Burn4H2

Entwicklung von Gasturbinen-Verbrennungstechnologie und Betriebskonzepte für wasserstoffbetriebene Kraftwerke im Energiesystemverbund

Projektlaufzeit: 01/2023 - 12/2024

Bei der Entwicklung neuer Versorgungstechnologien ist ihre Integration in moderne, dezentralisierte Energiesysteme für einen klimaschonenden Betrieb erforderlich. Wasserstoff ist dabei ein wichtiger Bestandteil des Systems, da der Energieträger gut gespeichert, vielseitig einsetzbar und durch als Power-To-Gas mittels Elektrolyse aus grünem Strom sektorenkoppelnd und CO2-neutral hergestellt werden kann. Dadurch entstehen zusätzliche Freiheitsgrade im Energiesystem und seine Komplexität steigt weiter. Im Burn4H2 Projekt soll deswegen der Betrieb von Wasserstoffturbinen im Energiesystemverbund aus verschiedenen Energiespeichern, Solarthermie, Wärmepumpen, Elektrolyseuren und regenerativen Energieerzeugern am Beispiel des Heizkraftwerks Leipzig Süd untersucht werden. Unter Berücksichtigung der Wechselwirkungen zwischen den einzelnen Sektoren und der zeitabhängigen Verfügbarkeit bzw. der Nachfrage von Energie wird eine Regelung konzeptioniert, die eine kostenoptimierte Fahrweise für den gesamten Energieverbund ermittelt.

Grafik einer schematischen Darstellung des Energiesystems — Abbildung 1: Schematische Darstellung Energiesystem. © HTWK Leipzig

Zur Optimierung der Fahrweise des sektorgekoppelten Energieverbunds wird dieser mittels der Python Bibliothek Pyomo mathematisch modelliert und seine Kosten innerhalb eines linearen, gemischt-ganzzahligen Optimierungsproblems minimiert.