Biogas entsteht im Prozess der Vergärung von Substraten und Wirtschaftsdünger/Gülle durch die Aktivität anaerober Mikroorganismen. Biogas wir zum Antrieb von Motoren genutzt, die elektrische Energie und Abwärme erzeugen. Nach Einführung des Erneuerbare - Energien - Gesetzes hat sich eine Entwicklung auf dem Gebiet der Stromerzeugung mittels Biogas ergeben, die eine Form der regenerativen Energieerzeugung darstellt.
Das Projekt "Open Test Case zur Kalibrierung von Simulationsverfahren für konvektiv gekühlte Schaufeln von Wasserstoff- und Erdgasturbinen" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: RWTH Aachen University, Institut für Strahlantriebe und Turboarbeitsmaschinen.In der Zukunft werden Wasserstoff-Gasturbinen eine wichtigen Stellenwert in der Stromerzeugung einnehmen, da sie aufgrund ihrer Flexibilität hervorragend zum Ausgleich von Fluktuationen der erneuerbaren Energien eingesetzt und klimaneutral betrieben werden können. Voraussetzung für die Entwicklung und Auslegung moderner Gasturbinen sind die Zuverlässigkeit und Genauigkeit von numerischen Berechnungsverfahren. Die Vorhersage der Strömung und des Wärmeübergangs an gekühlten Turbinenschaufel ist dabei aufgrund der hohen Komplexität eine besondere Herausforderung. Aus dem Grund sind hochauflösende experimentelle Datensätze realer Maschinen unerlässlich zur Validierung und Weiterentwicklung von numerischen Methoden und Modellen. Zu diesem Zweck werden am Institut für Strahlantriebe und Turbomaschinen (IST) der RWTH Aachen University werden an zwei Prüfständen, 'Heißgaskanal' (HGK) und 'Kaltluftkanal' (KLK), die Strömung und der Wärmeübergang an industriellen Gasturbinenschaufeln untersucht. Im HGK werden unter realistischen Temperaturbedingungen (Heißgas bis zu 1000 Grad C und Kühlluft bis zu 300 Grad C) die Materialtemperaturen von Gasturbinenschaufeln untersucht. Diese Daten eignen sich ausgezeichnet zur Validierung der Wärmeübergangsmodelle in numerischen Strömungslösern. Die Daten werden durch den KLK ergänzt, der zur Untersuchung der komplexen Innenströmung des Kühlluftsystems eingesetzt wird. Die Skalierung der Geometrie um den Faktor 5 erlaubt eine detailliertere Vermessung der Innenströmung sowie die Bestimmung von Wärmeübergangskoeffizienten. Die experimentellen Daten der am IST vorhandenen Prüfstände definieren zwei anspruchsvolle Testfälle für CFD- und CHT-Simulationen. Im Rahmen des Projekts sollen diese Validierungsfälle zur Nutzung durch FVV-Mitglieder bereitgestellt werden. Außerdem sollen Empfehlungen für die Modellierung der komplexen Strömungen gegeben.
Das Projekt "Ressortforschungsplan 2024, Empfehlungen zur Umsetzung der Anforderungen gemäß Richtlinie (EU) 2023/2413 Artikel 29 -31 a, Anhang V und VI sowie der Durchführungsverordnungen (EU) 2022/996 und (EU) 2022/2448" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Umwelt, Klimaschutz, Naturschutz und nukleare Sicherheit (BMUKN) / Umweltbundesamt (UBA). Es wird/wurde ausgeführt durch: ifeu - Institut für Energie- und Umweltforschung Heidelberg gGmbH.Mit Inkrafttreten der überarbeiteten Richtlinie (EU) 2023/2413 für erneuerbare Energien (RED) am 20. November 2023 wurden unter anderem neue Anforderungen an die Nachhaltigkeitskriterien und die Vorgaben zur Treibhausgaseinsparung bei der Förderung von Stromerzeugung und der Herstellung von Kraftstoffen aus Biomasse aufgestellt. Zur nationalen Umsetzung müssen die Biostrom-Nachhaltigkeits-VO (BioSt-NachV) und die Biokraftstoff-Nachhaltigkeits-VO (Biokraft-NachV) angepasst werden. Dazu sollen EU-rechtlich unbedingt erforderlichen Anpassungserfordernisse, sowie der Handlungsspielraum für national darüberhinausgehende Regelungen ermittelt werden. Es sind die jeweiligen Auswirkungen der Regelungsoptionen auf die Nutzung relevanter Biomasseströme sowie auf Biodiversität, Luft- und Bodenqualität abzuschätzen. Darüber hinaus sollen vor dem Hintergrund des Biodieselskandals und der vermuteten Betrugsfälle bei der Biokraftstoffdeklaration in 2023 Möglichkeiten geprüft werden, das nationale Zertifizierungs- und Nachhaltigkeitsnachweisverfahren im Hinblick auf eine verbesserte Betrugsprävention auszugestalten.Unter enger Einbindung der Branche sollen konkrete Umsetzungsempfehlungen anhand von Praxisbeispielen erarbeitet werden.Im Sinne einer Optimierung des bestehenden Systems soll darüber hinaus das bestehende Verfahren zur Aufnahme eines Rohstoffes in Codeliste das nachhaltigen Biomassesystems NABISY (Nabisy-Biomasse-Codeliste) qualitativ verbessert und damit nachvollziehbarer und nachhaltiger gestaltet werden. Darüber hinaus sollen Vorschläge für Inhalt und Format einer regelmäßigen Evaluierung der Nachhaltigkeitsverordnungen erarbeitet werden. Dies schließt auch Vorschläge zur Revision der bisherigen Fortschrittsberichte der BLE ein.
Das Projekt "Energieforschungsplan EVUPLAN, Treibhausgasneutrale Stromerzeugung bis 2035 - Vergleich von Instrumenten für einen Erdgasausstieg" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: r2b energy consulting GmbH.Die Dekarbonisierung der Stromerzeugung ist von zentraler Bedeutung zum Erreichen der nationalen und europäischen Klimaschutz- und Energieziele. Die G7 verpflichten sich zu dem Ziel einer überwiegend dekarbonisierten Stromversorgung bis 2035 und Sie bekennen sich dazu die Kohleverstromung zu beenden. Im Vorhaben sollen neben qualitativen Analysen auch modellbasierte Analysen für eine treibhausgasneutrale Stromerzeugung Deutschlands bis 2035 im europäischen Binnenmarkt durchgeführt werden. In einem ersten Schritt sollen dafür Szenarien berechnet werden, die eine Entwicklung unter den aktuellen nationalen und europäischen Beschlüsse zum Klimaschutz berücksichtigen. Darauf aufbauend sollen Instrumente entwickelt, modelliert und bewertet werden, die eine nahezu treibhausgasneutrale Stromerzeugung in Deutschland bis zum Jahr 2035 ermöglichen. Dabei sollen sowohl Instrumente untersucht werden, die durch Innovationsförderung und/oder Subventionen Erdgas aus dem Markt drängen und dafür Wasserstoff oder wasserstoffbasierte Brennstoffe anreizen (Innovationsstrategie), als auch solche Instrumente, die durch Pönalisierung zu einem Ausstieg führen (Exnovationsstrategie). Von besonderer Bedeutung für die Transformation der Stromversorgung ist neben dem schnellen Ausbau der erneuerbaren Energien insbesondere die Verzahnung mit dem Aufbau der Wasserstoffinfrastruktur und der Bereitstellung von Wasserstoff. Dies ist für die Dekarbonisierung der brennstoffbasierten Stromerzeugung von zentraler Bedeutung. Vor diesem Hintergrund braucht es weitere Untersuchungen zur Entwicklung der Gasverstromung bis 2035 und darüber hinaus, sowie zu der Verzahnung der Entwicklung im Kraftwerkspark mit dem Aufbau der Wasserstoffinfrastruktur und der Bereitstellung von Wasserstoff.
Das Projekt "Energieforschungsplan EVUPLAN, Methodenentwicklung für ein Monitoring zur Witterungsbereinigung der EE- Stromerzeugung" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: Deutscher Wetterdienst.Das Gesetz für den Ausbau erneuerbarer Energien (EEG) sieht unter §98 ein jährliches Monitoring zur Zielerreichung der festgelegten Ziele vor. Zu diesem Zwecke wird betrachtet, ob in dem jeweils vorangegangenen Kalenderjahr der Richtwert für die Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien nach § 4a erreicht worden ist, und es wird die Ausbaugeschwindigkeit insbesondere unter Berücksichtigung der tatsächlichen Wetterbedingungen in dem vorangegangenen Kalenderjahr bewertet. Um dies überprüfen zu können, ist neben der Evaluation der umgesetzten Maßnahmen unter anderem auch eine nähere Untersuchung der witterungsbedingten Unsicherheiten der Strombereitstellung durch fluktuierende Quellen erforderlich. Dafür soll eine jährliche Quantifizierung der Witterungseffekte auf die EE-Stromerzeugung erfolgen. Durch Unterstützung des Projektes soll eine geeignete Methode zur Witterungsbereinigung von erneuerbarer Erzeugung (Windenergie (onshore), Windenergie (offshore), Photovoltaik (PV) und Wasserkraft) entwickelt werden. Das Vorhaben legt hierfür die energiemeteorologischen Grundlagen. Dabei soll ein besonderes Augenmerk auf die Nutzung öffentlich verfügbarer Daten gelegt und die Fortschreibbarkeit der Methodik durch das Umweltbundesamt ermöglicht werden. Das Vorhaben soll eine systematische Beschreibung der Witterungseffekte beinhalten. In dem Zusammenhang sollen auch mittel- bis langfristige Effekte des Klimawandels auf die Stromerzeugung aus erneuerbaren Quellen diskutiert werden.
Das Projekt "Wind to Hydrogen: Transienter Betrieb von alkalischen Wasserelektrolyseuren der nächsten Generation, die mit Elektrizität aus Offshore-Windkraft betrieben werden können, Teilvorhaben: AEL für druckoptimierte Anwendungen auf Basis erneuerbarer Stromerzeugung" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: SunFire GmbH.
Das Projekt "Reduktion der Investitions-, Betriebs- und Entwicklungskosten von Meeresströmungsanlagen, Teilvorhaben: Load Monitoring System und modellbasierter Entwicklungsprozess für Gezeitenströmungsanlagen" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: RWTH Aachen University, Center for Wind Power Drives.Zentrales Ziel des Projekts ReCORD ist die Reduzierung der Stromgehstehungskosten von Gezeitenturbinen um mindestens 30 %. Auf diesem Wege wird die Wettbewerbsfähigkeit der vielversprechenden, aber bis dato nicht konkurrenzfähigen erneuerbaren Energiequelle erhöht. Das Erreichen der Projektziele trägt dazu bei, dass Gezeitenturbinen in Zukunft marktfähig werden und somit einen signifikanten Anteil an der regenerativen Stromerzeugung einnehmen können. Die hohen Stromgestehungskosten von Gezeitenturbinen werden durch hohe Anlagenkosten, sowie hohe Betriebskosten und insbesondere hohe Wartungskosten dominiert. Die Entwicklung eines Load Monitoring Systems für die Gezeitenturbine ist deswegen Projektziel. Das Load Monitoring System soll zur zukünftig besseren Terminierung von Wartungsarbeiten und somit zur Kostenreduktion beitragen. Um die Anlagenkosten und hohe Entwicklungskosten zu minimieren wird im Rahmen des Teilvorhabens außerdem ein modellbasierter Entwicklungsprozess für Gezeitenturbinen implementiert. Ziel ist dabei den Entwicklungsprozess auf Basis des wiederverwertbaren Systemmodells agiler zu gestalten. Im Systemmodell werden die Wechselwirkungen der Subsysteme, sowie Anforderungen und Funktionen von Gezeitenströmungsanlagen abgebildet. Resultierend daraus kann mit vergleichsweise geringem Aufwand in der Vorauslegung das optimale Triebstrangkonzept (Generator, Getriebe etc.) ermittelt werden.
Das Projekt "Integrative Ansätze für die Bereitstellung von Systemdienstleistungen in zellularen Systemen, Teilvorhaben: Horizontales und vertikales Wirkleistung-/Frequenz-Management zellularer Systeme in der Real-time Netz- und Systemführung" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: DUtrain GmbH, Gesellschaft für Trainings- und Servicecenter für Netzbetriebsführung.Im Forschungsprojekt SysZell wird das in ZellNetz2050 entwickelte Systemmodell genutzt, erweitert und mit diesem die zukünftige Erbringung von SDL zur Frequenzhaltung in einem durch erneuerbare Stromerzeugung dominierten System konzipiert und untersucht. Neben Fragen zu den Mechanismen der Beschaffung umfasst dies, wie die Verfügbarkeit von SDL zur Frequenzhaltung während des Betriebs abgeschätzt, prognostiziert und bewertet werden kann, die Konzeptionierung von Maßnahmen, die zur Aktivierung ausreichender SDL-Reserven getroffen werden können, und die Entwicklung entsprechender Software-Tools zur Unterstützung der Betriebsführung. Aufgrund der umfassenden sektoren- sowie spannungsebenenübergreifenden Modellierung ist es möglich, quantitative Untersuchungen für die SDL-Erbringung durchzuführen. Dazu müssen ergänzende Teilmodelle entwickelt werden, um die Bereitstellung von SDL und deren Abruf abzubilden. Damit soll in SysZell in einem Verbundvorhaben von Hochschulen sowie Übertragungs- und Verteilnetzbetreibern die Frage der sicheren Ausgestaltung der SDL Erbringung praxisnah untersucht.
Das Projekt "FH-Kooperativ 2-2022: KI-optimierte Leistungsprognosen wetterabhängiger Stromerzeugung unter Wahrung der Datensouveränität mit Hilfe von föderiertem Lernen (FederatedForecasts)" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Hochschule Karlsruhe - Technik und Wirtschaft, Institut für Angewandte Forschung.
Das Projekt "Integrative Ansätze für die Bereitstellung von Systemdienstleistungen in zellularen Systemen, Teilvorhaben: Analyse und Weiterentwicklung eines ökonomisch tragfähigen Marktdesigns, das auch die marktliche Beschaffung von Systemdienstleistungen adressiert" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Duisburg-Essen, Fakultät für Wirtschaftswissenschaften, Lehrstuhl für Energiewirtschaft.Im Forschungsprojekt SysZell wird, das in ZellNetz2050 entwickelte Systemmodell genutzt, erweitert und mit diesem die zukünftige Erbringung von SDL zur Frequenzhaltung in einem durch erneuerbare Stromerzeugung dominierten System konzipiert und untersucht. Neben Fragen zu den Mechanismen der Beschaffung umfasst dies, wie die Verfügbarkeit von SDL zur Frequenzhaltung während des Betriebs abgeschätzt, prognostiziert und bewertet werden kann, die Konzeptionierung von Maßnahmen, die zur Aktivierung ausreichender SDL-Reserven getroffen werden können, und die Entwicklung entsprechender Software-Tools zur Unterstützung der Betriebsführung. Aufgrund der umfassenden sektoren- sowie spannungsebenenübergreifenden Modellierung ist es möglich, quantitative Untersuchungen für die SDL-Erbringung durchzuführen. Dazu müssen ergänzende Teilmodelle entwickelt werden, um die Bereitstellung von SDL und deren Abruf abzubilden. Damit soll in SysZell in einem Verbundvorhaben von Hochschulen sowie Übertragungs- und Verteilnetzbetreibern die Frage der sicheren Ausgestaltung der SDL Erbringung praxisnah untersucht werden.
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