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A comparative analysis of low-CO2 steam generation technologies

Waris Ziarkash, Sven Bünning, Astrid Bensmann*, Egbert Baake, Richard Hanke-Rauschenbach

*Korrespondierende*r Autor*in für diese Arbeit

Publikation: Beitrag in FachzeitschriftLetterForschungPeer-Review

Abstract

Considering Europe's imperative to reduce CO2 emissions under the Paris Climate Agreement, there is an urgent need to transition to low-CO2 steam generation in industrial processes. Since steam generation is a major contributor to carbon emissions. This paper presents a comparative analysis across various steam generation technologies, including heat pumps, biogas, biomethane, geothermal, and solar thermal solutions. Employing a multidimensional approach, the study assesses key performance indicators such as steam generation cost, CO2 emissions, CO2 abatement costs, and energy demand to unveil viable alternatives to current fossil-based technologies. The findings identify a clear path for transitioning to low-CO2 steam generation within industrial processes, emphasizing the exploration of high-temperature renewable heat sources, followed by electrification and energy carrier substitution approaches. High-temperature renewable heat sources offer the advantage of achieving an 80–90% reduction in CO2 emissions, with the potential for net cost savings at current CO2 pricing. Addressing challenges associated with each steam generation technology is pivotal to finding the perfect fit for each industrial process and ensuring a successful transition to low-CO2 steam generation.

OriginalspracheEnglisch
Aufsatznummer101013
Seitenumfang21
FachzeitschriftEnergy Conversion and Management: X
Jahrgang26
Elektronisch veröffentlicht (E-Pub)14 Apr. 2025
DOIs
PublikationsstatusVeröffentlicht - Apr. 2025

UN-Ziele für nachhaltige Entwicklung (SDGs)

2015 einigten sich die UN-Mitgliedstaaten auf 17 globale Ziele für nachhaltige Entwicklung (Sustainable Development Goals, SDGs) zur Beendigung von Armut, zum Schutz des Planeten und zur Förderung des allgemeinen Wohlstands. Hiermit leisten wir einen Beitrag zu folgendem/n Ziel(en) für nachhaltige Entwicklung (SDGs):

  1. SDG 7 - Erschwingliche und saubere Energie
    SDG 7 Erschwingliche und saubere Energie
  2. SDG 13 - Klimaschutzmaßnahmen
    SDG 13 Klimaschutzmaßnahmen

ASJC Scopus Sachgebiete

  • Erneuerbare Energien, Nachhaltigkeit und Umwelt
  • Kernenergie und Kernkraftwerkstechnik
  • Feuerungstechnik
  • Energieanlagenbau und Kraftwerkstechnik

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