Das Projekt "Teilvorhaben: Entwicklung der Prozesse zur Offshore-Erzeugung von CO und H2 aus CO2 und H2O mittels SOEC" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V., Institut für Technische Thermodynamik durchgeführt. In diesem Vorhaben der Technologieplattform H2Mare wird die Festoxidelektrolyse (SOEC) zur Herstellung von H2 und CO aus Wasserdampf und CO2 unter Verwendung von Offshore-Windstrom im maritimen Umfeld untersucht und betrieben. Dazu werden durch DLR-TT-ECE Elektrolyse-Stacks und größere -Stack-Module unter relevanten Bedingungen getestet, die Elektrolyseeinheit an Land mit einem oder mehreren Syntheseverfahren gekoppelt, für die maritime Umgebung angepasst und abschließend in maritimer Umgebung gekoppelt betrieben und untersucht. Das DLR-TT-TÖA unterstützt die Erarbeitung integrierter technoökonomischer und ökologischer Analysen in AP 5.1. Dazu werden Prozessmodelle mit den in den AP 1.1 bis AP 1.8 untersuchten Verfahrenskonzepten abgeglichen und validiert. Es wird eine Schnittstelle zur Verknüpfung der LCA und TÖA mit Aspen-Modellen erstellt und den Projektpartnern in AP 5.1 zur Verfügung gestellt. Herstellungsprozesse werden auf Basis der Aspen-Simulationen und Kostenschätzungen der Detailanlagen techno-ökonomisch und ökologisch optimiert.
Das Projekt "Teilvorhaben MAN Truck & Bus SE: Entwicklung und Erprobung des Systems im schweren Nutzfahrzeug" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von MAN Truck & Bus SE durchgeführt. Das Ziel des Verbundprojektes ist es, einen emissionsfreien Fernverkehr-Lkw mit Brennstoffzellentechnologie aufzubauen, um das 2-Grad-Ziel des Pariser-Abkommens und gesetzliche Regelungen zur CO2-Reduzierung zu erreichen. Mit dem Brennstoffzellensystem sollen die Anforderungen eines schweren Nutzfahrzeugs im Fernverkehr hinsichtlich Reichweite und Leistung erfüllt werden. Um zukünftige elektrische Fahrzeugkonzepte im Lkw besser realisieren zu können, wird ein auf elektrische Antriebsstränge angepasstes Fahrzeugdesign eingesetzt. Mit dem Ziel, langfristig und nachhaltig ein wettbewerbsfähiges Produkt anbieten zu können, werden in einem modularen Ansatz Pkw-Brennstoffzellen verwendet. Außerdem wird eine nachhaltige und kurzfristig umsetzbare Lösung für die Wasserstoff-Infrastruktur zur Betankung für Nutzfahrzeuge entwickelt und bereitgestellt. Der Brennstoffzellen Fern-Lkw wird schließlich unter realen Bedingungen betrieben, um so Erfahrungen zu gewinnen und zukünftige Entwicklungen voranzutreiben. In diesem Teilprojekt ist MAN verantwortlich für die Konstruktion, den Aufbau und den Betrieb des Lkw mit Brennstoffzellensystem.
Das Projekt "Teilvorhaben 7 Ökonomische Analyse und Governance" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Institut für Ländliche Strukturforschung an der Goethe-Universität Frankfurt am Main durchgeführt. Im Rahmen des 'CoAct'-Projektes wird die Realisierung einer Anlage zur Umwandlung von Rest-Biomassen in Aktivkohle und Brennstoffe geprüft. Neben dem technischen Verfahren stehen die ökonomischen und ökologischen Wirkungen sowie Fragen der Koordination im Vordergrund des Projektes. Ziel des Projektes ist es, ein Realisierungskonzept mit den dazu benötigten Akteuren zu entwickeln. Das IfLS wird Wirtschaftlichkeitsberechnungen für die Bereitstellung der Biomasse von Naturschutzflächen oder sonstigen Landschaftspflegematerialien ('Rest-Biomassen') durchführen. Darüber hinaus wird es untersuchen, wie Wertschöpfungsketten im Bereich Aktivkohle und Energie im Bodenseekreis aufgebaut werden können. Im Rahmen einer Szenarienentwicklung wird geklärt, welche Akteure unter welchen Bedingungen sich am Aufbau und Betrieb einer 'CoAct'-Anlage beteiligen würden. Dazu wird das IfLS gemeinsam mit den Projektpartnern mit Akteuren aus der Landwirtschaft, dem Naturschutz sowie dem (kommunalen) Abfall-, Abwasser und Energiebereich zusammenarbeiten. Die Verbundpartner werden ein Konzept für die Anlage erarbeiten, die den Erfordernissen der verfügbaren Biomasse entspricht. Zusätzlich wird geprüft, welche Wasserqualitäten mit Hilfe der erzeugten Aktivkohle in Kläranlangen zu erreichen sind. Darüber hinaus wird eine ökologische Folgenabschätzung einer solchen Anlage unternommen. Durch das Verfahren muss die 'Rest-Biomasse' nicht kompostiert sondern kann weiter genutzt werden. Mit der gewonnenen Aktivkohle und Energie können Abwässer gereinigt bzw. das Klima geschützt werden. Zusätzlich profitiert die regionale Wirtschaft von der gesteigerten Wertschöpfung und den Arbeitsplätzen. So will das CoAct-Projekt die Möglichkeiten der nachhaltigen Entwicklung und der Zusammenarbeit von städtischen und ländlichen Räumen erproben und verbessern. Das Projekt hat eine Laufzeit von fünf Jahren (Juli 2018 - Juli 2023) und wird von der Universität Kassel koordiniert, die im Verbund mit den Fachgebieten Grünlandwissenschaft und Nachwachsende Rohstoffe und Öffentliches Recht, Umwelt- und Technikrecht sowie dem Kompetenzzentrum für Klimaschutz und Klimaanpassung - CliMA vertreten ist. Neben dem IfLS beteiligen sich darüber hinaus das ifeu - Institut für Energie und Umwelt (Heidelberg), das DVGW-Technologiezentrum Wasser (Karlsruhe), die Bodensee-Stiftung (Radolfzell), die Firmen Krieg und Fischer (Göttingen) und Pyreg (Dörth) sowie die Stadt Friedrichshafen und der Bodenseekreis am CoAct-Projekt. Gefördert wird das Projekt durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Rahmen der Fördermaßnahme 'Stadt-Land-Plus'. Ziel der BMBF Fördermaßnahme 'Stadt-Land-Plus' ist es, durch Stärkung der Stadt-Land-Beziehungen eine integrierte nachhaltige Entwicklung von Regionen zu erreichen.
Das Projekt "Teilvorhaben: Validierung im Realversuch" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Euro-K GmbH durchgeführt. Im Zuge der UN-Klimakonferenz 2015 in Paris hat sich die EU verpflichtet die Emissionen von Treibhausgasen bis 2035 um mindestens 40 % gegenüber 1990 zu reduzieren. Das kann nur durch den Ausbau erneuerbarer Energien in allen Sektoren erreicht werden. Dieser erfordert wiederum hoch flexible und saubere Kraftwerke. Hier werden besonders Gasturbinen eine Rolle spielen, die sich durch hohe Effizienz, niedrige Schadstoffemissionen und eine sehr hohe Betriebsflexibilität auszeichnen. Energiespeicherung ist eine wichtige Möglichkeit zur Unterstützung des angesprochenen Ausbaus und der Sektorenkopplung. Da Batterien nicht über die nötige Energiekapazität verfügen und keine KWK ermöglichen, ist es notwendig Wasserstoff als alternatives Speichermedium in Betracht zu ziehen. Im vorliegenden Vorhaben wird ein Wasserstoffbrenner der TU Berlin an eine Mikrogasturbine der Euro-K GmbH angepasst und ihr stabiler und emissionsarmer Betrieb mit purem Wasserstoff validiert. Das resultierende System erlaubt die dezentrale Speicherung von Wind- und Solarstrom in H2 und dessen anschließende Rückwandlung in Wärme und Strom mit einer KWK Anlage. Die Verbrennung von Wasserstoff stellt zwei Herausforderungen dar. Einerseits kann es wegen der hohen Flammengeschwindigkeit zu einem Stromaufwandern der Flamme kommen. Zum anderen führt die hohe Flammentemperatur von Wasserstoff potentiell zu hohen NOx-Emissionen. Der im Vorhaben entwickelte Brenner liefert eine Lösung für beide Thematiken durch seinen einfachen Aufbau und justierbare geometrische Parameter. Mit Hilfe innovativer Optimierungsalgorithmen, z.B. künstliche neuronale Netzwerke und genetische Algorithmen, wird der Brenner schnell auf die Bedingungen beim Betrieb in der Mikrogasturbine optimiert. Seine optimierte Version wird in einem Demonstrator der Euro-K GmbH eingebaut und beim Betrieb getestet und validiert. Das Projekt liefert ein neues Mikrogasturbinenmodel, dass mit purem H2 stabil und mit niedrigen Emissionen betrieben wird.
Das Projekt "Teilvorhaben: Experimentelle Auslegung und Optimierung eines H2 Brenners für Mikrogasturbinen in einem atmosphärischen Verbrennungsprüfstand." wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Berlin, Institut für Strömungsmechanik und Technische Akustik, Fachgebiet Experimentelle Strömungsmechanik - Hermann-Föttinger-Institut durchgeführt. Im Zuge der UN-Klimakonferenz 2015 in Paris hat sich die EU verpflichtet die Emissionen von Treibhausgasen bis 2035 um mindestens 40 % gegenüber 1990 zu reduzieren. Das kann nur durch den Ausbau erneuerbarer Energien in allen Sektoren erreicht werden. Dieser erfordert wiederum hoch flexible und saubere Kraftwerke. Hier werden besonders Gasturbinen eine Rolle spielen, die sich durch hohe Effizienz, niedrige Schadstoffemissionen und eine sehr hohe Betriebsflexibilität auszeichnen. Energiespeicherung ist eine wichtige Möglichkeit zur Unterstützung des angesprochenen Ausbaus und der Sektorenkopplung. Da Batterien nicht über die nötige Energiekapazität verfügen und keine KWK ermöglichen, ist es notwendig Wasserstoff als alternatives Speichermedium in Betracht zu ziehen. Im vorliegenden Vorhaben wird ein Wasserstoffbrenner der TU Berlin an eine Mikrogasturbine der Euro-K GmbH angepasst und ihr stabiler und emissionsarmer Betrieb mit purem Wasserstoff validiert. Das resultierende System erlaubt die dezentrale Speicherung von Wind- und Solarstrom in H2 und dessen anschließende Rückwandlung in Wärme und Strom mit einer KWK Anlage. Die Verbrennung von Wasserstoff stellt zwei Herausforderungen dar. Einerseits kann es wegen der hohen Flammengeschwindigkeit zu einem Stromaufwandern der Flamme kommen. Zum anderen führt die hohe Flammentemperatur von Wasserstoff potentiell zu hohen NOx-Emissionen. Der im Vorhaben entwickelte Brenner liefert eine Lösung für beide Thematiken durch seinen einfachen Aufbau und justierbare geometrische Parameter. Mit Hilfe innovativer Optimierungsalgorithmen, z.B. künstliche neuronale Netzwerke und genetische Algorithmen, wird der Brenner schnell auf die Bedingungen beim Betrieb in der Mikrogasturbine optimiert. Seine optimierte Version wird in einem Demonstrator der Euro-K GmbH eingebaut und beim Betrieb getestet und validiert. Das Projekt liefert ein neues Mikrogasturbinenmodel, dass mit purem H2 stabil und mit niedrigen Emissionen betrieben wird.
Das Projekt "FAST-CAST - Optimierung von Prozessen zur Erzeugung hochaufgelöster und schneller Eisdriftvorhersagen für die polare Schifffahrt anhand von Wettermodelldaten und Satellitenbildern" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Drift Noise GmbH durchgeführt. FAST-CAST soll eine neue operationelle Eisdriftvorhersage für die Schifffahrt erstellt aus Sentinel-1 Satellitenbildern und dem ICON Wettermodell des DWD voranbringen. Die Vorhersagen kann man sich in etwa wie die kurzzeitigen Regenradarprognosen einer modernen Wetter-App vorstellen. Die Studie geschieht vor dem Hintergrund abnehmender Meereisflächen und einer gleichzeitigen Zunahme der Schifffahrt in den Polargebieten. Die Arktis könnte langfristig sogar zu einer alternativen Handelsroute zwischen den atlantischen und pazifischen Handelsräumen werden. Dabei wird driftendes Packeis die größte Herausforderung bleiben, da es die Gefahren einer Havarie oder eines Steckenbleibens erhöht und die termingenaue Planung eines Seeweges erschwert. Frei verfügbare operationelle Satellitenbilder und globale operationelle Wettermodelle allein liefern noch keine für den Endnutzer nutzbare Information über das Eis, da deren Integration in den Arbeitsalltag ein Big-Data Prozess ist der automatisiert werden muss. Das Projekt FAST-CAST soll daher untersuchen, unter welchen Bedingungen ein digitaler, automatisierter, kontinuierlicher und nahe-Echtzeit Eisvorhersagedienst entwickelt und betrieben werden kann der eine eingehende Visualisierung beinhaltet und schnelle Entscheidungen an Bord ermöglicht. Dabei soll auf dem PRIIMA Eisvorhersagekonzept aufgebaut werden, welches im Rahmen einer ESA Kick-Start Initiative erdacht wurde. Um eine weltweite Abdeckung des Dienstes zu ermöglichen muss ein globales Wettermodell wie das ICON Modell des DWD in den Prozess integriert werden. Außerdem funktioniert PRIIMA zurzeit nicht operationell, da die Erstellung einer dreitägigen Vorhersage für ein Gebiet von etwa 300 km Kantenlänge fast 12 Stunden benötigt. Steinbeis ist ein Experte auf dem Gebiet der Prozessoptimierung und wird im Rahmen von FAST-CAST untersuchen, wie man die Rechenzeit der Eisvorhersage mittels Parallelisierung und Neuronalen Netzwerken verkürzen kann.
Das Projekt "FAST-CAST - Optimierung von Prozessen zur Erzeugung hochaufgelöster und schneller Eisdriftvorhersagen für die polare Schifffahrt anhand von Wettermodelldaten und Satellitenbildern" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Steinbeis Innovationszentrum für Optimierung, Steuerung und Regelung durchgeführt. FAST-CAST soll eine neue operationelle Eisdriftvorhersage für die Schifffahrt voranbringen, erstellt aus Sentinel-1 Satellitenbildern und dem ICON Wettermodell des DWD. Die Vorhersagen kann man sich in etwa wie die kurzzeitigen Regenradarprognosen einer modernen Wetter-App vorstellen. Die Studie geschieht vor dem Hintergrund abnehmender Meereisflächen und einer gleichzeitigen Zunahme der Schifffahrt in den Polargebieten. Die Arktis könnte langfristig sogar zu einer alternativen Handelsroute zwischen den atlantischen und pazifischen Handelsräumen werden. Dabei wird driftendes Packeis die größte Herausforderung bleiben, da es die Gefahren einer Havarie oder eines Steckenbleibens erhöht und die termingenaue Planung eines Seeweges erschwert. Frei verfügbare operationelle Satellitenbilder und globale operationelle Wettermodelle allein liefern noch keine für den Endnutzer nutzbare Information über das Eis, da deren Integration in den Arbeitsalltag ein Big-Data Prozess ist, der automatisiert werden muss. Das Projekt FAST-CAST soll daher untersuchen, unter welchen Bedingungen ein digitaler, automatisierter, kontinuierlicher und nahe-Echtzeit Eisvorhersagedienst entwickelt und betrieben werden kann, der eine eingehende Visualisierung beinhaltet und schnelle Entscheidungen an Bord ermöglicht. Dabei soll auf dem PRIIMA Eisvorhersagekonzept aufgebaut werden, welches im Rahmen einer ESA Kick-Start Initiative erdacht wurde. Um eine weltweite Abdeckung des Dienstes zu ermöglichen muss ein globales Wettermodell wie das ICON Modell des DWD in den Prozess integriert werden. Außerdem funktioniert PRIIMA zurzeit nicht operationell, da die Erstellung einer dreitägigen Vorhersage für ein Gebiet von etwa 300 km Kantenlänge fast 12 Stunden benötigt. Steinbeis ist ein Experte auf dem Gebiet der Prozessoptimierung und wird im Rahmen von FAST-CAST untersuchen, wie man die Rechenzeit der Eisvorhersage mittels Parallelisierung und Neuronalen Netzwerken verkürzen kann.
Das Projekt "Flexible fossile Kraftwerke für den zukünftigen Energiemarkt durch neue und fortschrittliche Turbinentechnologien - WP4 TUD: Auslegung und Entwicklung eines Heißgasprüfstandes (HTCTR)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Dresden, Institut für Energietechnik, Professur für thermische Energiemaschinen und -anlagen durchgeführt. Im Rahmen des Projekts wird ein Prüfstand entwickelt und gebaut, mit dessen Hilfe gekühlte Komponenten aus der Brennkammer- und Turbinensektion untersucht werden können. Unter betriebsnahen Bedingungen wird ein Wärmeübergang an der Oberfläche der Proben geschaffen, der es unter Einsatz von Heißgas und Kühlluft erlaubt, thermische Beanspruchungen im Betrieb zu simulieren. Schwerpunkt der Untersuchungen ist dabei eine thermisch-zyklische Beanspruchung der Proben mit dem Forschungsziel, Kühlkonzepte und neue Materialien für die Auslegung und Herstellung von Komponenten weiterzuentwickeln.
Das Projekt "Teilvorhaben: Wasserstoffpipeline: Errichtung eines Netzes für die Wasserstoffversorgung zwischen dem Standort des 30-MW-Elektrolysesystems und den Wasserstoffabnehmern" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Open Grid Europe GmbH durchgeführt. Das übergeordnete Ziel von WESTKÜSTE100 ist die Dekarbonisierung des Energiesystems mittels innovativer Ansätze. Kernstück ist dabei die Errichtung und der Betrieb eines 30-MW-Elektrolysesystems zur Erzeugung, der anschließenden Speicherung und dem Transport von grünem Wasserstoff aus Erneuerbaren Energien. Das zentrale Forschungsziel ist neben der Zusammenschaltung des Gesamtsystems, die Entwicklung nebeneinander tragfähiger Betriebs- und Geschäftsmodelle und die Erarbeitung eines Skalierungskonzeptes. Die Open Grid Europe GmbH (OGE) leistet mit der Errichtung eines Wasserstoffnetzes einen zentralen Beitrag zu diesem Ziel. Im vorliegenden Vorhaben wird somit erstmalig eine komplette Wasserstoffinfrastruktur nach dem Vorbild des Erdgasnetzes installiert, sowie der erstmalige Einsatz von Kunststoff-Rollenmaterial für Wasserstoff unter realen Bedingungen erprobt, und im mehrjährigen Betrieb getestet. Basierend auf den Projektergebnissen verfolgt OGE zudem das Ziel das DVGW-Regelwerk zu erweitern. Der Arbeitsplan von WESTKÜSTE100 sieht 8 Hauptarbeitspakete (HAP) vor. Den Rahmen des Arbeitsplans bilden HAP0 (Projektkoordination) und HAP7 (Transformation der Gesellschaft), die dem Projektmanagement sowie der wissenschaftlichen Untersuchung der sozio-ökonomischen Projektauswirkungen dienen. Die Errichtung des Wasserstoffnetzes erfolgt in HAP2. In AP 2.1 werden zunächst der Standort gewählt sowie das Basic Engineering ausgeführt. Im Anschluss werden der Genehmigungsprozess sowie die Begutachtung durchgeführt. Nach der Festlegung der Ein- und Überspeisepunkte erfolgt das Detailed Engineering aller Anlagenkomponenten. Im Rahmen von AP 2.3 erfolgen die Errichtung und Inbetriebnahme der Anlagen und des H2-Netzes. Bei der Errichtung des Wasserstoffnetzes ist ein enger Austausch mit HAP6 (Gesamtsystemintegration) bzgl. der Schnittstellen sowie der Abstimmung der Energie- und Massenflüsse im Rahmen des 700-MW-Szenarios vorgesehen.
Das Projekt "Verbundvorhaben: ORBIT II - Erweiterung eines hocheffizienten Rieselbett-Bioreaktors und Optimierung der Methanisierungsanlage für den kommerziellen industriellen Einsatz" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Regensburg, Institut für Biochemie, Genetik und Mikrobiologie, Lehrstuhl Mikrobiologie und Archaeenzentrum durchgeführt. Das übergeordnete Ziel des Gesamtvorhabens ist die Erweiterung eines Rieselbett-Bioreaktors für die biologische Methanisierung mit Archaeen um Elektrolyseur, Gasaufbereitung und Gasspeicherung inkl. notwendiger Peripherie (ORBIT-Demo). Der Reaktor wird mit unterschiedlichen Industriegasen getestet und final in ein Klärwerk integriert und dort betrieben. Der Lehrstuhl für Mikrobiologie der UR hat das Ziel, die ideale Kombination aus Kultur und Glasfüllkörpern für den Einsatz von ORBIT-Demo an der Kläranlage Pfaffenhofen a.d. Ilm zu identifizieren. Dazu sollen verschiedene Reinkulturen und definierte Co-Kulturen methanogener Archaeen ausgewählt und in einem mehrstufigen Prozess auf ihre Robustheit in verschiedenen Anwendungen untersucht werden. Dies beinhaltet die fluoreszenz- und elektronenmikroskopische Analyse der Biofilmbildung auf neuartigen Glasfüllkörpern. Außerdem soll getestet werden, welche Industriegase von den Kulturen als Eduktgase zu Methan mit einer Reinheit von mind. 95% umgesetzt werden können. Neben den Untersuchungen im Labormaßstab spielen die Versuche in ORBIT-Twin, einem downscale von ORBIT-Demo an der FAU, eine wichtige Rolle. Ziel dabei ist es, das Verhalten der identifizierten Kultur-Füllkörper-Kombination unter möglichst anwendungsnahen Bedingungen zu verstehen und somit möglichen Problemen beim Betrieb von ORBIT-Demo vorzubeugen oder Parameter zu testen, die in ORBIT-Demo aus zeitlichen Gründen nicht umsetzbar sind. Des Weiteren unterstützt die UR den Versuchs- und Langzeitbetrieb von ORBIT-Demo. Die gewonnenen Erkenntnisse möchte die UR in Form eines Workshops zum Thema 'Einsatz und Nutzen von Mikroorganismen bei der Energiespeicherung' mit möglichen Anwendern diskutieren.
| Origin | Count |
|---|---|
| Bund | 31 |
| Type | Count |
|---|---|
| Förderprogramm | 31 |
| License | Count |
|---|---|
| open | 31 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 31 |
| Englisch | 2 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Keine | 31 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 19 |
| Lebewesen & Lebensräume | 22 |
| Luft | 18 |
| Mensch & Umwelt | 31 |
| Wasser | 21 |
| Weitere | 31 |