Das Projekt "Teilprojekt 3: TRAINS-UV11-HSA" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Hochschule Anhalt (FH) Hochschule für angewandte Wissenschaften, Standort Köthen, Fachbereich Elektrotechnik, Maschinenbau und Wirtschaftsingenieurwesen durchgeführt. TRAINS-UV11-HSA umfasst das Arbeitspaket 'AP5 Umweltauswirkungen, Sicherheitstechnik und Zulassungsvoraussetzungen'. Im 1. Unterarbeitspaket (UAP) werden zunächst die Basisdaten für die bei Verbrennung von Diesel, Methan und Wasserstoff in Motoren entstehenden Abgase ermittelt. Dabei wird HSA die Abstimmung mit den FuE-Arbeiten bei den Verbundpartnern WTZ Roßlau und dem IMS an der OvGU zu den Verbrennungsprozessen dahingehend begleiten, dass die Abgaswerte (Mengen, Konzentrationen) für verschiedene Gasmischungen und Verbrennungsprozesse (IMS) sowie für verschiedene Motorbelastungen mit und ohne Rekuperation (WTZ) ermittelt werden. Anschließend soll versucht werden, für die verschiedenen Basisdaten und für alle Umweltszenarien die jeweilige Luftqualität und deren Auswirkung auf Menschen, Tiere und Pflanzenwelt zu bestimmen. Ausgehend von den Anforderungen an die Sicherheit und Zuverlässigkeit von Triebzügen mit Diesel-motorischen Antrieben ist die Aufgabe im 2. UAP die Erarbeitung von Maßnahmen, die bei Umrüstung des Antriebssystems von Diesel- auf Gasmotoren für die Sicherheit und Zuverlässigkeit notwendig und gleichzeitig für einen Erhalt der Betriebsgenehmigung geeignet sind. Zum Gesamtsystem gehören auch die Betankungsanlagen für Gase. Im 3. UAP werden zunächst Spezifika für Erdgastankstellen ermittelt, wie sie für Straßenfahrzeuge, insbes. Busse, bereits bestehen. Wenn diese auf den Bahnbetrieb mit dessen besonderen Anforderungen übertragen worden sind, sollen die Unterschiede für Wasserstoff als Tankinhalt ermittelt und hinsichtlich der zusätzlichen Anforderungen an die Sicherheitseinrichtungen ausgestaltet werden. Der TÜV Süd wird im Unterauftrag die Abnahmekriterien und -prozesse einbringen und im letzten UAP dabei unterstützen, alle erarbeiteten Sicherheitskonzepte für die Umrüstung eines Bestandszugs mit Betriebsgenehmigung auf (Wasserstoff-)Verbrennungsmotoren mit den zuständigen Zulassungsbehörden, insbes. dem Eisenbahnbundesamt (EBA), abzustimmen.
Das Projekt "LNG-GIS: Schaffung einer GIS-Online-Plattform für den Aufbau einer Flüssigerdgasinfrastruktur" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Software-Service John GmbH durchgeführt. Das Gesamtziel des Vorhabens ist die Schaffung eine GIS-Online Plattform, welche als Planungstool verschiedenen Akteuren Hilfestellungen im Bereich Schwerlastverkehr bieten soll. Schwerpunkt des Projektes ist die Ausweisung von potentiellen Standorten für LNG-Tankstellen sowie die Analyse des tageszeitlichen Verkehrsaufkommens hinsichtlich einer Potentialermittlung zur Reduzierung von Belastungsmaxima. Die durch den LNG-Einsatz im Schwerlastverkehr reduzierten Lärm- und Schadstoffemissionen werden ebenso standortgenau betrachtet. Voraussetzung für die GIS-basierte Analyse ist die Schaffung eines Datenpools als Ausgangsbasis. Die zur Verfügung stehenden Daten, insbesondere die des BMVI, sind zu sichten, zu vereinheitlichen und zusammen zu führen. Hinzu kommen eigene Daten der Projektpartner. Anhand der verfügbaren Daten wird ein Testgebiet definiert. Die GIS-Online-Plattform besteht aus vier Modulen, wofür vier entsprechende Einzelmethodiken zu entwickeln sind. Als erstes werden Vorzugsstandorte für LNG-Tankstellen identifiziert. Das zweite Modul beinhaltet die Ausweisung von Regionen, in welchen ökologische Vorteile durch den LNG-Einsatz im Verkehrsbereich zu erwarten sind. Das dritte Modul untersucht das tages(zeit)-abhängige Mobilitätsverhalten mit dem Ziel, Entlastungsmöglichkeiten durch eine Verlagerung in weniger verkehrsintensive Tageszeiten aufzuzeigen. Das vierte Modul kombiniert die Teilergebnisse und schätzt das LNG-Potential standortgenau ab. Die Module sind für das definierte Testgebiet zu validieren und auf Plausibilität zu prüfen. Je nach Ergebnis sind Anpassungen vorzunehmen. Für die Kommunikation der Ergebnisse wird eine Beta-Plattform erstellt. Die Grundlage dazu bildet eine SQL-Geo-Datenbank auf Basis von open-GIS. Über zu erstellende bzw. frei verfügbare Importmodule werden die oben genannten Daten in die DB importiert. Als Visualisierungskomponente im Web kommt eine standardisierte open source Anwendung zum Einsatz.
Das Projekt "LNG-GIS: Schaffung einer GIS-Online-Plattform für den Aufbau einer Flüssigerdgasinfrastruktur" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von DBI - Gastechnologisches Institut gGmbH Freiberg durchgeführt. Das Gesamtziel des Vorhabens ist die Schaffung eine GIS-Online Plattform, welche als Planungstool verschiedenen Akteuren Hilfestellungen im Bereich Schwerlastverkehr bieten soll. Schwerpunkt des Projektes ist die Ausweisung von potentiellen Standorten für LNG-Tankstellen sowie die Analyse des tageszeitlichen Verkehrsaufkommens hinsichtlich einer Potentialermittlung zur Reduzierung von Belastungsmaxima. Die durch den LNG-Einsatz im Schwerlastverkehr reduzierten Lärm- und Schadstoffemissionen werden ebenso standortgenau betrachtet. Voraussetzung für die GIS-basierte Analyse ist die Schaffung eines Datenpools als Ausgangsbasis. Die zur Verfügung stehenden Daten, insbesondere die des BMVI, sind zu sichten, zu vereinheitlichen und zusammen zu führen. Hinzu kommen eigene Daten der Projektpartner. Anhand der verfügbaren Daten wird ein Testgebiet definiert. Die GIS-Online-Plattform besteht aus vier Modulen, wofür vier entsprechende Einzelmethodiken zu entwickeln sind. Als erstes werden Vorzugsstandorte für LNG-Tankstellen identifiziert. Das zweite Modul beinhaltet die Ausweisung von Regionen, in welchen ökologische Vorteile durch den LNG-Einsatz im Verkehrsbereich zu erwarten sind. Das dritte Modul untersucht das tages(zeit)-abhängige Mobilitätsverhalten mit dem Ziel, Entlastungsmöglichkeiten durch eine Verlagerung in weniger verkehrsintensive Tageszeiten aufzuzeigen. Das vierte Modul kombiniert die Teilergebnisse und schätzt das LNG-Potential standortgenau ab. Die Module sind für das definierte Testgebiet zu validieren und auf Plausibilität zu prüfen. Je nach Ergebnis sind Anpassungen vorzunehmen. Für die Kommunikation der Ergebnisse wird eine Beta-Plattform erstellt. Die Grundlage dazu bildet eine SQL-Geo-Datenbank auf Basis von open-GIS. Über zu erstellende bzw. frei verfügbare Importmodule werden die oben genannten Daten in die DB importiert. Als Visualisierungskomponente im Web kommt eine standardisierte open source Anwendung zum Einsatz.
Das Projekt "LNG-GIS: Schaffung einer GIS-Online-Plattform für den Aufbau einer Flüssigerdgasinfrastruktur" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Nexiga GmbH durchgeführt. Das Gesamtziel des Vorhabens ist die Schaffung eine GIS-Online Plattform, welche als Planungstool verschiedenen Akteuren Hilfestellungen im Bereich Schwerlastverkehr bieten soll. Schwerpunkt des Projektes ist die Ausweisung von potentiellen Standorten für LNG-Tankstellen sowie die Analyse des tageszeitlichen Verkehrsaufkommens hinsichtlich einer Potentialermittlung zur Reduzierung von Belastungsmaxima. Die durch den LNG-Einsatz im Schwerlastverkehr reduzierten Lärm- und Schadstoffemissionen werden ebenso standortgenau betrachtet. Voraussetzung für die GIS-basierte Analyse ist die Schaffung eines Datenpools als Ausgangsbasis. Die zur Verfügung stehenden Daten, insbesondere die des BMVI, sind zu sichten, zu vereinheitlichen und zusammen zu führen. Hinzu kommen eigene Daten der Projektpartner. Anhand der verfügbaren Daten wird ein Testgebiet definiert. Die GIS-Online-Plattform besteht aus vier Modulen, wofür vier entsprechende Einzelmethodiken zu entwickeln sind. Als erstes werden Vorzugsstandorte für LNG-Tankstellen identifiziert. Das zweite Modul beinhaltet die Ausweisung von Regionen, in welchen ökologische Vorteile durch den LNG-Einsatz im Verkehrsbereich zu erwarten sind. Das dritte Modul untersucht das tages(zeit)-abhängige Mobilitätsverhalten mit dem Ziel, Entlastungsmöglichkeiten durch eine Verlagerung in weniger verkehrsintensive Tageszeiten aufzuzeigen. Das vierte Modul kombiniert die Teilergebnisse und schätzt das LNG-Potential standortgenau ab. Die Module sind für das definierte Testgebiet zu validieren und auf Plausibilität zu prüfen. Je nach Ergebnis sind Anpassungen vorzunehmen. Für die Kommunikation der Ergebnisse wird eine Beta-Plattform erstellt. Die Grundlage dazu bildet eine SQL-Geo-Datenbank auf Basis von open-GIS. Über zu erstellende bzw. frei verfügbare Importmodule werden die oben genannten Daten in die DB importiert. Als Visualisierungskomponente im Web kommt eine standardisierte open source Anwendung zum Einsatz.
Das Projekt "Teilvorhaben: Nutzung der Abwärme von Elektrolyse-Anlagen zur Produktion von 'Grünem Wasserstoff' für die Wärmeversorgung am Standort Klimaquartier II" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Stadtwerke Esslingen am Neckar GmbH & Co. KG (SWE) durchgeführt. Im Arbeitsbereich 2 (AB 2) Klimaquartier II soll untersucht werden, wie in einem Quartier mittels Elektrolyseur grüner Wasserstoff erzeugt, dessen Abwärme im Gebäude direkt genutzt und das Quartier mit dem Wasserstoff versorgt werden könnte. Neben dem Gebäudekomplex der Erzeugung sollen weitere zwei Gebäudekomplexe mittels einer erdverlegten Gasleitung erschlossen werden. Diese Leitung soll mit einem intermittierenden Wasserstoff/Erdgasgemisch zwischen 30 - 100 % betrieben werden können. Diese zwei Gebäude sollen mit Brennstoffzellen Strom und Wärme erzeugen, welches wiederum in den Gebäuden verbraucht werden kann. Durch den intermittierenden Betrieb kann die Gasabrechnung mit derzeitigen handelsüblichen Haushaltsgasmessgeräten nicht abgebildet werden. Daher soll hier untersucht werden, wie die thermische Abrechnung Gas darstellbar sein könnte. Hierzu soll mittels Simulation dieses Netz- und Abnahmemodell nachgebildet und simuliert werden. Die Daten sollen gesammelt und ausgewertet werden und zur optimalen Betriebsauslastung des Elektrolyseurs zur Verfügung gestellt werden können. Die Materialien des Gasnetzes sollen untersucht werden, ob die derzeit verlegten Erdgasleitungsmaterialien für diesen Anwendungsfall zulässig sind. Weiter soll untersucht werden, wie bestehende Erdgastankstellen diese intermittierenden Gasgemische technisch einwandfrei verarbeiten können oder was nötig wäre, bestehende Gastankstellen auf diese zukünftige Art der Gasversorgung mittels langfristig höheren Anteilen Wasserstoff umrüsten zu können. Hierzu sollen Gasfahrzeuge der Stadtwerke Esslingen als Versuchsfahrzeuge dienen.
Das Projekt "Einsatz der PEM-Elektrolyse zur Verbesserung der Wasserstoffversorgung von H2-Tankstellen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V., Institut für Technische Thermodynamik durchgeführt. Im Rahmen des Projekts 'Einsatz der PEM-Elektrolyse zur Verbesserung der Wasserstoffversorgung von H2-Tankstellen' wurde an einer bereits vom lokalen Verteilnetzbetreiber NetzeBW betriebenen Tankstelle für Wasserstoff, Erdgas, Autogas und Strom im Stuttgarter Osten eine in Deutschland bislang einzigartige Vernetzung verschiedener Wasserstoffproduktionsverfahren, Wasserstoffnutzung sowie -speicherung installiert. Parallel zur bereits am Standort vorhandenen und betriebenen alkalischen Elektrolyse wurde eine PEM Elektrolyseanlage der Leistungsklassen 50 kW installiert und an die bestehende Infrastruktur gekoppelt. Für diese Installation eines wasserstoffproduzierenden Systems im öffentlichen Raum musste ein zeit- und arbeitsintensiver mehrstufiger Genehmigungsprozess durchlaufen werden. Neben baurechtlichen musste auch sicherheitstechnische und emissionsschutzrechtliche Aspekte bei der Planung des Gesamtkonzepts berücksichtigt werden. Nach Abschluss der vorbereitenden Bau- und Infrastrukturarbeiten konnte das PEM Elektrolysesystem am 10.12.2015 installiert und im Zuge der folgenden Wochen in die vorhandene Wasserstoff-Infrastruktur integriert werden. Seit Januar diesen Jahres laufen die finalen Inbetriebnahmearbeiten vor Ort durch den Anlagenbauer. Nach deren Beendigung wird das PEM- System zum einen als wichtiger Baustein in einer regionalen Wasserstoff-Infrastruktur in Stuttgart dienen und zum anderen eine wichtige und in dieser Form einzigartige Testumgebung für Materialien, Komponenten und (gekoppelten) Betriebsweisen von Elektrolyseuren darstellen.
Das Projekt "Teilvorhaben: Erste grundlegende Überlegungen zur Sektorenkopplung und Übertragung auf den Strombereich" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von RWTH Aachen University, Institut für Hochspannungstechnik durchgeführt. Übergreifendes Ziel des Projektes BlockcENtive ist die Erforschung und grundlegende Evaluation einer tiefgreifenden Anwendung von Blockchain-Technologie im Energiesektor mit einem Fokus auf den Gassektor, um damit Effizienzsteigerungen in großem Umfang zu ermöglichen. Dazu wird ein Mechanismus zur Verwaltung von Entnahmerechten von Energie (Erdgas) kombiniert mit einem Anreizmechanismus zur Stabilisierung der Gasnetze, wobei die technologische Basis jeweils eine Blockchain ist. Ein derartiger Einsatz von Blockchain-Technologie im Gasmarkt hätte das Potenzial, massive Effizienzsteigerungen im Sinne einer zukunftsweisenden und nachhaltigen Energiewende zu ermöglichen und zudem Energieeinsparungen beim Transport des Gases zu bewirken, welche mit ca. 500 GWh pro Jahr quantifiziert werden können. Die Bilanzierung und der Handel von Erdgas würden auf ein grundlegend geändertes Fundament gestellt. Gleiches gilt für den Einsatz von Regelenergie, für die Zertifizierung erneuerbarer Energien (Biogas, Wasserstoff etc.), für die Einbeziehung von Prosumern und Endverbrauchern (bspw. Gaskraftwerk, Chemiepark, Heizkraftwerk, Großbäckerei mit Gasverbrauch, Erdgastankstelle etc.) und für die Nutzung des Gasnetzes als Energiespeicher für überschüssigen Strom. Im Zuge des Projektes werden zudem erste Überlegungen zur Übertragung des Konzeptes auf den Strommarkt und auf einen übergreifenden Strom- und Gasmarkt vorgenommen. Das Ziel des Teilvorhabens 'Erste grundlegende Überlegungen zur Sektorenkopplung und Übertragung auf den Strombereich' ist die Evaluierung eines potentiellen Transfers der Resultate des BlockcENtive Projekts im Rahmen einer Sektorkopplung und auf den Strombereich. Dies geschieht zum einen durch unterschiedliche quantitative Modellierungsansätze, ebenso wie durch qualitative Methoden.
Das Projekt "Modellhafter Einsatz von erdgasbetriebenen Taxis und Fahrschulfahrzeugen in Berlin (TUT - Tausend Umwelt-Taxis für Berlin)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Berliner Gaswerke (GASAG) durchgeführt. Zur bundesweiten Demonstration der praxisgerechten und wirtschaftlichen Möglichkeit, durch den Einsatz des umweltfreundlichen alternativen Kraftstoffes Erdgas unter Wahrung des Mobilitätsbedürfnisses schon jetzt zur Umweltentlastung in einem städtischen Ballungsraum beizutragen, kommen die Projektpartner überein, durch eine gemeinsame Förderinitiative in möglichst kurzer Zeit den Einsatz von eintausend Taxis und einhundert Fahrschulfahrzeugen mit Erdgasantrieb in der Bundeshauptstadt zu erreichen und bundesweit das Projekt in das Bewusstsein der Öffentlichkeit zu rücken. Hierzu sollen die Betankungsinfrastruktur für Erdgas in Berlin wesentlich erweitert und kurzfristig potentielle Erdgasfahrzeugbetreiber im Taxi- und Fahrschulsegment durch entsprechende Anreize gewonnen werden. Das Projekt soll darüber hinaus den Automobilherstellern neue Impulse zur Erweiterung der Angebotspalette preiswerter mit Erdgas betriebener Fahrzeuge und zur Fortentwicklung des Standes der Technik geben. Die GASAG Berliner Gaswerke Aktiengesellschaft ist Projektkoordinator.
Das Projekt "Teilvorhaben: Entwurf und Aufbau der grundlegenden Systemarchitektur" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Duisburg-Essen, the Ruhr Institute für Software Technology, Lehrstuhl für Software Engineering durchgeführt. Übergreifendes Ziel des Projektes BlockcENtive ist die Erforschung und grundlegende Evaluation einer tiefgreifenden Anwendung von Blockchain-Technologie im Energiesektor mit einem Fokus auf den Gassektor, um damit Effizienzsteigerungen in großem Umfang zu ermöglichen. Dazu wird ein Mechanismus zur Verwaltung von Entnahmerechten von Energie (Erdgas) kombiniert mit einem Anreizmechanismus zur Stabilisierung der Gasnetze, wobei die technologische Basis jeweils eine Blockchain ist. Ein derartiger Einsatz von Blockchain-Technologie im Gasmarkt hätte das Potenzial, massive Effizienzsteigerungen im Sinne einer zukunftsweisenden und nachhaltigen Energiewende zu ermöglichen und zudem Energieeinsparungen beim Transport des Gases zu bewirken, welche mit ca. 500 GWh pro Jahr quantifiziert werden können. Die Bilanzierung und der Handel von Erdgas würden auf ein grundlegend geändertes Fundament gestellt. Gleiches gilt für den Einsatz von Regelenergie, für die Zertifizierung erneuerbarer Energien (Biogas, Wasserstoff etc.), für die Einbeziehung von Prosumern und Endverbrauchern (bspw. Gaskraftwerk, Chemiepark, Heizkraftwerk, Großbäckerei mit Gasverbrauch, Erdgastankstelle etc.) und für die Nutzung des Gasnetzes als Energiespeicher für überschüssigen Strom. Im Zuge des Projektes werden zudem erste Überlegungen zur Übertragung des Konzeptes auf den Strommarkt und auf einen übergreifenden Strom- und Gasmarkt vorgenommen.
Das Projekt "Erhöhung der Energieeffizienz von Kohlenwasserstoff-Dehydrierungen durch Einsatz von Palladium-Kompositmembranen zur in situ-Wasserstoffentfernung in einem Membranreaktor" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von DECHEMA Forschungsinstitut Stiftung bürgerlichen Rechts durchgeführt. Projektziele: In diesem Projekt werden Palladium-Kompositmembranen in einem Membranreaktor zur Dehydrierung von Kohlenwasserstoffen für die Abtrennung des bei der Reaktion gebildeten Wasserstoffs eingesetzt. Das Potential solcher Membranreaktoren zur Erhöhung der Energieeffizienz industrieller Dehydrierungsverfahren steht im Mittelpunkt. Durch die Abtrennung des Wasserstoffes aus dem Reaktionsgemisch kann das Gleichgewicht der Reaktion auf die Produktseite verschoben werden. Energieeinsparungen sind dabei einerseits wegen der höheren Produktausbeute im Reaktor bei gleichen äußeren Bedingungen (Druck, Temperatur) möglich, weil dadurch der Energieaufwand für die Abtrennung und Rückführung des nicht umgesetzten Eduktes geringer wird. Andererseits kann ein Absenken der Reaktionstemperatur möglich werden, wodurch der Energiebedarf für die Beheizung verringert wird; eventuell resultieren daraus auch geringere Anforderungen an die einzusetzenden Werkstoffe. Allerdings besteht eine der Herausforderungen hierbei in der unter industriellen Bedingungen vorherrschenden kinetischen und nicht ausschließlich thermodynamischen Limitierung der Produktausbeute. Die Membranen und entsprechende Module zur Untersuchung der Wasserstoffpermeation sowie der Reaktion im Membranreaktor werden vom niederländischen Energieforschungszentrum ECN bereitgestellt. Folgende Dehydrierungen werden untersucht: 1. Propan zu Propen: Bedingt durch den stärker steigenden Bedarf an Propen im Vergleich zu Ethen ('propylene gap') werden effiziente Verfahren zur gezielten Herstellung von Propen heute und in absehbarer Zukunft zunehmend nachgefragt. Es handelt sich hier typischerweise um Großanlagen mit Kapazitäten von mehreren 100.000 t/a Propen, für die sehr große Membranflächen benötigt werden. Da hierfür entsprechende Herstellkapazitäten aufgebaut werden müssten, ist diese Anwendung nur langfristig realisierbar. 2. Methylcyclohexan zu Toluol: Diese Reaktion ist interessant im Kontext der Verwendung von Methylcyclohexan (MCH) als chemischer Wasserstoffpeicher, u.a. zur saisonalen Energiespeicherung oder als flüssiger Kraftstoff für Brennstoffzellenfahrzeuge. Methylcyclohexan wird dabei im Fahrzeug dehydriert zu Toluol, wobei der entstehende Wasserstoff nach einer Reinigung durch Adsorption oder über eine selektive Membran die Brennstoffzelle antreibt und das gebildete Toluol in einem zweiten Tank gespeichert wird. An der Tankstelle wird das Toluol abgegeben und Methylcyclohexan nachgetankt, das durch Hydrierung des abgegebenen Toluols dort lokal erzeugt werden kann. Der hierfür benötigte Wasserstoff kann u.a. durch Dampfreformierung von Erdgas oder trockene Reformierung von Biogas ebenfalls an der Tankstelle lokal erzeugt werden. Abschätzungen zufolge sind für die on-board Anwendung zur Dehydrierung von Methylcyclohexan Membranflächen unter 10 m 2 ausreichend, so dass hier eine kurz- bis mittelfristige Anwendung technisch denkbar ist.
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