Zeitschrift EE

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2004-01: Wasserstoff und Brennstoffzellen

AEE Projektinformationen / Service

Im Auftrag der UNO und des chinesischen Bautenministeriums führt die AEE INTEC seit September 2003 gemeinsam mit den holländischen Partnern NOVEM und Ecofys ein Projekt zur systemtechnischen und architektonischen Integration von thermischen Solaranlagen durch.

Österreichisches Know-how für chinesischen Solarmarkt

China ist seit einigen Jahren der weltgrößte Solarmarkt mit insgesamt 40 Millionen Quadratmetern installierter Kollektorfläche. Das durchschnittliche jährliche Marktwachstum zwischen 1998 und 2002 lag bei 27%. Allein im Jahr 2002 wurden rund 10 Millionen Quadratmeter Kollektoren installiert. Die überwiegende Mehrzahl der bisher errichteten Anlagen waren kleine Thermosiphonanlagen, die für Einfamilienhäuser konzipiert sind. In zunehmendem Maße werden diese Anlagen nun aber auch im großvolumigen Wohnbau eingesetzt. Die Qualität der Kollektoren, die fehlende Systemtechnik für große Anlagen sowie unzureichende Lösungen für die Integration von Großanlagen in die Gebäudehülle veranlasste das chinesische Bautenministerium mit finanzieller Unterstützung des United Nations Department of Economic and Social Affairs (UNDESA) zur Vergabe eines Projektes, im Rahmen dessen gemeinsam mit chinesischen Experten umfassende Lösungen für die systemtechnische und architektonische Integration von thermischen Solaranlagen erarbeitet werden sollen.
Neben diesem Know-how Transfer Projekt ist es auch der österreichischen Firma S.O.L.I.D. GmbH aus Graz gelungen, auf dem schwierigen chinesischen Markt Fuß zu fassen.

Weitere Infos zu den Projekten erhalten Sie von Ing. Werner Weiss, AEE INTEC, Diese E-Mail-Adresse ist vor Spambots geschützt! Zur Anzeige muss JavaScript eingeschaltet sein!

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2004-01: Wasserstoff und Brennstoffzellen

AEE Projektinformationen / Service

Mit dem Projekt PROMISE - Produzieren mit Sonnenenergie - hatte sich die AEE INTEC das Ziel gesteckt, eine Abschätzung des Potenzials für solarthermische Wärmeversorgung von industriellen Produktionsprozessen zu geben.

Solare Prozesswärme

Mit dem am Projekt beteiligten Partner JOINTS konnten die geeignetsten Branchen mit Niedertemperaturanwendungen bis 250°C sowie deren Energiebedarf ermittelt werden. Dazu zählen die Lebensmittelindustrie wie Molkereien und fleischverarbeitende Betriebe, die Getränkeindustrie, die Textilindustrie und diverse Nischensparten. Im Temperaturbereich bis 100°C können 3,3 PJ/Jahr durch solarthermische Anlagen als Prozesswärme erzeugt werden. Das entspricht 1% des jährlichen Energiebedarfs der österreichischen Industrie. Dieses Potenzial kann mit technologisch ausgereiften Flachkollektoren und Vakuumröhrenkollektoren abgedeckt werden. Inkludiert man Prozesse mit Temperaturen bis 250°C erhöht sich das solarthermische Potenzial auf 5,4 PJ/Jahr bzw. 2% des Gesamtenergiebedarfs der Industrie.

Parabolrinnenkollektor

Für die Erschließung dieses Potenzials sind aber Entwicklungen auf dem Gebiet von Mitteltemperaturkollektoren nötig, wie etwa ein Parabolrinnenkollektor, der derzeit in Zusammenarbeit mit der Firma Knopf Design von der AEE INTEC entwickelt wird.
Die Abbildung zeigt den ersten Prototypen auf dem Teststand in Gleisdorf. Ab einer Temperatur von etwa 120°C können herkömmliche Flach- oder Vakuumröhrenkollektoren nicht mehr verwendet werden, da deren Wirkungsgrad durch die hohen Verluste stark absinkt. Daher werden für höhere Betriebstemperaturen sogenannte konzentrierende Kollektoren eingesetzt. Diese Kollektoren konzentrieren die einfallende Sonnenstrahlung mithilfe eines Spiegels auf einen Receiver mit wesentlich kleinerer Oberfläche.

Beide Projekte werden im Rahmen des Programms "Fabrik der Zukunft" vom BMVIT gefördert.

Weitere Informationen:
Weitere Infos zu den Projekten erhalten Sie von Dipl.-Ing. Dagmar Jähnig, Diese E-Mail-Adresse ist vor Spambots geschützt! Zur Anzeige muss JavaScript eingeschaltet sein! und Dipl.-Ing. Thomas Müller, Diese E-Mail-Adresse ist vor Spambots geschützt! Zur Anzeige muss JavaScript eingeschaltet sein!, AEE INTEC

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2004-01: Wasserstoff und Brennstoffzellen

AEE Projektinformationen / Service

Buchvorstellung

Solarwaerme

Solar Assisted Air-Conditioning in Buildings

A Handbook for Planners

Der Einsatz von Klimaanlagen trägt wesentlich zum Energieverbrauch von Gebäuden bei. Eine vielversprechende Möglichkeit um den Energieverbrauch zu verringern, ist die Verwendung von solarunterstützten Klimaanlagen. Diese nutzen das gleichzeitige Auftreten von Kühlbedarf und solarer Einstrahlung. Bis heute sind auf der ganzen Welt nur wenige Anlagen in Betrieb. Ziel dieser Planungshandbuches ist es, Planer beim Design von solarunterstützten Klimaanlagen, die Solarkollektoren als Wärmequelle benutzen, zu unterstützen.

Autor: Hans Martin Henning

2004. XIV, 150 Seiten, 126 Bilder, englisch
Gebundenen Ausgabe, Format: 21 x 29,7 cm
Preis: 40 €
ISBN 3-211-00647-8
Springer-Verlag Wien New York

Zu beziehen bei: AEE Kärnten/Salzburg, 9500 Villach, Unterer Heidenweg 7, Tel. 0 42 42 / 23 2 24 bzw. Diese E-Mail-Adresse ist vor Spambots geschützt! Zur Anzeige muss JavaScript eingeschaltet sein!

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2004-01: Wasserstoff und Brennstoffzellen

AEE Projektinformationen / Service

Ein Forschungsprojekt finanziert vom Bundesministerium für Verkehr, Innovation und Technologie (BMVIT)

Integrierte Bauberatung

Ziel dieses Projektes ist es für am nachhaltigen Bauen interressierte BatuträgerInnen bzw. PlanerInnen eine zentrale Anlaufstelle mit einme Pool von Experten verschiedener Fachrichtungen zu schaffen. In einem moderierten Beratungsgespräch stehen Ihnen zur Bearbetiung Ihrer Gebäudeplanung Experten verschiedener Fachrichtungen zur Verfügung. Die Fachbereiche Bauphysik, Energietechnik un dÖkologie werden in jeder Beratungssitzung durch je einen Konsulenten abgedeckt. Die wesentlichen Ergebnisse der Beratung (Bewertungen und Lösungsvorschläge) werden für die weitere Planung in schriftlicher Form zur Verfügung gestellt. Partner dieses "Haus der Zukunft" Projektes sind: Institut für Wärmetechnik, TU-Graz; IFF / IFZ - Interuniversäres Forschungszentrum für Technik, Arbeit und Kultur; AEE INTEC, Gleisdorf; Institut für Hoch- und Industriebau, TU-Graz; Haus der Baubiologie, Graz.
Da die Beratung und die Auswertung Teil eines vom BMVIT geförderten Forschungsprojektes sind, reduzieren sich Ihre Kosten für eine 2-stündige intensive Beratungssitzung (incl. schriftlicher Nachbearbeitung) auf 394 Euro.
Ein Informationsfolder für interessierte Bauherren ist bereits erschienen und kann unter Diese E-Mail-Adresse ist vor Spambots geschützt! Zur Anzeige muss JavaScript eingeschaltet sein! angefordert werden. Nutzen Sie den PR- und Kostenvorteil dieses Forschungsprojektes um hochwertige lösungen für Ihr Bauvorhaben zu erzielen!
Weitere Informationen:
http://www.ifz.tugraz.at/index.php/article/articleview/152/1/19/

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2004-01: Wasserstoff und Brennstoffzellen

Wasserstoff in der Mobilität

Ein wichtiges Element der Energie- und Umwelt-politik in den meisten Ländern der Europä-ischen Union ist die Reduzierung der Emissionen von Treibhausgasen, im wesentlichen sind dies Kohlen-dioxid (CO2), Methan (CH4) und Lachgas (N2O).

Autofahren mit Wasserstoff

Von Gerfried Jungmeier*

Möglichkeiten zur Reduktion ergeben sich im Energiebereich durch die Steigerung der Effizienz der Energieumwandlung sowie durch den Einsatz erneuerbarer Energieträger aus Wasserkraft, Biomasse, Sonnenstrahlung und Windkraft anstelle fossiler Energieträger.
Da die Treibhausgasemissionen insbesondere aus dem Verkehrssektor in den letzten Jahren sehr stark zugenommen haben, werden alternative Kraftstoffe wie z.B. Wasserstoff, Biodiesel, Bioethanol und neue Antriebsysteme mit Brennstoffzellen erforscht und getestet.

Lebenszyklusanalyse

Basierend auf einer Lebenszyklusanalyse werden die Treibhausgasemissionen von zukünftigen Personenkraftwagen mit alternativen Kraftstoffen und mit Niedertemperatur-Brennstoffzellensystemen ermittelt, die mit zukünftigen Dieselfahrzeugen mit Verbrennungsmotor verglichen werden (Abbildung 1). In der Lebenszyklusanalyse werden alle treibhausgasrelevanten Prozesse und Anlagen erfasst, die für die Bereitstellung einer Transportdienstleistung notwendig sind, von der Rohstoffentnahme aus der Umwelt über die Errichtung der Anlagen bis zur Rückführung von Stoffen und Energie an die Umwelt. Es werden die Treibhausgasemissionen (CO2, CH4 und N2O) in Gramm CO2-Äquivalent pro gefahrenen Fahrzeugkilometer [g CO2-äq/PKW-km] ermittelt, wobei folgende Äquivalenzfaktoren verwendet werden:

1 CO2=1 CO2-äq
1 CH4 = 23 CO2-äq
1 N2O = 296 CO2-äq

Die folgenden Fahrzeuge und Kraftstoffkombinationen für zukünftige österreichische Verhältnisse etwa im Jahr 2020 werden untersucht:

  • Fahrzeuge mit Verbrennungskraftmotor: Biodiesel aus Raps, Bioethanol aus Zuckerrübe und Sägerestholz
  • Fahrzeuge mit Brennstoffzellen: Biomethanol aus Sägerestholz, Wasserstoff aus Sägerestholz, Windkraft und Erdgas.

Biodiesel wird durch Veresterung von Rapsöl erzeugt. Bioethanol wird durch die alkoholische Gärung von Zuckerrüben und Zellstoff aus Sägerestholz gemacht. Wasserstoff aus Biomasse wird durch die Vergasung von Holz und Aufbereitung des Holzgases hergestellt. Wasserstoff aus elektrischer Energie aus Windkraft entsteht durch Elektrolyse von Wasser. Die Produktion von Wasserstoff aus Erdgas erfolgt durch Dampfreformierung. Biomethanol wird durch Vergasung und anschließender Methanolsynthese von Biomasse erzeugt. Der Einsatz von Wasserstoff in Brennstoffzellenfahrzeugen ist flüssig und gasförmig möglich.
Sämtliche betrachteten Systeme mit Brennstoffzelle und Wasserstoff sind Systeme, die erst zur technischen Marktreife entwickelt werden müssen, daher sind Annahmen bezüglich eines für den zukünftigen kommerziellen Einsatz tauglichen Standes der Technik erforderlich, die naturgemäß mit gewissen Unsicherheiten verbunden sind.

Abbildung 1: Kohlenstoff- und Energieflüsse der Transportsysteme für den Vergleich der Treibhausgasemissionen, aufbauend auf Arbeiten der Bioenergy Task 38 der Internationalen Energieagentur

Treibhausgasemissionen

In Abbildung 2 ist der Vergleich der Treibhausgasemissionen von zukünftigen Fahrzeugen mit alternativen Kraftstoffe im Vergleich zu Diesel dargestellt. Alle zukünftigen Fahrzeuge, die mit alternativen Kraftstoffen aus erneuerbarer Energie betrieben werden, haben deutlich geringere Treibhausgasemissionen (minus 60 bis 80%) im Vergleich zu einem zukünftigen Diesel-Fahrzeug, wobei Bioethanol mit Verbrennungsmotor und Biomethanol mit Brennstoffzelle aus Sägerestholz besonders geringe Treibhausgasemissionen aufweisen.
Brennstoffzellenfahrzeuge mit Wasserstoff aus erneuerbarer Energie haben etwa 60% weniger Treibhausgasemissionen als ein zukünftiges Diesel-Fahrzeug. Brennstoffzellenfahrzeuge mit Wasserstoff aus Erdgas haben um 40 bis 70% mehr Treibhausgasemissionen als ein zukünftiges Dieselfahrzeug. Aufgrund der zusätzlich notwendigen Energie zur Verflüssigung von gasförmigen Wasserstoff, hat flüssiger Wasserstoff höhere Treibhausgasemissionen als gasförmiger Wasserstoff.

Schlussfolgerungen

Insgesamt lässt sich feststellen, dass alle alternativen Kraftstoffe aus erneuerbarer Energie zu einer deutlichen Reduktion von Treibausgasemissionen beitragen können, der Sekundärenergieträger Wasserstoff und das Brennstoffzellenfahrzeug können diese Reduktion zukünftig weiter unterstützen. Kraftstoffe aus fossilen Energieträgern haben trotz weiterer technischer Entwicklung deutlich höhere Treibhausgasemissionen, wobei die Erzeugung von Wasserstoff aus Erdgas für den Einsatz in Brennstoffzellenfahrzeugen aus Sicht der Treibhausgas-Emissionen nicht günstig ist. Die Erzeugung von Wasserstoff und Biomethanol aus erneuerbaren Energieträgern für den Einsatz in Brennstoffzellenfahrzeugen ist aus Sicht der Treibhausgasemissionen empfehlenswert.

Abbildung 2: Vergleich der Treibhausgasemissionen von zukünftigen Fahrzeugen mit alternativen Kraftstoffe im Vergleich zu Diesel

Hinweis
Mit Unterstützung des Zukunftsfonds Steiermark wird gerade das Projekt "Nachhaltig unterwegs im Jahr 2020 - Eine Steirische Initiative für Treibstoffe" bearbeitet, das sich mit diesem Themenbereich beschäftigt. Nähere Infos hierzu beim Autor.

Literatur
Die Ergebnisse wurden der Studie: "Treibhausgas-Emissionen und Kosten von Transportsystemen - Vergleich von biogenen mit fossilen Treibstoffen" (Jungmeier et al. 2003, JOANNEUM RESEARCH) entnommen.

*) Dipl.-Ing. Dr. Gerfried Jungmeier ist seit 1993 Mitarbeiter am Institut für Energieforschung der JOANNEUM RESEARCH Forschungsgesellschaft mbH, Diese E-Mail-Adresse ist vor Spambots geschützt! Zur Anzeige muss JavaScript eingeschaltet sein!, www.joanneum.at. [^]

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