Nutzung elektrischer Energie aus volatilen, regenerativen Quellen als Betriebsstoff in Produktionsprozessen der chemischen Industrie

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Die chemische Grundstoffindustrie ist durch großskalige, kontinuierliche Produktionsprozesse mit hohem Primärenergieverbrauch gekennzeichnet. Diese Arbeit untersucht, wie der Energiebedarf dieser Prozesse durch regenerative Quellen gedeckt werden kann, insbesondere durch die volatilen Energien von Sonne und Wind, die für die deutsche Energiewende von Bedeutung sind. Eine Potentialanalyse vergleicht das Energieangebot aus Sonne und Wind mit der Energienachfrage in der chemischen Industrie und zeigt, dass einige Prozesse signifikante Mengen an negativer Residuallast aufnehmen können. Es werden die verfahrenstechnischen Anforderungen für die Nutzung volatiler regenerativer Energie in den Produktionsprozessen abgeleitet und die Flexibilität einzelner Apparate zur Stoffumwandlung und -trennung analysiert. Der Fokus liegt dabei auf der Entwicklung geeigneter Apparatekonzepte für die kontinuierliche Rektifikation, die einen schnelleren Anlauf und einen trenneffizienten Betrieb über verschiedene Betriebsbereiche ermöglichen. Diese Konzepte basieren auf der Adaption etablierter Designs, wie dem Radialstromboden. Abschließend wird der Gesamtansatz unter Berücksichtigung ökonomischer Faktoren, insbesondere der Stromkosten, und ökologischer Faktoren, wie den CO₂-Emissionen, bewertet.