BOKU - Universität für Bodenkultur Wien - Forschungsinformationssystem
Gewählte Dissertation:
Christian Kanzian
(2017):
Towards eco-efficient design of regional forest energy supply networks using mathematical optimization methods.
Dissertation - Institut für Forsttechnik (FT),
BOKU-Universität für Bodenkultur,
pp 162.
UB BOKU
obvsg
- Abstract:
- Zur Reduktion der Treibhausgase hat sich die EU ambitionierte Ziele gesetzt, wobei Energieholz (EH) als eine wichtige Quelle für die Produktion von erneuerbarer Energie gesehen wird. Die Versorgung mit EH stellt aber eine Herausforderung aufgrund von hohen Bereitstellungskosten, schnell steigendem Bedarf und einer heterogenen Eigentümer-, Unternehmer- und Energieproduzentenstruktur dar. Unter Berücksichtigung von (1) Bedarf, (2) Potential, (3) Lagern, (4) Versorgungsketten, (5) Beschaffungsstrategien und (6) räumlichen Daten wurden gemischt linear ganzzahlige Optimierungsmodelle formuliert und für verschiedene Regionen gelöst, um optimale Einzugsgebiete, Transportdistanzen und Angebotskurven zu berechnen. Ein multikriterielles Optimierungsproblem (MOP) wurde entwickelt, um den Zielkonflikt zwischen Maximierung des Deckungsbeitrags und Minimierung der Emissionen zu analysieren. Das MOP entscheidet über Hackort, Transportmodus, Mengen und genutzte Lagerstandorte. Die gewichtete Summen Methode diente zur Lösung für ein größeres Netzwerk bestehend aus 10.000 Quellen, 356 Lager, 119 Frachtenbahnhöfen und 228 Heizwerken. Beim Bestreben die Emissionen zu reduzieren, sollen 30% des EH als Hackgut von Lagern und mehr als 50% direkt als Hackgut vom Forst geliefert werden, wobei Emissionen von 24,3 kg/t und ein Deckungsbeitrag von 3,0 EUR/t zu erwarten sind. Wird das Gewicht auf Deckungsbeitragsmaximierung gelegt nehmen die Emissionen nur um 4,5% zu, aber der Deckungsbeitrag verdoppelt sich von 3,0 auf 7,4 EUR/t. Mit dem MOP wurde der Einfluss des Wassergehaltes (WG) auf den Deckungsbeitrag, Bedarf und Emissionen untersucht. Eine Abnahme des WG von 40 auf 30% steigert den Deckungsbeitrag von 5,1 auf 12,0 EUR/t. Wie erwartet sinken die Emissionen mit sinkendem WG. Der Effekt ist aber weniger stark ausgeprägt im Vergleich zum Deckungsbeitrag und 10% Abnahme sparen ca. 4% an Emissionen.
- Betreuer: Stampfer Karl
- 1. Berater: Gronalt Manfred
- 2. Berater: Sterba Hubert