Beschreibung
P 844 – Methodenentwicklung und Leitfadenerstellung für die Bewertung der Nachhaltigkeit stählerner Konstruktionen für Erneuerbare Energien
Ziel des Forschungsprojektes war einerseits die Entwicklung einer Nachhaltigkeitsbewertungsmethode für Stahlkonstruktionen von Anlagen zur Erzeugung regenerativer Energien, die den Ansprüchen der Anlagen-, Energie- und Bautechnik entspricht. Andererseits beinhaltete die Zielstellung die Erarbeitung von Kriterien und Indikatoren in den relevanten Kategorien der Nachhaltigkeit für regenerative Energiequellen und die Bereitstellung eines Leitfadens, um eine Nachhaltigkeitsbewertung anhand der entwickelten Methode zu ermöglichen.
Dafür wurden zu Beginn die Anlagen-, Energie- und Bautechniken der fünf regenerativen Energiequellen Wind, Biomasse, Sonne, Wasser und Geothermie ermittelt und zusammengestellt. Für jede dieser Technologien wurde die aktuelle und zukünftige Situation für Deutschland bewertet und in Zusammenhang mit eingesetzten und potentiellen Stahltonnagen der jeweiligen Technologien betrachtet. Daraus wurden die für Deutschland interessanten Leittechnologien Windenergieanlagen an Land (onshore) und auf hoher See (offshore) sowie Biogasanlagen abgeleitet und in Abstimmung mit dem projektbegleitenden Ausschuss als Fokus des Projektes festgelegt.
Erstellte Material- und Stoffströme für diese Technologien dienten als Basis für die Entwicklung der Nachhaltigkeitsbewertungsmethode. In Anlehnung an bereits bestehende und bewährte Bewertungsmethoden aus dem Hochbau wurden die fünf Nachhaltigkeitskategorien Ökologie, Ökonomie, Soziologie, Technik und Prozess definiert. Für die jeweiligen Kategorien wurden aus dem Hochbau übertragbare Kriterien identifiziert und ergänzt durch weitere in der Stahlbranche und der Erneuerbaren Energien Branche verbreitete Kriterien und Indikatoren. Aus diesen insgesamt über 200 Kriterien, zusammengestellt in einem Kriterienkatalog, wurden 35 Kriterien als maßgebende Kriterien für stählerne Konstruktionen Erneuerbarer Energien identifiziert. Für jedes Kriterium wurde ein Steckbrief, bestehend aus Definition, Zugehörigkeit zur Nachhaltigkeitskategorie und Datenerhebung, erstellt. Die entwickelte Bewertungsmethode ermöglicht es für jede Nachhaltigkeitskategorie die einzelnen Ergebnisse der Kriterien in einem Polardiagramm pro Kategorie zu betrachten und zu analysieren.
Um eine einfache Anwendung der entwickelten Nachhaltigkeitsbewertungsmethode zu ermöglichen, wurde zusätzlich zu den Steckbriefen und Methodenbeschreibungen, ein Anwendertool entwickelt. Mit Hilfe einer leicht zu bedienenden Eingabeoberfläche wird dem späteren Anwender damit ein Hilfsmittel zur schnellen und übersichtlichen Ermittlung der Nachhaltigkeit der betrachteten stählernen Struktur gestellt. Weiterhin ist mit Hilfe des Anwendertools ein Vergleich unterschiedlicher Konstruktionsvarianten möglich, sodass nicht nur die nachhaltigste Konstruktion ermittelt, sondern auch Optimierungspotential herausgefiltert werden kann. Durchgeführte Nachhaltigkeitsbewertungen für Beispiel-Anwendungen geben eine weitere Hilfestellung für die Anwendung.
Das IGF-Vorhaben 16599 N der Forschungsvereinigung Stahlanwendung e.V., Düsseldorf, wurde überdie AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert. Das Vorhaben wurde an der Gottfried Wilhelm Leibniz Universität Hannover vom Institut für Stahlbau, an der Ruhr-Universität Bochum vom Lehrstuhl für Energiesysteme und Energiewirtschaft und an der Universität Duisburg-Essen vom Institut für Metall- und Leichtbau durchgeführt.
Autoren:
P. Schaumann, A. Bechtel, R. Eichstädt, H. J. Wagner, C. Baack, J. Lohmann, N. Stranghöner, J. Berg, A. Gorbachov
Veröffentlichung:
2016
