Martin Kaltschmitt – författare

Powerfuels are the subject of intense and often contentious current discussions within industry, research, politics, as well as the overall society. These discussions primarily revolve around the practical and technical feasibility of power-to-X processes and applications, their economic viability, the respective environmental benefits, the contribution to climate protection as well as the social acceptability. Thus, the primary aim of this book is to provide a comprehensive overview of various aspects, diverse considerations, and different perspectives regarding the future role and utilization of power-to-X pathways on a global scale. This encompasses the challenge of sourcing necessary educts / feedstock options, their conversion into different products and product groups, exploring the possibilities of using these electricity-based fuels / hydrocarbons in various markets, and establishing suitable framework conditions for viable and sustainable markets in the years to come. These objectives are achieved through a collection of papers contributed by experts actively engaged in various fields related to power-to-X.

Dieses Standardwerk stellt die physikalisch-technischen Grundlagen und die Systemtechnik für Anlagen zur Nutzung regenerativer Energien zur Strom- und Wärmebereitstellung dar. Es bietet auch einen umfassenden Überblick über die Charakteristik des regenerativen Energieangebots. Zusätzlich werden Kennzahlen für eine ökonomische und ökologische Bewertung zugänglich gemacht und die Potenziale der regenerativen Energien und deren derzeitige Nutzung in Deutschland umfassend diskutiert. Im Einzelnen sind dies die

- passive Solarenergienutzung, - solarthermische Wärmebereitstellung und photovoltaische Stromerzeugung, - Stromerzeugung aus Windenergie und Wasserkraft, - Wärmebereitstellung aus Umgebungsluft und oberflächennaher Erdwärme, - Strom- und Wärmebereitstellung aus der Energie des tiefen Untergrunds.

Zusätzlich werden kursorisch die Möglichkeiten einer Nutzung der Meeresenergien und der solarthermischen Stromerzeugung dargestellt.

Für die4. Auflage wurde u. a. die photovoltaische Stromerzeugung vollständig aktualisiert, die passive und aktive Sonnenenergienutzung überarbeitet und der Stand der Nutzung des regenerativen Energieangebots an die jüngsten Entwicklungen angepasst.

Neben seiner Eignung für die Lehre bietet das Buch Entscheidungsträgern in Energiewirtschaft, Politik und Verwaltung sowie Wissenschaftlern und Beratern eine fundierte und verlässliche Wissensbasis.

Dieses Standardwerk beschreibt umfassend und detailliert die biologischen, physikalischen, chemischen und technischen Grundlagen einer Energiegewinnung aus Biomasse. Es werden die Möglichkeiten der Bereitstellung von Nutz- bzw. Endenergie aus organischen Stoffen sachlich und mit Hilfe aussagekräftiger Abbildungen dargestellt. Die Autoren gehen konkret ein auf die unterschiedlichen Biomasseressourcen und ihre Verfügbarmachung sowie auf deren thermo-chemische, physikalisch-chemische sowie bio-chemische Umwandlung in Sekundärenergieträger bzw. in End- oder Nutzenergie.

> Die 2. Auflage wurde vollständig überarbeitet und teilweise neu strukturiert. Hinzu gekommen sind u.a. folgende Themen: die Bereitstellung flüssiger und gasförmiger Biokraftstoffe über die thermo-chemische Biomasseumwandlung, die Torrefizierung fester Biomassen, die Optionen zur Hydrierung von Pflanzenölen und die Technik der Einspeisung von Biogas in Erdgasnetze. Das Buch bietet einen soliden und umfassenden Überblick nach dem Stand der Technik und informiert über Trends und neuere Entwicklungen. Es ist den Herausgebern gelungen, unter Mitarbeit einer Vielzahl kompetenter Fachleute ein solides Werk "aus einem Guss" zu erarbeiten.

> Es ist geeignet für Studierende, Anlagenbetreiber, Berater, Wissenschaftler und interessierte Laien.

Dieses Standardwerk stellt die physikalisch-technischen Grundlagen und die aktuelle Systemtechnik für Anlagen zur Nutzung regenerativer Energien zur Strom- und Wärmebereitstellung dar. Außerdem gibt es einen umfassenden Überblick über die Charakteristik des erneuerbaren Energieangebots. Ausgehend davon werden Kennzahlen für eine ökonomische und ökologische Bewertung zugänglich gemacht und die Potenziale der regenerativen Energien und deren derzeitige Nutzung in Deutschland diskutiert. Im Einzelnen werden die folgenden Optionen zur Nutzung des regenerativen Energieangebots aufgezeigt:

- passive Solarenergienutzung, - solarthermische Wärmebereitstellung,- photovoltaische und solarthermische Stromerzeugung (u. a. Solarfarm- und Solarturmkraftwerke), - Stromerzeugung aus Windenergie und Wasserkraft, - Wärmebereitstellung mithilfe von Wärmepumpen aus Umgebungsluft und oberflächennaher Erdwärme, - Strom- und Wärmebereitstellung aus der Energie des tiefen Untergrunds.

Zusätzlich werden kursorisch die Möglichkeiten einer Nutzung der Meeresenergien dargestellt. Nicht diskutiert wird dagegen die Energiegewinnung aus Biomasse.

Für die 5. Auflage wurden u. a. die photovoltaische Stromerzeugung vollständig aktualisiert, die passive und aktive solarthermische Wärmegewinnung umfassend überarbeitet, die Windkraftnutzung einschließlich der Offshore-Windstromerzeugung dem aktuellen Stand der Technik angepasst und die Möglichkeiten einer geothermischen Strom- und Wärmeerzeugung neu strukturiert dargestellt. Außerdem wurden die Grundlagen des regenerativen Energieangebots erweitert. 

Neben seiner Eignung für die universitäre und außeruniversitäre Lehre bietet das Buch Entscheidungsträgern in Energiewirtschaft, Politik, Verwaltung und Administration sowie Wissenschaftlern und Beratern eine fundierte, verlässliche und hochaktuelle Wissensbasis.

Die Bewahrung der natürlichen Umwelt auch für zukünftige Generationen hat in den letzten Jahrzehnten eine zunehmende gesellschaftliche Relevanz erlangt. Heute kann – zumindest in den westlichen Industriestaaten – kein aufwändiger Industriebetrieb errichtet und kein neues, komplexes Produkt auf den Markt gebracht werden, ohne dass die damit verbundenen Auswirkungen auf die Umwelt und den Menschen vertieft untersucht werden. Damit hat auch der Bedarf an Methoden und Ansätzen zugenommen, die jeweilige Umweltsituation systematisch und fair zu erheben, zu bilanzieren und zu bewerten.

Das vorliegende Buch stellt das dazu benötigte methodische Wissen zusammen und zeigt anschauliche Anwendungsbeispiele auf.

·       Die heute fast unüberschaubare Anzahl von Methoden und Ansätzen zur Umweltbewertung wird strukturiert hinsichtlich der grundlegenden Modellierungs- und Bewertungsansätze. Damit kann ein vertieftes Verständnis allgemeiner Prinzipien und Anwendungsfelder entwickelt werden.

·       Modellierungs- und Bewertungsansätze, die im Wesentlichen auf natur- und ingenieurwissenschaftlichen Grundlagen basieren, werden detailliert und mit Praxisbeispielen erläutert, um in die Anwendung der jeweiligen Umweltbewertungsmethoden einzuführen.

·       Weitergehende Konzepte und Ansätze mit eher gesellschaftswissenschaftlichem Kontext werden mit ihren Charakteristika und Zielsetzungen zusammenfassend vorgestellt und damit eine Orientierung über das gesamte Feld der Technikbewertung gegeben.

Damit werden insbesondere im Hinblick auf die ingenieurtechnische Anwendung die Werkzeuge dargestellt, mit denen Umweltauswirkungen von Produkten, Prozessen und Dienstleistungen erfasst, analysiert und bewertet werden können.

Dieser hier vorliegende erste Band des dreiteiligen Standardwerks zur Energiegewinnung aus Biomasse widmet sich der Biomassebereitstellung frei Konversionsanlage. Damit beinhaltet dieser Band die Grundlagen der Photosynthese und eine systematische Darstellung der potenziell energetisch nutzbaren biogenen Ressourcen aus der Forst- und Landwirtschaft; auch werden Rückstände, Nebenprodukte und Abfälle adressiert. Daran schließen sich die nächsten Schritte in den Versorgungs-/Bereitstellungsketten an (Biomasseproduktion, Ernte und mechanische Aufbereitung, Transport, Trocknung, Lagerung), die mit dem aktuellen Stand der Technik dargestellt werden. Final wird noch auf Algen als einer weiteren Biomasseressource eingegangen.

Die sich anschließenden Prozessschritte der bio-chemischen, der physikalisch-chemischen und der thermo-chemischen Konversion sind in weiteren zwei Bänden der Reihe „Energie aus Biomasse“ beschrieben.

Die drei Bücher dieser Reihe bieten einen umfassendenÜberblick der biologischen, physikalischen und chemischen Grundlagen einer Energiegewinnung aus Biomasse. Auch stellen sie den aktuellen Stand der jeweiligen Anlagentechnik bzw. der entsprechenden Konversionsverfahren dar. Den Herausgebern ist es gelungen, unter Mitarbeit einer Vielzahl kompetenter Fachleute aus dem deutschsprachigen Raum ein umfassendes Werk mit allen wesentlichen Möglichkeiten einer Energiegewinnung aus organischen Stoffen zu erarbeiten.                                                                          

Der hier vorliegende zweite Band des dreiteiligen Standardwerks zur Energiegewinnung aus Biomasse widmet sich der thermo-chemischen Konversion fester organischer Stoffe.

Damit beinhaltet dieser Band die Grundlagen zu den biogenen Festbrennstoffen und deren Eigenschaften sowie eine systematische Übersicht zu den Verfahren der thermo-chemischen Umwandlung inklusive direkter thermo-chemischer Umwandlung auf Basis rezenter Biomasse. Ebenfalls dargestellt werden die Gaserzeugung, die Pyrolyse, die hydrothermalen Verfahren und mögliche Synthesen zur Weiterverarbeitung.

Die Ressourcen und deren Bereitstellung sowie die Prozesse der bio-chemischen sowie der physikalisch-chemischen Konversion sind in den beiden anderen Bänden der Reihe „Energie aus Biomasse“ beschrieben.

Die drei Bücher dieser Reihe bieten einen umfassenden Überblick der biologischen, physikalischen und chemischen sowie technischen Grundlagen einer Energiegewinnung aus Biomasse. Auch stellen sie den aktuellen Stand der jeweiligen Anlagentechnik bzw. der entsprechenden Konversionsverfahren dar. Den Herausgebern ist es gelungen, unter Mitarbeit einer Vielzahl kompetenter Fachleute aus dem deutschsprachigen Raum ein umfassendes Werk mit allen wesentlichen Möglichkeiten einer Energiegewinnung aus organischen Stoffen zu erarbeiten.                                                                    

Der hier vorliegende dritte Band des dreiteiligen Standardwerks zur Energiegewinnung aus Biomasse widmet sich der bio-chemischen und der physikalisch-chemischen Konversion biogener Ausgangsstoffe.

Damit beinhaltet dieser Band Grundlagen zur stofflichen Klassifizierung von Biomasse (einschließlich funktionaler Gruppen), die Behandlung und den Aufschluss sowie Verfahren zur Umwandlung in flüssige bzw. gasförmige Energieträger und Basischemikalien; dabei liegt der Schwerpunkt der Darstellungen auf der Ethanolerzeugung, der Biogasgewinnung und der Pflanzenölherstellung und -weiterverarbeitung, da dies die Optionen sind, die global die größte Marktbedeutung haben.

Ressourcen und Bereitstellung sowie die Prozesse der thermo-chemischen Konversion werden im Band 1 und Band 2 der Reihe „Energie aus Biomasse“ beschrieben.

Die drei Bücher dieser Reihe bieten einen umfassenden Überblick der biologischen, physikalischen und chemischen sowie technischen Grundlagen einer Energiegewinnung aus Biomasse. Auch stellen sie den aktuellen Stand der jeweiligen Anlagentechnik bzw. der entsprechenden Konversionsverfahren dar. Den Herausgebern ist es gelungen, unter Mitarbeit einer Vielzahl kompetenter Fachleute aus dem deutschsprachigen Raum ein umfassendes Werk mit allen wesentlichen Möglichkeiten einer Energiegewinnung aus organischen Stoffen zu erarbeiten.

Die Herausgeber bieten eine Zusammenstellung der Nutzung des erneuerbaren Energieangebots in Deutschland im Jahr 2024. Zuerst ist die energiewirtschaftliche Gesamtsituation dargestellt und anschließend der aktuelle Stand der Nutzung der regenerativen Energien in Deutschland, einschließlich der wichtigsten Entwicklungen. Sowohl die Optionen zur primären Strom- und Wärmebereitstellung - einschließlich der Möglichkeiten einer KWK – als auch die Varianten einer Bereitstellung alternativer / erneuerbarer Kraftstoffe für den Verkehrssektor sind diskutiert. Darüber hinaus sind die Perspektiven marktbestimmender Technologien innerhalb der Sektoren Strom, Wärme und Mobilität analysiert. Das Buch bietet außerdem kurze Einblicke in das existierende und das potenziell zukünftige legale Regelwerk, die Integration der erneuerbaren Energien in unser Wirtschaftssystem sowie die sie determinierenden ökonomischen Rahmenbedingungen.

Dieses Standardwerk beschreibt umfassend und detailliert die biologischen, physikalischen, chemischen und technischen Grundlagen einer Energiegewinnung aus Biomasse. Es werden die Möglichkeiten der Bereitstellung von Nutz- bzw. Endenergie aus organischen Stoffen sachlich und mit Hilfe aussagekräftiger Abbildungen dargestellt. Die Autoren gehen konkret ein auf die unterschiedlichen Biomasseressourcen und ihre Verfügbarmachung sowie auf deren thermo-chemische, physikalisch-chemische sowie bio-chemische Umwandlung in Sekundärenergieträger bzw. in End- oder Nutzenergie.

> Die 2. Auflage wurde vollständig überarbeitet und teilweise neu strukturiert. Hinzu gekommen sind u.a. folgende Themen: die Bereitstellung flüssiger und gasförmiger Biokraftstoffe über die thermo-chemische Biomasseumwandlung, die Torrefizierung fester Biomassen, die Optionen zur Hydrierung von Pflanzenölen und die Technik der Einspeisung von Biogas in Erdgasnetze. Das Buch bietet einen soliden und umfassenden Überblick nach dem Stand der Technik und informiert über Trends und neuere Entwicklungen. Es ist den Herausgebern gelungen, unter Mitarbeit einer Vielzahl kompetenter Fachleute ein solides Werk "aus einem Guss" zu erarbeiten.

> Es ist geeignet für Studierende, Anlagenbetreiber, Berater, Wissenschaftler und interessierte Laien.