Ergebnis der 14. Ausschreibung (2021): NEXT GREEN TECH

Der Zukunftsfonds Steiermark (Land Steiermark) ist sich der wesentlichen Bedeutung dieses Themas bewusst und stellte für die vorliegende Ausschreibung im Bereich „GREEN TECH" erneut € 2.000.000,00 zur Verfügung.

Am 15.11.2021 wurden die 9 von der Jury empfohlenen Projekte in der Steiermärkischen Landesregierung behandelt und die Förderung dieser Projekte mit einer Gesamtsumme von 2 Millionen Euro beschlossen.

• NextGes
• FlowBattMonitor PN
• NextGenGridOpt
• MateriaLyze
• Optimierte Energiegemeinschaften
• AEM Neo
• SteirEiSen
• Green AmmoniaFUEL
• DekarbWP

Next Generation Energy Services for Intelligent Buildings and Energy Systems

Projektpartner:
AEE - Institut für Nachhaltige Technologien (AEE-INTEC)
Technische Universität Graz

Projektleitung:
DI Basak Falay (AEE-INTEC)
Dr. DI Ingo Leusbrock (AEE-INTEC)

 Unsere Energiesysteme werden immer erneuerbarer und dadurch nachhaltiger, aber auch deutlich komplexer. Diese Komplexität resultiert aus mehr und mehr technischen Elementen, die in einem Energiesystem zusammenwirken. Hieraus resultieren unzählige Daten und Informationen, die für Betreiber, Kunden, Städten und Gemeinden zur Verfügung dann stehen. Um das Potential dieser Daten für Bewertung und Verbesserung der Systeme heranzuziehen, bedarf es digitaler Dienstleis-tungen, die diesen Schritt ermöglichen. Das Projekt NextGES entwickelt genau diese Dienstleistungen durch Verwendung innovativer Ansätze aus dem Data Science-Bericht und testet sie an 2 steirischen Demonstratoren in Stanz und Graz.    

Modellgestützte Überwachung von erneuerbaren Flow Batterien

Projektpartner:
Technische Universität Graz
BEST - Bioenergy and Sustainable Technologies GmbH

Projektleitung:
Assoc. Prof. Dr. Stefan Spirk (TUG)
Dr. Markus Gölles (BEST)

Um eine nachhaltige Energieversorgung mit erneuerbarer Energie zu gewährleisten sind nachhaltige Speichertechnologien unumgänglich. Im FlowBattMonitor Projekt soll ein nachhaltiger stationärer Speicher auf Ligninbasis an der TU Graz installiert werden und dessen Performance im Echtzeitbetrieb getestet werden. Hierzu wird ein Redox-Flow Batteriespeicher mit 5kW Leistung und 20 kWh Speicherkapazität verwendet. Während der Tests wird auch ein digitaler Zwilling (digital twin) integriert, der in der Lage sein soll verschiedene Betriebsszenarien vorauszusagen, um ein Scale-Up in weiterer Folge zu erleichtern.    

Leitungsgebundene Energiesysteme mit Methoden der nächsten Generation optimieren

Projektpartner:
Technische Universität Graz
BEST - Bioenergy and Sustainable Technologies GmbH

Projektleitung:
Dr. Andreas Heinz (TUG)
Dr. Thomas Mach (TUG)

Fernwärmesysteme der nächsten Generation mit hohem Anteil erneuerbarer, volatiler Energiequellen sind hochkomplexe Systeme, deren Optimierung eine Herausforderung darstellt. In NextGenGridOpt wird ein Methodenframework entwickelt, mit dem leitungsgebundene Energiesysteme geplant, analysiert und optimiert werden können. Erstmals werden alle wesentlichen Komponenten (Gebäude, Abnehmeranlagen, Leitungsnetz, Erzeugungsanlagen) gekoppelt und dynamisch in hoher zeitlicher und räumlicher Detaillierung abgebildet. Eine teilautomatisierte Modellerstellung reduziert die Bearbeitungszeit und Fehleranfälligkeit. Die Kopplung mit einem intelligenten Energiemanagementsystem (EMS) ermöglicht die Entwicklung und Analyse regelungstechnischer Optimierungsmaßnahmen. Das Framework wird anhand von zwei realen steirischen Modellgebieten erprobt und validiert, wobei Lösungsvorschläge für Effizienzsteigerung, Netzerweiterung, Lastglättung und Speicherintegration erarbeitet und bewertet werden.

Wissensbasiertes Material- und Morphologiedesign für die nächste Generation von Hoch-temperaturelektrolysezellen zur Erzeugung von Grünem Wasserstoff

Projektpartner:
Montanuniversität Leoben
Materials Center Leoben Forschung GmbH

Projektleitung:
Assoz.Prof. DI Dr. mont. Edith Bucher (MUL)
Priv. Doz. DI Dr. mont. Roland Brunner (MCL)

Hochtemperaturelektrolysezellen stellen eine der effizientesten und nachhaltigsten Zukunftstechnologien zur Umwandlung von elektrischer Energie in Grünen Wasserstoff dar. Im Projekt „MateriaLyze" arbeiten die Montanuniversität Leoben und das Materials Center Leoben Forschung GmbH an der Erforschung grundlegender Zusammenhänge zwischen Materialeigenschaften, Morphologie und Elektrochemie von Hochtemperaturelektrolysezellen mit Schwerpunkt auf der Anode und dem Anoden-Elektrolyt Interface. Dabei werden Kompetenzen im Bereich der Material-, Elektroden- und Zellpräparation und der elektrochemischen Charakterisierung mit detaillierten mikrostrukturellen Analysen unter Einbeziehung von KI gebündelt. Das Ziel des Projekts ist die Entwicklung eines wissensbasierten Designansatzes für die nächste Generation von Hochtemperaturelektrolysezellen mit neuartigen Anodenmaterialien und optimierter Grenzfläche Anode-Elektrolyt.

Mein Strom, dein Strom, unser Strom: Intelligente Steuerung von Erneuerbare-Energie-Gemeinschaften

Projektpartner:
FH JOANNEUM Gesellschaft mbH
Karl-Franzens-Universität Graz

Projektleitung:
Priv.-Doz.Dipl.-Ing. Dr. Joachim Schauer (FHJ)
Univ.-Prof.Dipl.-Ing. Dr. Ulrich Pferschy (KFUNI)

Erneuerbare-Energie-Gemeinschaften (EEGs) sind bedeutende Bausteine auf dem Weg zur 100%igen Stromerzeugung aus erneuerbaren Quellen. Für die Gründung einer EEG sind aber sehr komplexe Spielregeln festzulegen, die den Alltagsbetrieb aus operativer und monetärer Sicht regeln. Dies erschwert die Gründung von EEGs beträchtlich. Deshalb wird in diesem Projekt der tägliche Betrieb einer EEG durch ein mathematisches Modell analysiert und die systemweite Optimallösung für alle Einzelentscheidungen berechnet. Gesucht wird ein Preismodell, das durch individuelle Kostenminimierung der Mitglieder zu einem Systemoptimum führt. Die vorgeschlagenen Lösungen werden im Labor realitätsnah evaluiert. Schlussendlich ermöglicht ein Tool potentiellen GründerInnen EEGs effizient zu gestalten.

Novel Efficient Organic binder materials for AEM water electrolysis

Projektpartner:
HyCentA Research GmbH
Montanuniversität Leoben

Projektleitung:
DI Dr.techn. Bianca Grabner (HyCentA)
DI Matthias Ranz (HyCentA)

Grüner Wasserstoff, hergestellt durch Elektrolyse mit erneuerbarem Strom, erlaubt die langfristige und großtechnische Speicherung von elektrischer Energie. Bisher sind zwei ausgereifte Technologien verfügbar, alkalische Elektrolyse und PEM-Elektrolyse. Eine vielversprechende Alternative, die die Vorteile beider Technologien vereint, ist die AEM Elektrolyse, bei der noch Entwicklungsbedarf besteht. Durch das Projekt AEM Neo kann die AEM-Wasserelektrolyse einen entscheidenden Schritt in Richtung verbesserter Performance und Langlebigkeit machen. Einerseits wird durch systematische Experimente ein umfassendes Verständnis der internen Prozesse generiert, dass die weitere Entwicklung beschleunigt. Andererseits wird der interne Schichtaufbau mit ionisch leitfähigen Polymeren gezielt modifiziert, um die Performance zu erhöhen.

Steirisches Eisen - Wasserstoffdirektreduktion von Sideriterz vom steirischen Erzberg

Projektpartner:
Technische Universität Graz
Montanuniversität Leoben

Projektleitung:
Ass.Prof. Priv.Doz. Dipl.-Ing. Dr.techn. Susanne Lux (TUG)
Ass.Prof. Dipl.-Ing. Dr.mont. Andreas Böhm (MUL)

Die Eisen- und Stahlindustrie ist einer der bedeutendsten, jedoch emissionsreichsten, Industriezweige. Die österreichische Produktion stützt sich unter anderem auf Sideriterz, einem carbonatischen Eisenerz vom steirischen Erzberg, dessen Verwendung aufgrund des carbonatischen Charakters herausfordernd ist. Die direkte Wasserstoffreduktion von Sideriterz umgeht die konventionelle Route aus Kalzinieren und Reduktion im Hochofen, da elementares Eisen direkt aus dem Eisencarbonat gebildet wird. Dies führt zu einer CO2-Emissionsminderung von ≥60 %. Das Prozessgas kann durch die Bildung von reduzierten Kohlenstoffspezies weiter aufgewertet werden. Projektziel ist die Erarbeitung eines Prozesskonzepts zur Eingliederung der Wasserstoffdirektreduktion von Sideriterz in einen wasserstoffbasierten Gesamtprozess zur Herstellung von Rohstahl aus Eisenerz.

Green Ammonia Gewinnung aus Abwasser für eine Multi-Fuel Brennstoffzelle

Projektpartner:
Montanuniversität Leoben
AEE-INTEC

Projektleitung:
Ass.Prof. DI Dr. Markus Ellersdorfer (MUL)
Univ.-Prof. DI Dr.-Ing. Markus Lehner (MUL)

Ammoniak (NH3) ist ein wichtiger, CO2-freier Treibstoff für die Mobilität der Zukunft, da dieser in Brennstoffzellen genutzt und im Verkehrssektor oder auch in der Industrie eingesetzt werden kann. Da die konventionelle Gewinnung von NH3 äußerst energieintensiv ist und hohe CO2-Emissionen verursacht, liegt eine der größten Herausforderungen in der Bereitstellung von erneuerbarem Ammoniak. Das Projekt "Green AmmoniaFUEL" hat sich zum Ziel gesetzt, ein energieeffizientes, industrielles Verfahren zu entwickeln, um aus Abwasser Stickstoff abzutrennen und als Ammoniak-Gas für eine Festoxidbrennstoffzelle (SOFC) nutzbar zu machen. Auf diese Weise können Kläranlagen entlastet und gleichzeitig aus dem dort vorhandenen, überschüssigen Stickstoff ein nachhaltiger Treibstoff erzeugt werden.

Dekarbonisierung der Wärme- und Kältebereitstellung mittels Absorptionswärmepumpanlagen

Projektpartner:
BEST - Bioenergy and Sustainable Technologies GmbH
Technische Universität Graz

Projektleitung:
Dipl.-Ing. Dr. Markus Gölles (BEST)
Dipl.-Ing. Dr. Daniel Muschick (BEST)

Um Wärme und Kälte möglichst umweltfreundlich und weitgehend CO2-neutral bereitzustellen, zeichnet sich der Trend ab, verschiedene Technologien wie erneuerbare Wärmeerzeuger, Absorptionswärmepumpanlagen (zur Wärme und/oder Kältebereitstellung) und thermische Speicher zu kombinieren. Dabei entstehen zwangsläufig oft komplexe Systeme, deren Dimensionierung und Regelung eine große Herausforderung darstellt. In diesem Projekt werden Methoden entwickelt, welche die optimale Dimensionierung und die optimale Regelung solcher Systeme mit Absorptionswärmepumpanlagen ermöglichen. Dadurch können diese Systeme mit hoher Effizienz, geringen Kosten und minimalen CO2-Emissionen betrieben werden, wodurch die Dekarbonisierung der Wärme- und Kältebereitstellung in der Steiermark maßgeblich vorangetrieben werden soll.