Das Projekt "Vorhaben: Kontamination aquatischer Thermokarst-Ökosysteme" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Carolo-Wilhelmina zu Braunschweig, Institut für Geosysteme und Bioindikation durchgeführt. Die intensive Öl- und Gasexploration im Bereich des Mackenzie-Delta in den Nordwest-Territorien Kanadas führte zur Entsorgung von Industrieabfällen in Bohrschlammgruben im Permafrost. Mit fortschreitender Klimaerwärmung taut der Permafrost, und es entstehen Thermokarstlandschaften mit zahlreichen wassergefüllten Senken. Die Freisetzung von Methan, Sediment und möglicherweise Schadstoffen aus destabilisierten Bohrschlammgruben gefährdet durch veränderte hydrologische Mobilität die Intaktheit der terrestrischen und aquatischen Ökosysteme und damit auch den Lebensunterhalt und die Gesundheit der lokalen Bevölkerung. Das Ziel dieses Teilprojektes ist es, auf der Basis von Freilanduntersuchungen die Auswirkungen und das regionale Ausmaß von Klima- und Umweltveränderungen auf die lokalen aquatischen Ökosysteme zu erfassen, den aktuellen Verschmutzungsgrad und die Toleranz und Anpassungsfähigkeit dieser Systeme zu bewerten, sowie stark bedrohte Arten zu identifizieren und besonders gefährdete Gebiete auszuweisen. Für diesen Zweck sollen Wasser- und Sedimentparameter über Umweltgradienten hinweg ermittelt und aquatische Organismen, wie z.B. Chironomiden, Diatomeen, Ostrakoden und Thecamöben, deren fossile Reste in Sedimenten erhalten werden, als Bioindikatoren eingesetzt werden. Die Kombination chemischer und biologischer Sedimentparameter ermöglicht Veränderungen in der Wasserqualität und Biodiversität infolge von Temperaturerhöhung und zunehmendem Nährstoff- und Schadstoffeinträgen zu ermitteln, sowie Änderungen über die letzten ca. 50 Jahre zu rekonstruieren. Wir erwarten neue Erkenntnisse zum Zustand der Thermokarstgewässer, zur Gefährdung durch die Freisetzung von Altlasten in den Bohrschlammgruben, zur Belastbarkeit und Widerstandsfähigkeit der aquatischen Thermokarst-Ökosysteme sowie für Referenzzustände potenziell natürlicher Gewässer.
Das Projekt "Fokussierende Ultraschallverfahren für die zerstörungsfreie Prüfung von Bauwerken und Komponenten aus dem Bereich der kerntechnischen Sicherheit für den Kompetenzerhalt in der Kerntechnik - KEK" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität (TU) Bergakademie Freiberg, Institut für Geophysik und Geoinformatik durchgeführt. Moderne zerstörungsfreie Prüfverfahren sind in der Kerntechnik unerlässlich. Dies gilt auch für die Prüfung von Bauwerken aus Stahlbeton und ihrer Komponenten. Dieser Projektantrag zum Forschungsschwerpunkt 'Komponentensicherheit und Qualitätssicherung' soll zu einer verbesserten zerstörungsfreien Prüfung und Bewertung von Bauwerkstrukturen (Integritätsprüfung, strukturmechanisches Verhalten, Dauerhaftigkeit) beitragen, um so eine fundierte Sicherheitsbeurteilung dieser Komponenten und damit der gesamten Anlage zu ermöglichen. Eine Erweiterung auf druckführende Komponenten ist möglich. Das Ziel des vorliegenden Projektantrags ist die Adaption und Anwendung von modernen seismischen Abbildungsverfahren aus der Erdöl-/Erdgasexploration auf die zerstörungsfreie Prüfung von Bauwerken/Komponenten aus dem Bereich der kerntechnischen Sicherheit. Hierbei sollen insbesondere fokussierende seismische Abbildungsverfahren zum Einsatz kommen und deren Möglichkeit zur hochauflösenden Abbildung des Innern von z.B. Betonkörpern (inkl. potentieller Risse und Inhomogenitäten) sowohl mit Hilfe von Computersimulationen als auch zusammen mit dem Kooperationspartner BAM durch Ultraschallmessungen an großformatigen Probekörpern im Labormaßstab sowie darüber hinaus an einem realen Anwendungsfall untertage in Morsleben (ERAM) detailliert untersucht und validiert werden. Dabei wird insbesondere die Möglichkeit der verbesserten Strukturabbildung durch Kombination von Messungen an der Oberfläche des Körpers mit solchen in Bohrlöchern innerhalb des Körpers genauer studiert werden, um eine optimale Untersuchungsgeometrie und Charakterisierung des Bauwerks einschließlich seiner Integrität auch im Fall von limitierten Messgeometrien zu ermöglichen.
Das Projekt "Vorhaben: Datenkommunikation und -management" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Sea & Sun Technology GmbH durchgeführt. Ziel des Verbundprojektes sind Fortschritte in der angewandten Ozeanografie in Richtung der Entwicklung eines automatisierten intelligenten Echtzeit-Informationssystems zur Frühwarnung und Notfallbereitschaft bei Operationen in der offshore Öl- und Gasexploration. Forschungsschwerpunkt sind Seegebiete vor der israelischen Küste im östlichen Mittelmeer. Die Entdeckung von Gasvorkommen führten hier zu vielfachen Aktivitäten mit substantiellen ökonomischer Interessen, die aber auch Risiken durch schwere Stürmen und Lackage-Unfällen mit potentiellen Umweltgefährdungen ausgesetzt sind. Das Vorhaben 'Datenkommunikation und Datenmanagement' ist Bestandteil des Verbundprojekts DARTIS, bei dem Entwicklungsfortschritte in der Angewandten Ozeanografie und insbesondere bei Intelligenten Echtzeit-Informationssystemen für Frühwarnung und Notfallvorsorge von offshore Öl- und Gasoperationen im östlichen Mittelmeer im Vordergrund stehen. Im Rahmen der Zusammenarbeit der Projektpartner zur Verbesserung der Seegangs- und Oil Spill Modelle, die im Echtzeit-Informationssystem integriert sind, wird sich Firma Sea & Sun Technology mit Problemstellungen in der Datenkommunikation zwischen operationellen Seegangsbojen und Modellen befassen, die vor der Küste Israels eingesetzt sind. Die besondere Zielsetzung des Teilprojekts liegt darin, Ausreißer und Messlücken in Zeitreihen des Seegangs vor der Datenassimilation in Modelle durch effizientes Datenmanagement zu identifizieren, Fehler zu analysieren und Messlücken in Zeitreihen durch Datenrekonstruktion zu schließen. Dazu werden Techniken und mathematische Modelle auf Grundlage von Künstlichen Neuronalen Netzwerken (englisch ANN) eingesetzt und validiert. Tests zur Einschätzung der Güte der Rekonstruktionen werden durchgeführt, wobei Effekte wie Windstärken und Länge von Daten-Ausfallzeiten berücksichtig werden.
Das Projekt "Space-borne observations for detecting and forecasting sea ice cover extremes (SPICES)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Ilmatieteen Laitos durchgeführt.
Das Projekt "Isotopenselektiver Sensor für kurzkettige Kohlenwasserstoffe" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Hochschule für Angewandte Wissenschaften Hamburg, Department Maschinenbau und Produktion M+P durchgeführt. Die Messung von Kohlenwasserstoffkonzentrationen und deren isotopische Zusammensetzung ist essentiell für viele Applikationen von der medizinischen Diagnostik und Umweltforschung bis hin zur Erdgasexploration. Die Messung von Methan Isotopenverhältnis (13CH4:12CH4) ist für das Verständnis des Kohlenstoffkreislaufs der Erde sehr wichtig. Während der Beitrag anthropogener fossiler Energieträger um die 8 Gigatonnen atmosphärischen Kohlenstoff pro Jahr umfasst (GtC/Jahr), repräsentiert der arktische Permafrostboden mindestens 600 GtC und der Ozean über 11000 GtC. Die Freisetzung eines geringen Bruchteils vom Permafrostboden oder des Ozeans durch Erwärmung der polaren Troposphäre kann zu schwerwiegenden klimatischen Effekten führen. Die isotopische Signatur von Methan erlaubt die Rückverfolgung des Ausflusses zu seinen verschiedenen ökologischen und anthropogenen Quellen. Das Mischverhältnis von nicht-Methan-Kohlenwasserstoffen (NMHC) sind hilfreiche Indikatoren von atmosphärischen Oxidations- und Transportprozessen auf regionaler bis hin zur globalen Ebene. Obwohl die Anzahl der Studien von NMHC-Isotopologen noch sehr begrenzt ist, kann die Messung davon zusätzliche Einblicke in die Quellen, Senken und Verteilung in der Atmosphäre liefern und ermöglicht einem das photochemische Alter der einzelnen Kohlenwasserstoffe abzuschätzen. Insgesamt sind diese Informationen sehr wichtig um atmosphärische Modelle zu verifizieren und zu verbessern. Stand der Technik für die Messung von Kohlenstoffisotopen der vergangen 30 Jahre ist die Isotopenverhältnis-Massenspektrometrie (IRMS). Die Messmethode ist sehr präzise, aber zugleich arbeitsaufwendig, teuer und wird typischerweise in einem Labor durchgeführt, wodurch Feldmessungen in Echtzeit unmöglich werden. IRMS ist außerdem indirekt, da der Kohlenwasserstoff in einem Verbrennungsprozess zuerst in CO2 umgewandelt werden muss und dieser dann für das 13C-Verhältnis analysiert wird. Das Ziel dieses Projektes besteht in der Entwicklung eines optischen Sensors, welches die direkte isotopenselektive Messung von kurzkettigen Kohlenwasserstoffen erlaubt. Als mögliches neues Analysegerät soll ein Diodenlaser auf Halbleiterbasis eingesetzt werden. Diese Emissionsquellen erlauben unter Raumtemperatur-Betrieb kontinuierliche Strahlung zwischen 3,0 Mikro m und 3,5 Mikro m. Diese spektrale Region beinhaltet die stärksten Absorptionslinien von Kohlenwasserstoffen. Der Laser ist kompakt, einfach in der Handhabung und seine optische Rückkopplung erlaubt kontinuierliches und modensprungfreies Durchstimmen bei einer spektralen Linienbreite kleiner als 10 MHz. Aufgrund der vorteilhaften Eigenschaften wird die photoakustische Spektroskopie (PAS) verwendet. Dieses Messverfahren basiert auf Absorption von modulierter Strahlung und die dadurch hervorgerufene Erzeugung einer Schallwelle. Als eine offsetfreie Technik ermöglicht diese eine sehr hohe Nachweisempfindlichkeit. Messungen sollen an Methan, Ethan und Propan durchgeführt werden.
Das Projekt "Leitantrag; Vorhaben: FELDTEST: Charakterisierung der Gashydratvorkommen im Donau-Tiefseefächer" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel (GEOMAR) durchgeführt. Das Vorhaben trägt inhaltlich zu den Teilprojekten 1 und 3 des Verbundprojektes SUGAR-III, bestehend aus dem beim BMBF angesiedelten Teil A und dem beim BMWi angesiedelten Teil B, bei. Die Arbeiten zielen dabei zum einen auf den Wissens- und Technologietransfer zu den Industriepartnern in den jeweiligen Teilprojekten, zum anderen werden die Gashydrat-Vorkommen im Paläo-Donaudelta erschlossen, um einen europäischen Feldtest zum Gashydratabbau vorzubereiten und mögliche Risiken einschätzen und bewerten zu können. Hierzu werden sowohl die seismischen und elektromagnetischen Vermessungen (Expeditionen MSM34 + 35) des Donautiefseefächers ausgewertet als auch numerische Simulationen zur Entstehung und räumlichen Verteilung der Gashydrate vorgenommen. Im letzten Projektjahr ist dann die Erbohrung der Vorkommen mit MeBo200 an ausgewählten Lokationen geplant. In Laborexperimenten wird das geomechanische Verhalten der Gashydrat-Sedimente unter verschiedenen Abbautechniken untersucht und Lösungsansätze für das Problem der Sandproduktion gesucht.
Das Projekt "Teilprojekt 1: Geophysikalische Exploration und Datenauswertung; Vorhaben: Multiparameter-Modelle und gekoppelte geophysikalische Inversion zur geologischen Interpretation - SUGAR-POT" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von TERRASYS Geophysics GmbH & Co. KG durchgeführt. Ziel dieses Teilvorhabens in SUGAR-III-A, Teilprojekt 1, AP 1, ist die effiziente Erstellung eines zuverlässigen Untergrundmodells der beteiligten geophysikalischen Parameter durch gekoppelte Inversionsverfahren zur Verbesserung der hochauflösenden seismischen Abbildungsverfahren. Die methodische Entwicklung einer Joint Inversion von Gravimetrie, Elektromagnetik und Seismik ist insbes. für die von TERRASYS angestrebte spätere Verwertung in der Erdöl-/Erdgas-Exploration äußerst wichtig (Dual-Use-Ansatz). TERRASYS wird in enger Kooperation mit TEEC und GEOMAR eine gemeinsame Modellierungs-Austausch-Plattform erstellen - die Grundlage für gekoppelte Optimierungsstrategien und effiziente Vorgehensweisen. Dies beinhaltet einheitliche Modell-Parametrisierungen, gute Konversionsroutinen und kompatible und übersichtliche Datenstrukturen. So können Verfahren entwickelt werden, die geophysikalischen Methoden gut aufeinander abgestimmt zu modellieren und effizient zu invertieren. Iterative Verzahnungen der einzelnen Optimierungs-Routinen bis hin zu einer Joint Inversion der Parametermodelle sollen entwickelt und getestet werden. Hierbei sind verschiedene Kopplungsverfahren möglich, die auf Stabilität und Effizienz geprüft werden. Eine Erweiterung der bestehenden firmeneigenen Inversions-Software für Potentialfeldverfahren auf die hier angewandte Elektromagnetik und auf seismische Geschwindigkeit soll erfolgen. Eine abgestimmte und gleichzeitige Inversion verschiedener geophysikalischer Daten führt zu einem gemeinsamen Multi-Parameter-Modell, das dadurch zuverlässiger, genauer und besser abgesichert ist. Mit den Daten des Donaudeltas sollen der optimierte Arbeitsablauf und die Verfahren der gekoppelten Inversion durchgeführt und getestet werden. Dadurch soll eine Verbesserung der Qualität und der Konvergenz der hochauflösenden seismischen Abbildungsverfahren erreicht werden. Dieses Anwendungsbeispiel kann als Referenz später auch der firmeninternen Vermarktung dienen.
Das Projekt "Teilprojekt 2: Explorationsbohrtechnik; Vorhaben: Automatisierte Steuerung eines Explorationsbohrgerätes für Gashydratlagerstätten" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von BAUER AG durchgeführt. Das Teilprojekt 2: 'Explorationsbohrtechnik' des Forschungsvorhabens SUGAR III hat als Zielsetzung, ein submarines Explorationsbohrgerät zu entwickeln, welches die Anforderungen einer industriellen Exploration im Vorfeld einer kommerziellen Methangashydrat-Förderung erfüllt. Das Ziel der BAUER Maschinen GmbH ist dabei die Entwicklung einer automatisierten und industriell einsetzbaren Steuerung für ein solches Explorationsbohrgerät für Gashydrat-Lagerstätten. Prototypisch wird diese Automatisierung im Rahmen des Projekts für das bei MARUM verfügbare MeBo200 entwickelt und umgesetzt. Die erarbeitete Systemarchitektur und die entwickelten Automatisierungsansätze werden aber allgemein auf maritime Explorations-Bohrgeräte übertragbar sein. Auf dem Weg zu diesem Gesamtziel sollen folgende Teilziele erarbeitet werden: - Entwicklung einer industriell nutzbaren und effizienten Basisteuerung für MeBo in Kooperation mit MARUM - Einbindung der Steuerung und der Datenerfassung/-anzeige in die Peripherie (Schiff, Winde, ) - Umsetzung eines industriell einsetzbaren Sicherheitssystems für den Betrieb an Deck und die Fahrer - Implementierung eines für die Rohstoffexploration angepassten Monitorings des Bohrablaufs - Automatisierung von Gestänge-Handling, Ziehen des Bohrstrangs und Kameraüberwachung. Die Automatisierung weiterer Prozesse wird im kleinen Rahmen ebenfalls untersucht.
Das Projekt "Teilprojekt 2 - Explorationsbohrtechnik; Teilprojekt 3 - Erdgasproduktion aus Gashydraten; Vorhaben: Erkundung von marinen Methanhydratvorkommen zur Prüfung von Explorationsmöglichkeiten" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bremen, Zentrum für marine Umweltwissenschaften durchgeführt. Das Vorhaben der Universität Bremen trägt inhaltlich zu den beiden Teilprojekten 2 und 3 des Verbundprojektes SUGAR III bei. Die Arbeiten zielen zum einen auf den Wissens- und Technologietransfer zu den Industriepartnern in den jeweiligen Teilprojekten, zum anderen werden die Gashydratvorkommen im Paläo-Donaudelta erschlossen, um einen europäischen Feldtest zum Gashydratabbau vorzubereiten und mögliche Risiken einschätzen und bewerten zu können. Das Teilvorhaben SUGAR-III-A-MARUM TP2 'Explorationsbohrtechnik' zielt auf die Spezialisierung der Bohrlochmesstechnik für Gashydratvorkommen. Das MARUM-MeBo200 soll genutzt werden um Bohrlochmesstechnik und Probennahme zur Identifikation von Gashydraten sowie eine Industrietaugliche Steuerung für ein Gashydrat-Explorationsbohrgerät zu entwickeln und zu testen. Das zweite Teilvorhaben SUGAR-III-A-MARUM TP3 'Expedition ins Donaudelta' wird zur Durchführung von Explorationsbohrungen an ausgewählten Lokationen im Schwarzen Meer beantragt. Hier soll mit dem MeBo200 eine Forschungsexpedition zur Erkundung der Gashydratvorkommen im Donau-Tiefseefächer durchgeführt werden, um Basisdaten für einen geplanten europäischen Fördertest zu gewinnen. Die Arbeitspakete zum Erreichen dieser Arbeitsziele sind im Einzelnen: AP1.1: Entwicklung einer Sonic-Bohrlochmesssonde für den Einsatz mit Meeresboden-Bohrgeräten in Kooperation mit Antares Datensysteme AP1.2: Adaption von Druckkernrohren für den Einsatz mit MeBo200 zur quantitativen Probennahme in Gashydratlagerstätten AP1.3: Untersuchung weiterer Messverfahren für Gashydratlagerstätten (in Kooperation mit TU Freiberg, Antares Datensysteme, Bauer Maschinen) AP2.1: Entwicklung einer intuitiven Bedienoberfläche für MeBo200 in Kooperation mit Bauer Maschinen AP 2.2.: Automatisierung des Bohrablaufs für MeBo200 in Kooperation mit Bauer Maschinen AP3: Tests der Entwicklungen AP4: Durchführung einer Forschungsexpedition mit dem MeBo200 ins Donaudelta.
Das Projekt "Teilprojekt 2: Explorationsbohrtechnik; Vorhaben: Entwicklung einer akustischen Memory-Bohrlochmesssonde zur Aufzeichnung von seismischen Geschwindigkeiten" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Antares Datensysteme GmbH durchgeführt. Ziel des Teilprojekts 2 'Explorationsbohrtechnik' des Forschungsvorhabens Sugar III ist die Entwicklung eines submarinen Explorationsbohrgeräts, welches die industriellen Anforder-ungen der Vorerkundung kommerzieller Methangashydrat-Förderung erfüllt. Das Ziel der ANTARES Datensysteme GmbH ist die Entwicklung einer automatischen Memory-Akustiksonde, die in verschiedenen Meeresbodenbohrgeräten zur Methangashydratexploration eingesetzt werden kann. Akustische Bohrlochmessverfahren sind als Wireline-Messverfahren in der Erdöl- und Rohstoffexploration etabliert und liefern einen wichtigen Datensatz für die Exploration von Gashydraten. Die Verwendung der akustischen Messsonden in Meeresbodenbohrgeräten erfordert ein neu zu entwickelndes Verfahren zur Memory-Datenaufzeichnung. Das geplante Projektvorhaben im Arbeitspaket AP1 umfasst die Entwicklung eines neuen Memory Adapters und einer Memoryakustiksonde geeignet für die Verwendung in verschiedenen Meeresbodenbohrgeräten. Im AP3 werden weitere geeignete geophysikalische Messverfahren analysiert. Das geplante Projektvorhaben umfasst die folgenden Teilziele: 1) Entwicklung eines neuen Leistungsstarken Memory Adapters für die Energieversorgung und automatischen Steuerung einer Akustiksonde. 2) Entwicklung einer Akustiksonde angepasst an die Anwendung in Meeresbodenbohrgeräten mit Schwerpunkt auf den folgenden Unterpunkten: - Verkürzung der Sonde für die Anwendung in automatischen Meeresbodenbohrgeräten - Entwicklung energiesparender Elektronik, - Entwicklung neuer erweiterter Datenspeichermodus und automatisierte Berechnung, Anwendung und Autoaktualisierung von Steuerparametern für die Messung, - Erhöhung der vertikalen Auflösung. - Entwicklung eines neuen akustischen Isolators. 3) Bau eines Prototyps für das MeBo200, Feldtest im Rahmen des MeBo200 Einsatz. 4) Untersuchung weiterer geophysikalische Messverfahren für Gashydratlagerstätten.
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| Bund | 27 |
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| License | Count |
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| Keine | 8 |
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| Lebewesen & Lebensräume | 25 |
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| Weitere | 27 |