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Institut für Energie- und Klimaforschung

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Helmholtz-Initiative Energie System 2050 – Forschungsthema 4: Lebenszyklusorientierte Nachhaltigkeitsanalyse auf Systemebene



Förderung: Helmholtz-Gemeinschaft deutscher Forschungszentren e. V.

Laufzeit: Mitte 2015 bis Mitte 2019

Projektteam: Petra Zapp (Projektleitung), Christina Wulf

Projektpartner: DLR, HZDR, IPP, KIT

Logo Energie System 2050

FT 4: Lebenszyklusorientierte Nachhaltigkeitsanalyse auf Systemebene


Um die Energiewende erfolgreich fortzuführen und zu vollenden, ist es wichtig, technisch-naturwissenschaftliche, ökologische, ökomische und soziale Aspekte der Transformation frühzeitig und umfassend zu analysieren und in das Vorgehen einzubeziehen. In FT 4.1 wird eine gemeinsame Methode für die Nachhaltigkeitsbewertung von Technologien entwickelt. Diese Methode besteht aus den Elementen Life Cycle Costing (LCC) und Life Cycle Assessment (LCA) sowie einer Bewertung anhand sozialer Indikatoren (Abbildung 1). Mit der Methode werden in drei Forschungsthemen beispielhaft drei Fallstudien bewertet (FT 4.2, 4.3, 4.4). Anschließend werden die damit bewerteten Prozessketten auf in das gesamt Energiesystem integriert und analysiert (FT 4.1).
Unter nachfolgenden Links werden die Forschungsthemen 4.1 bis 4.4 näher erläutert:
FT 4.1: Methodenentwicklung zur Nachhaltigkeitsbewertung auf Systemebene – DLR TT-STB
FT 4.2: Speicher und Netze – KIT-ITAS
FT 4.3: Biogene Energieträger – KIT-ITAS
FT 4.4: Pfadanalyse Wasserstoff – FZJ IEK-STE

Logo Energie System 2050Abbildung 1 Methodischer Ansatz zur Nachhaltigkeitsbewertung

Fallstudie „Pfadanalyse Wasserstoff“

In dieser Fallstudie wird basierend auf den Erkenntnissen aus FT 3 (Energie- und Rohstoffpfade mit Wasserstoff) eine Nachhaltigkeitsanalyse für die Bereitstellung und Nutzung von Wasserstoff im Verkehrssektor durchgeführt. Der Szenariorahmen für diese Fallstudie gibt einen verstärkten Ausbau der Wasserstoffmobilität vor. Die Prozesskette für die Analysen besteht aus der Windstromproduktion und der alkalischen Wasserelektrolyse hauptsächlich in Norddeutschland, dem Transport des gasförmigen Wasserstoffs per Pipeline und Speicherung in geologischen Speichern, z. B. Salzkavernen, der Abgabe des Wasserstoffs an Tankstellen und der Nutzung in einem PKW. Dieser Prozesskette wird als herkömmliches Referenzkonzept die Wasserstoffproduktion per Erdgas Dampfreformierung mit dem gasförmigen Transport in LKW gegenübergestellt. Als Alternative zum Transport in Pipelines und der Speicherung in Kavernen wird zusätzlich Transport und Speicherung und Liquid Organic Hydrogen Carriers (LOHC) untersucht. Für dies Prozessketten werden Kosten- und Stoffstrommodelle erstellt, um die ökonomischen und ökologischen Kenngrößen zu bestimmen. Für die LCA wird die Software openLCA und die Datenbank ecoinvent hinzugezogen. Die sozialen Indikatoren werden jeweils individuell erhoben.


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