Das übergeordnete Ziel des Forschungsprojekts Technologielösungen für hocheffiziente zero-emission H2-Motoren für KWK-Anwendungen (CH2P) ist es, Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen (KWK-Anlagen) hundertprozentig mit Wasserstoff zu betreiben und dabei wirtschaftlich konkurrenzfähig zu Erdgas betriebenen Anlagen zu sein. Die Technologie befindet sich derzeit auf einem TRL von 3-4 und soll durch die Projektarbeiten mit dem Fokus auf unterschiedlichen Teilbereichen der Motoren auf ein TRL von 6-7 angehoben werden. Einer wichtiger Baustein innerhalb des Projektes ist die Entwicklung keramischer Kolbenringe. Kolbenringe sind hochbelastete Bauteile eines Verbrennungsmotors, denen die Aufgabe der Abdichtung des Arbeitsraumes zufällt. Die hohe Flammgeschwindigkeit bei der Verbrennung von H2 führt zu hohen Temperaturen an der Zylinderwand und im Bereich der Kolbenringe (Tmax ca. 250 - 300 °C). Dadurch kommt es zu einer Austrocknung des Ölfilms an der Zylinderwand und zu einem hohen Verschleiß von konventionellen, metallischen Kolbenringen. Durch den Ansatz faserverstärkte Keramiken - speziell C/C-SiC - soll die Abdichtung des Brennraums verbessert und eine deutlich höhere Verschleißbeständigkeit erzielt werden. Ungebundener amorpher Kohlenstoff innerhalb des Werkstoffes wirkt sich zudem positiv als schmierfähiger Feststoff auf das Gleitverhalten aus. Durch die so erzielte verminderte Reibung wird erneut der Verschleiß reduziert. Die so beschriebenen Werkstoffeigenschaften sollen zusätzlich mit einer Faserverstärkung kombiniert werden, welche eine elastische Ringweitung und -kompression erlaubt. Um die Herstellung solcher keramischen Ringe zu erreichen, sind die im Arbeitsplan beschrieben Aktivitäten notwendig.
Der interoprable INSPIRE-Viewdienst (WMS) Production and Industrial Facilities gibt einen Überblick über die Anlagen nach Bundesimmissionsschutzgesetz (BImSchG) in Brandenburg. Der Datenbestand beinhaltet die Punktdaten zu BImSchG-Betriebsstätten und BImSchG-Anlagen (ohne Anlagenteile). Datenquelle ist das Anlageninformationssystem "LIS-A". Gemäß der INSPIRE-Datenspezifikation "Production and Industrial Facilities" (D2.8.III.8_v3.0) liegen die Inhalte der BImSchG-Anlagen INSPIREkonform vor. Der WMS beinhaltet 2 Layer: "ProductionFacility" (Betriebsstätte) und "ProductionInstallation" (Anlage). Der ProductionFacility-Layer wird gem. INSPIRE-Vorgaben nach Wirstschaftszweigen (BImSchG-Kategorie 1. Ordnung) untergliedert in: - PF.PowerGeneration: Wärmeerzeugung, Bergbau und Energie (BImSchG-Kategorie: Nr. 1) - PF.ConstructionMaterialProduction: Steine und Erden, Glas, Keramik, Baustoffe (BImSchG-Kategorie: Nr. 2) - PF.MetalProcessingAndProduction: Stahl, Eisen und sonstige Metalle einschließlich Verarbeitung (BImSchG-Kategorie: Nr. 3) - PF.ChemicalProcessing: Chemische Erzeugnisse, Arzneimittel, Mineralölraffination und Weiterverarbeitung (BImSchG-Kategorie: Nr. 4) - PF.PlasticsManufacturing: Oberflächenbehandlung mit organischen Stoffen, Herstellung von bahnenförmigen Materialien aus Kunststoffen, sonstige Verarbeitung von Harzen und Kunststoffen (BImSchGKategorie: Nr. 5) - PF.WoodAndPaperProcessing: Holz, Zellstoff (BImSchG-Kategorie: Nr. 6) - PF.FoodAndAgriculturalProduction: Nahrungs-, Genuss- und Futtermittel, landwirtschaftliche Erzeugnisse (BImSchG-Kategorie: Nr. 7) - PF.WasteProcessing: Verwertung und Beseitigung von Abfällen und sonstigen Stoffen(BImSchGKategorie: Nr. 8) - PF.MaterialStorage: Lagerung, Be- und Entladen von Stoffen und Gemischen(BImSchG-Kategorie: Nr. 9) - PF.OtherProcessing: Sonstige Anlagen (BImSchG-Kategorie: Nr. 10) Maßstab: 1:500000; Bodenauflösung: nullm; Scanauflösung (DPI): null
<p>Branchenabhängiger Energieverbrauch des verarbeitenden Gewerbes</p><p>Alle Wirtschaftsbereiche zusammen verbrauchen fast drei Viertel der in Deutschland benötigten Primärenergie. Der Anteil des verarbeitenden Gewerbes am Primärenergieverbrauch aller Produktionsbereiche lag 2022 bei rund 46 Prozent. Der Energiebedarf dieses Gewerbes blieb im Zeitraum 2010 bis 2022 etwa konstant, der spezifische Energieverbrauch pro Tonne Stahl, Glas oder Chemikalien ging aber zurück.</p><p>Der Energiebedarf Deutschlands</p><p>Der gesamte Primärenergiebedarf Deutschlands betrug im Jahr 2022 nach dem Inländerkonzept rund 11.854 Petajoule (PJ). Dabei wird der Verbrauch inländischer Wirtschaftseinheiten in der übrigen Welt in die Berechnung des Gesamtverbrauchs einbezogen, während der Verbrauch gebietsfremder Einheiten im Inland unberücksichtigt bleibt. Die privaten Haushalte in Deutschland verbrauchten rund 30 % der <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/p?tag=Primrenergie#alphabar">Primärenergie</a>. Die Wirtschaft mit ihren vielen Produktionsbereichen benötigte die übrigen 70 %. Zu diesen Bereichen zählen das Herstellen von Waren, das Versorgen mit Energie und der Warentransport. All diese Produktionsbereiche verbrauchten im Jahr 2022 zusammen mehr als 8.170 PJ Primärenergie (siehe Abb. „Primärenergieverbrauch 2022 (Inländerkonzept)“).</p><p>Zur Begriffsklärung: Mit der Präposition „primär“ betonen Fachleute, dass der<a href="https://www.umweltbundesamt.de/daten/energie/primaerenergiegewinnung-importe">“Primär“-Energiebedarf</a>sowohl den realen Energiebedarf bei Energieverbrauchern erfasst als auch die Energieverluste, die bei der Bereitstellung und beim Transport von Energie entstehen. Und diese Verluste sind hoch: Mehr als ein Drittel aller Primärenergie geht bei der Bereitstellung und beim Transport von Energie verloren<a href="https://www.destatis.de/GPStatistik/receive/DEMonografie_monografie_00003790">(Statistisches Bundesamt 2006)</a>.</p><p>Der Energiebedarf des verarbeitenden Gewerbes</p><p>Die Firmen, die Waren herstellen, werden als „verarbeitendes Gewerbe“ bezeichnet. Sie hatten von allen Produktionsbereichen im Jahr 2022 mit circa 3.768 PJ den größten Primärenergiebedarf. Das ist ein Anteil von rund 46 % am Energieverbrauch aller Produktionsbereiche. Der nächstgrößte Energieverbraucher war die Energieversorgung mit 1.594 PJ (oder 19,5 % Anteil am <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/p?tag=Primrenergieverbrauch#alphabar">Primärenergieverbrauch</a>), gefolgt vom Verkehr mit 1.121 PJ (oder 13,7 % Anteil am Primärenergieverbrauch) (siehe Abb. „Anteil wirtschaftlicher Aktivitäten am Primärenergieverbrauch aller Produktionsbereiche 2022“).</p><p>Primärenergienutzung des verarbeitenden Gewerbes</p><p>Die Primärenergienutzung innerhalb des verarbeitenden Gewerbes verteilt sich auf verschiedene Produktionssektoren (siehe Abb. „Anteile der Sektoren am <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/p?tag=Primrenergieverbrauch#alphabar">Primärenergieverbrauch</a> des verarbeitenden Gewerbes 2022“). Ein wichtiger Sektor ist dabei die Chemieindustrie. Sie benötigte im Jahr 2022 mit rund 1.592 PJ von allen Sektoren am meisten <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/p?tag=Primrenergie#alphabar">Primärenergie</a> zur Herstellung ihrer Erzeugnisse. Das ist ein Anteil von 42,3 % am Energieverbrauch im <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/v?tag=verarbeitenden_Gewerbe#alphabar">verarbeitenden Gewerbe</a>. Weitere wichtige Energienutzer sind die Metallindustrie mit einem Anteil von 14,7 % sowie die Hersteller von Glas, Glaswaren, Keramik, verarbeiteten Steinen und Erden mit 7,3 % am Energieverbrauch im verarbeitenden Gewerbe.</p><p>Die Energie wird Unternehmen dabei als elektrischer Strom, als Wärme (etwa als Dampf oder Thermoöl) sowie direkt in Form von Brennstoffen (wie Erdgas, Kohle oder <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/b?tag=Biomasse#alphabar">Biomasse</a>) zur Verfügung gestellt.</p><p>Gleichbleibender Primärenergieverbrauch</p><p>Seit dem Jahr 2010 blieb der <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/p?tag=Primrenergieverbrauch#alphabar">Primärenergieverbrauch</a> in fast allen Produktionssektoren relativ konstant (siehe Abb. „Primärenergieverbrauch ausgewählter Sektoren des verarbeitenden Gewerbes“).</p><p>Gesunkene und gestiegene Primärenergieintensität</p><p>Die Primärenergieintensität beschreibt, wie viel <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/p?tag=Primrenergie#alphabar">Primärenergie</a> bezogen auf die erzielte Bruttowertschöpfung eines Produktionsbereichs oder Wirtschaftszweigs verbraucht wird. Die Entwicklung dieser Energieintensität über mehrere Jahre kann einen Hinweis darauf geben, ob in einem Wirtschaftszweig energieeffizient gearbeitet wird.</p><p>Die Primärenergieintensität einzelner Wirtschaftszweige entwickelte sich im Zeitraum 2010 bis 2021 unterschiedlich (siehe Abb. „Primärenergieintensität ausgewählter Sektoren des verarbeitenden Gewerbes“):</p><p>Begrenzte Aussagekraft der Primärenergieintensität</p><p>Schwankende Preise für Rohstoffe und Produkte sowie andere äußere Wirtschaftsfaktoren oder ggf. auch die Auswirkungen der weltweiten Corona-Pandemie beeinflussen zwar die Bruttowertschöpfung, nicht aber die Energieeffizienz eines Prozesses. Die Primärenergieintensität eignet sich daher nur eingeschränkt, um die Entwicklung der Energieeffizienz in den jeweiligen Herstellungsprozessen zu beschreiben. Dies ist unter anderem deutlich bei den Kokerei- und Mineralölerzeugnissen zu sehen.</p>
Das Ziel des Projektes ist es, die Herstellung von wartungsarmen/-freien Elektrolysezellen aus keramischen Werkstoffen für den Einsatz in kleinen Elektrolyseuren mit einer Nennleistung zwischen 2 kW und 25 kW mit hoher Umweltverträglichkeit und niedrigem Preis. Dabei sollen die Elektroden jeweils eine Fläche bis circa 300 cm² aufweisen. Die Nutzung keramischer Werkstoffe anstelle von bisher üblichen Nickel-Stahlblechen als Elektroden soll spezifische Vorteile carbidischer und nitridischer Keramiken nutzen und dadurch Herstell- und Betriebskosten reduzieren. Im Rahmen des Projektes soll die Entwicklung aus der Konzeptphase (TRL 3) in ein Bauteilmuster (TRL 5) überführt werden.
Das Ziel des Projektes ist die Herstellung von wartungsarmen/-freien Elektrolysezellen aus keramischen Werkstoffen für den Einsatz in kleinen Elektrolyseuren mit einer Nennleistung zwischen 2 kW und 25 kW mit hoher Umweltverträglichkeit und niedrigem Preis. Dabei sollen die Elektroden jeweils eine Fläche bis circa 300 cm² aufweisen. Durch Verwendung keramischer Werkstoffe anstelle von bisher üblichen Nickel-Stahlblechen als Elektroden sollen die spezifischen Vorteile carbidischer und nitridischer Keramiken genutzt und dadurch Herstell- und Betriebskosten reduziert werden. Im Rahmen des Projektes soll die Entwicklung aus der Konzeptphase (TRL 3) in ein Bauteilmuster (TRL 5) überführt werden.
Das Ziel des Projektes ist die Herstellung von wartungsarmen/-freien Elektrolysezellen aus keramischen Werkstoffen für den Einsatz in kleinen Elektrolyseuren mit einer Nenn-leistung zwischen 2 kW und 25 kW mit hoher Umweltverträglichkeit und niedrigem Preis. Dabei sollen die Elektroden jeweils eine Fläche bis circa 300 cm² aufweisen. Durch Verwendung keramischer Werkstoffe anstelle von bisher üblichen Nickel-Stahlblechen als Elektroden sollen die spezifischen Vorteile carbidischer und nitridischer Keramiken genutzt und dadurch Herstell- und Betriebskosten reduziert werden. Im Rahmen des Projektes soll die Entwicklung aus der Konzeptphase (TRL 3) in ein Bauteilmuster (TRL 5) überführt werden.
Das Ziel des Projektes ist die Herstellung von wartungsarmen/-freien Elektrolysezellen aus keramischen Werkstoffen für den Einsatz in kleinen Elektrolyseuren mit einer Nenn-leistung zwischen 2 kW und 25 kW mit hoher Umweltverträglichkeit und niedrigem Preis. Dabei sollen die Elektroden jeweils eine Fläche bis circa 300 cm² aufweisen. Durch Verwendung keramischer Werkstoffe anstelle von bisher üblichen Nickel-Stahlblechen als Elektroden sollen die spezifischen Vorteile carbidischer und nitridischer Keramiken genutzt und dadurch Herstell- und Betriebskosten reduziert werden. Im Rahmen des Projektes soll die Entwicklung aus der Konzeptphase (TRL 3) in ein Bauteilmuster (TRL 5) überführt werden.
Das Ziel des Projektes ist die Herstellung von wartungsarmen/-freien Elektrolysezellen aus keramischen Werkstoffen für den Einsatz in kleinen Elektrolyseuren mit einer Nenn-leistung zwischen 2 kW und 25 kW mit hoher Umweltverträglichkeit und niedrigem Preis. Dabei sollen die Elektroden jeweils eine Fläche bis circa 300 cm² aufweisen. Durch Verwendung keramischer Werkstoffe anstelle von bisher üblichen Nickel-Stahlblechen als Elektroden sollen die spezifischen Vorteile carbidischer und nitridischer Keramiken genutzt und dadurch Herstell- und Betriebskosten reduziert werden. Im Rahmen des Projektes soll die Entwicklung aus der Konzeptphase (TRL 3) in ein Bauteilmuster (TRL 5) überführt werden.
Das Ziel des Projektes ist es, die Herstellung von wartungsarmen/-freien Elektrolysezellen aus keramischen Werkstoffen für den Einsatz in kleinen Elektrolyseuren mit einer Nennleistung zwischen 2 kW und 25 kW mit hoher Umweltverträglichkeit und niedrigem Preis. Dabei sollen die Elektroden jeweils eine Fläche bis circa 300 cm² aufweisen. Die Nutzung keramischer Werkstoffe anstelle von bisher üblichen Nickel-Stahlblechen als Elektroden soll spezifische Vorteile carbidischer und nitridischer Keramiken nutzen und dadurch Herstell- und Betriebskosten reduzieren. Im Rahmen des Projektes soll die Entwicklung aus der Konzeptphase in ein Bauteilmuster überführt werden.
| Origin | Count |
|---|---|
| Bund | 1097 |
| Land | 25 |
| Wissenschaft | 1 |
| Type | Count |
|---|---|
| Chemische Verbindung | 1 |
| Daten und Messstellen | 2 |
| Förderprogramm | 1032 |
| Text | 72 |
| Umweltprüfung | 2 |
| unbekannt | 16 |
| License | Count |
|---|---|
| geschlossen | 62 |
| offen | 1060 |
| unbekannt | 1 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 1058 |
| Englisch | 165 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Archiv | 5 |
| Bild | 1 |
| Datei | 4 |
| Dokument | 32 |
| Keine | 590 |
| Unbekannt | 1 |
| Webdienst | 4 |
| Webseite | 510 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 686 |
| Lebewesen und Lebensräume | 579 |
| Luft | 628 |
| Mensch und Umwelt | 1123 |
| Wasser | 510 |
| Weitere | 1053 |