Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Die fortschrittliche Technologie der Energieumwandlung in der Brennstoffzelle basiert auf Wasserstoff, der derzeit aus anderen Prozessen, wie der Reformierung von Erdgas, gewonnen werden muss. Ein Ziel des Vorhabens ist die Verwertung des bei der Reformierung anfallenden CO2, das gespeichert und kontrolliert der Gew\u00e4chshausatmosph\u00e4re zugesetzt als D\u00fcngemittel zur Wachstumsstimulation der Pflanzen genutzt wird. Das H2 wird in einem Brennstoffzellen-BHKW f\u00fcr die Erzeugung von Strom und W\u00e4rme verwendet. Die beiden Energietr\u00e4ger werden zur Beleuchtung und Klimatisierung im Treibhaus genutzt. Die Realisierung der Grundidee erfordert ein auf die Wachstumsbed\u00fcrfnisse der Pflanzen und die klimatischen Bedingungen abgestimmtes und alle Versorgungsaufgaben integrierendes technisches System. Es soll u. a. gekl\u00e4rt werden, ob ein CO2-neutraler Betrieb m\u00f6glich ist und
\nwirtschaftlich realisiert werden kann.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenIn einem ersten Schritt wird der Stand der Technik der PEM Brennstoffzellentechnologie einschlie\u00dflich der Reformierung von Erdgas aufgezeigt. Parallel dazu sind die biologischen Parameter der Pflanzenzucht, ins. Beleuchtungsst\u00e4rke und CO2 Konzentration in der Gew\u00e4chshausatmosph\u00e4re an Hand von Literaturquellen untersucht worden.
\nIn einem weiteren Schritt sind die Bedarfe von Strom und W\u00e4rme sowie die f\u00fcr die Auslegung des integrierten Versorgungssystems erforderlichen quantitativen Parameter bestimmt worden. Hierzu wurde auf Unterlagen der KTBL, Fachgruppe Gartenbau und auf Informationen von einem gro\u00dfen Gartenbetrieb in Mecklenburg-Vorpommern zur\u00fcckgegriffen.
\nEs wurde ein einfaches Modell f\u00fcr die Stoff- und Energiestr\u00f6me eines PEM-BHKW erstellt. Mit diesem Modell als Nukleus wurden die Anforderungen eines Gew\u00e4chshauses mit 1000 m\u00b2 f\u00fcr die Tomatenzucht und die Bedarfsdeckung mit einer Brennstoffzelle und einem Spitzenkessel auf Erdgasbasis \u00fcber ein ganzes Jahr simuliert.
\nIn einer Wirtschaftlichkeitsstudie wurden die Kostenpositionen von einem Brennstoffzellen-BHKW mit denen einer konventionellen Versorgungstechnologie verglichen, insb. die Kosten der Bereitstellung von CO2.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Als Ergebnis dieses Projektes hat sich gezeigt, dass die technische Realisierung eines BZ-BHKW m\u00f6glich ist. Dabei wandelt die PEM-Zelle etwa 35 % der eingesetzten Prim\u00e4renergie des Erdgases in Strom und 45 % in nutzbare W\u00e4rme um. In Kombination mit einem gasbeheizten Spitzenkessel k\u00f6nnen somit etwa 25 % des Jahresw\u00e4rmebedarfs eines Gew\u00e4chshauses mit dem BZ-BHKW gedeckt werden.
\nDie Untersuchungen haben weiter gezeigt, dass eine Nutzung des bei der Energieproduktion mittels Brennstoffzelle (BZ) anfallenden CO2 durch die Pflanzen m\u00f6glich ist. Allerdings nicht vollst\u00e4ndig, da auf-grund der Konstruktion und der Betriebsweise der Gew\u00e4chsh\u00e4user sehr hohe L\u00fcftungsverluste auftreten. Durch eine Optimierung der L\u00fcftung w\u00fcrde sich der in Pflanzen aufgenommene Anteil von derzeit unter 10 % erh\u00f6hen lassen.
\nDie Simulation hat ergeben, dass es durch geeignete Wahl der spezifischen Leistung der BZ und des CO2-Pufferspeichers m\u00f6glich ist, alles anfallende CO2 f\u00fcr die Begasung zu nutzen.
\nDie technischen Probleme liegen vorrangig in der Abtrennung des CO2 aus dem Reformierungsprozess. Neben dem hier untersuchten Systems Reformer+PEM k\u00f6nnte sich die SOFC mit Abtrennung des CO2 aus dem Abgas als Alternative anbieten.
\nAlle BZ-Systeme sind aber z. Z. noch nicht wirtschaftlich. Jedoch kann CO2 kosteng\u00fcnstiger als aus anderen Quellen verf\u00fcgbar gemacht werden.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Es wurden Vortr\u00e4ge im Rahmen folgender Veranstaltungen gehalten:
\nWasserstoffinitiative MV
\nHannover Industriemesse 2002
\nVDI-Vortragsreihe des Bezirksverbandes Rostock
\nVer\u00f6ffentlichung geplant<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
\u00b7\tBZ werden vorrausichtlich zun\u00e4chst in station\u00e4ren Anlagen f\u00fcr KWK zum Einsatz kommen und stellen f\u00fcr Gew\u00e4chsh\u00e4user eine Versorgungsalternative dar.
\n\u00b7\tDie M\u00f6glichkeit, einen Teil des anfallenden CO2 in Pflanzen zu binden, stellt einen Beitrag zur Minderung des CO2-Aussto\u00dfes dar.
\n\u00b7\tDie Technologie sollte im Labor- und Versuchsma\u00dfstab weiter untersucht werden.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Zielsetzung und Anlass des Vorhabens Die fortschrittliche Technologie der Energieumwandlung in der Brennstoffzelle basiert auf Wasserstoff, der derzeit aus anderen Prozessen, wie der Reformierung von Erdgas, gewonnen werden muss. Ein Ziel des Vorhabens ist die Verwertung des bei der Reformierung anfallenden CO2, das gespeichert und kontrolliert der Gew\u00e4chshausatmosph\u00e4re zugesetzt als D\u00fcngemittel zur Wachstumsstimulation der Pflanzen […]<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"template":"","meta":{"footnotes":""},"categories":[],"tags":[47,63,51,52,53],"class_list":["post-22228","projektdatenbank","type-projektdatenbank","status-publish","hentry","tag-klimaschutz","tag-mecklenburg-vorpommern","tag-ressourcenschonung","tag-umweltforschung","tag-umwelttechnik"],"meta_box":{"dbu_projektdatenbank_az_ges":"18527\/01","dbu_projektdatenbank_medien":"","dbu_projektdatenbank_pdfdatei":"A-18527.pdf","dbu_projektdatenbank_bsumme":"29.654,93","dbu_projektdatenbank_firma":"Universit\u00e4t RostockInstitut f\u00fcr Energie- und UmwelttechnikLehrstuhl f\u00fcr Energieanlagen","dbu_projektdatenbank_strasse":"Albert-Einstein-Str. 2","dbu_projektdatenbank_plz_str":"18051","dbu_projektdatenbank_ort_str":"Rostock","dbu_projektdatenbank_p_von":"2001-08-01 00:00:00","dbu_projektdatenbank_p_bis":"2002-05-31 00:00:00","dbu_projektdatenbank_laufzeit":"10 Monate","dbu_projektdatenbank_telefon":"0381\/498-3234","dbu_projektdatenbank_inet":"","dbu_projektdatenbank_bundesland":"Mecklenburg-Vorpommern","dbu_projektdatenbank_foerderber":"71","dbu_projektdatenbank_ab_bericht":"","dbu_projektdatenbank_ist_nachbewilligung_von":"","dbu_projektdatenbank_hat_nachbewilligung":"","dbu_headerimage_cover":"","dbu_submenu":"","dbu_submenu_position":"","dbu_submenu_entry":[]},"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/projektdatenbank\/22228","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/projektdatenbank"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/types\/projektdatenbank"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/projektdatenbank\/22228\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":35231,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/projektdatenbank\/22228\/revisions\/35231"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=22228"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=22228"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=22228"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}