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Energiedatenraum zum Datenaustausch in Gaia-X, Teilvorhaben: Umsetzung und Demonstration anhand von Anwendungsfällen

Im Projekt baut das Konsortium einen Datenraum auf Basis der Gaia-X-Architektur auf, der künftig den souveränen Datenaustausch in digitalen Wertschöpfungsnetzwerken ermöglicht. Der Fokus liegt auf zwei Use Cases zur Integration der SMGW und der Bereitstellung von Flexibilität durch automatisierte Prozesse. Die Zielsetzung dieses Projektes ist es eine sichere und vernetzte Dateninfrastruktur für den Datenraum Energie zur Verfügung zu stellen. Diese Infrastruktur soll den Zugang zu und die Nutzung von Energiedaten auf der Erzeuger- und Verbraucherseite vereinfachen oder überhaupt erst ermöglichen. Der Datenraum soll damit die Grundlage für innovative Ideen und Geschäftsmodelle werden, welche die Transformation zu einer klimaneutralen Energieinfrastruktur sowohl ökologisch als auch ökonomisch ermöglichen. Daneben sollen die Ziele der Datenstrategie der Bundesregierung hinsichtlich der Schaffung dezentraler, föderierter Dateninfrastrukturen sowie die Stärkung der digitalen Souveränität von Unternehmen und Bürgerinnen und Bürgern realisiert werden. Ziel des Vorhabens ist es zu demonstrieren, wie Daten dezentral und souverän in der Energiewirtschaft ausgetauscht werden können. Die existierenden Referenzarchitekturen des International Data Space Association (IDSA) und Gaia-X werden als Grundlagen zum Aufbau eines prototypischen Energiedatenraums verwendet. Dieser veranschaulicht die Potentiale von Datenräumen für den Energiesektor.

Echtzeitberechnung, Auralisation und Visualisierung von Schallausbreitung und Lärmschutzmaßnahmen für Infrastrukturprojekte, Teilvorhaben: BIM-basierte Planung, Visualisierung und Auralisation in Infrastrukturprojekten

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.

Gutachten: Stromnetze 2020plus

Im Auftrag der Bundestagsfraktion von Bündnis 90/Die Grünen erstellte Ecofys ein konzeptuellen Bericht für ein Elektrizitätsnetz der Zukunft. Das Konzept gibt einen Überblick über verschiedene Technologien (smart grids, super grids, ect.), zeigt wichtige unterschiedliche Forschungsprojekte auf und identifiziert Abhängigkeiten zwischen einzelnen Technologien. Barrieren, die einen zeitnahen Einsatz dieser Technologien bremsen können, werden ebenso aufgezeigt wie der erforderliche Investitionsbedarf. Ergänzend werden politische Maßnahmen vorgestellt, die den Übergang von der heutigen Netzstruktur zu einem zukunftsfähigen Elektrizitätsnetz unterstützen. Der Schwerpunkt der Studie liegt dabei auf den Vorteilen einer unabhängigen Netzgesellschaft unter mehrheitlicher Beteiligung der öffentlichen Hand.

Öffentliches Interesse in der Energiewirtschaft (Verbundleitungen, Wasserkraftwerke, Wasserrechte...)

Errichtung von Wasserkraftanlagen - Errichtung von Ökostromanlagen - Errichtung von Verbundleitungen - Wiederverleihung von Wasserrechten

EDRC - European Demand Response Center

This project focuses on research and development of an automated European Demand Response Centre (EDRC) through aggregation and intelligent networking of industrial and commercial consumers and suppliers with integration of renewable energy sources (RES) for economical and ecological optimization of balance energy actions, such as peak power, grid stability and congestion issues. Results of this project will be a functional research of EDRC in a laboratory environment which integrates five industry/commercial sites (LOIs attached) in order to achieve best possible knowledge of demand response technology potential (technical, commercial) and its effects on the energy system as well as the technological challenges for the realization of such a system.

TransHyDE_FP3: Reformierung von Ammoniak - Transport von H2 über Derivate, Teilvorhaben der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU Kiel): Entwicklung und Maßstabsübertragung von wässrigen Syntheserouten zu Ammoniakzersetzungskatalysator

Geflügelte Geister der Ozeane: die globale räumliche Ökologie und Schutz der kleinsten und schwer erfassbaren Seevögel der Welt, der Sturmschwalben (Hydrobatidae & Oceanitidae), im Mittelmeer und im Nordostatlantik

Bei den globalen Veränderungen und deren Mitigation durch Umstellung auf erneuerbare Energiequellen (z. B. Offshore-Wind- und Solarparks) müssen nachteilige Auswirkungen auf die Lebensräume im Meer besser erkannt und vermieden werden. So hat die internationale Fischereipolitik in letzter Zeit der marinen Aquakultur Vorrang eingeräumt, um die globale Nahrungsmittel- und Ernährungssicherheit vieler Staaten zu gewährleisten, ohne deren tatsächliche Auswirkungen auf die Meeresumwelt zu kennen. Das Verständnis der räumlichen Ökologie freilebender Tiere, einschließlich ihrer Verbreitung, Bewegungen und Wanderungen, ihrer Phänologie und ihrer Ernährung, führt zu einer besseren Bewirtschaftung und Erhaltung. So können beispielsweise Bemühungen zur Erhaltung wandernder Populationen, die sich ausschließlich auf Brutgebiete konzentrieren, diese Populationen nicht vor Bedrohungen entlang der Wanderrouten oder in Nicht-Brutgebieten schützen. Tierbewegungen und Wanderungen sind auch deshalb wichtig, weil sie das Verhalten, die Lebensweise und sogar die Anatomie vieler Arten beeinflussen. Darüber hinaus kann sich das Wander- und Ernährungsverhalten innerhalb und zwischen den Arten und Populationen unterscheiden. Daher ist es von entscheidender Bedeutung, die auf jeder dieser Ebenen genutzten Routen und Nichtbrutgebiete zu ermitteln, zumal sie auch mit unterschiedlichen Bedrohungen verbunden sein können. Darüber hinaus kann die Untersuchung verschiedener Populationen auch dazu beitragen, zu verstehen, ob die räumliche Ökologie der Art durch genetischen und/oder Umweltvariablen bestimmt wird. Eine Möglichkeit, die Bewegungen und die Verteilung außerhalb der Fortpflanzungszeit bei wandernden Arten zu bestimmen, und zwar neuerdings auch bei den kleinsten Arten, ist der Einsatz von Geolokatoren auf Lichtniveau. Darüber hinaus können feinräumige Bewegungen mit dem kleinsten GPS-Gerät von nur 0,95 g verfolgt werden. Sturmschwalben (Familien Hydrobatidae und Oceanitidae) sind die kleinsten Seevögel und für die Forscher normalerweise nur zugänglich, wenn sie während der Brutzeit in den Kolonien an Land sind. Daher ist es besonders schwierig, sie außerhalb dieses Zeitraums zu untersuchen, wenn sie sich irgendwo auf dem Meer aufhalten und während dieser Zeit wandern und normalerweise ihr Gefieder mausern. Von den meisten Arten ist bekannt, dass sie sich während der Brutzeit bevorzugt von Ichthyoplankton und Zooplankton ernähren, und oft wird diese Beute zusammen mit einem relevanten Anteil an Mikroplastik verzehrt. Obwohl die Interaktion von Sturmschwalben mit anthropogenen Offshore-Aktivitäten teilweise untersucht wurde, zielt der vorliegende Vorschlag darauf ab, wichtige Erkenntnisse über die globale räumliche Ökologie dieser wenig erforschten Taxa zu sammeln und dazu beizutragen, Wissenslücken in Bezug auf die biologische Vielfalt der Meere und die anthropogenen Einflüsse auf sie entlang der europäischen Meere zu bewerten.

Integrative Ansätze für die Bereitstellung von Systemdienstleistungen in zellularen Systemen, Integrative Ansätze für die Bereitstellung von Systemdienstleistungen in zellularen Systemen

Mit dem Forschungsprojekt SysZell wird an das Forschungsprojekt ZellNetz2050 angeknüpft. Ziel des Projektes soll es sein, die durch eine deutlich erhöhte erneuerbare Einspeisung mit Photovoltaik und Windenergie in das Stromnetz im Hinblick auf Probleme der Frequenzhaltung zu untersuchen. Als Verteilnetzbetreiber im Forschungsprojekt gilt es hier die Ausgestaltung von Systemdienstleistungen im Energienetz praxisnah mit zu untersuchen und zu entwickeln. Im Detail sollen Prognosen und Bewertungen entwickelt werden um Systemdienstleitungen im laufenden Betrieb aus Gründen der Frequenzhaltung zu steuern.

Neue Daten für die Energiewende, Teilvorhaben: NEED-Anwendungsfälle für Energieinfrastrukturen und Anbindung von Werkzeugen zur Auslegungsplanung von Strom- und Wärmenetzen

Mit der NEED-Plattform werden die Prozesse eines Datenökosystems beschleunigt. Automatisiert werden heterogene energiebezogene Datenquellen zusammengeführt und mittels Ontologien konsistent über die verschiedenen Sektoren sowie zeitliche und räumliche Ebenen verknüpft. In diesem Zusammenhang sollen bestehenden Datenplattformen nicht ersetzt, sondern vielmehr als Quelle in das Ökosystem integriert werden. Neben konventionellen Datenquellen der verschiedenen Planungsebenen sollen dabei auch Möglichkeiten erforscht werden, um Lücken mit synthetischen Daten zu schließen. Die NEED-Plattform ist ein robustes, pflegeleichtes und flexibles Werkzeug zur Planung von Energiemaßnahmen auf verschiedenen räumlichen Ebenen, ohne das Gesamtbild aus dem Blick zu verlieren. Das Teilvorhaben hat insbesondere die Demonstration einer skalierbaren und integrierten Infrastrukturplanung auf Basis der an die NEED-Plattform für Stromverteilnetze, Wärmenetze, dezentrale Energieanlagen zur Strom- und Wärmeerzeugung, sowie Flexibilitätsbereitstellung zum Ziel. Siemens will hierzu seine Werkzeuge (ESDP, PSS SINCAL) an die NEED-Plattform anbinden und deren Potential für Planungsaufgaben demonstrieren.

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