Ziele und wissenschaftliche Fragen

Energieimporte werden eine entscheidende Rolle bei der Deckung des künftigen Energiebedarfs in Europa spielen, wobei die Ziele zur Reduzierung der Treibhausgase nicht aus den Augen verloren werden dürfen. Dieses Teilprojekt zielt darauf ab, die Verwendung von reaktiven Metallen für die Speicherung und den (interkontinentalen) Transport von erneuerbaren Energien mit anderen Optionen (z.B. grüner Wasserstoff oder Folgeprodukte wie Synfuels) durch einen systemischen Ansatz unter ökonomischen und ökologischen Kriterien zu vergleichen. Es werden Antworten auf die Frage gegeben, welche Rolle reaktive Metalle bei der Energiewende in Europa spielen, wobei der Schwerpunkt auf ihrem Beitrag zur Kostensenkung liegt, indem auf bestehenden Infrastrukturen, nämlich Kraftwerken und bewährten Transportwegen wie Schiffen, Eisenbahn und Pipelines, aufgebaut wird.

Durch die Anwendung der am KIT vorhandenen räumlich und zeitlich hoch aufgelösten Energiesystemmodelle, wie z.B. PERSEUS-gECT (global Energy Conversion and Transmission), wird ein Detaillierungsgrad erreicht, der wertvolle politische Entscheidungshilfen liefern wird.

Die Untersuchung reaktiver Metalle als Ersatz für in Dampfkreisläufen verwendete Brennstoffe erfordert die Anpassung dieser Modelle in Bezug auf z.B.

• der geographischen Systemgrenzen zur Einbeziehung von Regionen mit hoher Relevanz für die Eisenoxidreduktion aufgrund günstiger Rahmenbedingungen für erneuerbare Energien und geeigneter Transportmöglichkeiten und
• die techno-ökonomische Charakterisierung des Eisen/Eisenoxid-Konversionskreislaufs.

Das Teilprojekt arbeitet eng mit dem von Prof. M. Pfetsch geleiteten Teilprojekt zusammen, das sich mit der Entwicklung von Optimierungsmethoden für Logistiknetzwerke befasst. Eine Kooperation besteht auch mit Prof. I. Ott in Forschungsfeld Sozioökonomische Betrachtung , indem der wirtschaftliche, soziale und politische Handlungsrahmen analysiert wird, der erforderlich ist, um die Verwendung von reaktiven Metallen in der Europäischen Union zu etablieren.

Die drei Forschungssäulen sind:

1. Datenerfassung und Entwicklung von großen Optimierungsmodellen

2. Weiterentwicklung von zeitgekoppelten und linearen Optimierungsmodellen

3. Bewertung der öffentlichen Akzeptanz des Einsatzes von reaktiven Metallen