Auf einen?

Expertise

  • Bioenergie-Fachwissen hinsichtlich Holzressourcenernte, Verdichtung, Transport und Umwandlung
  • Durchführung von Energiesystemanalysen (PERSEUS, TIMES, BIOSPHERE)
  • Modellierung von Energiefluss-Bruchteilen

Interessant für

  • Regierungen und öffentliche Behörden zur Förderung neuer Infrastrukturen für nachhaltige Energieerzeugung
  • Energieversorger*innen und Investor*innen vom Bioenergie-Sektor
  • alle, die an intelligenten Stromnetzwerken interessiert sind

Interview mit Dr. Javier Parrilla-Martínez

Javier Parrilla-Martínez hat Physik an der Universität Zaragoza studiert und sich dabei auf Biomasse und Biobrennstoffe spezialisiert. Anschließend führte er als Projektleiter in der Wirtschaft Studien zur Wärme-, Strom- und Kraftstofferzeugung aus Pflanzenölen durch.
Es folgten Anstellungen als Stipendiat an der Universität Cottbus mit der Ausrichtung auf Logistikansätze für holzartige Biomasse und als akademischer Mitarbeiter an der Universität Karlsruhe (KIT). Am KIT beschäftigte er sich mit der Durchführung von Energiesystemanalysen und der Entwicklung der Software BIOSPHERE, die die Wertschöpfungsketten biogener Rohstoffe optimiert.
Javier Parrilla-Martínez promovierte im Oktober 2018.

Expertise

  • Bioenergie-Fachwissen hinsichtlich Holzressourcenernte, Verdichtung, Transport und Umwandlung
  • Durchführung von Energiesystemanalysen (PERSEUS, TIMES, BIOSPHERE)
  • Modellierung von Energiefluss-Bruchteilen

Interessant für

  • Regierungen und öffentliche Behörden zur Förderung neuer Infrastrukturen für nachhaltige Energieerzeugung
  • Energieversorger*innen und Investor*innen vom Bioenergie-Sektor
  • alle, die an intelligenten Stromnetzwerken interessiert sind
Arthur Höring
Redakteur

Deine Arbeit beschäftigt sich mit dem Potenzial, das in der Ressource Holz liegt. Worin liegt dieses Potenzial und über welche Wege lässt es sich nutzen?

Javier Parrilla-Martínez
Doktorand

Von allen vorkommenden Holzressourcen wie Waldrestholz, Landschaftsholz, holzigem Bioabfall oder Alt- und Industrieholz weisen derzeit nur die ersten beiden Arten ein ungenutztes freies Potenzial auf, das erschlossen werden könnte. Waldrestholz ist ein Abfallprodukt vom Holzeinschlag in Wäldern, der zum Ziel hat, Holz als Rohstoff zu erzeugen. Hingegen ist Landschaftsholz kein Restholz, sondern eine gegenwärtig ungenutzte natürliche Ressource, die von Bäumen und Sträuchern in Gehölzen gewonnen werden kann.
Die energetische Nutzung von Holzressourcen kann in Form von Wärme, Strom oder Biokraftstoffen erfolgen. Meine Arbeit beschäftigt sich allerdings nur mit der Stromerzeugung, denn aufgrund des fortschreitenden Atom- und Kohleausstiegs werden dringend neue Grundlastkraftwerke benötigt.
Zur Stromerzeugung könnte man dann diese Potenziale dezentral oder zentral nutzen, je nachdem welche der kosteneffizienteren Technologien implementiert wird. Beispiele dafür wären Wirbelschichtvergaser, die jeweils an einen Gasmotor angeschlossen höchstens 20 elektrische Megawatt (MWe) generieren können – oder Gas-und-Dampf-Kombiprozesse, die mindestens 200 MWe bereitstellen. 

Arthur Höring
Redakteur

Du hast für deine Dissertation auch eine Software entwickelt, die sich der Optimierung von Produktionswegen zur Energiegewinnung aus Holz widmet. An welchen Anhaltspunkten orientiert sich diese Software?

Javier Parrilla-Martínez
Doktorand

Die Software BIOSPHERE ermöglichtdie Entscheidungsfindung darüber, über welche Akteur*innen und Prozesse stoffliche bzw. energetische Ressourcen umgewandelt werden dürfen bzw. sollten. Dieses Energie- und Stoffflussmodell optimiert das untersuchte System durch Minimierung der gesamten Ausgaben. Dazu enthält BIOSPHERE für jeden beliebigen Nutzungspfad – bestehend aus Versorgungskette und Umwandlungsanlage – eine mathematische Restriktion zur Gewährleistung von dessen Wirtschaftlichkeit. Dadurch werden unwirtschaftliche Investitionen für Anlagenbetreiber bzw. Anleger*innen vermieden.
Um diesen neuartigen Ansatz zu implementieren ist eine Reihe neuer Gleichungssysteme mit neuen Variablen erforderlich. Diese Variablen sind die virtual flows und stehen für die kleinsten unteilbaren Energieströme, die alle möglichen aufeinander folgenden Prozesse innerhalb eines Nutzungspfades sequenziell miteinander verbinden. Sie weisen neben der Energiemenge auch die Aufschlüsselung der realen Energieflüsse in ihre wesentlichen Bestandteile auf. Das heißt, diese virtual flows bestimmen genau, wer die Energie produziert, umwandelt und schließlich verbraucht. Sie werden dazu extrem wichtig bspw. im Management von intelligenten Netzwerken sein.

Arthur Höring
Redakteur

Diskussionen über die Nachhaltigkeit von Energiegewinnung haben inzwischen auch eine hohe gesellschaftliche Relevanz. Wie würdest du die Erkenntnisse deiner Promotion in Bezug auf diese Diskussion einordnen?

Javier Parrilla-Martínez
Doktorand

In Bezug auf die Höhe der Treibhausgase ist die bloße Stromerzeugung aus Holzressourcen ein nachhaltiger Prozess. Erstens besteht er in der thermischen Umwandlung eines kohlenstoffneutralen Brennstoffs. Dies bedeutet, dass so viel Kohlendioxid in die Atmosphäre emittiert wird, wie die Bäume für ihr Wachstum aus der Luft aufnehmen. Zweitens bleibt die Entstehung von Stickoxiden dank der niedrigen Betriebstemperaturen in Wirbelschichtanlagen auf ein Minimum reduziert. Durch geeignete Gasreinigungsmethoden – besonders bei großen Kraftwerken – kann dieses Minimum auch kosteneffizient entfernt werden.
Andere Schadstoffemissionen wie Feinstaub, Asche oder Ruß kommen zwar in geringem Maße vor, sollten aber ebenfalls eliminiert bzw. reduziert werden. Wichtig wäre auch die Senkung der Emissionen entlang der gesamten Versorgungskette von der Ernte über die Verdichtung bis hin zum Transport – möglicherweise sogar durch ihre Elektrifizierung, insbesondere für Werk- und Fahrzeuge. Letztendlich könnten die Holzpotenziale in Baden-Württemberg klimaneutral bis zu 4% des Bruttostromverbrauchs ausmachen.                                                                                                                                                   

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Javier Parrilla-Martínez
Auf einen?
du

Na klar, sehr gerne.