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Methodenentwicklung zur künstlichen Alterung von Propankältekreisen als Voraussetzung für Maßnahmen zur Lebensdauerverlängerung von Wärmepumpen

Aktuell wird die Wärmeversorgung deutscher Haushalte maßgeblich durch Öl- und Gasheizungen bewerkstelligt, was eine starke Abhängigkeit von fossilen Ressourcen bedeutet. Durch ihre Effizienz verhalten sich elektrische Wärmepumpen (WP) deutlich klimafreundlicher und können, wenn mit Strom aus regenerativen Energiequellen betrieben, maßgeblich zur Dekarbonisierung der Wärmeversorgung beitragen. Zusätzlich wird die Nutzung umweltfreundlicher Kältemittel wie z.B. Propan (R290) oder Butan (R600) zunehmend gesetzlich gefördert. Durch die hohe Entzündlichkeit dieser Kältemittel rückt eine dauerhafte, technische Dichtheit ins Zentrum aktueller WP-Entwicklungen. Im Rahmen eines Fraunhofer Plattformprojekts sollen in WP-Resilienz in enger Kooperation mit der Industrie (Hersteller für Haus-WP und Klimagerätehersteller für Schienenfahrzeuge) Methoden zur künstlichen/ beschleunigten Alterung, zielgerichteten Fehlstellenanalyse und Lebensdauerprognose von Propan-Kältekreisen entwickelt werden. Zudem soll eine vereinheitliche Datenbasis für die Risikobewertung von Kältekreisen im Hinblick auf Leckagen und damit verbunden ausströmendes Kältemittel geschaffen werden. Neben Leckagen sollen auch Risiken basierend auf Zündquellen und Unfälle in die Datenbank aufgenommen werden. Durch die zentralen Ergebnisse des Vorhabens soll der Industrie eine Methodik zur Verfügung gestellt werden, um das komplexe Zusammenspiel von Schwingungsanregungen durch den Kompressor, Eigenspannungen nach dem Herstellungsprozess sowie Temperatur- und Druckschwankungen und variierende Umwelteinflüsse (z.B. korrosive Atmosphären) wissenschaftlich und anwendungsnah zu bewerten, wodurch erstmals eine belastbare Lebensdauerabschätzung von hermetischen Kältekreisen möglich wird. Zusätzlich sollen detaillierte Untersuchungen von leckbehafteten Bauteilen eine übersichtliche Datengrundlage zur Durchführung von Risikobewertungen für Kältekreise ermöglichen, die zur Einhaltung gesetzlicher Vorgaben ist.

Methodenentwicklung zur künstlichen Alterung von Propankältekreisen als Voraussetzung für Maßnahmen zur Lebensdauerverlängerung von Wärmepumpen, Methodenentwicklung zur künstlichen Alterung von Propankältekreisen als Voraussetzung für Maßnahmen zur Lebensdauerverlängerung von Wärmepumpen

Aktuell wird die Wärmeversorgung deutscher Haushalte maßgeblich durch Öl- und Gasheizungen bewerkstelligt, was eine starke Abhängigkeit von fossilen Ressourcen bedeutet. Durch ihre Effizienz verhalten sich elektrische Wärmepumpen (WP) deutlich klimafreundlicher und können, wenn mit Strom aus regenerativen Energiequellen betrieben, maßgeblich zur Dekarbonisierung der Wärmeversorgung beitragen. Zusätzlich wird die Nutzung umweltfreundlicher Kältemittel wie z.B. Propan (R290) oder Butan (R600) zunehmend gesetzlich gefördert. Durch die hohe Entzündlichkeit dieser Kältemittel rückt eine dauerhafte, technische Dichtheit ins Zentrum aktueller WP-Entwicklungen. Im Rahmen eines Fraunhofer Plattformprojekts sollen in WP-Resilienz in enger Kooperation mit der Industrie (Hersteller für Haus-WP und Klimagerätehersteller für Schienenfahrzeuge) Methoden zur künstlichen/ beschleunigten Alterung, zielgerichteten Fehlstellenanalyse und Lebensdauerprognose von Propan-Kältekreisen entwickelt werden. Zudem soll eine vereinheitliche Datenbasis für die Risikobewertung von Kältekreisen im Hinblick auf Leckagen und damit verbunden ausströmendes Kältemittel geschaffen werden. Neben Leckagen sollen auch Risiken basierend auf Zündquellen und Unfälle in die Datenbank aufgenommen werden. Durch die zentralen Ergebnisse des Vorhabens soll der Industrie eine Methodik zur Verfügung gestellt werden, um das komplexe Zusammenspiel von Schwingungsanregungen durch den Kompressor, Eigenspannungen nach dem Herstellungsprozess sowie Temperatur- und Druckschwankungen und variierende Umwelteinflüsse (z.B. korrosive Atmosphären) wissenschaftlich und anwendungsnah zu bewerten, wodurch erstmals eine belastbare Lebensdauerabschätzung von hermetischen Kältekreisen möglich wird. Zusätzlich sollen detaillierte Untersuchungen von leckbehafteten Bauteilen eine übersichtliche Datengrundlage zur Durchführung von Risikobewertungen für Kältekreise ermöglichen, die zur Einhaltung gesetzlicher Vorgaben ist.

Pedogeochemische Untersuchungen zur Rekonstruktion der quartären Landschaftsgeschichte und vergangener Umweltveränderungen in Zentral- und West-Bhutan

In Bhutan wird erstmalig versucht, die quartäre Landschafts- und Klimageschichte für den östlichen Bereich der Südabdachung des Himalajas zu rekonstruieren. Besonderes Interesse gilt den in Böden gespeicherten Informationen über natürliche Umweltschwankungen. Neben dem Ausmaß der Verwitterung und Bodenentwicklung als relative Datierungsmethode und numerischen Datierungen auf verschieden alten quartären Ablagerungen sollen zwei neuere analytische Ansätze in der Bodenkunde eingesetzt werden. Nach meinen bisherigen Erfahrungen aus Hochasien sind Böden in Hochgebirgsräumen vielfach polygenetisch aus verschiedenen Ausgangsmaterialien unterschiedlicher Herkunft aufgebaut, was eine Interpretation von Gelände- und Laborbefunden stark erschwert. Mit Hilfe der Neutronenaktivierungsanalyse soll über das Muster der Spurenelementverteilung die Schichtung innerhalb des Slumsgeklärt werden. Diese Ergebnisse sind wiederum Basis für die Klärung der Herkunft der verschiedenen Materialien (äolische Aufwehungen, lokale Solifluktionsdecken) über die Analyse stabiler Isotope als geochemischem Fingerabdruck. Die Kombination der verschiedenen Ansätze soll schließlich die Frage nach der maximalen Ausdehnung der letzten und möglicherweise älterer Vereisungen klären, die durch die Diskrepanz zwischen pedogenetischen und morphostratigraphischen Befunden in Ostnepal neu aufgeworfen wurde.

Vegetationskundliche Transektstudien in naturnahen Wäldern und alpinen Matten Bhutans (Südosthimalaya)

Die Vegetation des Himalaya ist bis jetzt nur als Bestandteil bergbäuerlicher Kulturlandschaften, also in Degradationsstadien natürlicher Wälder und alpiner Matten beschrieben. Das einzige Segment des Gebirgsbogens, das (neben weide- und feuerbeeinflußter Vegetation) noch ungestörte Vegetation hat, liegt in Bhutan und war bislang verschlossen. Nach über 20jährigen Vorarbeiten in gestörter Vegetation der pakistanischen, indischen, nepalesischen und chinesischen Himalaya-Regionen hat sich jetzt erstmals die Möglichkeit eröffnet, mit Unterstützung der Bhutanesischen Regierung und von Entwicklungsprojekten auf einer sechsmonatigen Expedition eine floristisch vollständige Inventur mensch-unbeeinflußter Wälder und Matten zwischen 1.000 und 5.000 m durchzuführen und Initialstadien der Weidebeeinflussung zu dokumentieren. An die Erstbeschreibung ungestörter Wälder und Matten schließt sich der Versuch an, grundsätzliche überregionale Fragen der Hochgebirgsforschung einer Klärung näherzubringen:- Können Gebirge zugleich 'Biodiversity hotspots' und Auslöschungszonen sein?- Steuert der Lebenszyklus des Bambus die Bestandesdynamik von Nebelwäldern?- Wie verändert Waldweide die Bestandesstruktur und Artendiversität von Naturwäldern?- Welche Schlußfolgerungen für die Lebensbedingungen von Wald ergeben sich aus der natürlichen Struktur der oberen Waldgrenze in Bhutan?- Welche Unterschiede in Struktur- und Artendiversität bestehen zwischen den von Viehherden und den von Wildtierherden genutzten alpinen Matten.

Politische Maßnahmenpakete für erneuerbare Energien auf der Grundlage von Klima-Wohlstandsplänen (CPP): Bhutan, Ghana, Pakistan

EPPI: Energieeffizienter Prozess zur Herstellung von hochreinem Isobuten

Die OMV Deutschland GmbH (kurz: OMV) betreibt im bayerischen Burghausen eine Raffinerie zur Herstellung von petrochemischen Produkten, wie Propylen, Ethylen, Butadien und Mineralölprodukten (Diesel, Heizöl und Kerosin). Jährlich werden am Standort rund 3,8 Mio. Tonnen Rohöl verarbeitet. Bei der Mineralölverarbeitung entsteht ein Gemisch aus C4-Kohlenwasserstoffen bestehend aus Isobutan, 1-Buten, 2-Buten sowie Butan. Diese Komponenten werden in den nachgeschalteten Anlagen zu verkaufsfähigen, hochreinen Produkten umgewandelt. Nach dem Stand der Technik kann hochreines Isobuten jedoch nur über zusätzliche Zwischenprodukte sowie energieintensive Trenn- und Abspaltungsprozesse gewonnen werden. Mit dem Vorhaben plant das Unternehmen, hochreines Isobuten zukünftig in nur einem Prozessschritt zu gewinnen. Dazu wurde ein spezieller, innovativer Katalysator entwickelt, der die kritischen Verunreinigungen im C4-Gemisch, das Molekül 1-Buten, in das weniger kritische 2-Buten umwandelt. Eine gezielte Zugabe von Wasserstoff löst die Reaktion im Reaktor aus. Der für die Trennung des Gemisches erforderliche Energiebedarf soll hocheffizient zu 80 Prozent aus der Restwärme der vorgeschalteten Anlage nutzbar gemacht werden. Der restliche Wärmebedarf wird extern über einen Niedrigdruckdampf zugeführt. Bei einer Jahresproduktion von 60.000 Tonnen hochreinem Isobuten können mit dem Vorhaben ca. 20.000 Tonnen CO2-Emissionen vermieden werden. Die Technik ist grundsätzlich auf Raffinerien, bei denen C4-Gemische als Output und einem hohen Anteil an Butenisomeren entstehen, übertragbar. Die Ergebnisse des Vorhabens können in den nächsten Revisionsprozess des BVT-Merkblattes 'Herstellung organischer Grundchemikalien' einfließen.

Staatengruppe V20 gegründet

Am 8. Oktober 2015 schlossen sich die zwanzig am stärksten durch den Klimawandel bedrohten Staaten zur Gruppe der V20 zusammen. Die Finanzminister der Staaten Afghanistan, Äthiopien, Bangladesch, Barbados, Bhutan, Costa Rica, Ghana, Kenia, Kiribati, Madagaskar, die Malediven, Nepal, Osttimor, die Philippinen, Ruanda, St. Lucia, Tansania, Tuvalu, Vanuatu und Vietnam gründeten ihre Allianz in Lima, Peru als Gegengewicht zur G20-Gruppe der führenden Industrie- und Schwellenländer. Die V20 beschlossen die Einrichtung eines Versicherungsmechanismus gegen extreme Wetterphänomene und Naturkatastrophen, der aus privaten und öffentlichen Quellen finanziert werden soll. Für ihr Eröffnungstreffen wählten die V20 die peruanische Hauptstadt Lima, wo in dieser Woche auch die Jahrestreffen der Weltbank und des Internationalen Währungsfonds (IWF) stattfanden. In einer Erklärung hieß es, die V20 seien „Heimat von fast 700 Millionen Menschen, und wir sind vereint in unserer geteilten Verletzlichkeit und Gefährdung durch den Klimawandel.“

Potentialstudie zur nachhaltigen Wärmedämmung von Gebäuden unter den alpinen Klimabedingungen Bhutans

Der derzeitige Gebäudebestand in Bhutan wird charakterisiert durch eine fehlende Wärmedämmung sowie hohe Infiltrationsraten durch schlecht abgedichtete Fenster und Türen. Dieses Projekt hat das Ziel, die generelle Machbarkeit einer Verbesserung der Luftdichtheit und der Nutzung von Wärmedämmung in Bhutan zu untersuchen. Hierbei sollen Lösungsansätze formuliert werden, die auf den lokalen Ressourcen und dem vor Ort vorhandenen technischen Know-how basieren. Erste Messreihen zu den thermischen Eigenschaften, der Luftdichtheit und dem Raumklima von Gebäuden in Bhutan sowie thermische Simulationsuntersuchungen in Deutschland sollen dazu beitragen, einen Einblick in die Energieeffizienz des Gebäudebestandes in Bhutan zu erlangen, wobei sowohl Alt- als auch Neubauten betrachtet und in ihren thermischen Eigenschaften miteinander verglichen werden sollen. Die Zusammenarbeit zwischen der Bauhaus-Universität Weimar und der Engineering Adaptation and Risk Reduction Division (EARRD) wird vor allem durch drei Workshops sowie den Austausch von Nachwuchswissenschaftlern geprägt, die für eine längere Zeitperiode bei der jeweils anderen Institution arbeiten werden. Die Ergebnisse der Zusammenarbeit sollen als inhaltliche Nachbereitung zu den Workshops in einer Projektbroschüre (scoping study report) in englischer Sprache zusammengefasst werden. Insgesamt dient das Projekt dazu, die wissenschaftlichen Grundlagen und technischen Voraussetzungen für eine auf diesen Vorarbeiten aufbauende längerfristige Zusammenarbeit zu schaffen, die die Entwicklung nachhaltiger Dämmmaterialien sowie die Durchführung von Langzeitstudien an Beispielgebäuden zum Inhalt haben soll.

Climate change adaptation potentials of forests in Bhutan - building human capacities and knowledge base (BC-CAP)

Climate change in mountain ecosystems has a particularly high potential to cause severe declines in provisioning of ecosystem services. Combined with their location in a region forming a tipping element in the Earths climate system and having low economic resilience, the Himalayan region is particularly prone to severe consequences of climate change. This is true for Bhutan, one of the least developed land-locked mountainous countries. Climate change results in plant species range shifts with concomitant changes in ecosystem services, occurring through catastrophic regime shifts or altered disturbance regimes. Such altered disturbance regimes like increased fire frequencies and intensities, increased storm frequencies, altered population dynamics of biotic disturbance agents and novel stressors like invasive species put strong threats to the resilience to Himalayan forests. Warming trends in the Himalayas are reported to be stronger than for other regions and show a consistent trend for the last century. Isotope chronologies in Nepal suggest an increasing aridity over the past two centuries in the Himalayas. Annual or supra-annual monsoon failures pose risks to livelihoods in this region. Drought stress is likely to synergistically increase the risk of biotic disturbances as well as the frequency and intensity of forest fires. Developing and adopting a strategy for increasing the resilience against climate change risks is a major determinant for the future consequences of climate change on livelihoods. Particularly for countries like Bhutan with very steep, erodible terrain and low economic resilience, this holds also true for forests. Knowledge of how to increase resilience of the different forest ecosystems is critically important. This includes better understanding of stress tolerances, including belowground functional biodiversity associated with the main tree species. With the proposed project, the potential for climate adaptation and mitigation measures in forests will be determined and concrete activities will be initiated to increase the resilience of forests to future changes. With changes in climate and related stress responses, susceptibility to disturbances such as fire, pathogens, and insects is also likely to increase. Interactions among these are likely to create feedback relationships by which both rates of ecosystem change are accelerated and novel (or unprecedented) trajectories of change are created. Understanding these synergistic interactions, future potential susceptibilities, and the likelihood of alternate pathways of change is therefore central to this project. Forest restoration strategies and activities for increasing carbon stocks as well as combating species losses, particularly on degraded lands, will be developed using participative tools. (abridged text)

BC-CAP Climate change adaptation potentials of forests in Bhutan - building human capacities and knowledge base. (BC-CAP) - Susceptibility models for climate change relevant biotic disturbance agents and fire (biotic disturbance model)

A model will be developed for spatial and temporal simulation of the phenology of the important spruce bark beetle Ips schmutzenhoferi in selected areas in Bhutan. The model will be based on the PHENIPS-model for the European spruce bark beetle, Ips typographus (Baier et. al, 2007). Combined with a Predisposition Assessment System (PAS) (Netherer and Nopp-Mayr, 2005) which has to be adapted to local circumstances, it allows to evaluate the risk of bark beetle outbreaks and to identify vulnerable areas of forest stands and sites both in space and time under current and future climate change conditions.

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