TY - THES

T1 - Optimierung der Biomasse-KWK Anlage in Steyr

AU - Scheiblauer, Justus

N1 - nicht gesperrt

PY - 2024

Y1 - 2024

N2 - Die Wirtschaftlichkeit von Biomasseheizkraftwerken war in der Vergangenheit häufig von Ökostromförderungen abhängig, die jedoch zunehmend auslaufen, wie das Beispiel am Biomasseheizkraftwerk Steyr zeigt. Diese Masterarbeit untersucht daher sowohl die Umsetzung als auch die Vorteile einer wirtschaftlichen Optimierung eines Biomasseheizkraftwerks, um den Strom lukrativ an der Börse vermarkten zu können. Damit soll Effizienz und Rentabilität angesichts volatiler Strompreise und dynamischer Wärmelasten gesteigert werden. Durch die Entwicklung eines Optimierungsmodelles, kann die Stromproduktion besser an die wechselnden Marktbedingungen angepasst werden. Zur Erreichung dieses Ziels wurde zuerst eine umfassende Analyse der theoretischen Grundlagen des Stromhandels und der Biomasseheizkraftwerke durchgeführt. Dabei liegt der Schwerpunkt auf dem Unterschied zwischen dem langfristigem und kurzfristigem Stromhandel, sowie deren spezifischen Herausforderungen. Im empirischen Teil wurden historische Temperaturdaten von St. Pölten und Steyr verglichen, um deren Relevanz für die Wärmelastprognosen zu untersuchen. Dies führte zur Entwicklung einer angepassten Wärmelastprognose, die die spezifischen klimatischen Bedingungen in Steyr berücksichtigt. Zusätzlich wurden umfangreiche Datenanalysen und eine Optimierung mit MATLAB® durchgeführt, um die Betriebsweise der Dampfturbine des Heizkraftwerkes zu optimieren. Die Ergebnisse dieser Arbeit zeigen, dass durch die Umsetzung des Optimierungsmodelles der kumulierte Deckungsbeitrag aus den Stromerlösen im Jahr 2023 gesteigert werden kann. Dies unterstreicht die Bedeutung der Notwendigkeit einer flexiblen Anpassung der Stromerzeugung an die volatilen Marktbedingungen. Die Arbeit zeigt, dass verbesserte Prognosemodelle nicht nur wirtschaftliche Vorteile bieten, sondern auch ökologische Vorteile, da dadurch der Brennstoffeinsatz effizienter genutzt werden kann. Ein weiterer Vorteil dabei ist, dass die Planbarkeit von Stillständen und Revisionsarbeiten erhöht wird.

AB - Die Wirtschaftlichkeit von Biomasseheizkraftwerken war in der Vergangenheit häufig von Ökostromförderungen abhängig, die jedoch zunehmend auslaufen, wie das Beispiel am Biomasseheizkraftwerk Steyr zeigt. Diese Masterarbeit untersucht daher sowohl die Umsetzung als auch die Vorteile einer wirtschaftlichen Optimierung eines Biomasseheizkraftwerks, um den Strom lukrativ an der Börse vermarkten zu können. Damit soll Effizienz und Rentabilität angesichts volatiler Strompreise und dynamischer Wärmelasten gesteigert werden. Durch die Entwicklung eines Optimierungsmodelles, kann die Stromproduktion besser an die wechselnden Marktbedingungen angepasst werden. Zur Erreichung dieses Ziels wurde zuerst eine umfassende Analyse der theoretischen Grundlagen des Stromhandels und der Biomasseheizkraftwerke durchgeführt. Dabei liegt der Schwerpunkt auf dem Unterschied zwischen dem langfristigem und kurzfristigem Stromhandel, sowie deren spezifischen Herausforderungen. Im empirischen Teil wurden historische Temperaturdaten von St. Pölten und Steyr verglichen, um deren Relevanz für die Wärmelastprognosen zu untersuchen. Dies führte zur Entwicklung einer angepassten Wärmelastprognose, die die spezifischen klimatischen Bedingungen in Steyr berücksichtigt. Zusätzlich wurden umfangreiche Datenanalysen und eine Optimierung mit MATLAB® durchgeführt, um die Betriebsweise der Dampfturbine des Heizkraftwerkes zu optimieren. Die Ergebnisse dieser Arbeit zeigen, dass durch die Umsetzung des Optimierungsmodelles der kumulierte Deckungsbeitrag aus den Stromerlösen im Jahr 2023 gesteigert werden kann. Dies unterstreicht die Bedeutung der Notwendigkeit einer flexiblen Anpassung der Stromerzeugung an die volatilen Marktbedingungen. Die Arbeit zeigt, dass verbesserte Prognosemodelle nicht nur wirtschaftliche Vorteile bieten, sondern auch ökologische Vorteile, da dadurch der Brennstoffeinsatz effizienter genutzt werden kann. Ein weiterer Vorteil dabei ist, dass die Planbarkeit von Stillständen und Revisionsarbeiten erhöht wird.

KW - Biomasseheizkraftwerk

KW - Wärmelastprognose

KW - Optimierungsmodell

KW - Kraft-Wärme-Kopplungsanlage

KW - Strombörse

KW - Biomass-Power-Plant

KW - Heat-Load-Forecast

KW - Optimization-Model

KW - Cogeneration-Plant

KW - Power-Exchange

U2 - 10.34901/mul.pub.2025.018

DO - 10.34901/mul.pub.2025.018

M3 - Masterarbeit

ER -