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The value of the German marine environment

Die europäischen Küsten und Meeresgewässer, einschließlich der Nord- und Ostsee, gehören zu den am intensivsten genutzten Meeresgebieten der Welt. Zu den gängigsten Nutzungsarten der beiden Meere gehören Fischerei, Schifffahrt und Tourismus, die wichtige wirtschaftliche Aktivitäten darstellen, aber auch Druck auf die Meeresumwelt ausüben. Im Rahmen dieses Projektes schätzen wir den Nutzen für die deutsche Bevölkerung ab, der entstehen würde, wenn in den deutschen Meeresgewässern, d.h. den deutschen Teilen von Nord- und Ostsee, ein "Guter Umweltzustand" (wie in der Meeresstrategie-Rahmenrichtlinie (MSFD) definiert, die im Juni 2008 von der Europäischen Union (EU) verabschiedet wurde (EU 2008)) erreicht würde. Dazu leiten wir die Zahlungsbereitschaft (willingness-to-pay, WTP) der deutschen Bevölkerung für das Erreichen eines GES in der deutschen Meeresumwelt mit Hilfe der Contingent Valuation Methode (CVM) ab. Zusätzlich zum CVM wurde ein Choice-Experiment (CE) in die Befragung aufgenommen. Die Analyse der kontingenten Bewertung wurde mit Hilfe von drei verschiedenen Modellen durchgeführt, die auf unterschiedlichen Teilmengen der Stichprobendaten basieren. Eines der Grundmodelle wurde mit Hilfe einer OLS-Schätzung berechnet. Das zweite Grundmodell ist ein Tobit-Modell, das zur Vorhersage der von den Umfrageteilnehmern gewählten Intervalle verwendet wird. Aufgrund der geringen Erklärungskraft dieser Basismodelle wurde als dritter Ansatz für eine erweiterte Analyse des WTP der Deutschen ein "Double Hurdle" - Modell gewählt. Ausgangspunkt für die Analyse der Choice-Daten ist das Random-Utility-Modell (RUM) (McFadden's 1974). Aufbauend auf Annahmen bezüglich der Fehlerterme erhält man das bedingte Logit (CL)-Modell. Da das CL-Modell davon ausgeht, dass alle Individuen die gleichen Präferenzen haben, wenden wir auch ein "Latent Class" - Modell (LC) an, das es uns erlaubt, unbeobachtete Heterogenität in den Geschmacksempfindlichkeiten zu erfassen. Es zeigt sich, dass der aggregierte Nutzen des Erreichens eines GES in der deutschen Nord- und Ostsee bis 2040 3,908 Mrd. EUR pro Jahr für das grundlegende Intervall-Regressionsmodell (durchschnittliche Zahlungsbereitschaft = 56,24 EUR) ohne Protestantworten und 4,566 Mrd. EUR pro Jahr für das grundlegende OLS-Regressionsmodell (durchschnittliche Zahlungsbereitschaft = 65,71 EUR) ohne Protestantworten beträgt. Die mit dem "Double Hurdle" - Modell geschätzte mittlere individuelle Zahlungsbereitschaft beträgt 61,6 EUR pro Person und Jahr, was zu einem mittleren Gesamtnutzen des Erreichens eines GES in der deutschen Nord- und Ostsee bis 2040 führt, der sich auf 2,889 Mrd. EUR pro Jahr beläuft. Quelle: Forschungsbericht

7. CTI-Seminar vom 21. bis 25.10.2006 in Leipzig

Das Projekt "7. CTI-Seminar vom 21. bis 25.10.2006 in Leipzig" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Ecologic, Institut für Internationale und Europäische Umweltpolitik durchgeführt. Die Climate Technology Inititative (CTI) unterstützt die länderübergreifende Kooperation durch Entwicklung und Verbreitung von klimafreundlichen Technologien. Mit den jährlich stattfindenden Capacity-Building-Seminaren leistet Deutschland seit 1999 einen wichtigen Beitrag zu den Zielen und internationalen Aktivitäten der CTI. Ecologic organisiert das 7. dieser Capacity-Building Seminare.

Vakuum-UV-Photo-CVD fuer amorphe Silicium-Kohlenstoff-Legierungen

Das Projekt "Vakuum-UV-Photo-CVD fuer amorphe Silicium-Kohlenstoff-Legierungen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Stuttgart, Institut für Kraftfahrwesen und Fahrzeugmotoren durchgeführt. Objective: For a soft deposition of amorphous sic alloys a specific photo cvd process is proposed, which can be expected t improve the P +/I-interface in a-sih-p-I-n solar cells. General Information: A vaccum-uv-photo-cvd reactor for direct decomposition of sih4, si2h6, b2h6, and of hydrocarbons (ch4, c4h10) has been operated with a gaseous transmission filter between deposition chamber and d2-lamp. Growth rates mainly depend on total gas pressure, window-to-substrate distance, and spatial gas flow distribution in the reactor. Undoped a-si:h and a-sic:h films show fermi level position near midgap and photo conductivities exceeding the data for glow discharge deposited films. A shift of fermi level position towards the valence band has been achieved with b2h6 doping. For optical band gap eg = 2.24 ev activation energy determined from temperature dependent dark conductivity decreases from higher then 1 ev (intrinsic layers) to 0.42 ev for heavily doped films. C-incorporation is more effective with c4h10 compared to ch4 because of higher absorption cross section. Since photo cvd growth rates with our commercial d2-lamp are about 2 orders of magnitude lower than glow discharge deposition rates, a novel large area vuv lamp based upon dielectric barrier discharges has been built. Achievements: There is strong evidence that the addition of diborane to the silane gas phase for p-type doping of amorphous silicon pin structures causes dramatic changes in plasma parameters compared with pure silane discharges or mixtures of silane and phosphine. Considerable changes are produced in the properties of boron doped films, compared with undoped or n-doped ones, including a decrease in hydrogen content, gap narrowing, grainy structures and a decrease in dopability. In addition, interface states at the pi interface, which reduce the current of minority carriers in solar cells, are also produced.

Nanostructured Surface Acitivated ultra-thin Oxygen Transport Membrane (NASA-OTM)

Das Projekt "Nanostructured Surface Acitivated ultra-thin Oxygen Transport Membrane (NASA-OTM)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forschungszentrum Jülich GmbH, Institut für Energie- und Klimaforschung (IEK), IEK-1: Werkstoffsynthese und Herstellungsverfahren durchgeführt. The main objective of the proposed project is the development and industry-driven evaluation of highly stable and highly oxygen-permeable nano-structured oxygen transport membrane (OTM) assemblies with infinite selectivity for oxygen separation from air. The new approach proposed to reach this objective is the development of ultra thin membrane layers by e.g. CVD, PVD or Sol-Gel techniques with catalytic activation of the surfaces. This approach is supposed to make available highly stable membrane materials, which are currently out of discussion as the oxygen permeation measured on thick membranes is too low. Sufficiently high oxygen fluxes shall be obtained by: (i) ultra thin membrane layers on porous supports to minimize diffusion barriers; (ii) catalytic surface activation to overcome slow surface exchange/reaction kinetics; and (iii) thin-film nano-structuring, generating new diffusion paths through the grain boundaries in a nano-crystalline matrix. The membrane development is supported by thermo-mechanical modelling as well as atomistic modelling of transport properties. The produced oxygen is provided to Oxyfuel power plants or chemical processes such as oxidative coupling of methane (OCM) to higher hydrocarbons or HCN synthesis, which will contribute in a way to the mitigation of CO2 emissions. Oxyfuel power plants combust fuels using pure oxygen forming primarily CO2 and H2O making it much easier and cheaper to capture the CO2 than by using air. The major advantages of OTM are significantly lower efficiency losses than conventional technologies and the in principle infinite oxygen selectivity. OCM produces higher hydrocarbons directly without forming CO2 and HCN synthesis can be improved by process intensification resulting in energy and subsequent CO2 savings.

Verbesserung der Motorleistung und Effizienz durch Minimierung der Klopfwahrscheinlichkeit

Das Projekt "Verbesserung der Motorleistung und Effizienz durch Minimierung der Klopfwahrscheinlichkeit" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Stuttgart, Institut für Technische Verbrennung durchgeführt. Internal combustion (IC) engines are by far the major power sources for road transportation today. The limitation of natural oil resources, concerns about global warming due to carbon dioxide and the poor air quality in cities are the driving forces for research development of alternative concepts such as battery electric and fuel cell vehicles. Still IC-engines will play a major role within the next 10-15 years in road transportation due to the potential for the increase of efficiency and the reduction of pollutant emissions, the available infrastructure for fuel, the reliability, the production costs and customer acceptance. Therefore research and development activities on IC-engines are of significant importance for Europe's contribution to climate preservation, pollutant emission minimisation and the ability of the automotive industry to create high employment. In combination with the Euro IV and V emission limits and the likely new emission standards, the already very low carbon dioxide emission levels of gasoline engines have still to be further improved to meet the Kyoto targets. Current configurations of engine combustion systems for low emissions combined with after-treatment systems designed to achieve the new emission standards, are reducing engine efficiency by 2-10 percent or even more. The compensation of these effects and the further improvement of efficiency requires new concepts as DGI, Down-Sizing, turbo charging or CAI (Controlled Auto Ignition). These technologies require very detailed knowledge of all physical and chemical processes related to engines as well as the ability to simulate and measure these processes in order to turn over significant optimisation potential. Up to date, the optimisation of existing engines and the development of new engines concepts like DGI, Down-Sizing, turbo charging or CAI is still a challenge for engine developers considering high loads over the entire speed range. This is mostly due to the knocking phenomenon, which is still in an early stage of understanding, although there have been considerable activities in this area. Describing and even predicting knocking is a tedious task, requiring detailed knowledge of all the processes occurring in the combustion chamber. Consequently, a better understanding of engine knock by means of CFD1 simulation and detailed experiments could strongly support this optimisation and development process. The objective of the proposed project is to provide a better understanding of how engine knock is initiated and influenced by fuel and engine parameters. Advanced measurement techniques will be employed and simulation tools will be developed. The proposed work will complement current European and national projects and will be fully integrated in the LEVEL Cluster. ...

Entwicklung eines mobilen Feldinstruments fuer die schnelle simultane Messung von OH- und HO2-Radikalen in der Troposphaere durch laserinduzierte Fluoreszenz mit hoher Wiederholungsrate

Das Projekt "Entwicklung eines mobilen Feldinstruments fuer die schnelle simultane Messung von OH- und HO2-Radikalen in der Troposphaere durch laserinduzierte Fluoreszenz mit hoher Wiederholungsrate" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forschungszentrum Jülich GmbH, Institut für Chemie und Dynamik der Geosphäre durchgeführt. Objective: This project aims to develop an operative mobile field instrument for the highly sensitive, fast in-situ measurement of OH and HO2 in the troposphere. The oxidizing capacity of the troposphere is mainly determined by the concentration of hydroxyl-radicals (OH), which control the removal of most naturally and anthropogenically produced atmospheric trace gases. Thus, the understanding of the tropospheric chemistry requires the direct measurement of OH-radicals in the atmosphere. There is an urgent need for highly sensitive instruments that can measure tropospheric OH-concentrations with good temporal and spatial resolution. Furthermore, simultaneous measurements of hydroperoxy-radicals (HO2) are needed to assist the interpretation of chemistry. The OH-radicals are sampled by fast gas-expansion of ambient air into a low pressure fluorescence chamber and are detected by laser-induced fluorescence (LIF) using the excitation wavelength 308 nm. A high-repetition rate laser system will be used to give adequate sensitivity (105 OH/cm3 in a few minutes). This technique is essentially free from interferences by laser generated OH. The nearly simultaneous measurement is achieved by chemical conversion of atmospheric HO2 into OH by titration with NO. The high-repetition rate laser system to be used in this project will be a combination of an optimized copper vapour laser (CVL) and a small-bandwidth tunable dye laser that will be modified and optimized for reliable field operation. The laser system will be integrated into an existing LIF experiment which will be developed into an operative mobile field instrument for ground based measurements. The instrument will be tested during a comprehensive photochemistry field campaign at Juelich. In a second part of this project, a novel concept for a tunable CVL-pumped Ti doped sapphire laser will be studied for use as a compact and lightweight laser radiation source, designed for an advanced OH/HO2 measurement system that could be operated on board of a small airplane.

Direct determinations of polar stratospheric cloud composition

Das Projekt "Direct determinations of polar stratospheric cloud composition" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Freie Universität Berlin, Institut für Experimentalphysik durchgeführt. Objective: There are three primary objectives with this instrument development project: - to improve the design of an existing Lyman- hygrometer to give the instrument increased sensitivity and a lower detection limit for water vapour such that it can be used in conjunction with the CVI to measure the condensed water content of PSCs and upper-tropospheric cirrus clouds. - to adapt a laser-diode spectrometer system used to measure HNO3 for use in stratospheric conditions and incorporate it into the CVI sampling system. This instrument would then be used to measure the nitric acid content of polar stratospheric cloud elements. - to prepare an instrument payload which can be used to directly and in real time measure the composition of the condensed phase in PSCs with quantitative determination of H2O and HNO3 contents. Together with simultaneous measurements of the cloud element number concentration (COPAS project) the goal of the experiment is a comprehensive in situ analysis of the condensed phase in polar stratospheric clouds. General Information: The project involves developing two new instruments for measuring H2O and HNO3, incorporating the instruments into a common payload for deployment on the M-55 Geophysical aircraft, and interfacing the combined instrument payload with the Counter flow Virtual Impactor (CVI) probe developed as part of the COPAS project. a) H2O Instrument The new H2O instrument design will be based on current Lyman hygrometers presently in use on various aircraft payloads. A new instrument based upon these hygrometers which will be optimised for use in the stratosphere will be constructed. The largest challenge will be to increase the sensitivity of the new hygrometer by a factor of 100 relative to the instruments now in use. There are several ways to achieve this decrease in detection limit: a) increase the path length between the Lyman- light source and the detector; b) increase the strength of the light source; c) add fluorescence detectors in parallel with the absorption detectors; d) increase the enrichment factor of the CVI probe. Part of the initial design effort will be to determine the optimal combination of these approaches in terms of achieving a small, lightweight and robust hygrometer. b) HNO3 instrument The measurement of the HNO3 concentration with high sensitivity can be performed by means of absorption measurements of laser diode radiation at 7.5mm over a long path, as it can be realised in a multipass gas cell. The project will develop and test all the optical systems for detecting the absorption lines of HNO3 and be responsible for certification of the optical systems. For this purpose, an improved Herriot cell (after a preliminary test with a White cell) will be employed. ... Prime Contractor: Stockholms Universitet, Department of Meteorology; Stockholm; Sweden.

Projektverbund: Entwicklung von Verfahrensgrundlagen zur biologischen Stickstoffeliminierung aus Betriebsabwaessern der Metallverarbeitung - Teil A: Bau und Betrieb einer technischen Versuchsanlage

Das Projekt "Projektverbund: Entwicklung von Verfahrensgrundlagen zur biologischen Stickstoffeliminierung aus Betriebsabwaessern der Metallverarbeitung - Teil A: Bau und Betrieb einer technischen Versuchsanlage" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Mercedes-Benz Group AG durchgeführt. Permeate aus der Kuehlschmierstoffspaltung und nitrathaltige Abwaesser aus der elektrochemischen Metallbearbeitung - EC-Abwasser - wurden in Festbettreaktoren biologisch behandelt. Hierbei wurden in Denitrifikation und aerober Nachbehandlung 75 Prozent des DOC abgebaut. Versuche zur chemischen Oxidation des persistenten DOC zeigten, dass ein solches Verfahren zu teuer waere. Eine Nitrifikation konnte erst etabliert werden, nachdem den Abwaessern ein weiteres, vorgereinigtes Industrieabwasser so zugegeben wurde, dass das Permeat 1/5 verduennt wurde. Bei vorgeschalteter Denitrifikation wurden so 90 Prozent des DOC und des Nges aus dem Abwasser entfernt. Durch Schlammrueckfuehrung liess sich die Umsatzgeschwindigkeit deutlich erhoehen. Der SVI betrug maximal 130 ml/g. Der CSB lag haeufig ueber 300 mg/l O2. Eine C/N-Regelung ist bisher nicht verifizierbar, da die Messung des TNb nach DEV H 27 nicht zuverlaessig genug war. Auch zur Ablaufkontrollmessung ist sie nicht zu empfehlen. Stoffe, welche im Permeat die Nitrifikation hemmen, sind v.a. in den Kuehlschmieremulsionen zu suchen. Im Falle des Bors war nach langer Adaptationszeit zwar bei 700 mg/l B die Nitrifikation moeglich, doch konnte in borfreien Permeaten ungebrauchter Emulsionen keine Nitrifikation etabliert werden; bei Abbauversuchen erwiesen sich je 15 Prozent des DOC und org. N als persistent. Fremdverschmutzungen scheinen weniger zum persistenten DOC der Permeate beizutragen, wie eine Untersuchung im Werk gezeigt hat. Als weitere Hemmstoffe wurden der Buntmetallhemmer Tolyltriazol und das Fungizid Jodpropinylbutylcarbamat untersucht.

Substrat- und Sperrschichtoptimierung fuer im CVD-Verfahren hergestellte Duennschicht-Siliziumkristall-Solarzellen

Das Projekt "Substrat- und Sperrschichtoptimierung fuer im CVD-Verfahren hergestellte Duennschicht-Siliziumkristall-Solarzellen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme durchgeführt. Objective: A consortium has been formed by partners stemming from research and industry in order to make a further step towards the development of a cost-effective thin-film crystalline Si solar cell technology, based on thermally assisted Chemical Vapour Deposition (CVD) as deposition technique. This project should result in a thin-film crystalline Si low-cost PV module with a competitive cost/Wp. Description of work: The numerous possible options for thin-film crystalline Si solar cells (for substrate and barrier layer) and the absence of real progress on the level of equipment development for large-volume Si-layer deposition bear an inherent risk for subcritical research in this area. The consortium defined a clear strategy as far as substrates and deposition system are concerned. - Concerning the substrates, the number of options has been reduced to 3 options (Si-ribbons, a conductive ceramic: Si-infiltrated SiAlON and an insulating ceramic: SiAlON). - Together with the development and optimisation of the barrier layers, 4 technically relevant substrate/barrier layers schemes are investigated on cell level: Si-ribbons with and without barrier layer, Si-infiltrated SiAlON-substrates with a conductive SiC-layer, SiAlON-substrates and Si-ribbons with an insulating oxide barrier layer. After the Midterm Assessment, the number of substrate/barrier schemes is reduced to 2 (a conductive and non-conductive scheme), based on the results of a laboratory-type comparison of cells and the first cost projections. - Concerning the development of a high-throughput CVD-system, first steps toward a continuous Si-deposition system are taken. The consortium wishes to assess and reduce the running costs of such system. Specifically the costs associated with waste treatment and a reduction of the gas consumption through a H2-recirculation system will be looked at in more detail . In the first phase of the project these aspects will be studied. After the Midterm Assessment this deposition system will be intensively used for the growth of the Si-layers on the selected substrates, which will be processed into solar cells using processes, compatible with the industrial reality. Expected Results and Exploitation Plans: - The selection of a suitable low-cost substrate, compatible with Si-deposition by means of thermally-assisted Chemical Vapour Deposition (and possibly a liquid phase recrystallisation step); - The development of suitable barrier layers to prevent impurity indiffusion from the low-cost substrate into the active layer and to optimise internal reflection; - The assessment of a continuous high-throughput CVD-reactor, compatible with the requirements of the solar cell industry; - A module of 30x30 cm2 on the selected conductive substrate/barrier layer combination with an efficiency = 12 per cent obtained by a two-side contacting technology. Prime Contractor: Interuniversity microelectronics centre, microsyst4ems, components and packaging advanced solar cells

Untersuchung der Umweltexposition von Chemikalien der Textilveredlungsindustrie

Das Projekt "Untersuchung der Umweltexposition von Chemikalien der Textilveredlungsindustrie" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Institut für Umweltforschung durchgeführt. Die Bestimmung der Umweltexposition von Neuen Stoffen, Altstoffen und Bioziden wird als Teil der Risikobewertung durch die Leitlinien der EU vorgegeben. Dabei sind im Rahmen der Expositionsermittlung Abschaetzungen der Stoffeintraege auch aus der Textilveredelungsindustrie (TVI) erforderlich. Im geplanten Vorhaben sollen neben einer Uebersicht der Branchenstruktur, die angewandten technischen Verfahrensablaeufe bzw. Veredelungstechniken, ihre Umweltrelevanz sowie moeglichst alle, in der TVI eingesetzten Chemikalien in einer Liste zusammengestellt und soweit verfuegbar, hinsichtlich ihrer Funktion, der Einsatzmenge, der stoffinhaerenten Eigenschaften beschrieben werden. Es sollen Emissionswege in die Umweltkompartimente und Emissionsminderungstechniken dargestellt werden. Mit den Ergebnissen dieses Vorhabens soll das jetzt in der EU vorliegende Emissions-Szenario-Dokument (ESDs) auf den Stand der OECD-Anforderungen gebracht werden, damit es in die OECD Harmonisierung von Deutschland eingebracht werden kann (Serie der OECD-harmonisierten Emissions-Szenario-Dokumente). Ausserdem ist die Erweiterung dieses ESDs auf Biozide fuer den Vollzug des BiozidG erforderlich. Durch die Zusammenarbeit mit der Gemeinsamen Stoffdatenbank des Bundes und der Laender (GSBL) sollen die Stoffdaten zur Verwendung in diese Datenbank eingebracht werden.

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