September: María Isabel Roldán Serrano
María Isabel Roldán Serrano ist Projektleiterin am Institut für CO2-arme Industrieprozesse des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt. Sie promovierte am Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT-PSA) im Bereich Design von Hochtemperatur-Solar-Reaktoren mit Hilfe von CFD Simulationen. Anschließend war sie als Senior Simulation Ingenieur für die Robert Bosch Automotive Steering GmbH tätig und wechselte im Jahr 2020 als Projektleiterin ans Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt. Wir haben im Interview mit Mabel über ihre Forschung und ihre Motivation gesprochen.
Interview:
Woran arbeitest du gerade?
María Isabel Roldán Serrano: Derzeit bin ich als Teilprojektleiterin im Rahmen des europäischen Projekts "SINNOGENES" an der Analyse und Integration eines optimalen Dekarbonisierungskonzepts in Sanddornverarbeitungsanlagen beteiligt. Zu diesem Zweck entwickelt unser Team ein Optimierungstool, das Design und Betrieb miteinander verbindet, um die am besten geeignete Konfiguration für die Dekarbonisierung des ausgewählten industriellen Prozesses durch die Integration von erneuerbaren Quellen, Energieumwandlungskomponenten und Speichersystemen auszuwählen. Im Rahmen des Projekts sind 6 Demonstrationsanlagen für die Integration von Speichersystemen in verschiedenen Umgebungen und Bedarfsbereichen geplant und ich koordiniere die Aktivitäten im Zusammenhang mit der Demonstrationsanlage in Herzberg, Brandenburg, für die industrielle Dekarbonisierung der Firma Sanddorn GmbH.
Außerdem leite ich das interne Projekt "Coal Phase out Atlas", in dem verschiedene DLR-Institute wie das Institut für Vernetzte Energiesysteme, das Institut für Technische Thermodynamik, das Institut für Solarforschung und das Institut für CO2-arme Industrieprozesse zusammenarbeiten, um die technisch-ökonomische und ökologische Bewertung der Umwandlung bestehender Kohlekraftwerke weltweit in Wärmespeicherkraftwerke vorzunehmen.
Was treibt dich persönlich an?
María Isabel Roldán Serrano: Seit meinem Abschluss in Chemieingenieurwesen ist meine Hauptmotivation die Entwicklung nachhaltiger und umweltfreundlicher Industrieprozesse, um einen Beitrag zur Energiewende hin zu einem auf erneuerbaren Quellen basierenden Modell zu leisten. Meine weitere akademische Ausbildung und meine beruflichen Erfahrungen haben sich auf dieses Ziel konzentriert.
Welche Herausforderungen siehst du für dich in der nächsten Zeit?
María Isabel Roldán Serrano: Die Auswahl eines optimalen Dekarbonisierungskonzepts muss auf die Minimierung der Investitions- und Betriebskosten sowie auf die Reduzierung der CO2-Emissionen ausgerichtet sein. Die techno-ökonomische und ökologische Analyse neuer Konzepte ist ein wichtiger Aspekt, der in jeder Studie berücksichtigt werden muss. Daher setze ich ein neues Tool ein, das im Rahmen einer Zusammenarbeit zwischen verschiedenen DLR-Instituten entwickelt wurde, um die wirtschaftliche Analyse in das Prozessdesign zu integrieren.
Darüber hinaus starte ich nationale und internationale Kooperationen zur Entwicklung neuer Projektideen, die auf der Anwendung und Verbesserung der in unserer Gruppe entwickelten Methoden und Werkzeuge basieren und die Auswahl eines optimalen Dekarbonisierungskonzepts für industrielle Prozesse ermöglichen.
Was würdest du dir für deine Forschung in Zukunft wünschen?
María Isabel Roldán Serrano: Die Dekarbonisierung von Industrieprozessen und die Stromerzeugung erfordern eine Sensibilisierung der regionalen Gemeinschaften für die Möglichkeiten, die lokale erneuerbare Quellen bieten. Zu diesem Zweck ist es wichtig, Finanzinstrumente für kleine und mittlere Unternehmen zu fördern, die ihnen die Zusammenarbeit mit Forschungsinstituten sowie die Entwicklung und Integration von Demonstrationsanlagen ermöglichen. So können sie neuste Technologien anwenden und ihren Business-Case testen.
Wo siehst du deine Disziplin in 5-10 Jahren?
María Isabel Roldán Serrano: Für die Erreichung des europäischen Ziels der Klimaneutralität bis 2050 ist die Dekarbonisierung von Industrieprozessen und der Stromerzeugung von zentraler Bedeutung, da der Industriesektor für etwa 20 % der Treibhausgasemissionen in Deutschland verantwortlich ist. Daher wird die Entwicklung effizienter Methoden, die auf die Auswahl optimaler Dekarbonisierungskonzepte je nach Standort der Industrieanlage mit Abwärmenutzung abzielen, an Bedeutung gewinnen. Diese Methoden müssen verschiedene Modellierungsebenen und angepasste Optimierungsalgorithmen umfassen, die eine detaillierte Analyse mehrerer Konfigurationen ermöglichen und die Rechenzeit minimieren.
Da diese Konzepte auf der Integration verschiedener erneuerbarer Quellen, Energieumwandlungskomponenten und Speichertechnologien beruhen, ist außerdem eine angepasste intelligente Steuerung für einen kurzfristigen Zeithorizont erforderlich. Zu diesem Zweck ist die Entwicklung von KI-Modellen, die mit Echtzeitdaten trainiert werden, eine wichtige Voraussetzung für die Optimierung des Systembetriebs und die Minimierung des Prozessenergiebedarfs. Daher werden fortschrittliche Modellierungsmethoden generell den Zeit- und Kostenaufwand für die Dekarbonisierung von Industrieprozessen verringern.
ORCID: 0000-0002-0663-6048