sauberen Wasserstoffs behindert. Die fünf partizipierenden Länder Norwegen, England, Niederlande, Schweiz und Deutschland wollen u.a. in Fallstudien die Kombination einer Wasserstoffinfrastruktur mit CCS untersuchen und bewerten, zudem soll ein Planungstool entwickelt werden. Die Ruhr-Universität Bochum ist im Rahmen des Research Department Closed Carbon Cycle Economy (RD-CCCE) interdisziplinär mit fünf Instituten vertreten. So werden zu den ingenieurswissenschaftlichen Aspekten auch sozialwissenschaftliche, makroökonomische und juristische Aspekte in der deutschen Fallstudie berücksichtigt.
Laufzeit: 2017 – 2020
Ansprechpartner /in:
Prof. V. Bertsch
Kryogene Luftenergiespeicherung
Durch das Projekt Kryolens sollen ausgehend vom aktuellen Stand von Wissenschaft und Technik Verbesserungspotenziale der Flüssigluft-Energiespeichertechnologie erforscht werden, mit dem Ziel, je nach Einsatzszenario eine möglichst effiziente Variante bereitstellen zu können. Gleichzeitig soll der Technologie-Reifegrad erhöht werden, um im Anschluss an das Projekt die großtechnische Demonstration und Kommerzialisierung der LAES-Technologie zu ermöglichen. Der EE bearbeitet im Projekt die Untersuchung der wirtschaftlichen Erfolgsaussichten und die ökobilanziellen Bewertungen der Nutzung der LAES-Technologie. Anhand dieser Analysen soll eine Entscheidungsgrundlage geschaffen werden, ob und inwiefern die Energiespeicherung mittels flüssiger Luft zur Deckung des zukünftig zu erwartenden Bedarfs an großtechnischen Stromspeichern geeignet ist.
Unterstützt durch: Uniper Technologies GmbH, RWE Power AG und Vattenfall Europe Generation AG
Laufzeit: 2016 – 2019
Ansprechpartner /in:
Dr.-Ing. Julian Röder
Entwicklung von innovativen und effizienten Wärmenutzungskonzepten unter Berücksichtigung der Bergbauinfrastruktur im Ruhrgebiet
Das Projekt Gruben-Wasser-Ruhr (GW-Ruhr) hat sich zum Ziel gesetzt, eine klimafreundlichere Energieversorgung anhand von vorhandener Bergbauinfrastruktur zu realisieren. Der Fokus soll auf der Grubenwasserwärmenutzung in direkter Nähe zum Standort liegen. Mögliche Kältebedarfe, die durch die direkte Kühlung mit Grubenwasser bedient werden können, werden ebenfalls berücksichtigt. Die Wärme- bzw. Kälteangebote sind in entsprechende Netze zu integrieren und durch den Verbund mehrerer Akteure optimiert zu nutzen.
Durch die Substitution von konventionellen Energieträgern sollen zukünftig Ressourcen geschont und der CO2-Ausstoß dauerhaft reduziert werden. Hierbei gewonnene Erkenntnisse sollen auf weitere Projekte übertragen werden, die sich mit einer ähnlichen Thematik auseinandersetzen. Der Wissenstransfer und der Aufbau eines Akteursnetzwerks steht dabei im Vordergrund.
Laufzeit: 2016 – 2019
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Letzte Änderung: 25. Sep. 2024
