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Comparative LCA of storage concepts for full electric car ferries in Norway

Vergleichende Ökobilanz von Speicherstystemen für vollelektrische Autofähren in Norwegen

  • In times of global climate change, it is increasingly important to investigate emissions and resource consumption of all machines and, if possible, to improve them. This includes within the transport sector car ferries. In order to reduce the environmental impacts of car ferries, the electrification has penetrated into this sector, which has led to the world's first fully electric car ferry. One of the most important components to operate this ferry is the energy storage. Not only the battery storage of the ferry itself is needed, but also an onshore battery storage system is needed to support the electrical grid. The present study examines how storage technologies and concepts can impact the environment considering the world's first all-electric car ferry, MF Ampere, which operates in Norway. To examine this, the current onshore battery storage system is compared to a concrete sphere storage system. For this purpose, data from the first test run of this new storage technology, which was successfully carried out by the Fraunhofer Institute in 2016, is considered. Subsequently, a life cycle assessment of the two storage systems is carried out to compare the environmental impacts. The concrete sphere storage system performs better for 15 of 17 impact categories compared to the existing onshore battery storage system. Depending on the impact category the impact reduction is about 2% to 8%. Nevertheless, it is difficult to estimate how long the useful life and how good the efficiency of the concrete ball storage will be, since no system of this size has been tested yet. Also, the costs of the concrete sphere storage system have not been considered.
  • In Zeiten des globalen Klimawandels wird es immer wichtiger, die Emissionen und den Ressourcenverbrauch aller Maschinen zu untersuchen und, wenn möglich, zu verbessern. Dazu gehören auch Autofähren innerhalb des Transportsektors. Um die Umweltbelastung durch Autofähren zu reduzieren, ist die Elektrifizierung auch in diesen Sektor vorgedrungen. Dies hat zur weltweit ersten vollelektrischen Autofähre geführt. Eine der wichtigsten Komponenten, um diese Fähren zu betreiben, ist der Energiespeicher. Nicht nur der Batteriespeicher der Fähre selbst wird benötigt, sondern auch ein Batteriespeichersystem, das an Land installiert ist und zur Unterstützung des Stromnetzes gebraucht wird. Die vorliegende Arbeit untersucht, wie sich Speichertechnologien und -konzepte auf die Umwelt auswirken können, wenn man die in Norwegen operierende erste vollelektrische Autofähre der Welt, MF Ampere, betrachtet. Um dies zu untersuchen, wird das aktuelle Land-Batteriespeichersystem mit einem Betonkugelspeichersystem verglichen. Zu diesem Zweck werden Daten aus dem ersten Testlauf des Betonkugelspeichersystems berücksichtigt, der 2016 vom Fraunhofer-Institut erfolgreich durchgeführt wurde. Anschließend wird eine Ökobilanz der beiden Speichersysteme durchgeführt, um die Umweltauswirkungen zu vergleichen. Das Ergebnis dieser Ökobilanz ist, dass das Betonkugelspeichersystem für 15 von 17 Wirkungskategorien besser als das vorhandene Land-Batteriespeichersystem ist. Abhängig von der Wirkungskategorie beträgt die Reduzierung der Auswirkungen etwa 2% bis 8%. Dies ist größtenteils auf den Ressourcenverbrauch in der Bauphase der beiden Systeme zurückzuführen, da die Ressourcen für die Batterien deutlich Umweltschädlicher sind. Es ist jedoch schwierig die Nutzungsdauer und die Effizienz des Betonkugelspeichers abzuschätzen, da noch kein System dieser Größe getestet wurde. Auch die Kosten für das Betonkugelspeichersystem wurden nicht berücksichtigt.

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Metadaten
Verfasserangaben:Sven Jona
DOI:https://doi.org/10.25924/opus-2772
Betreuer:Bernhard Fäßler
Dokumentart:Masterarbeit
Sprache:Englisch
Erscheinungsjahr:2018
Veröffentlichende Institution:FH Vorarlberg
Titel verleihende Institution:FH Vorarlberg
Datum der Freischaltung:11.12.2019
Freies Schlagwort / Tag:car ferry; concrete sphere; life cycle assessment; storage system
Seitenanzahl:IX, 63
DDC-Sachgruppen:600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / 600 Technik
Open Access?:ja
Studiengänge:Energietechnik und Energiewirtschaft
Lizenz (Deutsch):License LogoUrhG - The Austrian Copyright Act applies - Es gilt das österr. Urheberrechtsgesetz