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Teil 3

Das Projekt "Teil 3" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von International Solar Energy Research Center Konstanz e.V. durchgeführt. Ziel ist die Erforschung von neuartigen Optimierungsverfahren im Umfeld von Nieder- und Mittelspannungsnetzen der Verteilnetzebene. Durch Zubau von PV, Batterien, Wärmepumpen und Elektromobilität erweisen sich traditionelle Planungsprozesse für den Netzausbau als ungeeignet, weil die Flexibilitäten unberücksichtigt bleiben. In der Netzausbaustudie der DENA wird gezeigt, dass die Berücksichtigung von flexiblen Betriebsmitteln einen wesentlichen Einfluss auf die Kostenentwicklung hat. (dena-Verteilnetzstudie 2012)1. Insbesondere gilt es zu berücksichtigen, dass die Netze in Baden- Württemberg bereits seit Jahrzehnten existieren und nicht kostengünstig ausgebaut werden können. Ziel des Projektes soll sein, das bestehende Verteilnetz optimal zu nutzen, und somit die Kosten eines resultierenden Netzausbaus zu verzögern oder ganz zu vermeiden.

Open Source Energie-Modell Schleswig-Holstein (openMod.sh)

Das Projekt "Open Source Energie-Modell Schleswig-Holstein (openMod.sh)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Europa-Universität Flensburg, Interdisziplinäres Institut für Umwelt-, Sozial- und Humanwissenschaften, Abteilung Energie- und Umweltmanagement (EUM) - Industrial durchgeführt. Das Voranschreiten der Energiewende führt dazu, dass Stromerzeugungsanlagen anstatt unmittelbar in Nähe der Verbraucherzentren, vermehrt an Orten mit den besten Standortbedingungen für die jeweiligen Anlagen vorzufinden sind. Darüber hinaus fallen mit zunehmender Einspeisung dargebotsabhängiger erneuerbarer Energie Verbrauch und Erzeugung zeitlich auseinander, wodurch neue Anforderungen an das System gestellt werden. Aufgrund der besonderen geografischen Lage und regionalen Strukturen wurden schon 2011 in Schleswig-Holstein rechnerisch ca. 72 % des Stromverbrauchs aus erneuerbaren Energien gedeckt (in 2012 ca. 89 %, Statistikamt Nord). Daher lassen sich Analysen bezüglich zukünftiger Energiesysteme mit einem sehr hohen Anteil EE, bei dem Verbrauch und Erzeugung aufeinander abgestimmt werden müssen, bereits heute am Beispiel Schleswig-Holsteins durchführen. Schleswig-Holstein kann damit schon zum heutigen Zeitpunkt als Blaupause für künftige regenerative Energiesysteme fungieren. Ziel des Projektes, war es ein quelloffenes Energie-Modell (openMod.sh) für Schleswig-Holstein zu entwickeln, das die Sektoren Strom, Wärme und Gas berücksichtigt. Hierzu gehört die Simulation der Einspeisung der dargebotsabhängigen Stromerzeugungsanlagen (Wind, PV und Laufwasser) und der strompreis- und wärmeabhängigen flexiblen Erzeugungsanlagen (Kraftwerke, KWK-Anlagen). Durch die hohe geographische Auflösung kann ebenfalls die Nutzung der Netzinfrastuktur (Strom, Wärme, Gas) modelliert werden. Dabei können grundsätzlich alle landesweiten Anlagen oder auch nur eine Auswahl betrachtet werden um mögliche Entwicklungspfade des Systems zu modellieren und zu vergleichen. Es können neben verschiedenen Ausbaupfaden auch neue Technologien (Power-to-Heat, Power-to-Gas, Speicher, smarte Betriebsmittel) berücksichtigt werden. Insbesondere die ganzheitliche Betrachtung des Strom-, Wärme- und Gassektors überwindet einige Versäumnisse der Energiewende-Forschung der letzten Jahre. openMod.sh baut nur auf frei verfügbarer Software und Daten auf (Open Source / Open Data) und wurde nach seiner Fertigstellung ebenfalls mit einer Copyleft-Lizenz veröffentlicht werden. Dies ermöglicht anderen Wissenschaftlern und Wissenschaftlerinnen ein sektor-übergreifendes Modell zu nutzen und bei Bedarf weiterzuentwickeln. Dabei ist die ganzheitliche Betrachtung des Energiebereichs notwendig um die im Strombereich erfolgreiche Energiewende auch auf andere Sektoren zu übertragen und mögliche Schnittstellen zu nutzen. Weiterhin können verschiedene Geschäftsmodelle für energiebezogene Unternehmen mit dem Modell bewertet werden. Dies beinhaltet neben einer alternativen Nutzung bestehender Anlagen auch die Investitionen in neue Technologien. Zusätzlich bietet openMod.sh die Möglichkeit die Energiewende in Schleswig-Holstein transparenter zu machen und aufschlussreichere Daten als nur bilanzielle Kenngrößen zu produzieren. (Text gekürzt)

Teilvorhaben: B.A.U.M

Das Projekt "Teilvorhaben: B.A.U.M" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von B.A.U.M. Consult GmbH durchgeführt. Im Rahmen des Vorhabens werden neue Lösungsansätze für den integrierten Netzbetrieb der Energieversorgung an der Schnittstelle von Übertragungsnetz und Verteilnetz entwickelt. Im Fokus dieses Teilvorhabens steht dazu die Untersuchung der netzdienlichen Einbindung von Betriebsmitteln/ Flexibilitäten Dritter. Dafür sind neben den technologischen dringend auch die organisatorischen Voraussetzungen zu erforschen. Diese erstrecken sich - von den Anforderungen an (standardisierte) Kommunikationsprozesse und -Infrastrukturen zwischen verschiedenen (auch) neuen Akteuren (ÜNB, VNB, Erzeuger, Flexible Verbraucher, Aggregatoren sowie Speicheroptionen im Wärme und Gassektor) - über die Steuerungsmechanismen zur bedarfsgerechten dezentralen Bereitstellung von Beiträgen zur Systemdienstleistung - bis zur Überprüfung der Interaktion mit Marktmechanismen unter dem Aspekt der Versorgungssicherheit und Gesamteffizienz. detailliert in der Teilvorhabenbeschreibung im Anhang.

Nutzen von Smart-Grid-Konzepten unter Berücksichtigung der Power-to-Gas-Technologie

Das Projekt "Nutzen von Smart-Grid-Konzepten unter Berücksichtigung der Power-to-Gas-Technologie" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bergische Universität Wuppertal, Fachbereich E, Lehrstuhl für Elektrische Energieversorgungstechnik durchgeführt. In den nächsten Jahren sind im Verteilnetz weiterhin ein starker Ausbau der erneuerbaren Energien sowie ein vermehrter Einsatz dezentraler Elektrizitätsversorgungskonzepte zu erwarten. Hieraus ergeben sich ein verstärkter Netzausbaubedarf sowie steigende Anforderungen an diese dezentralen Energiewandlungsanlagen. Umgekehrt ist der lokale Erdgasverbrauch rückläufig, wodurch freie Kapazitäten in bereits bestehenden Gasnetzen zu erwarten sind. Gleichzeitig ergeben sich durch die verbesserte Ansteuerbarkeit einzelner Betriebsmittel im Rahmen sogenannter 'Smart Grids' neue Möglichkeiten für Netzplanung und -betrieb. Vor diesem Hintergrund stellt sich die Frage, in welchem Umfang Nutzen durch den intelligenten gekoppelten Betrieb von Stromverteil- und Gasnetzen entstehen kann. Zur Kopplung von Strom- und Gasnetzen auf der Verteilerebene sind unterschiedliche Betriebsmittel geeignet - so genannte Power-to-Gas- (bspw. Elektrolyse) oder Gas-to-Power-Anlagen (bspw. KWK-Technologie) sowie Elemente zur Lastverschiebung. Dabei sind unterschiedliche Zielgrößen bzw. Nutzeneffekte für den Einsatz dieser Anlagen denkbar, so kann bspw. der Netzausbau im Strom- und/oder Gasnetz reduziert, der Dispatch aller Anlagen optimiert oder die Versorgungssicherheit erhöht werden. Es ist unklar, welcher quantitative Mehrwert durch die einzelnen, sich z. T. gegenseitig ausschließenden Maßnahmen entsteht.

Reinigung von Blechen durch Hochdruck-Vakuum-Technik

Das Projekt "Reinigung von Blechen durch Hochdruck-Vakuum-Technik" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Airmatic Gesellschaft für Umwelt und Technik mbH durchgeführt. Zielsetzung und Anlass des Vorhabens: An einer zu errichtenden Versuchsanlage soll eine neues Verfahren zur Blechreinigung erprobt werden. Es handelt sich hierbei um ein Verfahren, das sich bei der Reinigung von Verkehrsflächen bewährt hat. Hierbei wird ein Wasser-Reinigungsmittelgemisch mit geringster Reinigungsmittelkonzentration (kleiner 1,5 Prozent) unter Hochdruck (kleiner 30 MPa) beidseitig auf das Blech gedüst werden die Verunreinigungen, nämlich ein Walzölfilm und Eisenstaub, werden sofort gelöst und gleichzeitig in einer Haube unter Vakuum abgesaugt. Der Vorteil dieses Verfahrens ist der äußerst geringe Verbrauch an Energie und Betriebsmitteln einerseits, sowie andererseits die Tatsache, dass bestimmte Betriebsmittel gegenüber dem Stand der Technik überhaupt nicht mehr benötigt werden, so dass insgesamt eine erhebliche Umweltentlastung erzielt wird. Fazit: Durch die errichtete Versuchsanlage konnte aufgrund von durchgeführten Experimenten die sichere Funktionsweise eines neuen Reinigungsverfahrens quantitativ nachgewiesen werden. Vorführungen der Versuchsanlage für potentielle Anwender haben bereits zu drei Aufträgen geführt, wobei das entstehende Abwasser in bereits bestehenden werkseigenen Anlagen aufbereitet wird. Was sich deutlich gezeigt hat, ist die Tatsache, dass für eine größere Marktverbreitung des neuen Verfahrens die Abwasserproblematik kostenoptimal gelöst werden muss da nicht immer davon auszugehen ist, dass entsprechende Wasseraufbereitungsanlagen vorhanden sind. Ferner hat sich ergeben, dass das neue Reinigungsverfahren in modifizierter Form auch zum Entzundern von Metalloberflächen eingesetzt werden kann. Hierfür sind eine Vielzahl von weiteren Entwicklungsarbeiten wie z.B. die Schaffung einer doppelten Drehdurchführung für Hochdruckwasser und drucklosem Abrasivstoff erforderlich.

Teilvorhaben 2: Entwicklung und Design des Schichtaufbaus der Heizwalze

Das Projekt "Teilvorhaben 2: Entwicklung und Design des Schichtaufbaus der Heizwalze" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Duisburg-Essen, Abteilung Elektrotechnik und Informationstechnik, Fachgebiet Energietransport und -speicherung durchgeführt. Ziel im hier geplanten Projekt ist es, eine neuartige Antihaft-Beschichtung mit integrierter Widerstandsheizung zu erforschen und erproben, um eine umweltfreundliche, nachhaltige und energieeffiziente Alternative zu herkömmlichen Heizwalzen und -kalandern anbieten zu können. Dabei soll auf den Einsatz von Zusatzstoffen (Öl) verzichtet werden können, sodass die Entsorgung von Betriebsmitteln vollständig entfällt. Die Heizdrähte sollen die Wärmeenergie direkt auf die zu bearbeitenden Werkstücke übertragen, sodass die Walzen nicht mehr komplett erwärmt werden. Der Energieverbrauch soll somit nachhaltig um bis zu 80 % reduziert werden können. Die Herausforderung im Projekt besteht darin, dass die relativ dünne Heiz- und Antihaftschicht sowohl elektrisch isolierend als auch wärmetechnisch leitend sein muss. Dies erfordert umfangreiche Forschungs- und Entwicklungsaufgaben. Bei erfolgreicher Umsetzung der geplanten Entwicklungsaufgaben kann der Einsatz von Heizwalzen und -kalandern sehr viel nachhaltiger erfolgen als zum aktuellen Stand der Technik. Dies betrifft energieintensive Industriebereiche wie die Automobilindustrie, Verpackungsindustrie, Papierindustrie und Textilindustrie. Somit kann der Energieverbrauch dort extrem reduziert werden. Darüber hinaus kann die Fertigung der Walzen viel einfacher erfolgen, sodass die Beschaffung günstiger bei enormen Vorteilen ist.

Teilvorhaben geräuscharme Belieferung mit Obst und Gemüse (Teil 2)

Das Projekt "Teilvorhaben geräuscharme Belieferung mit Obst und Gemüse (Teil 2)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von DOEGO Fruchthandel und Import e.G. durchgeführt. Ziel des Verbundprojektes ist es die Entwicklung eines dienstleistungsbasierten Logistikkonzeptes für die geräuscharme Nachtlogistik zur Reduzierung der Lärmbelastung, der Verkehrsüberlastung und der Umweltverschmutzung in urbanen Gebieten und die Erprobung in Pilotversuchen. Das Ziel des Teilvorhabens 'Geräuscharme Belieferung mit Obst und Gemüse' liegt in der optimalen Tourenplanung unter Einhaltung vorgegebener kommunaler Restriktionen. Die DOEGO Fruchthandel und Import eG wird mit einer stetig steigenden Anzahl von Nachtanlieferbeschränkungen in urbanen Gebieten konfrontiert. Eine optimale Tourenplanung ist daher nicht möglich, was zur Folge hat, dass zusätzliche Ressourcen im Unternehmen aufgebaut werden müssen. Die Prozesse auf der letzten Meile werden ökonomisch sowie ökologisch nachhaltig ausgerichtet. Im nächsten Schritt wird ein Konzept zur geräuscharmen Belieferung mit speziellem Fokus auf die Tourenplanung entwickelt. Die Doego e.G. wird als verantwortliches Unternehmen Arbeiten des Arbeitspakets '3.0 Lösungen für technische Gestaltungsfelder' leisten, in dem Betriebsmittel und Ladungsträger technisch angepasst werden. Unter dem Arbeitspaket '5.0 Umsetzung in Modellregionen' werde die erstellten Konzepte in die Praxis umgesetzt. Die nächtliche Anlieferung in bewohnten Gebieten erfordert zur Genehmigung Lärmmessungen und -prognosen. Bereits in der ersten Phase wurden auf eigene Kosten Messungen mit den vorgesehenen Lärmminderungsmaßnahmen an LKW und Lademitteln / Ladungsträgern vorgenommen. Entsprechend der Ergebnisse der ersten Lärmmessungen müssen nach ggf. erforderlicher Neukonfiguration nochmal Messungen vor Ort vorgenommen werden. Weiterhin müssen für die konkreten Filialen Geräuschprognosen und Bauakustische Berechnungen in Innenräumen durchgeführt werden, um sicher zu stellen, dass vor Ort Lärmgrenzwerte unterschritten werden.

Teilprojekt 8

Das Projekt "Teilprojekt 8" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Teqport Services GmbH durchgeführt. In Deutschland sind für unterschiedliche Abfallkategorien unterschiedliche Verarbeitungswege in sog. Recyclingnetzen etabliert. Trotz des Anspruchs, wirtschaftlich zu agieren, ist entlang dieser Verarbeitungswege noch eine unzureichende Überwachung der Qualität und Quantität von Stoffströmen entlang der Entsorgungskette, fehlende interne und externe Kommunikation und der damit verbunden unzureichende Grad der Vernetzung zu beobachten einhergehend mit entsprechenden Wertstoffverlusten. Ziel des Forschungsprojektes ist es, für Unternehmen innerhalb von Recyclingnetzwerken ein Tool zu entwickeln mit Hilfe dessen geeignete Prozesse des Recyclings für Abfalllose dezentral ermittelt und durch Zusammenarbeit von Unternehmen ausgeführt werden. Die Teqport GmbH wirkt aktiv beim Konzipieren internetbasierten Softwareplattform mit. In dieser sind und a. einen so genannten 'Wertstoffpotenzialrechner' sowie ein Prozessauswahltool, welche wissensbasierte Informationen zu Wertstoffpotenzialen sowie vorhandene und erforderliche Betriebsmittel und prozessspezifischen Rohstoffausbeuten, integriert sein. Der Beitrag unseres Unternehmens stellt die organisatorische Erarbeitung von Prozessketten im Recycling sowie die Mitwirkung im Lenkungskreis.

Ermittlung und Bewertung des Standes und der Potentiale inhärent sichere(re)r Techniken

Das Projekt "Ermittlung und Bewertung des Standes und der Potentiale inhärent sichere(re)r Techniken" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM), Abteilung 2 Chemische Sicherheitstechnik durchgeführt. Viele Produktionsprozesse werden unter Verwendung gefährlicher Chemikalien und/oder unter gefährlichen Prozessbedingungen (hoher Druck, hohe Temperatur, brennbare Lösungsmittel und a.) durchgeführt. Dies erfordert i.d.R: aufwändige und kostspielige Sicherheits-maßnahmen. Zudem könnten Terroristen eine entsprechende Anlage als Anschlagsziel betrachten. Daher wird in den USA erwogen, das Risikopotenzial besonders gefährlicher Industrieanlagen durch Anwendung von 'inhärent sicherer(er) Technik' (IST) zu verringern, d.h. die oben genannten Gefahren soweit wie möglich zu vermeiden (z.B. durch Substitution oder Minimierung gefährlicher Stoffe, moderate Prozessbedingungen). IST ist in Deutschland (D) im Anlagensicherheitsrecht bisher nicht als Konzept verankert. Ziel des Vorhabens ist, unter Berücksichtigung von Erfahrungen aus dem Ausland zu untersuchen, unter welchen Voraussetzungen und in welchem Rahmen IST zur Verringerung des Risikos gefährlicher Industrieanlagen in D beitragen könnte. Dazu sind deutsche und internationale, auch in der Entwicklung befindliche Rechtsnormen, technische Regelwerke und Arbeitshilfen (z.B. Guidelines) aus dem öffentlichen und privaten Sektor hinsichtlich Regelungen zu IST als Ganzes oder zu Teilaspekten zu analysieren und unter Berücksichtigung einschlägiger Diskussionen zu untersuchen. Die Betrachtung der Substitution soll insbesondere in Hinblick auf die Stoffe der Seveso II RL erfolgen. Die in Betrieben eingesetzten Alternativen zu gefährliche(re)n Verfahren und Chemikalien, die zur Bewertung dieser genutzten Methoden und Tools sowie die Verbreitung und Art der Verankerung von IST in Sicherheitsmanagementsystemen sind zu analysieren. Eine grobe qualitative Einschätzung der IST-Potentiale in D unter Berücksichtigung von Sicherheit, Umwelt- und Gesundheitsschutz insgesamt soll abgeleitet und Maßnahmenvorschläge genannt werden, wie ggf. vorhandene Potentiale in D umgesetzt werden können.

Konzept zur SF6-freien Übertragung und Verteilung elektrischer Energie

Das Projekt "Konzept zur SF6-freien Übertragung und Verteilung elektrischer Energie" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Ecofys Germany GmbH - Niederlassung Berlin durchgeführt. Ecofys unterstützt das Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz, Bau und Reaktorsicherheit (BMUB) bei Definition und Vorbereitung von Regelsetzungsprozessen, die geeignet sind, den Einsatz von SF6 in elektrischen Betriebsmitteln zu minimieren. Dabei steht die Frage, inwieweit dies technisch machbar, wirtschaftlich vertretbar und klimapolitisch sinnvoll ist, im Mittelpunkt. Die Aufgabenebereiche von Ecofys zur Zielerfüllung beinhalten die Zusammenfassung der aktuellen wissenschaftlichen Erkenntnisse zur Ersetzbarkeit von SF6 in Betriebsmitteln, das Erstellen von politischen und regulativen Maßnahmenpaketen sowie Stakeholder-Kommunikation in Form von Informationsgewinnung, Dissemination und Engagement. AP1: Recherche - Jan 2016 - Feb 2017 AP2: Erarbeitung von Konzepten - Jan 2016 - Sep 2017 AP3: Fachgespräche - Jan 2016 - Okt 2017 AP4: Arbeitstreffen und Präsentation - Jan 2016 - Aug 2017 AP5: Abschluss und Vorstellung bei der EC - Jan 2016 - Feb 2018.

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