Project

Discipline

scheduling; waste management; design; material recovery; systems analysis; energy efficiency; sustainability assessment; planning

Lead
Der Energiebedarf des Industriesektors entspricht in etwa 20% des schweizerischen Gesamtbedarfs. Somit liegt die Industrie an dritter Stelle nach dem Transportwesen und den Haushalten (ca. 35% resp. 30% Bedarf). Die Reduktion des Energie- und Ressourcenverbrauch in der Industrie wäre daher sehr erstrebenswert. Waste-to-Entergy(WtE)-Technologien bieten heute vielfältige Möglichkeiten, die Energieeffizienz von Unternehmen zu verbessern. So kann z.B. sowohl die Wärmerückgewinnung, wie auch die elektrische Effizienz gesteigert und zeitgleich Emissionen und der Energiebedarf aus fossilen Ressourcen reduziert werden.
Lay summary
Da in der Schweiz wenige industrielle Unternehmen für einen Großteil des Energieverbrauchs zuständig sind, lohnt es sich die schweizweiten Anlagebetriebe und Wechselwirkungen von industriellen Netzen zu optimieren, um eine höhere Gesamtenergieeffizienz durch die maximale Nutzung der im Abfall enthaltenen Energie zu erzielen. Darüber hinaus sollten die Energieeinsparungen durch die Verwendung von Sekundärmaterialien und durch die Substitution von Primärproduktion ebenfalls berücksichtigt werden. Das Ziel dieses Forschungsprojekts ist die Bereitstellung und Anwendung praktischer Instrumente zur Erleichterung der Entscheidungsfindung im industriellen WtE Management und für Ressourcenrückgewinnungssysteme. Schlüsselkriterium ist  das Erfüllen der Anforderungen für die erzeugten Abfallströme auf Basis der relevanten Kapazitäten unter technischen, logistischen und regulatorischen Rahmenbedingungen. Die in diesem Projekt entwickelten Strategien werden von vier Industriefallstudien, die in Zusammenarbeit mit der Industrie durchgeführt werden, getestet. Insgesamt zielt dieses Projekt darauf, den Primärenergieverbrauch in der Industrie zu reduzieren und die Effizienz der Verwendung von Abfällen als Sekundärenergie und Materialquelle zu maximieren.

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Last update: 29.10.2014

Active participation

Self-organised

Title	Year

Number	Title	Start	Funding scheme

The energy demand of the industrial sector represents about 20% of the total demand in Switzerland, the third in importance after transports and households (approximately 35% and 30%, respectively). This fact taken together with the comparatively limited number of actors or sites hence makes efforts devoted to increase energy efficiency and to reduce energy and resource consumption in industry a high priority. In this sense, industrial waste-to-energy (WtE) technologies can increase heat recovery and electric efficiency, reducing overall emissions and fossil energy demand. Moreover, industrial waste treatment plants or co-processing units typically have dynamic import/export portfolios due to exchanges with other industrial facilities. Therefore, there is a need to optimise the plant operation as well as the system-wide interactions of industrial networks to ensure high overall energy efficiency by making maximal use of the energy contained in waste. In addition, the energy savings that can be realised through the use of secondary materials and substitution of primary production from a life cycle perspective should also be considered.The goal of this research project is to provide and apply practical tools for facilitating the decision-making in industrial WtE management and resource recovery systems. Key criteria concern fulfilling treatment requirements for the generated waste streams based on the relevant treatment capacities under technical, logistical, and regulatory constraints, and to improve the overall flexibility to deal with operational uncertainty.Systematic modelling and optimization are the two main approaches used in this work for tackling the waste management and plant integration problems. Systematic modelling pursues the adequate representation of the elements comprised in industrial waste management and resource recovery systems, whereas optimization-based techniques aim at the application of algorithms for solving the posed problems to obtain optimal solutions under relevant constraints. The resulting strategies will be tested on four industrial case studies, which will be conducted in collaboration with the industry. Overall, this project aims to the reduction of primary energy consumption in the industrial sector by maximizing the efficiency of using waste as secondary energy and material source and, in this way, to contribute to the realisation of the energy reduction targets of the “Energy Strategy 2050”.