In Fortsetzung des diesbezueglichen Vorhabens wurden ein Motoren- und ein Heizungspruefstand installiert, eine umfangreiche Messtechnik zur Erfassung saemtlicher limitierter Schadstoffe im Abgas sowie einige Pruefmotoren fuer verschiedene Kraftstoffe beschafft. Die Automatisierung von Pruefprogrammen nach internationalen Standards ist in Arbeit. Inzwischen wurden auch Altoele/Altfette in die Untersuchungen einbezogen. Ziel ist eine kleintechnische Aufbereitungstechnik fuer dezentrale Anwendung. Im Rahmen dieses Vorhabens wurde auch das Potential der technischen Nutzung pflanzlicher Oele in Indonesien eingehend untersucht. Seit Mai 97 wird eine Kleinflotte von Fahrzeugen der Telekom mit im Fachgebiet hergestellten Altfettmethylester betrieben.
Das Projekt PERFECTION basiert auf der Nutzung spezieller Materialeigenschaften zur Anwendung in mit konzentrierter Solarenergie (CSP) betriebenen Energiewandlungs- und Speicherprozessen. In CSP-Systemen werden Spiegel verwendet, um die Sonnenstrahlung zu konzentrieren, so dass sie als Wärmeenergie nutzbar wird. Die so gewonnene Wärmeenergie kann dann bei hoher Temperatur in chemische Energie umgewandelt werden. Dadurch werden 'solaren Brennstoffe' erzeugt: Wasserstoff und/oder Synthesegas. Das Ziel des Vorhabens ist es, Mischoxide mit der Perowskitstruktur und der allgemeinen Zusammensetzung ABO3 für solarthermische Brennstofferzeugungs- und Speicherprozessen zu entwickeln und zu verwenden und dabei Gemeinsamkeiten zwischen den Materialanforderungen dieser verschiedenen Prozesse auszunutzen.
The project aims at the development of a new fuel flexible and highly efficient residential biomass heating technology (20 - 130 kW). It is based on the successful UleWIN wood chip and pellet boiler concept consisting of a fixed-bed updraft gasifier directly coupled with a Low-NOx gas burner and a hot water boiler, which shall be further developed for fuel flexible operation (utilisation of forest residues, SRF, miscanthus, olive stones, nut shells and agro-pellets). Moreover, a compact flue gas condensation system with integrated condensate neutralisation, also capable to operate with highly acidic flue gases from agricultural fuel combustion, shall be developed to increase the efficiency of the whole system up to 110% (related to the fuel NCV). An advanced control system as well as measures for improved system integration shall additionally increase the annual utilisation rate up to 95%. It is expected to achieve at the end of the project a TRL of 5. These objectives are very relevant to the work programme since they focus on highly efficient and fuel flexible residential heat production at almost zero CO and OGC emissions, by 50% reduced NOx emissions (compared with conventional boilers) as well as ultra-low PM emissions below 13 mg/MJ (even when utilising K-rich fuels). Since this shall be reached by primary measures only, fuel flexible heat generation will be possible at reduced heat generation costs in comparison to present heating systems. To fulfil these goals an overall methodology shall be applied which is divided into a technology development part (based on process simulations, computer aided design of the single units, test plant construction, performance and evaluation of test runs) as well as a technology assessment part covering risk, techno-economic, environmental and overall impact assessments, market studies regarding the possible potentials for application of the new technology as well as dissemination activities.
Obwohl zur Erfüllung der Getrenntsammlungspflicht von Bioabfällen neben der Bereitstellung einer Biotonne auch die Sammlung von Garten- und Parkabfällen (Grüngut) gewährleistet sein muss, steht Letzteres häufig nicht im Fokus der öffentlichen Diskussion. So sind die Potenziale von getrennt erfassbarem Grüngut deutlich größer als die tatsächlich erfasste Menge. Mehr als die Hälfte des jährlich anfallenden Grünguts wird entweder illegal oder über den Restmüll entsorgt, durch Verbrennung beseitigt oder über Eigenkompostierung - häufig ohne Qualitätssicherung und adäquate Nutzungsoptionen - verwertet. Grüngut kann durch einfache Techniken zu hochwertigem Kompost und Brennstoff aufbereitet werden. Dadurch können bei den derzeitigen Erfassungsleistungen von 4,7 Mio. Mg/a CO2-Einsparungen von 3,3 Mio. Mg/a erzielt werden. Um als Brennstoff genutzt werden zu können, muss das aufbereitete Grüngut den Qualitätsanforderungen der energetischen Verwertungsanlagen genügen. Der Kompost muss von hoher Qualität sein, um möglichst als Torfersatz Verwendung zu finden. Beides ist in der Praxis häufig nicht der Fall. Hauptziele des Projektes sind (i) eine umfangreiche Analyse der Wertschöpfungskette Grüngut in Deutschland, (ii) die Steigerung der Getrennterfassung von Grüngut und (iii) die Optimierung der Aufbereitung von Grüngut hinsichtlich einer stofflich-energetischen Verwertung. Das Vorhaben umfasst 8 Arbeitspakete (AP): AP 1: Koordination und Öffentlichkeitsarbeit AP 2: Ist-Standanalyse und Potenzialabschätzung AP 3: Analyse der rechtlichen Rahmenbedingungen AP 4: Dokumentation und Bewertung der derzeitigen Erfassungssysteme für Grüngut in Deutschland AP 5: Dokumentation und Bewertung der derzeitigen Situation der Aufbereitung und Verwertung von Grüngut in Deutschland AP 6: Systematische Untersuchung und Optimierung der Brennstofferzeugung aus Grüngut in der Praxis AP 7: Konzeptentwicklung einer optimierten Grüngut-Wertschöpfungskette AP 8: Schlussfolgerungen und Empfehlungen.
Prinzipielles Ziel ist die Entwicklung eines Triaxialsystems zur Analyse von Gashydratkernen unter in situ Bedingungen mittels hochauflösender Mikro-CT. Mit diesem System wird es erstmals möglich sein, Proben unter hohem Druck (hier 400 bar), Reservoir-Temperaturen (hier 0°C) im Mikrometerbereich zu analysieren. Im ersten Schritt des Projektes wird die prinzipielle Auslegung des Systems festgelegt. Dazu gehören die Dimensionierung der mechanischen, elektromechanischen und hydraulischen Komponenten, die Anpassung des innenliegenden Injektionssystems, als auch die daraus resultierende Konstruktion des CT-Systems. In diesen Zeitraum fällt auch die Entwicklung der Composite-Zelle, des Transfersystems (Corsyde), des Injektionssystems und der neuartigen CO2-Gas-/Fluidpumpe. Zu Beginn des Projektes sind CT-Testmessungen und Simulationen an Proben geplant, die eine ähnliche Struktur/Chemismus haben wie ein Hydratsystem, z.B. Sand/Eiswassergemische, um die prinzipielle Auslegung von Röntgenquelle und -detektor zu ermitteln. Aufgrund dieser Versuche und Simulationen wird das Setup und Design der Anlage in Abhängigkeit von den vorgegebenen Dimensionen des Triaxialsystems ermittelt. Anschließend muss ein Zeitraum von 4-8 Monaten für die Lieferung der Röntgenquelle und des Detektors eingeplant werden, in dem auch die Kinematik zur Führung des CT-Systems geplant und konstruiert wird. Nach der Planung der Gesamtkonstruktion des Triaxialsystems fällt eine mehrmonatige Phase der Fertigung der Einzelkomponenten an, an die eine je 4 wöchige Montage- und Testphase angeschlossen. In der Optimierungsphase werden die einzelnen Komponenten auf die speziellen Anforderungen in diesem Projekt angepasst. Die mögliche Dekomposition der Probe während des Versuchsablaufs erfordert eine Optimierung von mechanischen und elektromechanischen Komponenten, der Steuerungssoftware als auch des CT-Systems. Diese Phase wird in enger Kooperation mit dem GEOMAR durchgeführt.
Mit der EU-Verordnung 587/2001 können Getreidekörner, die auf Stillegungsflächen produziert wurden, nur dann energetisch verwertet werden, wenn eine ausreichende Kennzeichnung vorhanden ist. Diese ist notwendig um eine missbräuchliche Verwendung im Nahrungs- und Futtermittelbereich zu verhindern. Die Studie soll die Modalitäten der Kennzeichnung für die Praxis sowie die Auswirkung auf die Umwelt und den Menschen untersuchen. Die Abgasuntersuchungen sind für den Bereich - Kleinfeuerungsanlagen - nach der 1. BImSchV im Vergleich mit nicht gekennzeichnetem Getreide durchzuführen. Das Ziel des Vorhabens ist, eine möglichst umfassende Untersuchung der Denaturierung von Getreide von Stilllegungsflächen sowie deren Auswirkung auf die Verbrennungs- und Emissionseigenschaften bei der energetischen Nutzung zu untersuchen. Es galt somit, kurzfristig eine Durchführungsvorschrift bzw. einen Vorschlag für geeignetes Denaturierungsmittel zur kostengünstigen Kennzeichnung (Denaturierung) von NFG zu erarbeiten und beim Einsatz in einem Verbrennungsprüfstand zu testen. Im Rahmen der Untersuchung waren folgende Arbeiten durchzuführen: -Teil A: Prüfung der Gebrauchstauglichkeit von Markierungsmitteln einschließlich Färbungsmodalitäten, des Abrasionsverhaltens des Farbstoffs und der Wirtschaftlichkeit des Konzeptes; -Teil B: Verbrennungstechnische Untersuchung des Einsatzes von NFG in einer Kesselanlage einschließlich Vergleich der Emissionen nach der 1. BImSchV vor und nach der Markierung. Zur verbrennungstechnischen Untersuchung der Denaturierung von Getreide wurde folgendes festgestellt: - Die Untersuchung wurde an einem 49 kW Ökotherm-Kessel (Prüfstand) gemäß DIN 4702 am Institut für Luft- und Kältetechnik gGmbH (ILK) Dresden durchgeführt. Es wurden Background-Versuche (Null-Versuche) mit unbehandeltem Getreide (Winterweizen) und Versuche mit zwei weiteren denaturierten Proben (E133 und Dispers Blau) durchgeführt. Es wurden die Konzentrationen von CO, NOx, C-gesamt, SO2, HCl und Gesamtstaub nach VDI 2066 gemessen. In Anbetracht der unterschiedlichen Herkunft der Proben (Heizwertabweichungen) wurde keine signifikante Veränderung der gemessenen Abgasemission nach dem Einsatz der denaturierten Proben festgestellt. -Weitere Auswirkungen der Farbpigmente (Denaturierungsmittel) auf die Rauchgaszusammensetzung können nur durch eine weitergehende analytische Bewertung der Farb- und Rauchgasinhaltstoffe festgestellt werden. -Allgemein verbrennungstechnisch stellt die Verbrennung von Getreide ein Problem, insbesondere in bezug auf die Gesamtstaubkonzentration, die niedrigen Ascheschmelzpunkte und die NOx-Konzentration, dar. Die zur Zeit geltende Grenzwerte für Gesamtstaub nach der 1. BImSchV (nur für Anlagen mit 15 kW kleiner FWL kleiner 100 kW, in der geltenden TA-Luft ist der Einsatz von Getreide nicht zugelassen) von 150 mg/nm3 wurden bei allen Tests überschritten (gemessen wurden Staubkonzentrationen größer 200 mg/nm3).
Für die effiziente Energieerzeugung (Photovoltaik, Thermoelektrik, Photokatalyse zur Wasserspaltung, Brennstofferzeugung, Katalyse von Brennstoffen) und Energiespeicherung (Neue Batteriewerkstoffe, Li-Ionen-Batterien, Wasserstoffspeicherung, Wärmespeicherung) und auch den Energietransport (neue Leitungssysteme, Supraleitung, Hochspannungs-Gleichstromübertragung, Netzstabilität) ist der nachhaltige Aufbau übergreifender Netzwerkstrukturen im Bereich Multiskalen-Mikro- und Nanowerkstoffe für die Energietechnik notwendig. Gemeinsame Kooperationsstrategien zu entwickeln, Innovationspotenziale in der internationalen Zusammenarbeit zu erschließen und erfolgreich an Forschungs- und Entwicklungsprojekten zu arbeiten und gemeinsame Forschungsanträge zu stellen ist ein Hauptziel des Innovationsnetzwerkes iMUSEUM, welches auch eine nachhaltige echte europäische bzw. internationale Dimension bekommen soll. Die Produktion von nanostrukturierten Werkstoffen für die effiziente Energieerzeugung, -speicherung und -transport ist eine große Herausforderung. Interessante Ansätze, wie Nanomaterialien erheblich effizienter Energie speichern, oder Wasser einfach durch Sonnenlicht in Wasserstoff und Sauerstoff spalten können sollen umgesetzt werden. So gelingt es diesen Wasserstoff mit dem CO2 der Luft in Brennstoffe (also Benzin- oder Erdgas-Ersatz) umzuwandeln. Weiterhin werden Nanomaterialien entwickelt, die Wärmeenergie effizient über lange Zeiträume speichern und bei Bedarf zur Verfügung stellen können. Während die Nanomaterialien schon erforscht werden, ist deren Integration in handhabbare Systeme noch nicht intensiv bearbeitet. Insbesondere die Einbindung der Nano-Werkstoffe in makroskopische Systeme für die Anwendung in der Energietechnik ist eine extrem anspruchsvolle Aufgabe. Genau dies ist die Entwicklung von Multiskalenwerkstoffen in der Energietechnik. Für all diese Anwendungen ist aus heutiger Sicht die Entwicklung von Multiskalenwerkstoffen notwendig.
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