Das Projekt "Sub project 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forschungszentrum Jülich GmbH, Institut für Bio-und Geowissenschaften (IBG), IBG-1: Biotechnologie durchgeführt. Die Nutzung von nachwachsenden Rohstoffen mit Mikroorganismen hat zu vielen Produktionsprozessen in der Industriellen Biotechnologie geführt. Vielfach wird eine Verminderung der Leistungsfähigkeit der Mikroorganismen bei der Maßstabsvergrößerung in den Produktionsmaßstab beobachtet. Ein Grund dafür ist die Inhomogenität von großen Bioreaktoren. Das Ziel des Vorhabens ist es, die metabolischen Vorgänge in den mikrobiellen Zellen auf der Ebene der Stoffflüsse und Metaboliten besser zu verstehen, um damit Ansatzpunkte für die Verbesserung der Verfahren und Prozesse zu untersuchen. Die Arbeiten werden sich dabei auf ein Produkt aus dem Bereich der Bulk-Chemikalien und E. coli als Produktionsorganismus konzentrieren. Mit dem Einsatz eines sogenannten Scale-down Bioreaktors kann das inhomogene Verhalten von großen Bioreaktoren im Labormaßstab nachgestellt und die dabei beteiligten metabolischen Prozesse untersucht werden. Für die Beobachtung der metabolischen Konsequenzen dieser inhomogenen Bedingungen auf den Stoffwechsel und seine Leistungsfähigkeit wird das Werkzeug der 13C-basierten Stoffflussanalyse für den Einsatz im Scale-down Bioreaktor entwickelt und eingesetzt. Ein wichtiger Fokus liegt hierbei auf der Identifizierung der metabolischen Unterschiede zwischen Kultivierungen im Scale-down Ansatz und ideal durchmischten Laborbioreaktoren unter Zuhilfenahme von Bioprozessbilanzierung, Omics-Technologien und Netzwerkmodellierung.
Das Projekt "LeaNOx Development for Lean Burn Cars and Diesel Trucks" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bochum, Fakultät für Chemie, Lehrstuhl für Technische Chemie (LTC) durchgeführt. General Information: Objectives and content: In the search for vehicle power sources with low fuel consumption, the lack of an effective after-treatment device for NOx hinders the full exploitation of fuel efficient diesel and lean-burn engines. The reduction of NOx in large oxygen excess using a reducing agent such as hydrocarbons from the fuel and a selective catalyst will possibly provide an effective solution. The on-going LeaNOx program indicates a high potential for such systems. In the proposed project three demonstrator vehicles and targeted basic research will be performed. The main objectives are: - to realise a lean-burn car for the Euro 3 standards, simultaneously addressing the C02 emission issue. - to realise a DI HD truck engine for the Euro 3 standards, simultaneously addressing the C02 emission issue. The key issues (novel catalyst materials, mechanistics, reducing agent, ageing, design criteria, HC-level strategy) will all be linked together in the program to enable design of the complete system. In order to reach the objectives, basic research performed at some of the leading European Universities (Leuven, Reading, Mulhouse, Bochum, Lund and Abo) will provide an indispensable platform for further development in the vehicle industry (Volvo, BMW, VW, Daimler-Benz, Renault) together with the catalyst manufacturing partner (Heraeus-Asalmaz). Reducing agent injection and mixing for DI diesel engines will be analysed and developed by AVL. The results will be directly implemented in the demonstrators. Prime Contractor: AB Volvo Technological Development, Department 06130, Emission Control and Catalysis; Göteborg; Sweden.
Das Projekt "Die Farn- und Blütenpflanzen Sachsen-Anhalts" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Botanischer Verein Sachsen-Anhalt e.V. durchgeführt. Erarbeitung von Grundlagen einer Landesflora; - Zusammenführen aller wesentlichen Angaben zur Verbreitung von Pflanzen; - Datenprüfung; - Erarbeitung von Angaben zur Ökologie, Verbreitung, Bestand und Bedrohung der Arten.
Das Projekt "KWK-Ausbau: Entwicklung, Prognose, Wirksamkeit der Anreize im KWK-Gesetz, dabei Berücksichtigung von EH, EEG, etc." wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Öko-Institut. Institut für angewandte Ökologie e.V. durchgeführt. Das novellierte KWK-Gesetz sieht bis 2020 die Verdopplung des KWK-Anteils auf 25 Prozent vor und schreibt Mitte 2011 eine Zwischenüberprüfung vor. Gefördert werden neue und modernisierte Anlagen sowie Wärmenetze. Die Höhe der Förderung ist gedeckelt. Ziel ist, die Anreizwirkung des KWK-Gesetzes zu bewerten und Szenarien für den KWK-Ausbau (Strom und Wärme) bis 2020 zu erstellen. Bei den Szenarien sind auch weitere für den KWK-Ausbau bedeutsame Instrumente wie das EEG oder der europäische Emissionshandel (insbesondere ab 2013) zu berücksichtigen. Bei den Prognosen ist auch der Energieträgereinsatz mit darzustellen. Auf der Grundlage von zu entwickelnden Modellen sind im Ergebnis Vorschläge für eine Novellierung des KWK-G und die Verbesserung der Rahmenbedingungen für den Ausbau der KWK (EnWG, EEG, EU-weiter EH etc.) zu unterbreiten. Hintergrund: Bei der Novellierung des KWK-Gesetzes fehlten für die konkrete Bestimmung der Förderkriterien und der Höhe der Förderung ausreichende wissenschaftliche Grundlagen. Empirische Untersuchungen liegen - wenn überhaupt - in der Regel ca. 10 Jahre zurück. Bezogen auf die KWK-Anlagen lagen z.B. keinerlei Bewertungen hinsichtlich der Auswirkungen der aktuellen Entwicklungen der Preise für Kohle, Gas oder Strom bzw. bei den Rohstoffen (Metallen) für die Anlagenherstellung, die z.T exorbitant gestiegen waren, und anderen Einflussgrößen vor. Für die Förderung des Ausbaus der Wärmenetze konnten nur grobe Abschätzungen vorgenommen werden, die zu einer pauschalen Orientierung auf 20 Prozent der Investitionssumme führten. Daraus resultiert eine große Unsicherheit, ob mit den Förderkriterien und -sätzen tatsächlich ausreichende Anreize gesetzt wurden.
Das Projekt "HDI für Dichtwände und Dichtsohlen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bundesanstalt für Wasserbau durchgeführt. *In einem ersten Teil wurden von der TU Hamburg die theoretischen Grundlagen für das Düsenstrahlverfahren und die daraus abgeleiteten erforderlichen Qualitätssicherungsmaßnahmen dargestellt. Nach der Beendigung der Sohldichtung für die Baugrube der Schleuse Uelzen II standen eine Vielzahl an Daten aus dem Qualitätssicherungsprogramm zur Verfügung. Diese Daten wurden vom Ingenieurbüro RuP hinsichtlich grundsätzlicher Aussagen zum HDI-Verfahren ausgewertet. Es wurden im Wesentlichen die Parameter 'Geometrie' und 'Festigkeit' betrachtet. Zu den geometrischen Erfordernissen einer dichten Sohle wurde durch statistische Betrachtungen das Sicherheitsniveau der hergestellten Dichtungssohle untersucht. Im Jahr 2003 wurde von RuP der Bericht zu diesen Auswertungen erstellt. In 2004 wurde der Abschlussbericht erstellt. Das Vorhaben wird in 2005 beendet.
Das Projekt "Teilprojekt 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von ifeu - Institut für Energie- und Umweltforschung Heidelberg gGmbH durchgeführt. Ziel des Projektes ist es, die bereits geleistete Grundlagenforschung über die Umweltwirkungen der Milcherzeugung, der Verarbeitung und des Vertriebs für die Praxis zu erschließen und ihre Umsetzung zu erleichtern. Dazu werden zwei Produkte entwickelt: (1) In einem Handbuch werden klimaschädliche Effekte und weitere ökologische Folgewirkungen (z.B. Wasserbedarf, Flächenbedarf, Energiebedarf) der Erzeugung von Milchprodukten betrachtet und Empfehlungen für eine Optimierung gegeben. (2) Es wird ein Ressourcenrechner erstellt, der Unternehmen erlaubt, die mit ihren Produkten verbundenen klimaschädlichen Effekte sowie den Verbrauch wichtiger Ressourcen abzuschätzen. Das Projekt ist auf zwei Jahre angelegt. Betrachtet wird die gesamte Produktionskette von der Milcherzeugung über die Milchverarbeitung bis zum Vertrieb an den Endkunden. Analysiert werden die drei Verarbeitungspfade Käse, Milch/Milchpulver und Joghurt, wobei der Schwerpunkt auf der Molkereiwirtschaft liegt. Es werden für jeden Lebensweg verschiedene Varianten unterschieden. Die für die Bilanzierungen notwendigen Daten werden in Zusammenarbeit zwischen IFEU, Verband der Deutschen Milchwirtschaft und dem Milchindustrieverband in Praxisbetrieben erhoben und durch Literaturwerte ergänzt.
Das Projekt "Upscale Error Growth - A2: Structure formation on cloud scale and impact on larger scales" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Johannes Gutenberg-Universität Mainz, Institut für Physik der Atmosphäre durchgeführt. Cloud particles are determined by microscopic processes, such as nucleation/condensation, growth, aggregation and sedimentation. These processes can feedback on dynamics or organize themselves and form macroscopic cloud structures on the order of tens of kilometers. At particles scales (order of micrometers) only little energy is transferred in the system. However through forming structures on cloud scales, diabatic heat sources are confined and concentrated on this scale and can interact with atmospheric flows. In this project the formation of cloud structures and structures in clouds will be investigated. We will identify and determine possible structures in clouds containing ice crystals, i.e., mixed-phase clouds and pure ice clouds. In addition, we will identify the governing processes leading to structure formation and investigate the impact of cloud structures on processes on larger scales than cloud scale. Our approach is two-fold, using high-resolution modeling of clouds and mathematical analysis of cloud physics equations. For consistency, we start with a common analytical cloud model, which will be used in both parts of the project. In the modeling part of the project we will carry out high-resolution numerical simulation of clouds, represented by the cloud model coupled to equations of atmospheric motion (sound-proof models of compressible viscous flows). We will concentrate on convective situations, starting with moist Rayleigh-Benard convection, extended to multiphase systems, but proceed to more realistic convective scenarios. The output of the simulations will be evaluated in terms of temporal and/or spatial structures of clouds. Complementary, we will investigate the underlying equation of cloud physics combined with atmospheric dynamics using mathematical analysis. We will use different methods in order to identify possible structure formation. For direct analysis we will use techniques from dynamical system theory in order to analyze the equations in terms of equilibrium states, limit cycles, Lyapunov exponents, bifurcations due to parameters and attractors, respectively. On the other hand, we will use reduction techniques (e.g., as used for Landau-Ginzburg equations or reduced order methods) in order to simplify the underlying equations towards the governing processes determining structure formation. In a synthesis of these methods (structures in numerical modeling vs. mathematical analysis) we will finally derive some minimal models describing structure formation on cloud scale. These models will allow us to determine the impact of cloud scale structures on larger scales. Finally, we will carry out first numerical investigations on the impact of structured heat sources on atmospheric flows. Here, minimal models as derived during the project will be used for describing the structured heat sources, embedded into an atmospheric flow for certain idealized flow conditions. (abridged text).
Das Projekt "Modifizierung und Immobilisierung des PS I und PS II" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bochum, Fakultät für Biologie und Biotechnologie durchgeführt. 1. Die Arbeiten befinden sich im Übergangsbereich zwischen Grundlagen- und anwendungsbedingter Forschung. Eine direkte Umsetzung der Ergebnisse in die Praxis nach Abschluss des Projekts ist daher nicht hervorsehbar. Außerdem besteht die Möglichkeit, das zu entwickelnde semiartifizielle System als Wasserstoffsensor für eine zukünftige Wasserstoff-dominierte Ökonomie zu verwenden. Die Reinheit des von Mikroalgen erzeugten Biowasserstoffs wird z.Z. überprüft; es deutet sich jedoch bereits jetzt an, dass dieser Wasserstoff die für Brennstoffzellen äußerst schädlichen Verunreinigungen von technisch erzeugtem Wasserstoff z.B. Kohlenmonoxid, nicht enthält. Die wissenschenschaftlichen Erfolgsaussichten werden durch den deutschlandweiten Verbund führender Wissenschaftler auf dem Gebiet der photobiol. Wasserstofferzeugung und die Zusammenarbeit mit den Ingenieurwissenschaften durch die Systemanal. Begleitforschung durchaus positiv bewertet. Die Arbeiten tragen dazu bei, die wissenschaftlichen Grenzen au szudehnen, knüpfen an den derzeitigen Stand des Wissens zur photobiol. Wasserstofferz. an und ermöglichen nach Abschluss des Projekts den Aufbau weiterer Projekte auf der Basis der erzielten Ergebnisse.
Das Projekt "CO2-Methanisierung aus dem Rauchgas" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Panta Rhei gemeinnützige Gesellschaft mbH durchgeführt. Das hier beantragte Projekt stellt einen neuen Ansatz in der Entwicklung von Strategien zur CO2-Emissionsreduzierung dar. Das Vorhaben zielt auf die chemische Wandlung von CO2 direkt aus dem Rauchgas-Strom eines Kohlekraftwerkes. die zentrale Aufgabe ist die Reduzierung der CO2-Emissionen ohne dass dazu Eingriffe in den Kraftwerksbetrieb erforderlich sind. Beantragt werden grundsätzliche Untersuchungen zum Betrieb einer Technikums-Anlage, in welcher durch die Sabatier-Reaktion CO2-Anteile aus dem Rauchgas-Strom direkt in Methan umgewandelt werden. Dadurch wird ein geschlossener Kohlenstoffkreislauf etabliert. In der Projektlaufzeit sollen zunächst die erforderlichen Einsatzbedingungen im Labor simuliert und die Auswahl der Katalysatoren unterstützt werden. Im weiteren Verlauf soll eine mobile Technikums-Anlage für den Einsatz an kleineren Kraftwerken entwickelt und gebaut werden. Die Technikums-Anlage wird zunächst im Einzelbetrieb mit synthetischen Gasgemischen betrieben. Anschließend soll die Technikums-Anlage für den Anschluss an ein kleines Heizkraftwerk ausgebaut werden. Der 3monatige Testbetrieb am HKW wird begleitet, Anpassungsänderungen werden durchgeführt.
Das Projekt "Saferty of actinides in the nuclear fuel cycle, 1992-1994" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von European Commission, Joint Research Centre (JRC). Institute for Transuranium Elements (ITU) durchgeführt. Objective: To carry out safety studies with nuclear fuels under long-term and off-normal conditions, to evaluate and reduce risks associated with storing and handling actinides, to carry out basic solid state studies on actinides and collect data and bibliographic references on properties and applications of transuranium elements. General Information: Progress to end 1991. The Institute continued efforts to contribute to the safety of nuclear fission by concentrating its research activities on investigations of the behaviour of nuclear fuel after prolonged irradiation and under variable reactor operating conditions. Mechanism for the release of fission products from irradiated fuel were further elucidated, and the formation of particular structural features which may limit the fuel lifetime were better understood. First results of the post-irradiation examination of nitride fuels irradiated in the Fench PHENIX reactor were obtained, demonstrating the technological potential and the limitations of this fuel type. The measurement of the physical fuel properties of nuclear fuels at extremely high temperatures was continued, and first results of the thermal expansion of uranium dioxide for above its melting temperature were obtained. A facility was installed in order to study possibilities of (nuclear) aerosol agglomeration under dynamic conditions in a high-power acoustic field at ultrasonic and audible frequencies. Mixed oxide fuel rods containing minor actinides (MA), which had been irradiated in a fast reactor (PHENIX) in order to study possibilities of MA transmutation, were analysed. Np-based specimens, mostly in the form of single crystals, were prepared for basic experimental solid state physics studies at the Institute and in various overseas and European laboratories. Progress was made in understanding the electronic structure of transuranium elements and their compounds by further development of theories and experimental efforts in high-pressure research and photoelectron spectroscopy. Equipment for Moessbauer spectroscopy and for other physical property measurements at cryogenic temperatures was installed in the new transuranium research user facility. Work to adapt instruments and methods developed at the Institute in the frame of the above programme (fast multi-colour pyrometry and enhancement of industrial filter efficiency) to industrial application was continued, together with partners from industry. Four patent proposals (on acoustically enhanced off-gas scrubbing, on laser-enhanced extraction, on production methods for Ac-225 and Bi-213, and on the preparation of amorphous substances) were filed in 1991. 42 articles in scientific-technical journals were published (or submitted for publication) and 82 lectures were given in conferences on various subjects dealing with the safety of actinides in the nuclear fuel cycle in 1991. Detailed description of work foreseen in 1992 (expected results). Studies of fission product migration ...
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