- Sustainable Aviation Fuel from Biomass via Gasification and Fischer–Tropsch Synthesis – 11. In: Chemicals and Fuels from Biomass via Fischer–Tropsch Synthesis: A Route to Sustainability. The Royal Society of Chemistry 2023, 2023, 337 - 377 mehr…
- Performance Requirements of Membrane Reactors for the Application in Renewable Methanol Synthesis: A Techno-Economic Assessment. Advanced Sustainable Systems 2200254, 2022 mehr…
- Improving carbon efficiency for an advanced Biomass-to-Liquid process using hydrogen and oxygen from electrolysis. Renewable and Sustainable Energy Reviews 152, 2021, 111670 mehr…
- Power-to-liquid via synthesis of methanol, DME or Fischer–Tropsch-fuels: a review. Energy & Environmental Science 13 (10), 2020, 3207-3252 mehr…
- Applying Reaction Kinetics to Pseudohomogeneous Methanation Modeling in Fixed-Bed Reactors. Chemical Engineering & Technology 43 (00), 2020, 1-11 mehr…
- Current status of water electrolysis for energy storage, grid balancing and sector coupling via power-to-gas and power-to-liquids: A review. Renewable and Sustainable Energy Reviews 82, 2018, 2440-2454 mehr…
- Influence of Operating Parameters and System Design on Efficiency of Biomass and Biogas Based SOFC Systems. ECS Transactions 78 (1), 2017, 219-227 mehr…
- Influence of process parameters on the efficiency of syngas conversion in Solid Oxide Fuel Cells. 4th International Conference on Renewable Energy Gas Technology, 2017REGATEC 2017 mehr…
- Simulation of a reversible SOFC with Aspen Plus. International Journal of Hydrogen Energy 42 (15), 2017, 10329-10340 mehr…
- Variability of wind and solar power – An assessment of the current situation in the European Union based on the year 2014. Energy 106, 2016, 147-161 mehr…
TUM School of Engineering and Design
Lehrstuhl für Energiesysteme
Prof. Dr.-Ing. Hartmut Spliethoff
Forschung
Am LES wird die Bereitstellung kohlenstoffhaltiger Synthesegase für die Produktion synthetischer Kraftstoffe simulativ und experimentell im Rahmen von Forschungsvorhaben untersucht.
Dazu stehen eine Reihe von Versuchsanlagen zur Vergasung von Abfällen und biogenen Festbrennstoffen zur Verfügung. Dabei wird das gesamte Spektrum von Vergasungskinetiken bis zur Demonstration der gesamten Prozesskette: Biomasse -> Synthesegas -> Konversion abgedeckt.
Website: Forschung am LES
Kontakt: Sebastian Fendt
Der Schwerpunkt der Forschung im Bereich Konversion am LES ist zweigeteilt:
Zum einen werden Hochtemperatur-Festoxidelektrolysezellen untersucht. Zum anderen wird die Synthese von Methan erforscht. Dafür werden verschiedene Reaktorkonzepte für unterschiedliche Prozesskonfigurationen (CO2-PtX, Biomassevergasung mit Stromeinbindung, neuartige Biogaskonversion) untersucht und optimiert. Die Arbeiten finden sowohl simulativ als auch experimentell statt.
Website: Forschung am LES
Kontakt: Sebastian Fendt
Energiesystemmodellierung und Einsatzplanung von unterschiedlichen Kraftwerksarten im europäischen Kontext.
Festlegung technoökonomischer Randbedingungen und Ermittlung des Potenzials von Technologien in der Energieversorgung
Identifikation des Bedarfs an Power-to-X in einem integrierten Energiesystem anhand von gekoppelten Energiesystemstudien.
Website: Forschung am LES
Kontakt: Sebastian Fendt
PtX Projekte
Erneuerbare Emissionsarme Kraftstoffe
Die Aufgabe des LES ist es, die Produktion der synthetischen Kraftstoffe zu modellieren und optimal in das deutsche Energiesystem zu integrieren. Hierfür wird der gesamte Weg von der Einbindung erneuerbaren Stroms zu den Plattformchemikalien Wasserstoff, Methan und Methanol thermochemisch modelliert. Schwerpunkte liegen hierbei auf der Elektrolyse und verschiedenen Syntheserouten. Um höchste Wirkungsgrade zu erreichen, ist auch eine perfekte Integration von Wärme und die Einbindung von Nebenprodukten unabdingbar, ohne jedoch die Anlagenflexibilität zu vernachlässigen. Mithilfe eines Optimierungsalgorithmus werden über eine Einsatzplanung die Größe der Pufferspeicher und die Komponentengröße der Anlage optimiert. In einem Modell des deutschen/europäischen Energiesystems werden Wechselwirkungen und Synergieeffekte auf andere Sektoren evaluiert. Dieser ganzheitliche Ansatz verspricht eine zukunftsfähige Auslegung der Produktion von synthetischen Kraftstoffen.
Zudem koordiniert der Lehrstuhl für Energiesysteme das Teilmodul „Systemanalytische Untersuchungen“. Partnerlehrstühle an der TUM erforschen darin die Produktion des äußerst emissionsarmen Kraftstoffs Polyoxymethylendimethylether und stellen eine Lebenszyklusanalyse für synthetische Kraftstoffe auf. Das Fraunhofer Institut und das ZSW Baden-Würtemberg untersuchen aktuelle und zukünftige Entwicklungen in der Schlüsseltechnologie Elektrolyse sowie von CO2 Quellen.
Projektrahmen: Verbundvorhaben: Forschungsinitiative „Energiewende im Verkehr“ (Drittmittelprojekt mit Industriebeteiligung)
Förderung: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi)
Laufzeit: 10/2018-10/2021
Website: e2Fuels LES
Kontakt: Sebastian Fendt
Weiterführende Informationen: TUM Kooperationsprojekt
Biogas COnversion with Reversible Electrolysis
Validierung eines reversiblen, hocheffizienten, biogasbetriebenen Festoxidzellensystems
Im Vorhaben BioCORE soll eine Technik zur Stromerzeugung aus Biogas mit hohem elektrischen Wirkungsgrad im Rahmen einer Prototypanlage validiert werden, die auch eine vereinfachte Hochskalierung ermöglichen und eine Kommerzialisierung des Verfahrens vorantreiben soll. Dabei kommen Festoxidbrennstoffzellen zum Einsatz, welche sich durch eine vergleichsweise hohe Effizienz auszeichnen. Durch ein neuartiges Systemdesign soll der Wirkungsgrad des Brennstoffzellensystems im Vergleich zum Stand der Technik nochmals deutlich gesteigert und zugleich ein reversibler Betrieb ermöglicht werden. Hierbei werden zeitweise anfallende Erzeugungsüberhänge aus Windkraftanlagen und Photovoltaik per Elektrolyse in synthetisches Methan überführt und in das Erdgasnetz eingespeist, wodurch das System neben der Biogasverstromung auch als Speicher für schlecht regelbare erneuerbare Energien fungiert. Nach Projektabschluss ist die Realisierung einer Pilotanlage im wirtschaftlich relevanten Leistungsbereich geplant.
Projektrahmen: Validierungsförderung VIP+ (Hightechstrategie 2025)
Förderung: Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
Laufzeit: 09/2018-09/2021
Website: BioCORE LES
Kontakt: Stephan Herrmann
Weiterführende Informationen: TUM Kooperationsprojekt
Methoden und Ausstattung
| BabiTER | Atmosphärische Flugstromvergasung, Untersuchung der Reaktionskinetik. |
| BOOSTER | Biomasse-Flugstromvergaser |
| Brennstoffzellenteststand | Teststand zur Untersuchung der Degradation von SOFCs. |
| Drahtnetzreaktor | Ein Drahtnetzreaktor ermöglicht im kleinen Maßstab die Pyrolyse und Vergasung von Feststoffen unter vergleichbaren Bedingungen wie in industriellen Anlagen. |
| PiTER | Druck-Flugstromreaktor zur Untersuch der Vergasungskinetik und der Spurenstofffreisetzung fester Brennstoffe bei industrienahen Bedingungen. |
| SNG-Versuchsanlage | Die SNG-Versuchsanlage dient der Untersuchung der Herstellung von synthetischem Erdgas (SNG) aus Biomasse. |
| SOFC-Einzelzellteststand | Teststand für Untersuchungen an planaren Festoxid-Brennstoffzellen. |
| SOFC StaTe | Teststand für Untersuchungen an Brennstoffzellenstacks. |
- Gasanalyse
- Brennstoffanalyse
- Temperaturmessung
- Lasermesstechnik
Publikationen
Kontakt
Lehrstuhl für Energiesysteme
Prof. Dr.-Ing. Hartmut Spliethoff