TEPET
Das Evaluationswerkzeug TEPET (Techno Economic Process Evaluation Tool) des Instituts für Technische Thermodynamik in Stuttgart bietet die Möglichkeit, verfahrenstechnische Prozesse automatisiert technisch, ökonomisch und ökologisch zu analysieren. Dafür werden die Prozesse in einem Fließbildsimulator (Aspen Plus®) abgebildet. Die aus der Simulation resultierenden Informationen über Stoff- und Energieströme und Prozesseinheiten können von TEPET ausgelesen, aber auch angesteuert werden, um z.B. automatisiert Sensitivitätsstudien durchführen zu können. So können beispielsweise das Kapitalinvestment, die Betriebskosten, die Herstellungskosten und die Umweltwirkungen (z.B. Treibhausgaspotential) unter variablen Randbedingungen automatisiert ermittelt werden.
Forschungsziele
Mittels der automatisierten Prozessanalyse sollen zukünftig Zusammenhänge zwischen technischen, ökonomischen und ökologischen Kennzahlen, wie Prozesswirkungsgrade, Herstellungskosten oder Treibhausgasemissionen, hergestellt werden. Forschungsschwerpunkte liegen insbesondere in der Untersuchung von thermochemischen Umwandlungsprozessen zur Erzeugung von alternativen Kraftstoffen, wie z.B. Fischer-Tropsch Produkte, Methan, Ammoniak oder Methanol, aus Strom und/oder Biomasse. Ziel des Forschungsvorhabens ist sowohl die Prozessanalyse, um bspw. Kosten- und Umweltwirkungstreiber zu identifizieren und quantifizieren zu können, als auch die Prozessoptimierung. Mögliche Anwendungsbeispiele sind die Effizienzsteigerung durch Wärmeintegration oder die Optimierung von Betriebsbedingungen einzelner Prozesseinheiten mit Hinblick auf den Gesamtprozess.
Details zur Simulationsumgebung
- Automatisierte Ermittlung der Herstellungskosten auf Basisi einer internen Datenbank
- Automatisierte Pinch-Analyse und Wärmeintegration
- Automatisierte Sensitivitätsanalyse
- Automatisierte Ökobilanz zur Quantifizierung des ökologischen Fußabdrucks mittekls Brightway 2 auf Basis interner sowie kommerzieller (ecoinvent) Datenbanken
- Varianzbasierte globale Sensitivitätsanalyse auf Basisi von Sobol-Indizes
- Unsicherheitsanalyse
Exemplarisches Ergebnis
Ausgewählte Projekte
Veröffentlichungen
- S. Adelung, Global sensitivity and uncertainty analysis of a Fischer-Tropsch based Power-to-Liquid process, Journal of CO2 Utilization, 65 (2022).
- S. Adelung, R.-U. Dietrich, Impact of the reverse water-gas shift operating conditions on the Power-to-Liquid fuel production cost, Fuel, 317 (2022).
- M. Raab, R. Körner, R.-U. Dietrich, Techno-economic assessment of renewable hydrogen production and the influence of grid participation, International Journal of Hydrogen Energy, 47 (2022) 26798-26811.
- F. Habermeyer, E. Kurkela, S. Maier, R.-U. Dietrich, Techno-Economic Analysis of a Flexible Process Concept for the Production of Transport Fuels and Heat from Biomass and Renewable Electricity, Frontiers in Energy Research, 9 (2021).
- P. Silva Ortiz, S. Maier, R.-U. Dietrich, A. Pinto Mariano, R. Maciel Filho, J. Posada, Comparative Techno-Economic and Exergetic Analysis of Circulating and Dual Bed Biomass Gasification Systems, Frontiers in Chemical Engineering, 3 (2021).
- S. Maier, S. Tuomi, J. Kihlman, E. Kurkela, R.-U. Dietrich, Techno-economically-driven identification of ideal plant configurations for a new biomass-to-liquid process – A case study for Central-Europe, Energy Conversion and Management, 247 (2021).
- M. Raab, S. Maier, R.-U. Dietrich, Comparative techno-economic assessment of a large-scale hydrogen transport via liquid transport media, International Journal of Hydrogen Energy, 46 (2021) 11956-11968.
- S. Adelung, S. Maier, R.-U. Dietrich, Impact of the reverse water-gas shift operating conditions on the Power-to-Liquid process efficiency, Sustainable Energy Technologies and Assessments, 43 (2021).
- Ralph-Uwe Dietrich, Friedemann G. Albrecht, Simon Maier, Daniel H. König, Stefan Estelmann, Sandra Adelung, Zoé Bealu, Antje Seitz, Cost calculations for three different approaches of biofuel production using biomass, electricity and CO2, (2017).
- F.G. Albrecht, D.H. König, N. Baucks, R.-U. Dietrich, A standardized methodology for the techno-economic evaluation of alternative fuels – A case study, Fuel, 194 (2017) 511-526.