Das Projekt "Forschungscampus Mobility2Grid II: Effiziente und vernetzte Systeme für die klimaneutrale Stadt" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Siemens AG durchgeführt. Ziel der zweiten Förderphase ist die Forschung effizienter und vernetzter Systeme für klimaneutrale Städte. Hierzu werden integrierte Verkehrs- und Energiekonzepte entwickelt und getestet. Darauf aufbauend erfolgen Tests zur Skalierbarkeit in Transferarealen, um sie in breite Anwendung zu bringen. Ein wesentliches Ziel des Vorhabens ist dabei die Realisierung eines Gesamtansatzes durch intelligente und vernetzte Systeme unter Berücksichtigung aller beteiligten Akteure im urbanen Raum. Im Kern geht es um die Transformation der Mobilität und des Verkehrssystems im Einklang, bzw. unter Erzeugung von Synergien mit dem Energiesystems, der Entwicklung von Konzepten zur CO2-Reduktion im Verkehrssektor sowie die Reduktion der Luftschadstoffe im urbanen Raum. Dieser übergreifende, integrative Ansatz soll im Rahmen der II. Förderphase, ausgehend vom EUREF-Campus, in den urbanen Raum der Metropolregion Berlin skaliert werden. Dabei gilt es eine Übertragbarkeit der Ergebnisse zu gewährleisten. Das Forschungsprogramm des Forschungscampus Mobility2Grid und die darin angesiedelten Arbeiten werden insgesamt in folgenden Forschungskernen durchgeführt: Netzintegration, Automatisiertes Fahren und Laden, Elektrifizierung von Flotten und Depots, Neo-Mobilität und Transferareale. Das Siemens-Teilvorhaben fokussiert sich dabei vorrangig auf die Forschungsschwerpunkte 'Automatisiertes Fahren und Laden' und 'Neo-Mobilität'.
Das Projekt "CONTRAILS - Kondensstreifen im Klimasystem: KI für Parametrisierung, Datenassimilation und Vorhersage" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Deutscher Wetterdienst durchgeführt. Das CONTRAILS Projekt zielt darauf ab, moderne vertrauenswürdige KI-Methoden und physikalische Modelle zu entwickeln und miteinander zu verbinden, um die Identifikation, Charakterisierung, Datenassimilation und Vorhersage von Kondensstreifen zu verbessern. Es soll dazu ein besseres Verständnis des gesamten physikalischen Prozesses, der ihrer Entstehung zugrunde liegt, erreicht werden. Im Hinblick auf Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt würden die Ergebnisse dieses Projekts Instrumente zur Überwachung der Auswirkungen von Kondensstreifen auf das Klima und zur Information über künftige experimentelle Tests zur Optimierung von Flugbahnen durch die Verhinderung ihrer Entstehung liefern. Ziel des Vorhabens ist es, die Assimilation und Vorhersage von Kondensstreifen- und Zirrusbeobachtungen im Rahmen Numerischer Wettervorhersage (NWV) Systeme zu entwickeln. Wir nutzen das ICON-Modell und dessen ensemble-variationelle Datenassimilation. Das Projekt wird für die Hauptkunden des DWD direkt relevant sein. Das Vorhaben leistet einen Beitrag zu den drei Aufgaben 'KI für die Identifizierung und dynamische Vorhersage von Kondensstreifen', 'KI und physikalische Modelle für die Analyse von Kondensstreifen' und 'Modelle, Datenassimilation und Algorithmenvalidierung'. Die Identifikationsaufgabe zielt darauf ab, Bilder von bodengestützten Kameras und Satelliten im sichtbaren oder infraroten Bereich mit KI-Algorithmen zu verarbeiten, um Kondensstreifen zu identifizieren und ihre Entwicklung vorherzusagen. Es soll ein modularer Vorwärtsoperator für Kondensstreifen- und Zirrusbeobachtungen entwickelt werden, der auf einer Kombination aus (a) neuen KI-Algorithmen, (b) verbesserten physikalischen Parametrisierungen (auf der Grundlage klassischer und neuer neuronaler Netz-Ansätze) und (c) Strahlungstransferkomponenten basiert. Die Operatoren werden in das Vorhersagesystem integriert und an Fallstudien getestet.
Das Projekt "Teilvorhaben: Integriertes Test-Toolkit für Elektromobilität und intelligentes Lademanagementsystem" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Berlin, Institut für Quantitative Methoden und Wirtschaftsinformatik, Fachgebiet Agententechnologien in betrieblichen Anwendungen und der Telekommunikation (AOT), DAI-Labor durchgeführt. Ziel des Projekts EMoT ist es, ein zentrales System für das Monitoring und die Steigerung der Qualität von Ladevorgängen für Elektrofahrzeuge zu etablieren, um das Nutzererlebnis beim Laden nachhaltig zu verbessern. Durch die erweiterten Anforderungen und Ansprüche an den zukünftigen Ladevorgang, wie z.B. die vollautomatisierte Initiierung und Durchführung via Plug & Charge sowie der zukünftig notwendigen vollständigen Integration in das Energienetz, wird sich die Komplexität durch die Anzahl der Systeme in der Prozesskette weiter erhöhen. Das Projekt EMoT soll aufzeigen, durch welche Maßnahmen aktuelle und zukünftige Standards eingehalten werden können, um die Komplexität beherrschbar zu machen und wie durch die Gewährleistung von Kompatibilität und Interoperabilität die Investitionssicherheit etablierter Lösungen erhöht und sichergestellt werden kann. Das Teilvorhaben unterstützt die Projektziele und den Fortschritt des Testzentrums durch die Entwicklung eines Open-Source-Test-Toolkits, das Best-Practice-Implementierungen der wesentlichen Zugangs- und Kommunikationselemente für Ladevorgänge aufzeigt. Es wird als frei verfügbare Referenz für die Optimierung bestehender und zukünftiger Implementierungen zur Verfügung gestellt. Zum anderen wird ein intelligentes Laden entwickelt, welches die externe Steuerung von Ladevorgängen durch ein Energiemanagementsystem oder einen Verteilnetzbetreiber ermöglicht. Dazu untersucht das Teilvorhaben die Auswirkungen der Steuerung auf nachgelagerte Prozesse, um die Grundlagen für weitere Anwendungsfälle, Standards sowie Interoperabilitäts- und Kompatibilitätstests im Bereich des netzdienlichen Ladens zu schaffen. Das open source Test-Toolkit wird es den Stakeholdern des Testzentrums ermöglichen ihre Anwendungen auf Kompatibilität und Interoperabilität zu testen, indem wesentliche Komponenten der jeweils anderen Akteure als Referenzimplementierung und nutzerfreundlich bereitgestellt werden.
Das Projekt "Teilvorhaben: TU Berlin: Wissensplattform" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Berlin, Fachbereich Digitale Vernetzung von Gebäuden, Energieversorgungsanlagen und Nutzenden, HL45 durchgeführt. Eingebettet in die gesamte Begleitforschung EWB mit all seinen Modulen möchte das Projekt WenDE die Ergebnisse aus den Projekten zum Aspekt der Digitalisierung zusammenfassen und in den Kontext allgemeiner Entwicklungen im Bereich IKT stellen. Die Aspekte der Forschungsprojekte werden in einen Gesamtkontext gebracht und eigene Detailanalysen sowie Querauswertungen durchgeführt. Über die Querauswertung und den Austausch mit den zugehörigen Projekten zur Digitalisierung will das Vorhaben wichtige Ergebnisse identifizieren und bewerten, den Wissens- und Ergebnisaustausch fördern, Synergien aufdecken sowie für Forschung und Technologie wichtige Trends erkennen. Ziel ist es noch offene Effizienzpotentiale für die Erreichung der Klimaschutzziele über die Digitalisierung erschließbar zu machen und den ökologischen, ökonomischen und sozialverträglichen Einsatz der Digitalisierung in diesem Kontext aufzuzeigen und zu bewerten. Ein wichtiges Anliegen ist dem Vorhaben WeNDE, die Erkenntnisse aus den Projekten verständlich aufzubereiten, Daten verfügbar und Methoden anwendbar zu machen. Hierfür wird die EWB Wissensplattform als ein zentrales Werkzeug des Vorhabens aufgebaut, in der das Wissen zentral zusammengebracht und je nach Nutzergruppe unterschiedlich anwendbar gemacht wird: von der reinen visuellen Darstellung von Daten und den Auswirkungen von unterschiedlichen Rahmenbedingungen und Anwendung technologischer Entwicklungen, über die Verifizierung digitaler Werkzeuge bis hin zum Test und der Entwicklung neuer Ansätze. Mit Hilfe der EWB Wissensplattform sollen die Digitalisierungspotentiale für die Bereiche Gebäude und Quartiere aufgezeigt, der Transfer in die Praxis verbessert und die Plattform als Werkzeug zur Einbindung aller Forschungsprojekte und der relevanten Stakeholder in die Arbeit der Begleitforschung genutzt werden.
Das Projekt "Teilvorhaben: Datenschutz und -sicherheitsaspekte" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität der Künste Berlin, Zentralinstitut für Weiterbildung (ZIW) durchgeführt. Eingebettet in die gesamte Begleitforschung EWB mit all seinen Modulen möchte das Projekt WenDE die Ergebnisse aus den Projekten zum Aspekt der Digitalisierung zusammenfassen und in den Kontext allgemeiner Entwicklungen im Bereich IKT stellen. Die Aspekte der Forschungsprojekte werden in einen Gesamtkontext gebracht und eigene Detailanalysen sowie Querauswertungen durchgeführt. Über die Querauswertung und den Austausch mit den zugehörigen Projekten zur Digitalisierung will das Vorhaben wichtige Ergebnisse identifizieren und bewerten, den Wissens- und Ergebnisaustausch fördern, Synergien aufdecken sowie für Forschung und Technologie wichtige Trends erkennen. Ziel ist es noch offene Effizienzpotentiale für die Erreichung der Klimaschutzziele über die Digitalisierung erschließbar zu machen und den ökologischen, ökonomischen und sozialverträglichen Einsatz der Digitalisierung in diesem Kontext aufzuzeigen und zu bewerten. Ein wichtiges Anliegen ist dem Vorhaben WeNDE, die Erkenntnisse aus den Projekten verständlich aufzubereiten, Daten verfügbar und Methoden anwendbar zu machen. Hierfür wird die EWB Wissensplattform als ein zentrales Werkzeug des Vorhabens aufgebaut, in der das Wissen zentral zusammengebracht und je nach Nutzergruppe unterschiedlich anwendbar gemacht wird: von der reinen visuellen Darstellung von Daten und den Auswirkungen von unterschiedlichen Rahmenbedingungen und Anwendung technologischer Entwicklungen, über die Verifizierung digitaler Werkzeuge bis hin zum Test und der Entwicklung neuer Ansätze. Mit Hilfe der EWB Wissensplattform sollen die Digitalisierungspotentiale für die Bereiche Gebäude und Quartiere aufgezeigt, der Transfer in die Praxis verbessert und die Plattform als Werkzeug zur Einbindung aller Forschungsprojekte und der relevanten Stakeholder in die Arbeit der Begleitforschung genutzt werden.
Das Projekt "Vorhaben: Kinetik und Nutzung neuer Materialien für die Ozeanalkalinisierung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hamburg, Institut für Geographie durchgeführt. Das Projekt RETAKE untersucht Potenziale, Machbarkeit und Nebenwirkungen verschiedener Möglichkeiten der atmosphärischen CO2-Entnahme durch Alkalinitätserhöhung (AE). AE verringert die Aktivität von CO2 im Meerwasser, wodurch der Gasaustausch von CO2 aus der Atmosphäre in den Ozean verstärkt und die atmosphärische CO2 Konzentration verringert werden kann. Im Vorhaben werden eine Reihe mineralischer Alkalinitätsquellen hinsichtlich Lösungskinetik zur Produktion von Alkalinität untersucht. Methoden zur Herstellung alkalischer Lösungen zur Alkalinitätserhöhung (AE) werden getestet und verglichen. Dabei sollen zunächst geeignete Mineralien und Produkte der Stein und Zementindustrie für die AE identifiziert werden und deren Lösungskinetik in Meerwasser untersucht werden. Die Lösung unter offenen Meerwasserbedingungen wird simuliert und potentielle Saturationen ermittelt. Zudem wird untersucht, ob es effizienter ist, eine alkalische Lösung mit Reaktoren herzustellen, anstatt die Mineralien direkt in das Meerwasser zu geben. Eine Reaktorlösung würde auch die Verwendung von Silikatgesteinsprodukten ermöglichen, die sich nur langsam im Meerwasser auflösen würden. Der Reaktorenansatz wird sowohl mit Tischreaktoren als auch mit einem Reaktor auf Technikumsskala untersucht. Hierfür wird ein Alkalinitätsreaktor angefertigt, um die Hochskalierung des Ansatzes für eine spätere Anwendung zu testen. Neben der Analyse der technischen Umsetzung wird die theoretische Umsetzung und deren Konsequenzen für den Kohlenstoffspeicher Ozean analysiert. Basislösungsdaten von Mineralen können für weitere Assessments der Methode genutzt werden.
Das Projekt "Leitantrag; Vorhaben: Technische Umsetzung, Reaktionen des Ökosystems, Upscaling durch biogeochemische Modellierung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel (GEOMAR) durchgeführt. Durch den Klimawandel und die damit einhergehenden Ozeanerwärmung kommt es zu einer verstärkten Schichtung nahe der Oberfläche, wodurch die Zufuhr von nährstoffreichem Tiefenwasser zur sonnendurchfluteten Oberflächenschicht verringert und dadurch einen Rückgang der Produktivität des Ozeans verursacht wird, insbesondere in den niederen und mittleren Breiten (IPCC 2019). Forcierter Transport von nährstoffreichem Tiefenwasser in die Oberflächenschicht, sogenannter künstlicher Auftrieb, kann diesen Trend teilweise kompensieren. Während der Nutzen dieses Ansatzes für das marine Nahrungsnetz unbestritten ist, wird sein Potenzial zur Bindung von CO2 als vernachlässigbar angesehen. Jüngste Studien zum künstlichen Auftrieb zeigen jedoch ein weit höheres Potenzial zur CO2-Bindung als bisher angenommen. Test-ArtUp zielt darauf ab, in einem einzigartigen transdisziplinären Ansatz den Einsatz von künstlichem Auftrieb zum Zweck der CO2-Entfernung im Hinblick auf seine technische Anwendung und Optimierung, seine Kapazität zur zusätzlichen CO2-Aufnahme und Langzeitspeicherung, die damit verbundenen Umweltrisiken und ökologischen Nebeneffekte, seine Wirtschaftlichkeit im Sinne einer Kosten-Nutzen-Abwägung sowie die rechtlichen Beschränkungen und Governance-Anforderungen zu untersuchen. Der Erkenntnistransfer erfolgt in einem bilateralen Stakeholder-Dialog, der durch eine Stakeholder-Referenzgruppe moderiert wird, sowie durch gezielte Kommunikations- und Verbreitungskanäle mit ausgewählten Zielgruppen, denen gruppenspezifische Materialien und Informationen angeboten werden. Die Ergebnisse von Test-ArtUp werden zusammengefasst, um wissensbasierte Empfehlungen für die mögliche Implementierung von künstlichem Auftrieb zur CO2-Entfernung zu geben und zur Entwicklung einer Marine Carbon Roadmap in Übereinstimmung mit den UN-Zielen für nachhaltige Entwicklung beizutragen, insbesondere SDG 2 (Kein Hunger), SDG 13 (Klimaschutz) und SDG 14 (Leben unter Wasser).
Das Projekt "Teilprojekt: Akzeptanz von Geofencing-Anwendungen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Dresden, Institut für Verkehrsplanung und Straßenverkehr, Professur für Verkehrspsychologie durchgeführt. GeoSence arbeitet an Geofencing-Lösungen v.a. für den motorisierten Verkehr zur Verbesserung des Verkehrsflusses, der Verkehrssicherheit und der Umweltqualität in städtischen Regionen. Um diese Ziele zu erreichen, besteht die zentrale Aufgabe des Projekts darin, städtische Geofencing-Anwendungen zu entwerfen, zu testen und zu evaluieren, um Vorschläge für neue Wege zum erfolgreichen Einsatz von Geofencing-Technologien abzuleiten. Eine Herausforderung solcher Technologien stellt deren (geringe) Akzeptanz z.B. bei Nutzern, Anwohnern oder des städtischen Handels dar. Aufgabe der TUD ist, die Akzeptanz verschiedener Geofencing-Anwendungen empirisch zu untersuchen. Darüber hinaus sollen konkrete Empfehlungen zur Erhöhung der Akzeptanz und Wirksamkeit dieser Lösungen abgeleitet werden, um die Einführungswahrscheinlichkeit dieser Maßnahmen zu erhöhen.
Das Projekt "Vorhaben: Ganzheitliche Optimierung von Batterieanwendungen auf Kreuzfahrtschiffen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Carnival Maritime GmbH durchgeführt. Carnival wird diesjährig auf der AIDAperla das bislang größte Batteriesystem in der Passagierschifffahrt installieren. Mit einer Kapazität von 10 MWh werden Häfen emissionsfrei angelaufen und der Verbrauch fossiler Kraftstoffe reduziert. Die Projektziele sollen eine erfolgreiche Umsetzung des Leuchtturmprojektes ermöglichen und eine positive Strahlwirkung unternehmensintern und auf den gesamten Industriesektor erzeugen. Die verfolgten Ziele sind im Einzelnen: - Die finanzielle Dimension des Projektes macht es essentiell die Lebensdauer der Batterie zu maximieren. Hierfür wird Carnival softwarebasierte Strategien identifizieren und testen. - Das Schiff wird im null-emissions- Manöverbetrieb ausschließlich durch die Batterien versorgt. Um die Schiffsicherheit zu gewährleisten, möchte Carnival die Anwendung von daten- und softwarebasierten Technologien zur Ermittlung der verfügbaren Restenergiemenge testen. - Um das Emissionsminderungspotential der Batterie voll ausschöpfen zu können muss: (i) Zum einen die Reichweite der Batterie verlässlich abgeschätzt werden können, um beim Anlegemanöver einen emissionsreichen Kaltstart der Motoren zu vermeiden. (ii) Der Umschaltvorgang vom Batteriebetrieb auf eine Landstromversorgung möglichst schnell erfolgen. Ansonsten steht ein Großteil der Batteriekapazität nicht mehr dem Zweck zur Verfügung: Möglichst früh vor dem Hafen in den null-Emissionsbetrieb umzuschalten. - Der Eingriff in das Bordkraftwerk und sein Automationssystem im laufenden Betrieb des Schiffes erfordert es Fehler noch vor der Installation zu erkennen und zu vermeiden. Dies soll durch eine simulierte Testumgebung für Hardware und Automationssystem erreicht werden. - Durch ein 'Life Cycle Assessment' soll eine objektive Bewertung des Umwelttechnischen Nutzens untersucht und möglichst belegt werden. Innerhalb des Konsortiums stellt Carnival den Versuchsträger, die Datenquelle sowie das Referenzsystem für die Konsortialpartner und die eigenen Untersuchungen.
Das Projekt "Teilvorhaben: Erprobung und Optimierung von neuen und verbesserten Oxyfuel Brenner- und Kalzinatortechnologien im Labor- und Pilotmasßstab" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Stuttgart, Institut für Feuerungs- und Kraftwerkstechnik durchgeführt. Ac2OCem ist ein Forschungsvorhaben von 11 Partnern aus 5 europäischen Ländern. Ziel des Projekts ist es, einen Beitrag zur Dekarbonisierung in Europa zu leisten, indem die Oxyfuel-Technologie in der Zementindustrie als kostengünstige Lösung zur CO2-Abscheidung integriert wird. Dabei werden Potenziale zur Steigerung der Energie- und Kosteneffizienz von nachgerüsteten oxyfuel Zementwerken der 1. Generation betrachtet. Darüber hinaus soll ein grundlegend neues Konzept für neu errichtete oxyfuel Zementwerke ohne CO2 Rezirkulierung entwickelt und bewertet werden. Zudem wird die Möglichkeit zur Realisierung eines Konzepts zur Nutzung höherer Anteile alternativer Brennstoffe (bis zu 100%) unter oxyfuel Bedingungen untersucht. Das Erreichen der Ziele wird durch experimentelle Untersuchungen, Demonstrationen im Pilot- und technischen Maßstab sowie umfassende Prozesssimulationen der Schlüsselkonzepte erarbeitet. Die Simulationen zielen auf die Optimierung der Effizienz und die Reduzierung der Kosten zukünftiger oxyfuel Zementwerke. Es werden Prototypen gebaut und experimentelle Tests im Pilot- sowie technischen Maßstab durchgeführt, um den Entwicklungsstand von Komponenten und Prozessen voranzubringen und die Umsetzung der oxyfuel Anwendung in Zementwerken zu beschleunigen. Die spezifischen Ziele von sind folgende: -Vermeidung von CO2 Emissionen im Hinblick auf das EU 2020 Ziel -Reduzierung von CAPEX und OPEX eines neu errichteten oxyfuel Zementwerks der 2. Generation -Steigerung des technologischen Reifegrades für den beschleunigten Transfer der oxyfuel Technologie in die Zementindustrie. -Voranbringen der Marktreife der oxyfuel Technologie durch Unterstützung zweier Demonstrationswerke im Rahmen eines möglichen zukünftigen ECRA Projekts -Verbessern der Technologie zur Nutzung hoher Anteile alternativer Brennstoffe (z.B. Biomasse) in oxyfuel Zementwerken zur Erreichung negativer CO2 Emissionen durch Demonstration im Pilotmaßstab -Reduzierung der Kosten zur Vermeidung von CO2.
