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TUT - Tausend Umwelt Taxen für Berlin

Das Projekt "TUT - Tausend Umwelt Taxen für Berlin" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Berliner Gaswerke (GASAG) durchgeführt.

Luftreinhaltung Haushalte und Kleinverbraucher. Regionale Umweltberichterstattung und Modellrechnungen

Das Projekt "Luftreinhaltung Haushalte und Kleinverbraucher. Regionale Umweltberichterstattung und Modellrechnungen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bundesforschungsanstalt für Landeskunde und Raumordnung durchgeführt. Haushalte und Kleinverbraucher emittieren - ebenso wie der bodengebundene Verkehr - Luftschadstoffe aus niedrigen Quellen und koennen daher vor allem waehrend der Wintermonate die regionalen lufthygienischen Verhaeltnisse massgeblich mitbestimmen. Darueber hinaus verursacht der Bedarf an Niedertemperaturwaerme erhebliche CO2-Emissionen, die nicht regionale, sondern globale Wirkungen haben. Im einzelnen sind folgende Forschungsfragen zu beantworten: - Welche Strukturen des Waermebedarfs und der Waermebedarfsdeckung liegen in den einzelnen Regionen der alten und neuen Bundeslaender vor? - Wie stellt sich die Emissionssituation in den einzelnen Regionen der alten und neuen Bundeslaender dar? - In welchen Regionen ist vordringlicher Sanierungsbedarf erkennbar, beispielsweise aufgrund der raeumlichen Koinzidenz von Emissionsdichte, Vorbelastung durch sonstige Emittenten und topographisch/klimatologisch bedingte Smoggefaehrdung? - Lassen sich fuer verschiedene Regionen bzw Regionstypen unterschiedliche Emissionsminderungsstrategien entwerfen (zB Waermedaemmung, Sanierung der Heizungsanlagen, Energietraegersubstitution, dezentrale Waermeversorgung)?

Teilprojekt 1: Handlungs- und Berechnungsgrundlagen

Das Projekt "Teilprojekt 1: Handlungs- und Berechnungsgrundlagen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Hochschule Zittau/Görlitz, Fachgebiet Energiesystemtechnik, Fachgruppe Energietechnik durchgeführt. Die deutsche Industrie verbraucht jährlich rund 625 Milliarden Kilowattstunden Prozesswärme zur Absicherung thermischer Fertigungsschritte, die zum größten Teil aus fossilen Brennstoffen (Öl und Gas) erzeugt werden. Dabei entstehen pro Kilowattstunde 200 bis 280 Gramm Kohlendioxid, die zur Verstärkung des Treibhauseffektes und damit zur Klimaerwärmung beitragen. Da eine Substitution fossiler Brennstoffe zur Prozesswärmeerzeugung aufgrund der meist hohen Temperaturen schwierig ist bleibt zur Verminderung der Treibhausgasemissionen nur die Option der Einsparung von Prozesswärme. Dies kann in effizienter Weise durch die Nutzung von Abwärmeressourcen realisiert werden. Auch die Produktionsprozesse zahlreicher Unternehmen in der Lausitzer Region sind durch einen hohen Wärmebedarf gekennzeichnet. Das Verbundvorhaben ANKIP hat die Bereitstellung einfach anwendbarer Tools zum Ziel, die entsprechenden Ingenieurdienstleistern oder Energiebeauftragten in den Unternehmen die Entwicklung und Umsetzung effizienter Abwärmenutzungskonzepte für industrielle Prozesse ermöglichen. Dazu zählen eine Checkliste zur Analyse von Abwärmepotenzialen in den Unternehmen, Auswahlkriterien für geeignete Abwärmenutzungssysteme und Berechnungsalgorithmen für deren wärmetechnische und wirtschaftliche Bewertung. Das Teilvorhaben ANKIP-H an der Hochschule Zittau/Görlitz fokussiert dabei auf die Erarbeitung der benötigten Handlungs- und Berechnungsgrundlagen. Die entwickelten Instrumente sollen bereits im Projektverlauf gemeinsam mit dem Projektpartner USE MY ENERGY GmbH Zittau und Unternehmen aus der Region - die im Rahmen eines Industrieworkshops für eine Mitarbeit akquiriert werden - anhand praktischer Anwendungen validiert und optimiert werden.

Teilprojekt 2: Komponenten und Systemsimulation

Das Projekt "Teilprojekt 2: Komponenten und Systemsimulation" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von USE MY ENERGY GmbH durchgeführt. Die deutsche Industrie verbraucht jährlich rund 625 Milliarden Kilowattstunden Prozesswärme zur Absicherung thermischer Fertigungsschritte, die zum größten Teil aus fossilen Brennstoffen (Öl und Gas) erzeugt werden. Dabei entstehen pro Kilowattstunde 200 bis 280 Gramm Kohlendioxid, die zur Verstärkung des Treibhauseffektes und damit zur Klimaerwärmung beitragen. Da eine Substitution fossiler Brennstoffe zur Prozesswärmeerzeugung aufgrund der meist hohen Temperaturen schwierig ist bleibt zur Verminderung der Treibhausgasemissionen nur die Option der Einsparung von Prozesswärme. Dies kann in effizienter Weise durch die Nutzung von Abwärmeressourcen realisiert werden. Auch die Produktionsprozesse zahlreicher Unternehmen in der Lausitzer Region sind durch einen hohen Wärmebedarf gekennzeichnet. Das Verbundvorhaben ANKIP hat die Bereitstellung einfach anwendbarer Tools zum Ziel, die entsprechenden Ingenieurdienstleistern oder Energiebeauftragten in den Unternehmen die Entwicklung und Umsetzung effizienter Abwärmenutzungskonzepte für industrielle Prozesse ermöglichen. Dazu zählen eine Checkliste zur Analyse von Abwärmepotenzialen in den Unternehmen, Auswahlkriterien für geeignete Abwärmenutzungssysteme und Berechnungsalgorithmen für deren wärmetechnische und wirtschaftliche Bewertung. Das Teilvorhaben ANKIP-K, das durch die USE MY ENERGY GmbH bearbeitet wird, fokussiert dabei im Wesentlichen auf die programmiertechnische Umsetzung der wärmetechnische und wirtschaftlichen Simulation der Komponenten und der Gesamtsysteme zur Abwärmenutzung. Die entwickelten Instrumente sollen bereits im Projektverlauf gemeinsam mit dem Projektpartner Hochschule Zittau/Görlitz und Unternehmen aus der Region - die im Rahmen eines Industrieworkshops für eine Mitarbeit akquiriert werden - anhand praktischer Anwendungen validiert und optimiert werden.

Teilprojekt: Grundlagenbasierte numerische und experimentelle Untersuchung

Das Projekt "Teilprojekt: Grundlagenbasierte numerische und experimentelle Untersuchung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von RWTH Aachen University, Institut für Industrieofenbau und Wärmetechnik durchgeführt. Die bewusste Unterdrückung der Flammenbildung bei der FLOX-Technologie führt zu einer drastischen Minderung der thermischen NOx-Emissionen gegenüber Verbrennungssystemen mit Flammenstabilisierung. Das Verfahren ist heute Stand der Technik, insbesondere, wenn bei hoher Luftvorwärmung die Grenzwerte für die NOx-Emissionen sonst nicht eingehalten werden können. Voraussetzung für die FLOX-Verbrennung sind Heizraumtemperaturen über 850 Grad Celsius, damit eine sichere Zündung gewährleistet ist. Im Gegensatz zur klassischen, flammenstabilisierten Verbrennung ist die flammlose Oxidation gegenüber schwankenden Brennstoffzusammensetzungen weitestgehend unempfindlich und ermöglicht auch unter schwierigen Prozessbedingungen einen schadstoffarmen, vollständigen Umsatz des Brennstoffs. Ziel des Forschungsvorhabens 'FLOX-2' ist die Entwicklung eines neuartigen Verbrennungssystems, das es ermöglicht, die FLOX-Technologie auch bei Prozesstemperaturen unter 850 Grad Celsius anzuwenden. Dies ermöglicht bei Prozessfeuerungen die flexible Substitution fossiler Brennstoffe durch Schwachgase, Kuppelgase oder synthetische ('grüne') Brennstoffe und damit eine deutliche Senkung der anthropogenen CO2-Emissionen. Aufgrund des Aufbaus des neuartigen Systems ist damit zu rechnen, dass nicht nur die thermische NOx-Bildung, sondern auch die Bildung von Brennstoff-NO deutlich verringert werden kann. Im zu entwickelnden Brenner wird die flammlose Oxidation in zwei Stufen aufgeteilt. Der eigentlichen Heizkammer, in der die Prozesswärme umgesetzt wird, wird eine annähernd adiabate Brennkammer vorgeschaltet. In dieser wird der gasförmige Brennstoff unter- oder überstöchiometrisch umgesetzt. Die Temperatur in der Brennkammer ist höher als 850 Grad Celsius, sodass die klassische FLOX-Technologie angewendet werden kann. Die Verbrennungsgase aus der Brennkammer werden, zusammen mit Sekundärluft, der Heizkammer zugeführt. Diese Nachverbrennung soll, ungeachtet der geringeren Prozesstemperatur (T kleiner als 850 Grad Celsius), ebenso flammlos erfolgen.

Teilprojekt: Anwendungsnahe numerische und experimentelle Untersuchung

Das Projekt "Teilprojekt: Anwendungsnahe numerische und experimentelle Untersuchung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von WS Wärmeprozesstechnik GmbH durchgeführt. Die bewusste Unterdrückung der Flammenbildung bei der FLOX-Technologie führt zu einer drastischen Minderung der thermischen NOx-Emissionen gegenüber Verbrennungssystemen mit Flammenstabilisierung. Das Verfahren ist heute Stand der Technik, insbesondere, wenn bei hoher Luftvorwärmung die Grenzwerte für die NOx-Emissionen sonst nicht eingehalten werden können. Voraussetzung für die FLOX-Verbrennung sind Heizraumtemperaturen über 850 Grad Celsius, damit eine sichere Zündung gewährleistet ist. Im Gegensatz zur klassischen, flammenstabilisierten Verbrennung ist die flammlose Oxidation gegenüber schwankenden Brennstoffzusammensetzungen weitestgehend unempfindlich und ermöglicht auch unter schwierigen Prozessbedingungen einen schadstoffarmen, vollständigen Umsatz des Brennstoffs. Ziel des Forschungsvorhabens 'FLOX-2' ist die Entwicklung eines neuartigen Verbrennungssystems, das es ermöglicht, die FLOX-Technologie auch bei Prozesstemperaturen unter 850 Grad Celsius anzuwenden. Dies ermöglicht bei Prozessfeuerungen die flexible Substitution fossiler Brennstoffe durch Schwachgase, Kuppelgase oder synthetische ('grüne') Brennstoffe und damit eine deutliche Senkung der anthropogenen CO2-Emissionen. Aufgrund des Aufbaus des neuartigen Systems ist damit zu rechnen, dass nicht nur die thermische NOx-Bildung, sondern auch die Bildung von Brennstoff-NO deutlich verringert werden kann. Im zu entwickelnden Brenner wird die flammlose Oxidation in zwei Stufen aufgeteilt. Der eigentlichen Heizkammer, in der die Prozesswärme umgesetzt wird, wird eine annähernd adiabate Brennkammer vorgeschaltet. In dieser wird der gasförmige Brennstoff unter- oder überstöchiometrisch umgesetzt. Die Temperatur in der Brennkammer ist höher als 850 Grad Celsius, sodass die klassische FLOX-Technologie angewendet werden kann. Die Verbrennungsgase aus der Brennkammer werden, zusammen mit Sekundärluft, der Heizkammer zugeführt. Diese Nachverbrennung soll, ungeachtet der geringeren Prozesstemperatur (T kleiner als 850 Grad Celsius), ebenso flammlos erfolgen.

Industrielle Prozessfeuerung mit H2 und 02

Das Projekt "Industrielle Prozessfeuerung mit H2 und 02" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Institut für Umwelt & Energie, Technik & Analytik e.V. durchgeführt. Die Brennstoffsubstitution durch kohlenstofffreie Energieträger in Prozessfeuerungsanlagen ist ein wichtiger Baustein zur Defossilierung von Industrieprozessen. Mit dem Projekt wird die notwendige Wissensbasis für die Auslegung von Thermoprozessen bei Einsatz von Wasserstoff und Sauerstoff geschaffen. Als Referenz für die Modellentwicklung dient zunächst die Kalkherstellung. Das validierte Modell steht dann als Vorlage für viele vergleichbare Aufgabenstellungen zur Verfügung.

Teilvorhaben: 2.2

Das Projekt "Teilvorhaben: 2.2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt, Institut für Verbrennungstechnik durchgeführt. Dieses Vorhaben ist Teil des Verbundprojekts OptiSysKom - Optimierung der Prozesse und Systeme sowie der Lebensdauer der Gesamtanlage und ihrer Komponenten, einem neuen Forschungs- und Entwicklungsprogramm der AG Turbo zur Unterstützung der Energieforschung des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie. Das Vorhaben ist als AP2.2 Teil des zweiten Arbeitspakets Komponentenoptimierung zur CO2-Reduktion und behandelt Forschungs- und Entwicklungsaspekte künftiger innovativer Gasturbinenbrennertechnologie im Bereich der Brennstoffflexibilität mit hohem Wasserstoffanteil. Ziel ist es, ein Verbrennungssystem für die nächste Gasturbinengeneration für die Nutzung von Brennstoffen mit erhöhtem Wasserstoffanteil bis 100 % Wasserstoff zu entwickeln und zu verbessern (FLOX®-Gasturbinenbrenner bzw. strahlstabilisiertes Verbrennungssystem). Die Forschungsinhalte tragen dazu bei, die CO2-Emissionen von Gasturbinen durch Substitution kohlenstoffhaltiger Brennstoffe durch Wasserstoff zu reduzieren. Mit steigendem Wasserstoffanteil neigen Brennstoffe aufgrund erhöhter Reaktivität verstärkt zu Selbstzündung und Flammenrückschlag. Diese Effekte werden durch die angestrebte weitere Erhöhung von Druck und Flammentemperatur in Gasturbinen der nächsten Generation noch verstärkt. Zur Vermeidung ist es notwendig, die auftretenden Phänomene durch neuartige Messtechnik in Hochdruckexperimenten zu charakterisieren, Werkzeuge für die Brennerweiterentwicklung zu konzipieren und die Brennstoff/Luftvormischung zu verbessern.

Errichtung einer Hackschnitzelanlage inkl. Fernwärmenetz am LfL-Standort Grub

Das Projekt "Errichtung einer Hackschnitzelanlage inkl. Fernwärmenetz am LfL-Standort Grub" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bayerische Landesanstalt für Landwirtschaft (LfL), Abteilung Versuchsbetriebe durchgeführt. Für die Beheizung der Liegenschaft Grub werden jährlich rd. 300.000 l Heizöl benötigt. Im Rahmen der Energiewende hat sich die LfL das Ziel gesteckt, einen möglichst großen Anteil der Wärmeversorgung über regenerative Energieträger bereitzustellen. Mit der Errichtung der Biogasanlage wird bereits ein Teil der Abwärme zur Beheizung der nahegelegenen Gebäude verwendet. Der wesentliche Teil der Abwärme kann aufgrund fehlender Fernwärmeleitungen nicht genutzt werden und wird deshalb über einen Notkühler entsorgt. Ziel ist es, die überschüssige Wärme der Biogasanlage komplett auf der Liegenschaft zu nutzen und den restlichen Wärmebedarf ebenfalls über regenerative Energieträger zu erzeugen. Mit dem Ausbau des Fernwärmenetzes kann die Abwärme der Biogasanlage an die einzelnen Verbrauchsstellen gelangen und damit sinnvoll genutzt werden. Da die überschüssige Wärme der Biogasanlage nicht ausreicht, um den Standort zu versorgen, wird zusätzlich eine Hackschnitzelheizung errichtet. Die Ausführung erfolgt in Zusammenarbeit mit dem Staatl. Bauamt Rosenheim. Die Planungsleistungen werden an ein Ingenieurbüro vergeben.

Erhalt und Bewirtschaftung von Burgen, Schlössern und Klöstern in Mitteldeutschland angesichts sich verändernder energetischer und klimatischer Randbedingungen

Das Projekt "Erhalt und Bewirtschaftung von Burgen, Schlössern und Klöstern in Mitteldeutschland angesichts sich verändernder energetischer und klimatischer Randbedingungen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Dresden, Institut für Bauklimatik, Professur für Bauphysik durchgeführt. Steigende Energiepreise, Energiewende und Klimawandel erfordern eine langfristig angelegte energetische Weiterentwicklung von Baudenkmalen. Diese sind als energetische Systeme aufzufassen, die innerhalb ihrer Lebensdauer wiederholt an veränderte Randbedingungen angepasst werden müssen. Am Beispiel der Burgen, Schlösser und Klöster werden auf der Basis einer komplexen systemischen Betrachtung die Grundlagen für den Transformationsprozess erarbeitet und langfristig angelegte Konzepte entwickelt, die es ermöglichen, steigenden Energiepreisen, Veränderungen im Energieträgereinsatz sowie den Auswirkungen des Klimawandels hinsichtlich Höhe, zeitlicher Verteilung und Zweck des Energieeinsatzes gleichermaßen Rechnung zu tragen und die historischen Authentizität der historischen Gebäude zu bewahren. Die Erprobung der Konzepte im Rahmen von Modellvorhaben bleibt Folgeprojekten vorbehalten. Teilausgabe A: Grundlagenermittlung (Herausarbeitung von Typgebäuden, Erhebung energetischer Kennwerte, kritische Analyse des derzeitigen Energieeinsatzes, Analyse der wirtschaftlichen, organisatorischen und denkmalschutzseitigen Handlungsspielräume) Teilaufgabe B: Untersuchung der Auswirkungen veränderter energetische Randbedingungen (Einfluss des Klimawandels auf den Energiebedarf, Auswirkungen der Wegfalls von Erdgas und Erdöl auf die Energieversorgung von BSK) Teilaufgabe C: Erarbeitung von Konzepten für die energetische Weiterentwicklung von BSK Teilaufgabe D: Erarbeitung von Grundlagen für die technische Realisierung der Konzepte (technische Lösungsprinzipien für die latente Integration, Anforderungsprofile für neuartige Verfahren und Produkte, Entwicklung von Verfahrens- und Produktideen)

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