Das Projekt "Stickstoff-Immobilisierung - Bewertung von Grundlagen und Methoden zur Critical Load Berechnung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Johann Heinrich von Thünen-Institut, Bundesforschungsinstitut für Ländliche Räume, Wald und Fischerei, Institut für Forstgenetik durchgeführt. Im Rahmen der Critical Loads Berechnung ist die bestmögliche Abschätzung der Stickstoff-Immobilisation unter steady-state Bedingungen ein wichtiger Faktor. Zur Zeit sind verschiedene An-sätze in der Diskussion. Daher wurde eine Literaturstudie zu vorliegenden Immobilisationsraten und Einflussfaktoren ebenso wie eine Abschätzung anhand von Inventurdaten aus Frankreich, der Schweiz und Deutschland durchgeführt. Für letztere wurden die Immobilisationsraten anhand von Stickstoff-vorrat und Alter der Böden berechnet. Die Werte der langfristigen Stickstoff-Akkumulationsraten in der Literatur beruhen auf Input-Output-Bilanzen bzw. auf kurzfristigen Veränderungen der Stickstoffvorräte im Boden. Diese aktuellen Raten reichen von 1.8 und 42 kg ha-1 yr-1. Es werden sogar negative Werte beschrieben. Die Werte variieren mit der Beprobungstiefe und können von innerhalb eines Profils von Immobilisation zu Mobilisation wechseln. Die in der Studie berechneten N-Immobilsationsrate sind niedriger. Der Mittelwert der N Immobilisationsraten für glazial geprägte Standorte reicht von 0.4 kg ha-1 yr-1 in Deutschland und 0.8 kg ha-1 yr-1 für die Schweiz nd Frankreich. Unter der Annahme der periglaziale Böden ca. 24.000 Jah-re alt sind ergeben sich Werte von 0.035 bis 1.6 kg ha-1 yr-1 mit einem Mittelwert von 0.2 kg ha-1 yr-1 für Frankreich und Deutschland sowie 0.4 kg ha-1 yr-1 für die Schweiz. Dies ist eine Abschätzung und überschätzt die Rate , wenn Böden älter sind als 24.000 Jahre. Trotzdem zeigt es , dass die Immobilisa-tionsraten in der organischen Auflage bis 60cm geringer als 1.5 kg ha-1 yr-1 (90 Perzentil). Diese Er-gebnisse decken sich sehr gut mit jenen von Rosen et al. (1992) und Johnson & Turner (2014), die eine jährliche Rate von zwischen 0.2-0.5 kg ha-1 yr-1 und 0.5-1.0 kg ha-1 yr-1 angeben. Einen Zusammen-hang zwischen Temperatur und N-Vorräten konnte nicht gefunden werden, wohl aber mit der mittle-ren Lufttemperatur und der Höhe. Der höchste Korrelationskoeffizient ergab sich zu C-Vorräten.
Das Projekt "Teilprojekt B" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Gesellschaft für Anlagen- und Reaktorsicherheit (GRS) gGmbH - Bereich Endlagerung durchgeführt. Aufbauend auf dem Vorhaben CHRISTA werden im Vorhaben CHRISTA-II ein Sicherheits- und Nachweiskonzept für ein Endlager für wärmeentwickelnde radioaktive Abfälle in Kristallingestein in Deutschland entwickelt. Schwerpunkte sind dabei die Führung der Nachweise zur Integrität der geologischen Barriere und der geotechnischen Barrieren sowie die radiologische Konsequenzenanalyse. Die notwendigen Grundlagen werden insbesondere durch generische geologischen 3D-Modelle und einen generischen FEP-Katalog erstellt. Dieser FEP-Katalog wird einen ersten Überblick über diejenigen Prozesse geben, die im Rahmen eines Sicherheits- und Nachweiskonzeptes im Kristallingestein zu betrachten sind. Auf Basis dieser Grundlagen werden beispielhaft Integritätsanalysen und Berechnungen radiologischer Sicherheitsindikatoren durchgeführt. AP 1: Sicherheits- und Nachweiskonzept im Kristallingestein AP 2: Geologie deutscher Kristallinkomplexe, Modelle und Datenbasis AP 3: Erstellung eines generischen FEP-Kataloges für Endlager im Kristallin AP 4: Konzeption und beispielhafte Durchführung von Integritätsanalysen AP 5: Berechnung radiologischer Sicherheitsindikatoren AP 6: Dokumentation.
Das Projekt "Erstellung des Projektionsberichts 2009 gemäß Entscheidung 280/2004/EG auf Basis des Endberichts des Projekts Politikszenarien V" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Öko-Institut. Institut für angewandte Ökologie e.V. durchgeführt. A) Problemstellung: Um die Fortschritte der europäischen Mitgliedsstaaten bei der Minderung der Treibhausgasemissionen evaluieren zu können sind die Mitgliedsstaaten aufgefordert, alle 2 Jahre Projektionen für die Emission von Treibhausgasen bis zum Jahr 2020 im sogenannten Projektionsbericht zu berichten. Hierfür müssen im 1. Schritt ex-ante Berechnungen zur Wirksamkeit klimapolitischer Weichenstellung angestellt werden. In Deutschland erfolgt dies im Rahmen der 'Politikszenarien'-Projekte. Da es sich bei den Endberichten der 'Politikszenarien'-Projekte um ausführliche Forschungsberichte handelt, der Projektionsbericht aber ein ressortabgestimmtes Dokument der Bundesregierung ist, ist im 2. Schritt der Projektionsbericht aus den Ergebnissen der 'Politikszenarien'-Projekte zu extrahieren. B) Handlungsbedarf (BMU; ggf. auch BfS, BfN oder UBA): Mit der Erstellung des deutschen Projektionsberichts alle zwei Jahre kommt Deutschland seinen Berichtspflichten gemäß Entscheidung Nr. 280/2004/EG nach. Grundlage des Projektionsbereichs sind die Ergebnisse des Forschungsvorhabens 'Verbesserung der methodischen Grundlagen und Erstellung eines Treibhausgasemissionsszenarios als Grundlage für den Projektionsbereicht 2009 im Rahmen des EU Treibhausgasmonitorings' (FKZ 20642106). C) Ziel des Vorhabens ist die Anfertigung und der fristgerechte Versand des ressortabgestimmten Projektionsberichts 2009 der Bundesregierung.
Das Projekt "Teilvorhaben 1: Charakterisierung von Klebstoffen und Vollholz sowie Entwicklung von Berechnungs- und Simulationsansätzen für die Anwendung von Holz u. Holzverbünden im Maschinenbau" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, TUM School of Life Sciences, Wissenschaftszentrum Weihenstephan für Ernährung, Landnutzung und Umwelt, Holzforschung München, Lehrstuhl für Holzwissenschaft durchgeführt. Das Ziel dieses Forschungsvorhabens ist es, Holz und Holzwerkstoffen den Zugang in die Absatzmärkte des Maschinen- und Anlagenbaus zu ermöglichen. Dies soll über eine verbesserte Berechenbarkeit für Anwendungen von Holz, Holzwerkstoffen (im Folgenden HWS) und Holzhybriden (Holz-Nichtholzverbunde) realisiert werden. Dazu wird die Entwicklung und Evaluierung eines zweistufigen Berechnungskonzeptes, bestehend aus einem analytisch-semiprobabilistischen Berechnungsansatz und einer anschließenden numerischen Simulation, vorgeschlagen. Das Projekt gliedert sich in drei Schwerpunkte: (1) Zunächst erfolgt die Entwicklung und Validierung eines Berechnungskonzeptes für statische, einachsige Beanspruchungen. (2) Anschließend werden Prüfmethoden entwickelt, mit denen die für den Maschinen- bzw. Anlagenbau relevanten Materialkennwerte von Holz, HWS und Holzhybriden ermittelt werden. (3) Schließlich erfolgt die Evaluierung und Validierung der Synthese aus Berechnung und Kennwertermittlung über Demonstratoren. Die an ausgewählten Beispielen ermittelten Materialkennwerte werden in einer Datenbank bereitgestellt, um eine Breite Nutzung von Holz und HWS sowohl bei der analytischen, als auch numerischen Auslegung von Maschinenbauteilen zu ermöglichen. Die auf Grundlage der definierten Prüfmethoden ermittelten Kennwerte stehen auch für Berechnungen, Bemessungen und Simulationen in anderen Anwendungen zur Verfügung. An dieser Stelle wird beispielsweise auf die immer wichtigere Rolle von Modellierung und Simulation im Ingenieurholzbau hingewiesen, für welche bisher Kennwerte mit z.T. zweifelhafter Eignung verwendet werden bzw. Kennwerte komplett fehlen. Das Vorhaben dient als Modell (a) für die anschließende Erweiterung auf weitere Lastfälle, wie dynamische und mehrachsige Beanspruchungen und (b) das systematische Auffüllen der Datenbank für alle relevanten Holzarten, HWS und Holz-Nichtholzverbunde. Durch die enge und synchronisierte Zusammenarbeit eines Konsortiums führender (Text gekürzt)
Das Projekt "Teilprojekt 4: Szenarien für faire CDR-Aufwandsverteilung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Climate Analytics gGmbH durchgeführt. Die Verbundforschung widmet sich der prinzipienorientierten, stakeholder-geleiteten, transparenten Erforschung politischer Instrumente und Fairness-Implikationen für Kohlendioxid-Entfernung, um das Verständnis von 'CDR-Machbarkeit' oder 'CDR-Potenzialen' auszuweiten und für die Praxisanwendung zu konsolidieren. Über rein ökonomische Berechnungen von Kosten und ingenieurbasierte Berechnungen von technischen Potenzialen hinaus wird das Vorhaben über die analytischen Zugänge 'Akzeptanz' und 'Annahme' einen alternativen, sozial robusteren Weg zur Bestimmung der wirtschaftlichen, soziokulturellen und institutionellen Machbarkeit von CDR erarbeiten und auf dieser Grundlage Politikempfehlungen auf lokaler und (inter-)nationaler Ebene formulieren. Climate Analytics leitet AP3 (Szenarien für faire CDR-Aufwandsverteilung), insb. Aktivitäten zur Entwicklung und quantitativen Analyse von Fair-Share-Ansätzen, zur Anwendung der Ansätze auf differenzierteren Ebenen und Auswirkungen solcher Ansätze in (inter-)nationalen Politikkontexten. Das CDR-Fair-Share-Rahmenwerk dient der Auswertung, wie CDR-Verpflichtungen zwischen großen Volkswirtschaften und Regionen auf Grundlage verschiedener Gerechtigkeitsprinzipien aufgeteilt werden könnten. Das CDR-Fair-Share-Rahmenwerk wird in Betracht des langfristigen Temperaturziels des Pariser Abkommens, den Kontexten und Verantwortlichkeiten für tiefgründige und schnelle Emissionsreduktionen und CDR bedeutende Einblicke in die intergenerationelle Gerechtigkeit und die Verteilungsgerechtigkeit liefern. Quantitative Ergebnisse werden zudem aufzeigen, wie Fair-Share-Prinzipien die Interpretation von globalen Minderungspfaden beeinflussen könnten, die von Integrierten Auswertungsmodellen auf regionaler und nationaler Ebene erstellt werden. Schließlich kann eine solche Analyse verwendet werden, um die Konsistenz der in AP2 entwickelten Politikszenarien mit Gerechtigkeitsprinzipien auf internationaler und nationaler Ebene zu bewerten.
Das Projekt "FHprofUnt 2015: Einfluss der Fertigung auf das technische Betriebsverhalten wechselstromgespeister Elektromotoren" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Hochschule Nürnberg, Georg Simon Ohm, Institut für leistungselektronische Systeme durchgeführt. Energieeffiziente Elektromotoren für die Energiewende. Etwa die Hälfte der in Deutschland erzeugten elektrischen Energie wird durch elektrische Antriebe in mechanische Energie umgewandelt. Der Anteil in der Industrie liegt sogar bei 70 % innerhalb Deutschlands und der EU. An der Technischen Hochschule Nürnberg wird deshalb im Projekt 'impACt B' an der Fakultät Elektrotechnik Feinwerktechnik Informationstechnik die Wirkungsgradsteigerung von Elektromotoren ins Visier genommen. Zentraler Bestandteil eines Elektromotors ist das Blechpaket. Dieses erfährt während seiner Produktion zahlreiche Fertigungseinflüsse, welche sich negativ auf das Betriebsverhalten der Maschine auswirken. In Folge dessen sinkt der Wirkungsgrad, und die Verluste steigen an. Das Projekt 'impACt B - Influence of manufacturing process on AC-motors technical behavior' untersucht den Einfluss der Fertigung auf das technische Betriebsverhalten wechselstromgespeister Elektromotoren. Ziel der Forscher ist es, die Produktion und das Maschinendesign so zu gestalten, dass die negativen Bearbeitungseinflüsse minimiert werden. Dafür ist es allerdings notwendig, den Einfluss der einzelnen Fertigungsschritte genau zu kennen. Ausgangspunkt ist der Werkstoff Elektroband, welches aus Eisenlegierungen besteht. Dieses wird meist durch Stanzen zu Elektroblechen verarbeitet. Der Motorenhersteller verbindet die Elektrobleche zu Paketen und fertigt den endgültigen Motor. Am Projekt sind drei große Partner beteiligt: Ein Elektroblechhersteller, ein Stanzbetrieb und ein Elektromaschinenbauer mit der Endmontage. Dadurch wird die gesamte Wertschöpfungskette abgebildet und mit der TH Nürnberg als wissenschaftlicher Partner eine Bündelung der Kernkompetenzen erreicht, um ein optimales Ergebnis zu erzielen. Schwerpunkt werden analytische Vorausberechnungen der Verluste aufgrund der einzelnen Fertigungsschritte sein. Die Ergebnisse sollen anhand von Finite-Element Simulationen bestätigt werden. Messungen am bearbeiteten Elektroblech und am fertigen Motor liefern die Grundlage aller Berechnungen. Dafür wurden zum einem durch das Einrichten eines Messplatzes zur Bestimmung der magnetischen Eigenschaften von weichmagnetischen Werkstoffen und zum anderem durch den Aufbau eines 400 kW Leistungsprüfstandes die entsprechenden Rahmenbedingungen geschaffen. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung unterstützt das Forschungsprojekt im Rahmen der Förderlinie 'FHprofUnt' des Programms 'Forschung an Fachhochschulen' mit rund 492.000 Euro.
Das Projekt "Teilvorhaben: Katalysatorentwicklung und H2O-Trennmembranen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Leibniz-Institut für Katalyse e.V. an der Universität Rostock durchgeführt. Lineare -Olefine (LAO) sind eine der wichtigsten Produktgruppen in der chemischen Industrie. Derzeit werden diese Stoffe durch Steamcracken fossiler Kohlenwasserstoffe oder aus Synthesegas (CO + H2) hergestellt. In vorliegenden Verbundprojekt wird die direkte einstufige Synthese von LAOs aus CO2 und Wasserstoff untersucht. Unter der Maßgabe, die reverse Wasser-Gas-Shift-(rWGS)-Reaktion zur Synthesegaserzeugung aus CO2 und Wasserstoff und die Fischer-Tropsch-to-Olefins-(FTO)-Synthese in einem Reaktor durchzuführen sowie eine in situ-Wasserabtrennung mittels Zeolith-Trennmembranen zu realisieren, soll ein effizienter Synthesepfad für regenerative LAO erreicht werden. Mit diesem Ansatz ergäben sich Vorteile für die chemische Industrie durch die Diversifikation der Rohstoffversorgung. Ziel des Teilvorhabens ist die Entwicklung eines Katalysators, der gleichzeitig die rWGS-Reaktion, die FTO-Synthese sowie moderates Cracken erlaubt. Parallel erfolgt die Aufskalierung der Katalysator-Herstellung für den technischen Maßstab unter Berücksichtigung von Formgebung, Stofftransporteigenschaften und mechanischer Stabilität. Die Standzeit des Katalysators ist in Langzeitversuchen zu bestimmen. Darüber hinaus sollen poröse Materialien für die selektive H2O-Adsorption im Arbeitsbereich der rWGS gefunden und charakterisiert werden. Grundlage der Auswahl sind Monte Carlo-Simulationen zur Berechnung der Adsorptionsgleichgewichte einzelner Komponenten und deren Gemischen. Darauf aufbauend wird die Membranherstellung mit dem Projektpartner IKTS abgestimmt. Gefertigte poröse Membranen werden in der Wasserabtrennung aus Gasgemischen getestet und für die Implementierung im Reaktor bewertet.
Das Projekt "Entwurfsmethodik und -werkzeuge für Offshore-Tragstrukturen über 25 m Wassertiefe" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Stuttgart, Institut für Flugzeugbau (IFB), Stuttgarter Lehrstuhl für Windenergie durchgeführt. Kombination von Berechnungsverfahren und -programmen aus der Meerestechnik und der Windenergietechnik mit dem Entwicklungsziel einer Entwurfsmethodik für die Optimierung von Fachwerk- oder Dreibein-Tragstrukturen im Wassertiefenbereich über 25 m, wie sie für die Erschließung des deutschen Offshore-Windenergiepotenzials entscheidend sind.
Das Projekt "Möglichkeiten und Grenzen der Nutzung von Angaben zu externen Kosten in umweltpolitischen Entscheidungsprozessen beim Vergleich von erneuerbaren und fossilen Energieträgern" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt, Institut für Technische Thermodynamik, Abteilung Systemanalyse und Technikbewertung durchgeführt. Auf europäischer Ebene werden seit über 15 Jahren Methoden zur Berechnung externe Kosten entwickelt und angewendet. Abschätzungen von externen Kosten wurden von der EU zur Begründung verschiedener umweltpolitischer Maßnahmen verwendet. Die Quantifizierung externer Kosten ist allerdings nach wie vor mit sehr großen Unsicherheiten verbunden, die es erlauben, dass unterschiedliche Akteursgruppen ihre durchaus gegenläufigen Interessen mit unterschiedlichen Angaben zu externen Kosten begründen. Dies steht einer konsistenten Verwendung von Angaben zu externen Kosten in energie- und umweltpolitischen Entscheidungsprozessen im Wege Es fehlt eine systematische Analyse, die darstellt, für welche umweltpolitischen Entscheidungen/Instrumente Angaben zu externen Kosten eine relevante Größe sind, welche Anforderungen im Hinblick auf die methodische Grundlage zur Berechnung externer Kosten und an die Datenqualität aus dem jeweiligen Entscheidungskontext resultieren, und welche systematischen/methodischen Grenzen bei der Verwendung externer Kosten es gibt. Ohne eine solche Analyse ist eine zielorientierte Nutzung externer Kosten in politischen Entscheidungsprozessen kaum möglich. Originäre Arbeiten zur Berechnung externer Kosten sind auf nationaler Ebene zur Zeit nicht erforderlich, da entsprechende Arbeiten auf EU Ebene im 6. EU Rahmenprogramm fortgeführt werden. Dabei sind die externen Kosten insbesondere beim Vergleich der Stromerzeugung zwischen Erneuerbaren Energien und konventioneller, fossiler Art von besonderer Relevanz, wenn umwelt- und klimapolitische Entscheidungen zu treffen sind. In diesem Projekt sollen Handlungsempfehlungen für politische Entscheidungsträger zur Verwendung möglichst konkreter Angaben über externe Kosten in der Stromerzeugung von Erneuerbaren im Vergleich zu Fossilen erarbeitet werden. Unterschieden wird dabei zwischen externen Kosten für klassische Luftschadstoffe und Treibhausgasen. Dies beinhaltet: 1. Eine Charaktersisierung der Anwendungsfelder, in denen Angaben zu externen Kosten für die Ausgestaltung politischer Instrumente herangezogen werden (z.B. Ökosteuer, EEG, Cost-Benefit Analyse, etc.) können. 2. Aus (1) abgeleitet, eine Beschreibung der methodischen und qualitativen Anforderungen an die Berechnung externer Kosten für die jeweiligen Anwendungsfelder. 3. Eine kritische Auswertung der bereits entwickelten Methoden und berechneten Daten im Hinblick auf die verschiedenen Anwendungsfelder. Dabei werden insbesondere die Ergebnisse der europäischen ExternE-Studie, IPCC sowie - soweit veröffentlicht - Ergebnisse aus den entsprechenden Nachfolgestudien (NewExt, ExternE-Pol, NEEDS) herangezogen, wobei der Schwerpunkt bei den externen Kosten von erneuerbarer und konventioneller Stromerzeugung unter besonderer Berücksichtigung von Klimafolgeschäden liegt. 4.) Abgabe konkreter Handlungsempfehlungen zur Verwendung der vorliegenden Daten zu externen Kosten im energiepolitischen Kontext sowie Aufzeigen des weiteren Forschungsbedarfs.
Das Projekt "Turbulentes Strömungsfeld über natürlichen Kiessohlen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Carolo-Wilhelmina zu Braunschweig, Leichtweiß-Institut für Wasserbau durchgeführt. Die Berechnung des turbulenten Strömungsfeldes über rauen Sohlen erfolgt auch heute noch auf der Grundlage von Erkenntnissen, die aus Versuchen über glatten Sohlen gewonnen wurden. Besonderheiten der Strömung über rauen Sohlen werden durch Korrekturfaktoren berücksichtigt und die Rauheit selbst wird durch stark mittelnde, empirische Parameter (wie z.B. Strickler's kst) beschrieben. Die in neuerer Zeit entwickelte Methode der doppelten Mittelung (d.h. zeitlich und räumlich) der Navier-Stokes-Gleichungen stellt einen theoretisch wohl fundierten Ansatz zur detaillierten Beschreibung des sohlennahen Strömungsfeldes über natürlichen Rauheiten dar. Die Rauheitsstruktur wird hierbei durch einen expliziten Rauheitsterm erfasst, d.h. bei gleichzeitiger Parametrisierung des Strömungsfeldes und der Sohlenrauheit kann diese Methode praxis-relevante Ergebnisse liefern. Das Ziel des Forschungsvorhabens besteht in der Beschreibung der Rauheitswirkung natürlicher Kiessohlen auf das sohlennahe Strömungsfeld anhand der doppelt gemittelten Navier-Stokes-Gleichungen. Diese Methode zur Beschreibung des turbulenten Strömungsfeldes ermöglicht die Entwicklung verbesserter Ansätze zur Berechnung des Widerstandsverhaltens und der Sohlenstabilität, welche die zuverlässigere Bewertung kostspieliger Maßnahmen für den Ausbau und auch die Renaturierung der Fließgewässer erlauben.
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| Bund | 26 |
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| Förderprogramm | 26 |
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