Das Projekt "EnOB: LLEC: Living Lab Energy Campus" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forschungszentrum Jülich GmbH, Institut für Energie- und Klimaforschung (IEK), IEK-10 Modellierung von Energiesystemen durchgeführt. Für die Umsetzung einer digitalisierten Sektorkopplung zur optimalen Einbindung von erneuerbaren Energien, Abwärmequellen und innovativer Technologien soll die gesamte Energieinfrastruktur am Forschungszentrum Jülich vernetzt werden, so dass Informationen über alle relevanten Energieströme sowie Betriebsdaten der Gebäude/Verbraucher und Energiewandlungsprozesse in einem zentralen IKT-System zusammenfließen. Durch diese Digitalisierung des Energiesystems werden die Voraussetzung für die Liegenschaft als lebendes Reallabor und Demonstrator geschaffen, in dem innovative Einzelmaßnahmen und übergeordnete Energiekonzepte getrennt und in Kombination untersucht, demonstriert und bewertet werden können. Darüber hinaus erlaubt eine cloudbasierte IKT-Plattform innerhalb dieses umfassenden Living Labs, den gesamten Innovationsprozess für solche Einzelmaßnahmen und Energiekonzepte von erster Idee über Simulation und Optimierung bis zur Demonstration im Feldtest auch über die Laufzeit dieses Projekts hinaus nachhaltig zu beschleunigen.
Das Projekt "Teilprojekt: AI-basiertes Design und Simulationen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Institut für Nanotechnologie durchgeführt. Das Forschungsvorhaben im Rahmen des geplanten deutsch-kanadische Zentrums für beschleunigte Materialentwicklung (GC-MAC) wird Forschern aus Deutschland und Kanada ermöglichen, künstliche Intelligenz (KI) und maschinelles Lernen (ML) für das Design neuer Materialien und deren Einsatz in nachhaltigen Energietechnologien zu verwenden. Dazu zählen Energiespeicher, Wasserstofftechnologien und die Herstellung kohlenstoffneutraler Brennstoffe, welche die Treibhausgasemissionen drastisch reduzieren können und für das Ziel, bis 2050 Emissionsneutralität zu erreichen, von essenzieller Bedeutung sind. In Zusammenarbeit der Kooperationspartner wird der gesamte Entwicklungsprozess neuer Materialien von Simulation, Design, Optimierung, automatisierten Experimenten und Gerätefertigung abgedeckt. Das KIT wird sich hierbei auf KI-basiertes Design und fortgeschrittene Simulationen konzentrieren. So werden zum Beispiel KI-basierte Werkzeuge für eine schnelle und genaue Vorhersage von Trajektorien und der potentiellen Energien in Molekularsimulationen generiert, die das Hochdurchsatz-Screening von Materialien ermöglichen. Erst damit kann eine große Anzahl an möglichen Kandidaten effizient abgesucht werden.
Das Projekt "Teilvorhaben: Maschinenintegriertes Fix- und Rollglätten" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Institut für Holztechnologie Dresden gemeinnützige GmbH durchgeführt.
Das Projekt "Optimierung der Verbrennungsvorgänge in Stückholzfeuerungsanlagen mittels sensorischer und katalytischer Methoden" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Hochschule Karlsruhe - Technik und Wirtschaft, Institut für Angewandte Forschung durchgeführt. Zielsetzung und Anlass des Vorhabens: Der Energieträger Holz wird vor dem Hintergrund weiter steigender Mineralölpreise für die privaten Haushalte in ländlichen Regionen zunehmend an Bedeutung gewinnen, da die Verfeuerung von Stückholz, sei es in Kachelofeneinsätzen oder in zentralen Stückholzheizkesseln, eine sehr preiswerte Alternative darstellt, wenn das Scheitholz in Eigenarbeit bereitgestellt werden kann. Angesichts der sehr komplexen Scheitholz-Verbrennungsprozesse geht die Verfeuerung von Scheitholz allerdings mit erheblichen Umweltbelastungen einher (Emission von toxischen aliphatischen und aromatischen Kohlenwasserstoffen bei unvollständiger Verbrennung), da die Brennraumgeometrien und Abgasführungen der meisten Verbrennungsanlagen nicht optimiert sind und die Möglichkeiten der sensorgeführten Prozesssteuerung nicht dem Stand der Technik entsprechend genutzt werden. In diesem Förderprojekt haben sich die Antragsteller zum Ziel gesetzt, durch den Einsatz geeigneter Sensoren die Schlüssel-Parameter Verbrennungstemperatur, Restsauerstoffgehalt und CO/HC-Gehalt kontinuierlich und in-situ im Abgas zu messen und diese Daten als Eingangsgröße für die kontinuierliche Regelung der Verbrennungsluft zu nutzen. Hierzu ist ein geeigneter Regelungsalgorithmus zu entwickeln, mit dem es gelingen sollte, die Emission der Schadstoffe pro erzeugte Wärmeeinheit wirksam herabzusetzen. In einem zweiten Schritt werden die Möglichkeiten des Einsatzes eines Oxidationskatalysators zur Unterstützung der Nachverbrennung insbesondere bei niedrigen Verbrennungstemperaturen geprüft. Diese Untersuchungen werden an feuerungstechnisch weitgehend optimierten Verbrennungsanlagen durchgeführt. Unsere Kooperationspartner stellen sowohl eine Kachelofeneinsatz (Typ SF10SK, Brunner GmbH, Eggenfelden) als auch einen Stückholz-Heizkessel (Typ Vitolig 200, Viessmann GmbH, Allendorf) zur Durchführung des Vorhabens zur Verfügung. Fazit: Die Projektergebnisse sprechen für sich und sollten in Anbetracht der hohen Umweltbelastungen durch zunehmende Nutzung von Holzfeuerungsanlagen zur Wärmegewinnung mit Nachdruck im Rahmen der Entwicklung moderner Verbrennungsanlagen umgesetzt werden. Hierzu ist allerdings auch der Gesetzgeber gefordert, die nötigen gesetzlichen Rahmenbedingungen (1. BImSch) vorzugeben.
Das Projekt "Biologische Stickstoffixierleistung und Wasserverbrauch von Futterleguminosen während der Umstellung auf Ökologischen Landbau unter den klimatischen Bedingungen der pannonischen Region Österreichs" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität für Bodenkultur Wien, Institut für Ökologischen Landbau durchgeführt. In Anbausystemen des Ökologischen Landbaus ist die Stickstoffzufuhr über die Symbiose aus Wurzelknöllchenbakterien (Rhizobien) und Leguminosen (Familie Fabaceae) die wichtigste Stickstoffquelle. Unter den klimatischen Bedingungen der pannonischen Region im Osten Österreichs kann sowohl das Wachstum und die Entwicklung der Leguminosen, als auch die Stickstoffixierleistung durch Trockenperioden limitiert werden. Der Beitrag der Leguminosen zur Stickstoffversorgung der Fruchtfolgeglieder ist neben den standortspezifischen Faktoren u.a. von der Leguminosenart, dem Gemengepartner (Gras), und der Anbau- und Nutzungsform (Anbaudauer, Schnittnutzung oder Gründüngung) abhängig. Ziel des Forschungsprojektes ist die Optimierung des Futterleguminosenanbaus im pannonischen Klimaraum Ostösterreichs unter produktionstechnischen und ökologischen Gesichtspunkten. Dies soll durch einen Vergleich verschiedener Futterleguminosenarten (Luzerne, Rotklee, Weißer Steinklee) bzw. Leguminosen-Gräsergemenge und Nutzungsverfahren unter dem Einfluß des zur Verfügung stehenden Wasserangebotes erreicht werden.