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Die Politik hat wegen des fortschreitenden Klimawandels zahlreiche Maßnahmen zur Verringerung des Energiekonsums und zur Förderung regenerativer Energietechnologien ergriffen. Diese politischen Maßnahmen bedürfen einer sorgfältigen Evaluierung ihrer Effektivität und Kosteneffizienz, um kostspielige Redundanzen durch sich überlappende Instrumente zu vermeiden, was eine umfangreiche Datenbasis erfordert. Besonders im Bereich der privaten Haushalte waren solche Daten in Deutschland bislang nicht verfügbar. Das Sozial-Ökologische Panel stellt zu diesem Zweck umfangreiche, frei verfügbare Informationen zum Energieverbrauch und Umweltverhalten privater Haushalte bereit. Das bestehende Panel wurde durch zwei weitere Befragungswellen in den Jahren 2020 und 2022 erweitert. Diese Daten können anhand einer ID aneinander gespielt werden. Darauf aufbauend können ökonometrische Schätzungen und Analysen verschiedener Präferenzindikatoren sowie des Anpassungsverhaltens privater Haushalte an den Klimawandel durchgeführt werden. Due to climate change, policy makers have taken numerous measures to reduce energy consumption and promote renewable energy technologies. These policy measures require careful evaluation of their effectiveness and cost efficiency in order to avoid costly redundancies due to overlapping instruments, which requires an extensive database. Especially in the area of private households, such data have not been available in Germany so far. For this purpose, the Socio-Ecological Panel provides comprehensive, freely available information on the energy consumption and environmental behavior of private households. The existing panel was extended by two additional survey waves in 2020 and 2022. These data can be played against each other using an ID. Based on this, econometric estimations and analyses of various preference indicators as well as of the adaptation behavior of private households to climate change can be performed. Offline Rekrutierung für das repräsentative forsa omninet panel Self-administered questionnaire: Web-based 11.375 deutsche Haushaltsvorstände 11,375 German household heads Green-SÖP Green-SÖP

Diese Dissertation beantwortet verschiedene politikrelevante ökonomische Fragen in den Bereichen Handelspolitik, Geldpolitik, sowie Rohstoffmärkte und Energieökonomik mit Hilfe von strukturellen Vektorautoregressionsmodellen (SVAR). SVARs stellen eine effektive Möglichkeit dar, die Beziehungen zwischen verschiedenen makroökonomischen und/oder Finanzmarkt-Variablen zu modellieren und werden verwendet, um die dynamischen kausalen Effekte von ökonomischen Schocks zu schätzen. Für jede ökonomische Fragestellung wird eine Identifikationsstrategie angewandt, die auf die betrachteten Daten und ihre statistischen Eigenschaften sowie die zugrundeliegenden Annahmen über ökonomische Mechanismen zwischen den betrachteten Zeitreihen zugeschnitten ist. Im Einzelnen besteht diese Dissertation aus vier Kapiteln. In den ersten beiden Kapiteln werden die Auswirkungen von Handelspolitik auf Finanzmärkte und auf die Makroökonomie geschätzt. Das dritte Kapitel liefert einen methodischen Beitrag zur SVAR-Literatur, der in einer Anwendung zu den Effekten von Geldpolitik dargestellt wird. Das letzte Kapitel verlässt die Felder der Handels- und Geldpolitik und wendet sich Rohstoffmärkten und der Energiewirtschaft zu, stützt sich dabei aber ebenfalls auf Zeitreihenmethoden. Es analysiert die Rolle von Metallen in der Energiewende. This dissertation answers various policy relevant economic questions in the fields of trade policy, monetary policy, and commodity markets and energy economics using structural vector autoregression (SVAR) models. SVARs constitute a parsimonious way to model the relations between different macroeconomic and/or financial variables and they are used to estimate the dynamic causal effects of economic shocks. For each economic question, this dissertation applies an identification strategy that is tailored to the relevant data and its statistical properties as well as the underlying assumptions about economic mechanisms among the regarded time series. Specifically, this dissertation consists of four chapters. The first two chapters estimate the effects of trade policy on financial markets and on the macroeconomy. The third chapter makes a methodological contribution to the SVAR literature in an application to monetary policy shocks. The final chapter moves away from trade and monetary policy to commodity markets and energy economics but also relies on time series methods. It analyzes the role of metals for the clean energy transition.

Die Energiewende einschließlich der Substitution von russischem Erdgas ist eine große Herausforderung, welche fördernde Maßnahmen in vielen Bereichen des Energiesektors verlangt. Einer dieser Bereiche ist die Erzeugung von Biomethan aus häuslichen Küchenabfällen. Diese beinhalten vorwiegend Lebensmittelabfälle. Ein großes ungenutztes Potenzial zu deren Nutzung ist vorhanden. Bürger, Abfallentsorger und Politik können beitragen, dieses zu realisieren. The energy transition, including the substitution of Russian natural gas, is a major challenge that requires supportive measures in many areas of the energy sector. One of these areas is the production of biomethane from domestic kitchen waste. This mainly includes food waste. There is a large untapped potential for its use. Citizens, waste management companies and politicians can contribute to realise this.

Primärrohstoffe entstammen natürlichen Quellen und sind eine endliche Ressource. Sie stehen, abhängig von der räumlichen Lage, in unterschiedlicher Vielfalt zur Verfügung. In vielen europäischen Ländern gibt es jetzt schon kaum bis keine primären Rohstoffreserven.Eine alternative Rohstoffquelle sind die Sekundärrohstoffe. Im Bereich des Bauwesens sind diese Materialbestände in Bauwerken und der Infrastruktur zu finden. Aufgrund der Modernisierung kommt es zu einer zunehmenden materiellen Komplexität heutiger Bauwerke.Städte mit einer hohen Dichte an verbauten Materialien stehen hier besonders im Fokus (Urban Mining). Länderspezifische Ressourcenstrategien haben vor allem die Bewahrung der Primärrohstoffe und das Recycling von Sekundärrohstoffen als Ziel. Auch sollen langfristig,über den Lebenszyklus eines Bauwerks hinweg, die Bewertungsparameter der Ökobilanz reduziert werden. Planungswerkzeuge und -methoden sollen dabei helfen, den Bauwerksbestand bestmöglich wiederzugeben und eine aussagekräftige Bauwerksbewertung zuzulassen.Im Zuge dieser Arbeit wird die Methode der BIM-basierten Materiellen Gebäudepass-Berechnung am Beispiel eines modellierten Wohnhauses durchgeführt. Anfangs wird dasThema Abfallwirtschaft behandelt. Der Schwerpunkt liegt dabei in der Beschreibung des aktuellen Umgangs mit Baurestmassen in Österreich und der EU. Das Thema „Building Information Modeling“ wird im Anschluss beschrieben. Hier wird der Fokus auf das Verfahrenund dessen Handhabung hinsichtlich der ökologischen und ökonomischen Bewertung vonPlanungsobjekten gesetzt. Die Beschreibung von Möglichkeiten zur Ermittlung von Bauwerkskosten erfolgt im Anschluss. Der Schwerpunkt der Arbeit stellt die BIM-basiertematerielle Gebäudepassberechnung dar. Dabei werden neben der direkten Methodenbeschreibung auch ökologische und ökonomische Ergebnisse ermittelt, um indirekt, Rückschlüsse auf die untersuchte Methode zu erlauben. Die Berechnung erfolgt auf Basis des Referenzmodells (RF-Modell) und auf Grundlage von zwei ökologisch optimierten Modellen.Die ökologischen Optimierungsmaßnahmen führen, gegenüber dem RF-Modell, zu einer Verbesserung der Bewertungskenngrößen der Ökobilanz und zu einer Erhöhung des Recyclinganteils. Die Optimierungen haben eine Kostensteigerung zur Folge, welche durch eine Maßnahmenanpassung minimiert werden. Primary raw materials come from natural sources. They are infinite and depending on the spatial location. The amount of primary raw materials varies. Even now, in many European countries the quantity of primary raw reserves is very small or reaches a critical number. Analternative source of raw material are secondary raw materials. Regarding to the construction industry, these material stocks can be found in buildings or the infrastructure. Due to the modernisation, the complexity of materials used in constructions, increases. Cities with a high density of built-in materials are especially in focus (urban mining). The aim of country specific resource strategies is to prevent primary raw materials and to recycle secondary raw materials.Concerning to the life-cycle of constructions, the reduction of ecological parameters is an other important aim. Planning tools and methods should help to reproduce the building stock in the best possible way and allow a meaningful building evaluation.In the course of this thesis, the method of the BIM-based material passport is carried out using the example of a modelled building. Initially, the topic of waste management will be described.The focus is on the description of the current handling of construction waste in Austria and the EU. After that, the topic “Building Information Modelling” will be discussed followed by a description of the determination of building costs. The focus of this thesis is the BIM-based material passport calculation. Besides the description of the method, also ecological and economical results are determined. There by conclusions about the method can be made. The calculation is based on the original model and ecologically optimized models. Compared to the reference model the ecological optimization measures lead to an improvement in the assessment parameters of the life cycle assessment and to an increase in the proportion of recycling. Due to the optimizations, the building costs increase. These costs can be minimized by adapting the measures.

The project partners Duisport AG, the DLR Institute of Vehicle Concepts and the Center for Fuel Cell Technology (ZBT) have investigated the feasibility of locomotives with hydrogen fuel cell hybrid powertrains (FCH) for typical use by Duisport Rail (dpr) in the Duisburg port area and on the public rail network.

Wir werden in dieser Arbeit einen Weg zu einem Paradigmenwechsel in der Gebäudeautomation aufzeigen. Raumlufttechnische (RLT-)Anlagen nehmen eine zunehmend bedeutsame Rolle in der Klimatisierung von Gebäuden und deren Energieverbrauch ein. Klassische Ansätze in der Gebäudeautomation verwenden PID-Regler um einen stabilen, behaglichen und energieeffizienten Betrieb von RLT-Anlagen zu gewährleisten. Bei der Verwendung eines PID-Reglers wird eine Störung erst dann kompensiert, wenn sie bereits eine messbare Änderung z.B. der Raumtemperatur verursacht hat. Der Zeitpunkt vom Auftreten der Störung bis zur Feststellung ihres Einflusses auf das Raumklima ist entscheidend für die Geschwindigkeit, mit der die Regelung die Störung ausgleichen kann. Je langsamer die Detektion erfolgt, desto größer ist die Auswirkung der Störung und entsprechend z.B. Kosten oder Unbehaglichkeit bei Überhitzung des Raumes. Wir werden zeigen, dass es möglich ist, die Intensität einer auf thermischen Quellen basierenden Störung zu detektieren, ohne ihre Auswirkung auf das Raumklima abwarten zu müssen. Es wird dabei ein Indikator verwendet, welcher die Intensität der Wärmequellen abschätzt, basierend auf einer Auswertung eines hochfrequenten Signalanteils einer Temperatur- bzw. Luftgeschwindigkeitsmessung. Um diesen Indikator und das notwendige Grundlagenverständnis zu erlangen, untersuchen wir die relevanten Eigenschaften der thermischen Konvektion, wie sie unter behaglichen Bedingungen in der Raumklimatisierung auftreten können, anhand des Beispiels der Rayleigh-Bénard-Konvektion (RBK). Dabei wird eine rechteckige Geometrie in 2D bei Temperaturdifferenzen, die näherungsweise der Wärmeabgabe von Personen in Innenräumen nachempfunden sind, von unten beheizt und von oben gekühlt. Damit soll geprüft werden, ob in dem dabei entstehenden Strömungsfeld Strukturen erkennbar sind, anhand derer die Intensität der die Konvektion antreibenden Wärmequellen abgeschätzt werden kann. Die Konvektion unter den betrachteten Parametern zeigt ein deterministisch chaotisches Verhalten. Um die Eigenschaften dieses Verhaltens prototypisch und isoliert von sonstigen störenden oder zu spezifischen Einflüssen betrachten zu können, verwenden wir das Lorenz-Modell. Der Schwerpunkt der Untersuchung liegt dabei in der Verwendung verschiedener Ansätze aus dem Bereich der Zeitreihenanalyse und Statistik, um zu prüfen, welche Methode valide und numerisch kostengünstig für die Bildung des Indikators genutzt werden kann. Die Verwendung der Stichprobenstandardabweichung wird sich dabei als wichtiger erster Baustein herausstellen. Um die Auswirkungen der Geometrie, Messgröße sowie Auswertungsdauer bei der Bildung des Indikators besser beurteilen zu können, wird die RBK mit einer direkten numerischen Simulation (DNS) eingehend untersucht. Dabei wird sich zeigen, dass die Verwendung der Stichprobenstandardabweichung es ermöglicht, die Intensität der Konvektion mit einem linearen Ansatz und einer hohen statistischen Sicherheit abzuschätzen. Die theoretischen Erkenntnisse aus dem Lorenz-Modell und der DNS werden durch Messungen unter Laborbedingungen ergänzt. Dabei zeigt sich, dass eine Übertragung der Auswerteverfahren auf eine dreidimensionale Raumgeometrie unter Verwendung einer geeigneten Messtechnik möglich ist. Qualitative Übereinstimmungen zu den spezifischen Eigenschaften insbesondere im Unterschied zwischen einer Luftgeschwindigkeits- und einer Temperaturmessung zu den simulierten Daten unterstreichen die Güte dieser in der Breite durchgeführten Analyse. Abschließend werden wir zeigen, dass auch Personen als reale Wärmequellen mit dem Indikator detektiert werden können und es unter dieser Voraussetzung möglich ist, die Auswirkungen auf die Betriebssicherheit sowie die mögliche Kostenersparnis an einem Modell aufzeigen. In dem Modell wird der Indikator als Basis für eine neues Modellprädiktives (MP) Regelungskonzept angewendet. Dabei zeigt sich, dass sowohl eine Verbesserung der Regelgüte als auch eine Reduktion der Betriebsführungskosten realisiert werden kann. Die wesentliche Neuerung des Konzeptes besteht in der Reduktion des Schwierigkeitsgrades der Regelstrecke im Störfall. Dieser Ansatz bietet ein breites Anwendungsspektrum, dessen volles Potential es noch weiter zu erschließen gilt. In this paper we will show a way to a paradigm shift in building automation. Air handling units (AHU) play an increasingly important role in the air conditioning of buildings and their energy consumption. Classical approaches in building automation use PID controllers to ensure stable, comfortable and energy efficient operation of AHUs. When using a PID controller, a disturbance is not compensated until it has already caused a measurable change, e.g. in the room temperature. The time from the occurrence of the disturbance to the detection of its influence on the room climate is decisive for the speed with which the control can compensate for the disturbance. The slower the detection, the greater the effect of the disturbance and associated with it, for example, the cost as well as the discomfort of overheating a room. We will show that it is possible to detect the intensity of a disturbance based on a thermal source without waiting for its effect on the room climate. An indicator will be used to estimate the intensity of the thermal sources, based on an evaluation of a high-frequency signal component of a temperature or air velocity measurement. In order to obtain this indicator and the necessary basic understanding, we investigate the relevant properties of thermal convection, as they can occur under comfortable conditions in room air conditioning, using the example of Rayleigh-Bénard convection (RBC). A rectangular geometry in 2D is heated from below and cooled from above at temperature differences that approximate the heat dissipation of people indoors. The goal is to determine whether structures can be identified in the resulting flow field that can be used to estimate the intensity of the heat sources driving the convection. The convection under the investigated parameters shows a deterministic chaotic behavior. In order to be able to consider the properties of this behavior prototypically and isolated from other disturbing or too specific influences, we use the Lorenz model. The focus is on the use of different approaches from the field of time series analysis and statistics to test which approach can be used validly and numerically inexpensive for the formation of the indicator. The use of the sample standard deviation will be established as an important first building block. In order to better assess the effects of geometry, measured quantity as well as evaluation time in the formation of the indicator, the RBC will be investigated in detail with a direct numerical simulation (DNS). It will be shown that the use of the sample standard deviation allows to estimate the intensity of the convection with a linear approach with a high statistical confidence. The theoretical findings from the Lorenz model and the DNS will be complemented by measurements under laboratory conditions. It is shown that a transfer of the evaluation methods to a three-dimensional space geometry is possible by using a suitable measurement technique. Qualitative agreements on the specific properties, especially in the difference between an air velocity and a temperature measurement to the simulated data, underline the goodness of this broadly performed analysis. Finally, we will show that people can also be detected as real heat sources with the indicator and that, under this condition, it is possible to demonstrate the effects on operational safety and the possible cost savings on a model. In the model, the indicator is applied as a basis for a new model predictive (MP) control concept. It is shown that an improvement of the control performance as well as a reduction of the operation management costs can be realized. The main innovation of the concept is the reduction of the degree of difficulty of the controlled system in case of disturbance. This approach offers a wide range of applications, the full potential of which still needs to be further developed.

Die Durchströmturbine ist eine radiale Gleichdruckturbine, welche zweimal beaufschlagt wird. Das einströmende Wasser wird stoßfrei und mit hoher Geschwindigkeit dem walzenförmigen Trommelrad zugeführt. Dabei tritt der Freistrahl auf den Laufradschaufeln auf, durchquert das Laufrad und tritt auf den gegenüberliegenden Laufradschaufeln erneut auf. Aufgrund der einfachen und gleichzeitig robusten Bauweise wird die Durchströmturbine häufig bei Kleinwasserkraftwerken verwendet. Kleinwasserkraftwerke gewinnen mit dem Ziel der emissionsfreien Energiegewinnung immer mehr an Bedeutung - vor allem zur Deckung des Energiebedarfs bei Industrieunternehmen oder im Interesse des Umweltschutzes in Entwicklungsländern.Zur Leistungsbewertung der Durchströmturbine wird in dieser Arbeit eine numerische Strömungssimulation durchgeführt. Ausganglage dafür sind zur Verfügung gestellte Geometriedaten einer Versuchs-Durchströmturbine. Mit ANSYS ICEMCFD werden die Bereiche definiert sowie ein strukturiertes Netz generiert. Das vernetzte Modell wird in ANSYS FLUENT importiert und die numerische Strömungssimulation gestartet. Um vergleichbare Ergebnisse zu erhalten wird die Simulation für drei unterschiedliche Winkelgeschwindigkeiten durchgeführt: 20 rad/s, 25 rad/s und 35 rad/s. Zur Durchführung einer realitätsnahen Simulation ist die Auswahl der Randbedingungen von großer Wichtigkeit.Anhand der Simulationsergebnisse wird der Wasserlauf durch die Turbine visualisiert, der Wirkungsgrad bestimmt sowie die auf die Welle wirkenden Kräfte ermittelt. Die aus der Strömunssimulation erhaltenen Werte werden abschließend noch in das Muscheldiagramm der Versuchsturbine eingetragen und die Ergebnisse verglichen. The cross flow turbine is a radial impuls turbine, which is pressurized twice. The incoming water is fed shock-free and at high velocity to the drum-shaped impeller. The free jet hits the impeller blades, passes through the impeller and hits the opposite impeller blades again. Due to its simple yet robust design, the cross flow turbine is often used in small hydropower plants. Small hydropower plants are becoming increasingly important with the aim of emission-free energy generation - especially to meet the energy requirements of industrial companies or in the interests of environmental protection in developing countries.In order to evaluate the performance of the cross flow turbine, a numerical flow simulation is carried out in this work. The starting point for this is the geometry data provided for a test flow turbine. Using ANSYS ICEM CFD, the regions are defined and a structured mesh is generated. The meshed model is imported into ANSYS FLUENT and the numerical flow simulation is started. To obtain comparable results, the simulation is performed for three different angular velocities: 20 rad/s, 25 rad/s und 35 rad/s. To perform a realistic simulation, the selection of boundary conditions is of great importance.Based on the simulation results, the water flow through the runner is visualized, the efficiency is determined and the forces acting on the shaft are determined. Finally, the values obtained from the flow simulation are plotted on the turbine's Hill Chart and the results are compared.

Die Bewertung der Energieeffizienz von elektrischen Betriebsmitteln dient oft als Entscheidungsgrundlage in Anschaffungsprozessen. Die energetische Effizienz eines Transformators kann damit beschrieben werden, wie groß die Verluste im Betriebspunkt sind. Da im Falle des Ortsnetztransformators die Belastung durch die Verbraucher in der Niederspannungsebene ausschließlich volatiler Art ist, muss daher eine Auswertung der Effizienz anhand der Betrachtung eines längeren Zeitraums erfolgen.Als Grundlage für die Effizienzbewertung von Transformatoren werden Modelle für konventionelle Transformatoren und Solid-State-Transformatoren entwickelt. Die Modelle für konventionelle Transformatoren werden mit realen am Markt befindlichen Transformatorkenngrößen parametrisiert.Für die Ermittlung des Wirkungsgrads des SSTs wird auf vorhandene Simulationsmodelle zurückgegriffen.Um realitätsnahe Auslastungszyklen zur Bewertung der Effizienz zu erhalten, werden unter Verwendung von Standardlastprofilen auf Basis von Statistiken künstliche Jahres-Lastprofile für die Jahre 2022 und 2030 erstellt. Dabei werden die Einflüsse von elektrischen Heizsystemen, der steigenden Nutzung der E-Mobilität und zunehmender Einspeisung durch Photovoltaik-Anlagen ins Niederspannungsnetz berücksichtigt. Zur Untersuchung der Auswirkungen verschiedener Netzstrukturen auf die Effizienz von Ortsnetztransformatoren werden zusätzlich Lastprofile des ProjektsSimbench für urbane, halburbane und ländliche Netzstrukturen herangezogen.Die Bewertung der Effizienz der verschiedenen Transformatortypen erfolgt durch die Auswertung eines simulierten Jahreszyklus unter Einsatz der fünf Lastprofile. Um eine schnelle Abschätzung der Effizienz ohne aufwendige Berechnungen zu ermöglichen, werden abschließend lastabhängige Wirkungsgradformeln für verschiedene Einsatzzwecke angegeben.Diese Arbeit zeigt, dass der Verwendungszweck des Transformators für eine realistische Effizienzbeurteilung unbedingt berücksichtigt werden muss. Nur dann lässt sich eine akkurate Empfehlung für die Anschaffung des bestmöglich geeigneten Transformatortyps abgeben. The evaluation of the energy efficiency of electrical equipment often serves as a basis for decisionmakingin acquisition processes. The energy efficiency of a transformer can be described in terms of how large the losses are at the operating point. In case of the local network transformer, the electrical load from the consumers in the low-voltage level is exclusively of a volatile type,therefore an evaluation of the efficiency must be based on the observation of a longer period of time.Models for conventional transformers and solid-state transformers are developed as a basis for transformer efficiency evaluation. The models for conventional transformers are parameterized with real transformer characteristics available on the market. To determine the efficiency of theSST already existing simulation models are used.In order to obtain realistic load cycles for the evaluation of efficiency, artificial annual load profiles for the years 2022 and 2030 are created using standard load profiles and statistical analysis. The influences of electric heating systems, the increasing use of e-mobility and risingfeed-in power by photovoltaic systems into the low-voltage grid are taken into account. Load profiles from the Simbench project for urban, semi-urban and rural grid structures are also used to investigate the effects of different grid structures on the efficiency of local grid transformers.The efficiency of the different transformer types is determined by evaluating a simulated annual cycle using the five load profiles. To allow a quick estimation of the efficiency without extensive calculations, load dependent efficiency formulas are given for different applications.This work shows that it is essential to consider the intended use of the transformer for a realistic efficiency assessment. Only then can an accurate recommendation be made for the purchase ofthe most suitable transformer type.

Thermochemische Speichersysteme sind immer der Versuch der Nutzbarmachung von „unnutzbarer“ Energie - aber nicht Anergie - in einem entsprechenden System, Prozess oder Anlage. Hinter der vorliegenden Abhandlung zu thermochemischen Speichern stehen die Schlagworte, die allgegenwärtige Diskussion zur verbesserten Nutzung der Solarenergie, verbesserte industrielle Abwärmenutzung, Speicherung von Prozesswärmen aus im Batchmodus betriebenen Anlagen und zyklischen Produktionsschwankungen, sowie von „power – to(2) – heat“ – Konzepten.Jede Anwendungsmöglichkeit wird in der Flexibilität bezüglich der verwendbaren Temperaturen sehr stark von der verwendeten Materialpaarung beeinflusst, und meist stellt jedes System seine eigenen hochspezifischen Anforderungen an den Prozess - konstruktiv sowie auch prinzipiell. Diesem Umstand ist es verschuldet, dass die Nutzung von thermochemischen Systemen dermaßen – trotz der Vielfalt der Möglichkeiten – eingeschränkt verwendet wird.Kapitel 1 handelt von der Einteilung von Speichern, der Nomenklatur und den Speicherprinzipien.Kapitel 2 behandelt den Stand des Wissens zur thermochemischen Energiespeicherung, die Unterscheidung zur chemischen Wärmepumpe, bereits untersuchte Materialpaarungen. Weiters wird die, in diesen Projekten, entwickelte Methode zur automatisierten Materialpaarungssuche beschrieben. Abschließend werden die bekannten Materialpaarungen einer vergleichenden Energiebilanz unterzogen.Die intensive Beschäftigung mit dem TCS-System MgO/Mg(OH)2 folgt in Kapitel 3. Dabei wird einleitend zu Vorkommen, Herstellung und aktueller Verwendung geschrieben, bevor in das Thema Materialcharakterisierung eingestiegen wird. In diesem Abschnitt wurden verschieden Magnesiumqualitäten unter Laborbedingungen (mit Geräten wie TGA, XRD, RFD, etc.) getestet um erste Aussagen zur Reaktionsfähigkeit, Kinetik und Zyklenstabilität zu erhalten.Im Hauptteil dieser Arbeit, in Kapitel 4, werden die verschiedenen Versuchsstände und Reaktorkonzepte, sowie deren Ergebnisse beschrieben und diskutiert. Dabei wird unterschieden einerseits zwischen Reaktionsregimen Wasserdampf / Magnesia und Wasser / Magnesia, und andererseits zwischen drucklosen und drucküberlagerten Versuchen. Dabei werden auch Irrwege beleuchtet und durch die Beschäftigung mit den Reaktoren werden auch die besonderen Anforderungen an großtechnische Anlagen ersichtlich, die diese Materialpaarung für einen stabilen Betrieb erfordert. Thermochemical storage systems are always an attempt to harness "unusable" energy - but not anergy - in a corresponding system, process or plant. Behind this paper on thermochemical storage are the buzzwords, the ubiquitous discussion on improved use of solar energy, improved industrial waste heat utilization, storage of process heat from batch mode operated plants and cyclic production fluctuations, and "power - to(2) - heat" concepts.The flexibility of each application in terms of usable temperatures is very much influenced by the material system which is used, and in most cases each system places its own highly specific demands on the process in terms of design as well as principle. It is due to this circumstance that the use of thermochemical systems is so limited - despite the variety of possibilities.Chapter 1 deals with the classification of storage systems, nomenclature and storage principles.Chapter 2 deals with the state of the art of thermochemical energy storage, the distinction to chemical heat pumps, already investigated material pairings. Furthermore, the method for automated material pairing search developed in these projects is described. Finally, the known material pairings are subjected to a comparative energy balance.The intensive study of the TCS system MgO/Mg(OH)2 follows in chapter 3, with an introduction on occurrence, production and current use, before moving on to the topic of material characterization. In this section, different magnesium grades were tested under laboratory conditions (using TGA, XRD, XRF, etc.) in order to obtain initial statements on reactivity, kinetics and cycling stability.In the main part of this thesis, in chapter 4, the different test rigs and reactor concepts as well as their results are described and discussed. A distinction is made between the steam/magnesia and water/magnesia reaction regimes on the one hand, and between pressureless and pressurized experiments on the other. The discussion also highlights some of the mistakes that have been made and, by looking at the reactors, the special requirements for large-scale plants, that this material pairing requires for stable operation, are also made clear.

This study summarises the scientific state of the art for the production, transportation, storage and reconversion of green hydrogen concisely and in the form of fact sheets. The aim is to provide a compact and independent overview that can serve as a guideline and basis of decision-making for future investments in the energy industry. The study discusses 47 technologies with different technology readiness levels and compares them in terms of technical and economic performance indicators. A set of uniform boundary conditions common to the energy industry allows to ensure comparability of economically relevant data (especially hydrogen production costs). In the study, technology profiles describe technologies with high technical relevance and availability as well as technologies with high technical potential but currently low availability. In each case, the state of development, operating principle, market situation as well as technical and economic risks are discussed. Additionally, a technology radar briefly presents technologies with currently unclear technical potential or technologies that are not yet available. Eine Studie im Auftrag der N-ERGIE Aktiengesellschaft