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Dezentrale Kultivierung von Mikroalgen unter Verwendung von CO2 aus Abgasen einer Biogasanlage, Teilvorhaben: Vorbereitung des Baus einer Single-Purpose-Demonstrationsanlage

Synergien durch Integration von Biomassenutzung und Power-to-X in der Produktion erneuerbarer Kraftstoffe, Teilvorhaben 6

THG-Bilanz für Ethanol aus Weizenstroh und Maisstrohsilage

Untersuchung der katalytischen Prozesse in Elektrolyse- und Synthesereaktionen (im Verbundprojekt: Entwicklung eines tubularen Dampf-Elektrolyseurs mit integrierter Kohlenwasserstoffsynthese)

Im Rahmen der in Deutschland stattfindenden Energiewende werden zur Substituierung fossiler Energieträger zunehmend erneuerbare Energien eingesetzt. Die regelmäßige Verfügbarkeit dieser Energiequellen ist nur bei einem kleinen und kaum erweiterbaren Teil, hauptsächlich der Wasserkraft und der Biomasseverwertung, gegeben. Die Nutzung von Wasserstoff als Energieträger der erneuerbaren Energien (Wasserstoffwirtschaft) erscheint aufgrund hoher Anfangsinvestitionen zur Umrüstung der auf Kohlenwasserstoffen basierenden Energieinfrastruktur sowie der geringen volumetrischen Energiespeicherdichte des Wasserstoffs problematisch. Eine interessante Möglichkeit zur Lösung der Speicherproblematik bei gleichzeitiger Beibehaltung der vorhandenen Infrastruktur besteht in der Herstellung von Methanol aus Kohlendioxid und Elektrolyse-Wasserstoff, der mittels erneuerbarer Energien erzeugt wird. Durch eine stoffliche Nutzung von Kohlendioxid lassen sich in Folge CO2 ?Emissionen mindern, und CO2 wird dadurch in einem Kreislauf genutzt, ohne dass die Atmosphäre durch zusätzliche Emissionen belastet wird. Für die Umsetzung dieses Konzepts müssen geringe Systemkosten bei hohen Wirkungsgraden erreicht werden. Beide Kriterien sprechen für die Nutzung der Hochtemperaturelektrolyse zur Herstellung von Wasserstoff für eine anschließende Kohlenwasserstoffsynthese. Bisher wurden in Hochtemperatur?Elektrolyseuren sauerstoffleitende Elektrolyte verwendet. Das Teilvorhaben der Professur für Technische Thermodynamik innerhalb des Verbundprojektes umfasst die Charakterisierung der eingesetzten Katalysatoren sowie deren Wirkungsweise und die Untersuchung der katalytischen Prozesse mit experimentellen Methoden. Damit soll der Gesamtprozess hinsichtlich der Katalysatoren optimiert werden.

NECPR: Additional Reporting Obligations in the area of Renewable Energy (Annex XVI) dataset, 2023

Additional reporting in the area of renewable energy is a dataset under the National Energy and Climate Progress Reports (NECPRs), which is reported every second year (starting in 2023) by EU Member States. The dataset provides information regarding Member States functioning system for guarantees of origin (GO), renewable energy surplus/deficits, biomass use and impacts, and renewable energy usage in buildings. The EEA collects and quality checks this data. The dataset links to data from Eurostat. This reporting obligation comes from the Governance Regulation 2018/1999, Implementing Regulation (EU) 2022/2299 (Annex XVI).

Nachhaltige Erzeugung und Verwertung von Rohrkolben auf Niedermoorstandorten in Niedersachsen, Teilvorhaben 9: Entwicklung Regionalkonzepte, Anbauflächen LK Cuxhaven

Ziel des Vorhabens ist die Transformation der Bewirtschaftung von entwässerten, landwirtschaftlich genutzten Niedermoorböden hin zu einer klimaschonenden, moorbodenkonservierenden Nassbewirtschaftung durch den Anbau von Rohrkolben. Hierzu soll in zwei Modellregionen mit unterschiedlicher landwirtschaftlicher Struktur (Emsland/ Cuxhaven) die großflächige, qualitätsoptimierte Erzeugung von Rohrkolben (T. angustifolia/T. latifolia) und die Verwertung der Biomasse als Baustoff und als Gartenbausubstrat (Torfersatz) entwickelt, demonstriert und für die Vermarktung vorbereitet werden. In dem Teilprojekt 10 soll für eine Fläche im Landkreis Cuxhaven ein Regionalkonzept entwickelt werden sowie auf einer Fläche bis zu 10 ha ein Polder gebaut und mit Rohrkolben bepflanzt werden.

Nachhaltige Erzeugung und Verwertung von Rohrkolben auf Niedermoorstandorten in Niedersachsen, Teilvorhaben 11: Ökobilanzierung und baurechtliche Aspekte

Ziel des Vorhabens ist die Transformation der Bewirtschaftung von entwässerten, landwirtschaftlich genutzten Niedermoorböden hin zu einer klimaschonenden, moorbodenkonservierenden Nassbewirtschaftung durch den Anbau von Rohrkolben. Hierzu soll in zwei Modellregionen mit unterschiedlicher landwirtschaftlicher Struktur (Emsland/ Cuxhaven) die großflächige, qualitätsoptimierte Erzeugung von Rohrkolben (T. angustifolia/T. latifolia) und die Verwertung der Biomasse als Baustoff und als Gartenbausubstrat (Torfersatz) entwickelt, demonstriert und für die Vermarktung vorbereitet werden. Schwerpunkt der Tätigkeit an der TH-OWL ist die systematische Erarbeitung von Datengrundlagen für die Entwicklung von Muster-UPD’s für das gesamte Spektrum der in diesem Projekt zu entwickelnden Bauprodukte unter Einbeziehung des Rückgewinnungspotentials der verwendeten Baustoffe. Darüber hinaus sollen die baurechtlichen Anforderungen der zu entwickelnden Baustoffe geklärt werden.

Nachhaltige Erzeugung und Verwertung von Rohrkolben auf Niedermoorstandorten in Niedersachsen, Teilvorhaben 5: Wissenschaftliche Begleitung zur Verwertung von Typha als Torfersatzstoff für Kultursubstrate im industriellen Maßstab

Ziel des Vorhabens ist die Transformation der Bewirtschaftung von entwässerten, landwirtschaftlich genutzten Niedermoorböden hin zu einer klimaschonenden, moorbodenkonservierenden Nassbewirtschaftung durch den Anbau von Rohrkolben. Hierzu soll in zwei Modellregionen mit unterschiedlicher landwirtschaftlicher Struktur (Emsland/ Cuxhaven) die großflächige, qualitätsoptimierte Erzeugung von Rohrkolben (T. angustifolia/T. latifolia) und die Verwertung der Biomasse als Baustoff und als Gartenbausubstrat (Torfersatz) entwickelt, demonstriert und für die Vermarktung vorbereitet werden. Das Teilprojekt 'Gartenbausubstrate' wird gemeinsam von der Hochschule Osnabrück und dem Unternehmen Klasmann-Deilmann durchgeführt. Ziel dieses Teilprojekts ist es, zu ermitteln, wie sich Rohrkolben (Typha) als Torfersatzstoff für Kultursubstrate im industriellen Maßstab verwerten und im Hobby- und Erwerbsgartenbau einsetzen lässt. Neben der Entwicklung von Verwertungsmöglichkeiten von Typha wird der Fokus auf die Wirtschaftlichkeitsanalyse gelegt. Diese umfasst die Ermittlung und Bewertung des Marktpotenzials für Typha im Gartenbausektor und stellt darüber hinaus die Konkurrenzfähigkeit mit bereits existierenden alternativen Ausgangsstoffen dar. Zur Evaluierung der Eignung von Typha als Substratbestandteil sollen die beiden Typha-Arten T. angustifolia und T. latifolia in Abhängigkeit von Pflanzstandort, Anbaubedingungen und Erntezeitpunkt betrachtet werden. Da sich erfahrungsmäßig keine reinen Typha-Bestände entwickeln, sollen zusätzlich auch Mischungen mit einem Anteil an typischer Begleitvegetation untersucht werden. Zur Verbesserung der Substrateigenschaften werden die Materialien einer geeigneten Aufbereitung unterzogen. Die hierzu in vorausgehenden Forschungsprojekten im Modellmaßstab gewonnenen Erkenntnisse sollen in Rahmen des hier beantragten Vorhabens bis zur Entwicklung industriell implementierbarer Technologien und marktreifer Produkte vorangetrieben werden.

Nachhaltige Erzeugung und Verwertung von Rohrkolben auf Niedermoorstandorten in Niedersachsen, Teilvorhaben 8: Typha-basierte Pflanzsubstrate in der Praxis

Ziel des Vorhabens ist die Transformation der Bewirtschaftung von entwässerten, landwirtschaftlich genutzten Niedermoorböden hin zu einer klimaschonenden, moorbodenkonservierenden Nassbewirtschaftung durch den Anbau von Rohrkolben. Hierzu soll in zwei Modellregionen mit unterschiedlicher landwirtschaftlicher Struktur (Emsland/ Cuxhaven) die großflächige, qualitätsoptimierte Erzeugung von Rohrkolben (T. angustifolia/T. latifolia) und die Verwertung der Biomasse als Baustoff und als Gartenbausubstrat (Torfersatz) entwickelt, demonstriert und für die Vermarktung vorbereitet werden. Das Teilprojekt 'Gartenbausubstrate' wird gemeinsam von der Hochschule Osnabrück und dem Unternehmen Klasmann-Deilmann durchgeführt. Ziel dieses Teilprojekts ist es, zu ermitteln, wie sich Rohrkolben (Typha) als Torfersatzstoff für Kultursubstrate im industriellen Maßstab verwerten und im Hobby- und Erwerbsgartenbau einsetzen lässt. Neben der Entwicklung von Verwertungsmöglichkeiten von Typha wird der Fokus auf die Wirtschaftlichkeitsanalyse gelegt. Diese umfasst die Ermittlung und Bewertung des Marktpotenzials für Typha im Gartenbausektor und stellt darüber hinaus die Konkurrenzfähigkeit mit bereits existierenden alternativen Ausgangsstoffen dar. Zur Evaluierung der Eignung von Typha als Substratbestandteil sollen die beiden Typha-Arten T. angustifolia und T. latifolia in Abhängigkeit von Pflanzstandort, Anbaubedingungen und Erntezeitpunkt betrachtet werden. Da sich erfahrungsmäßig keine reinen Typha-Bestände entwickeln, sollen zusätzlich auch Mischungen mit einem Anteil an typischer Begleitvegetation untersucht werden. Zur Verbesserung der Substrateigenschaften werden die Materialien einer geeigneten Aufbereitung unterzogen. Die hierzu in vorausgehenden Forschungsprojekten im Modellmaßstab gewonnenen Erkenntnisse sollen in Rahmen des hier beantragten Vorhabens bis zur Entwicklung industriell implementierbarer Technologien und marktreifer Produkte vorangetrieben werden.

Harnstoff Vorwärmung zur Effizienzsteigerung von SCR-Systemen

Im Rahmen des HarVE-Projektes sollen Untersuchungen zum Einfluss der Randbedingungen der Harnstoff-Eindüsung auf die Effizienz von SCR-Systemen (selektive katalytische Reduktion) zur Reduzierung von Stickoxid-Emissionen und der Einhaltung der Emissionsgrenzwerte durch die 44. BImSchV vorgenommen werden. Das Ziel besteht darin, einen effizienten und sauberen Betrieb von SCR-Systemen auch bei geringen Abgastemperaturen, wie sie bei der Verfeuerung von Schwachgasen vorliegen, zu gewährleisten. Schwachgase entstehen u.a. bei der Produktion von Biogas, wobei für eine sinnvolle, energetische Nutzung in Biogas-BHKW das Abgasreinigungsverfahren aufgrund der geringen Abgastemperaturen vor besondere Herausforderungen gestellt wird. Für eine effiziente SCR-Prozesskette ist ein zügiger Zerfallsvorgang der eingedüsten Harnstoff-Wasser-Lösung von entscheidender Bedeutung, welcher wiederum insbesondere durch die übertragene Wärmemenge aus dem Abgas gesteuert wird. Aus diesem Grund soll der Effekt einer Vorwärmung der in den Abgasstrang eingedüsten Medien auf die nachfolgenden Prozesse der Verdampfung und des Harnstoff-Zerfalls untersucht werden. Speziell wird hier der Sprayaufbruch und die Verdampfungslänge der Harnstofflösung sowie die Menge und die Verteilung der anschließend freigesetzten Reaktionsprodukte der Thermo-Hydrolyse betrachtet. Sollte der Zerfallsprozess des Harnstoffs durch die Vorwärmung positiv beeinflussbar sein, könnten Bestands-BHKW durch Nachrüstung einer entsprechenden Heizung an geringere Gasqualitäten angepasst werden, ohne dass große technische Änderungen an den Abgasstrecken erforderlich werden. Darüber hinaus kann der grundsätzliche Harnstoffbedarf durch eine gesteigerte Umsatzrate gesenkt werden. Als Konsequenz ergeben sich essenzielle wirtschaftliche Vorteile im Betrieb des SCR-Systems. Auf diese Weise kann die hocheffiziente, CO2-neutrale Biomassenutzung zukunftssicher aufgestellt werden.

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