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Energietechnik und UmweltschutzExergoökonomie und Exergoökologie

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Weiterentwicklung und Anwendung exergiebasierter Methoden

Das Ziel exergiebasierter Methoden ist es, in einer Energieumwandlungsanlage wesentliche Zusammenhänge (z.B. zwischen Thermodynamik, Investitionskosten und Umweltbelastungen oder zwischen wichtigen Anlagenkomponenten) zu verdeutlichen  und relevante Informationen für die Anlagenverbesserung bereitzustellen. Die gewonnenen Informationen sind für die Verbesserung der Anlage aus den thermodynamischen, ökonomischen und ökologischen Gesichtspunkten unerlässlich. Diese Informationen können durch keine andere Methode zur Verfügung gestellt werden und unterstützen das Wissen, die Erfahrung und die Kreativität des Entwurfs- oder Betriebsingenieurs.

In den sogenannten exergoökonomischen und exergoökologischen Analysen werden die Größe, den Entstehungsort und die Ursachen von thermodynamischen Ineffizienzen sowie die Kosten und Umweltbelastungen, die mit diesen Ineffizienzen verbunden sind, aufgedeckt und berechnet. Diese Analysen ermöglichen den Vergleich der Investitionskosten einer Komponente mit den Kosten, die mit den thermodynamischen Ineffizienzen der gleichen Komponente verbunden sind sowie den Vergleich der Umweltbelastungen, die zum einem mit dem Bau und Betrieb einer Komponente zusammenhängen und zum anderen mit den thermodynamischen Ineffizienzen der gleichen Komponente verbunden sind. Mit Hilfe dieser Analysen kann man für wichtige Anlagenkomponenten entscheiden, ob eine Verminderung der Ineffizienzen oder eine Reduktion der Investitionskosten (der Umweltbelastungen) die ökonomische oder die ökologische Effektivität der Gesamtanlage erhöhen würde. Durch diese Analysen wird eine einheitliche, konsistente und integrierte Analyse und Bewertung einer energietechnischen Anlage ermöglicht.

Im  Fachgebiet Energietechnik und Umweltschutz arbeiten wir derzeit auf die Weiterentwicklung der sogenannten erweiterten exergoökonomischen und exergoökologischen Analysen (advanced methods) in denen sowohl die Exergievernichtung, als auch die Investitionskosten und die komponentenbezogenen Umweltbelastungen unterteilt werden in einen endogenen und einen exogenen Anteil, einen vermeidbaren und einen unvermeidbaren Anteil sowie in die sich aus deren Kombination ergebenen vier Anteile. Eine erweiterte Bewertung basiert nur auf die vermeidbaren (endogenen und exogenen) thermodynamischen Verluste, Investitionskosten und komponentenbezogenen Umweltbelastungen und ermöglicht die Wechselwirkungen jeder Komponente mit allen übrigen Komponenten zu erfassen sowie das Verbesserungspotential für Komponenten und Anlagen zu untersuchen.

Exergoökonomische und exergoökologische Analysen wurden bis jetzt auf eine Vielzahl unterschiedlicher Prozesse und Anlagen zur Erzeugung von Elektrizität, Wasserstoff Wärme und Kälte sowie auf einige energieintensive chemische Prozesse angewandt. Unsere Forschungsgruppe gehört zu den auf der internationalen Ebene führenden Gruppen auf diesem Gebiet.

Ansprechpartner:
George Tsatsaronis
Tetyana Morosyuk
Alicia Boyano Larriba

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