IEA IETS Annex 15: Optimal selection of thermal energy storage technology for fossil-free steam production in the processing industry (2021)
Bibliographische Daten
Anton Beck, Alexis Sevault, Gerwin Drexler-Schmid, Michael Schöny, Hanne KaukoHerausgeber: AIT Austrian Institute fo Technology GmbH, SINTEF Energy Research
Englisch
Inhaltsbeschreibung
Aufgrund des steigenden Anteils fluktuierender erneuerbarer Energiequellen in zukünftigen dekarbonisierten, strombetriebenen Energiesystemen bietet die Teilnahme an den Strommärkten der Industrie das Potenzial, ihre Energiekosten und Emissionen zu senken. Eine Schlüsseltechnologie ist die thermische Energiespeicherung in Kombination mit Power-to-Heat-Technologien, die es der Industrie ermöglicht, ihren Energiebedarf in Zeiten mit niedrigen Strompreisen zu verlagern.
In dieser Arbeit wird eine optimierungsbasierte Methode vorgestellt, die bei der Auswahl und Dimensionierung der kostenoptimalen thermischen Energiespeichertechnologie für einen gegebenen industriellen Dampfprozess hilft. Die in dieser Arbeit betrachteten Speichertechnologien sind Latentwärmespeicher, Ruths-Dampfspeicher, Flüssigsalzspeicher und sensible Betonspeicher.
Aufgrund ihrer individuellen Vor- und Nachteile hängt die Anwendbarkeit dieser Speichertechnologien stark von den Prozessanforderungen ab. Die vorgeschlagene Methode basiert auf mathematischer Programmierung und vereinfachten instationären Simulationen und wird anhand verschiedener Szenarien für Energiepreise, d. h. verschiedene Arten der erneuerbaren Energieerzeugung, und variierendem Wärmebedarf, z. B. aufgrund von Chargenbetrieb oder nicht-kontinuierlicher Produktion, demonstriert.