Das Projekt "COST Action TU1104 - Smart Energy Regions" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, Institut für Baustoffe und Konstruktion, Lehrstuhl für energieeffizientes und nachhaltiges Planen und Bauen durchgeführt. Das COST-Aktion untersucht die Treiber und Barrieren, die im Hinblick auf die langfristige Schaffung von kohlenstoffarmen Regionen in Europa eine Auswirkung haben können. Es sollen dabei Strategien und Methoden entwickelt und dargestellt werden, wie auf regionaler Ebene die Umsetzung von kohlenstoffarmen Technologien und Verfahren unterstützt werden kann. Der Schwerpunkt liegt im Bereich von neuen Gebäuden, aber vor allem auch im Bereich bestehender Gebäude. Hierbei stehen der Herstellungsenergieaufwand, die Betriebsenergie und das Potenzial für den Einsatz erneuerbarer Energien im Vordergrund.
Das Projekt "Smart cities with sustainable energy systems (CI-NERGY)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Hochschule für Technik Stuttgart, Zentrum für angewandte Forschung an Fachhochschulen, Nachhaltige Energietechnik - zafh.net durchgeführt. The CI-NERGY Marie Curie Initial Training Network (ITN) aims to train young scientists to develop urban decision making and operational optimisation software tools to minimise non-renewable energy use in cities. The training will be carried out by a close collaboration of six of the best academic research centres and four leading industrial companies from the energy and software technology sector (Siemens, WienEnergie, EDF/EIFER, and IES). The research fellows will apply their results in two case study cities (Geneva and Vienna), which were chosen for their very ambitious sustainability goals. The CI-NERGY network will be a highly multi-disciplinary coordinated PhD programme on urban energy sustainability, covering the key challenges in cities related to a low carbon future. There is a gap in high level integrated training in the urban energy research field, which is due to the wide range of fragmented disciplines from building physics and energy supply technologies with electrical and thermal engineering up to software engineering and information technology. The CI-NERGY network wide training provided by excellent academic and industry partners from all areas of smart cities will close this gap. The impact of the network training activities will be highly noticeable for energy supply utilities, IT companies, policy makers, urban planners, researchers on sustainable urban energy systems and finally the inhabitants of cities themselves. All sectors mentioned will provide excellent career opportunities for the research fellows, who will gain excellent knowledge of the sectorial requirements by a structured secondment plan.
Das Projekt "Security of Energy Supply - The Potentials and Reserves of Various Energy Sources; Technologies Furthering Self Reliance and the Impact of Policy Decisions" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Wuppertal Institut für Klima, Umwelt, Energie gGmbH durchgeführt. Zwei Herausforderungen müssen derzeit in Bezug auf die zukünftige Entwicklung des europäischen Energiesystems und der Sicherheit der Energiezufuhr in Angriff genommen werden: Erstens - wie in der Übersicht zum Thema zukünftige Energiereserven aufgezeigt wird - neigt sich das Zeitalter der preiswerten und reichlich vorhandenen konventionellen Energiereserven seinem Ende zu. Das bedeutet, dass, um eine verlässliche Energieversorgung aufrecht zu erhalten, deutliche Investitionen in neue und teurere Öl- und Gasförderung nötig sind. Dies erhöht den Druck auf die Weltmarktpreise für Öl und Gas und, in geringerem Ausmaß, für Kohle, mit möglichen Folgen für Wirtschaft, Entwicklung und Wachstum. Der Wettbewerb um den Zugang zum internationalen Markt mit den abnehmenden Ressourcen wird durch eine regionale Konzentration der verbleibenden Rohstoffe und neu auf den Markt drängende, große Energiemengen importierende Länder (z. B. China, Indien) in Zukunft verschärft und kann evtl. sogar zu internationalen Konflikten führen. Als weitere Herausforderung kommt der Klimawandel hinzu, der eine deutliche Reduktion der globalen Treibhausgasemissionen fordert. Dies bedeutet in erster Linie, weniger Energie zu verbrauchen und auf kohlenstoffarme Energien umzusteigen. Beide Herausforderungen erfordern ein schnelles und entschiedenes Vorgehen der EU und ihrer Mitgliedsstaaten, sowie der internationalen Gemeinschaft. Ein herkömmliches, wenn auch etwas fortschrittlicheres, Vorgehen 'business as usual (BAU) wird wahrscheinlich auf immer größere Probleme treffen wenn es darum geht, mit diesen gleichzeitig auftretenden Herausforderungen umzugehen. Um wichtige Strategien und/oder technologischen Entscheidungen (mehr/weniger Kernkraft, höhere Energieeffizienz und KWK, mehr erneuerbare Energien) zu analysieren und unterschiedliche energetische Lösungsansätze für die EU 25 zu untersuchen, wurden fünf verschiedene Szenarien (in Übereinstimmung mit den Strategien und Zielen, die von der ITRE Comission vorgegeben wurden) entwickelt. Am Anfang des Berichts steht eine kurze technische Beschreibung der Szenarien, gefolgt von einer detaillierten Diskussion der durch die Szenarien entstehenden politischen Möglichkeiten und Herausforderungen.
Das Projekt "Leitstudie: Klimapolitischer Beitrag kohlenstoffarmer Energieträger in der dezentralen Stromerzeugung sowie ihre Integration als Beitrag zur Stabilisierung der elektrische Versorgungssysteme" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Wuppertal Institut für Klima, Umwelt, Energie gGmbH durchgeführt. Gegenwärtig verändert sich der Strommix mit hohem Tempo. Dazu tragen der Ausbau der erneuerbaren Energien, insbesondere der Windenergie, aber auch der angestrebte Ausbau der Kraft-Wärmekopplung in besonderem Maße bei. So ist bei Strom aus erneuerbaren Energien bis 2020 ein Zuwachs von ca. 100 TWh elektrischer Arbeit bzw. 9 GW gesicherter elektrischer Leistung zu erwarten. Um das 25 Prozent Ausbauziel bei KWK bis 2020 zu erreichen, ist ein Zuwachs von ca. 85 TWh elektrischer Arbeit bzw. 17 GW elektrischer Leitung notwendig. Theoretisch könnte bei einer dezentral dominierten Energieversorgung der Wärmebedarf überwiegend gekoppelt mit der Stromerzeugung gedeckt werden. Generell kann die KWK den größten Beitrag zur Bereitstellung der erforderlichen gesicherten Leistung unter den Neuoptionen erbringen. Damit wird ein wichtiger Beitrag zum Erreichen des Ziels der Bundesregierung, bis 2020 die Enerieproduktivität um jährlich 3 Prozent zu steigern und die THG-Emissionen um 40 Prozent gegenüber 1990 zusenken, geleistet. Zugleich werden die Netzverluste sowie der Aufwand für Ausbau und Unterhaltung der Netze reduziert. Die Palette der KWK-Anlagen reicht von der stromerzeugenden Heizung bis hin zu Anlagen mit mehr als 100 MW. Ziel des Vorhabens ist, Wege für die Systemeintegration und Leitplanken bzw. Benchmarks zu entwickeln, die als Grundlage für politische Vorgaben bei der nachhaltigen Umgestaltung der Energie- und insbesondere Stromversorgung hin zu dezentralen Strukturen dienen können.
Das Projekt "Teilprojekt B: Globale Gerechtigkeitsaspekte" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Göttingen, Professur für Volkswirtschaftstheorie und Entwicklungsökonomik durchgeführt. Das Klimaproblem und die Bekämpfung globaler Armut sind zwei Herausforderungen dieses Jahrhunderts, die nicht losgelöst voneinander betrachtet werden können. Es gilt das Dilemma zwischen Wirtschaftswachstum zu Lasten des Klimas auf der einen Seite, und Verzicht auf Wachstum zu Lasten der Ärmsten auf der anderen Seite zu überwinden und kohlenstoffarme Entwicklungspfade aufzuzeigen. Eine Dekarbonisierung der wachsenden Ökonomien in Entwicklungs- und Schwellenländern ist deshalb für die Lösung des Klimaproblems von entscheidender Bedeutung. Die übergreifende Frage, wie nachhaltige Entwicklung - im Sinne einer Entwicklung hin zu einer kohlenstoffarmen Wirtschaftsweise bei gleichzeitiger Überwindung der Armut und unter expliziter Beachtung von Gerechtigkeitsaspekten - herbeigeführt werden kann, ist die Kernproblematik, zu deren Lösung dieses Projekt beitragen will. An allen drei Paketen wird ein Beitrag geleistet. Für die Erfassung des Zusammenhangs von Entwicklung und CO2 Emissionen und Niveaus und Trends von Armut und Ungleichheit werden 2 Jahre veranschlagt (AP 1). Parallel beginnt die Arbeit an Fragen von globaler Verteilungsgerechtigkeit. Im dritten Arbeitspaket werden dann, basierend auf vorherigen eigenen Analysen und den Ergebnissen der Sektorstudien und Modellierungen (die von den Kollegen im PIK und GIGA federführend durchgeführt werden), konkrete Instrumente auf ihre Armuts- und Verteilungswirkungen hin untersucht. Dies wird zentrale Aufgabe im 3. Jahr sein. ausführlich behandelt und die Ergebnisse zusammengeführt, wobei das letzte halbe Jahr intensiv der Erarbeitung von Handlungsempfehlungen gewidmet werden soll.
Das Projekt "Teilprojekt C: Mikroökonomische Untersuchung und Modellierung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von GIGA German Institute of Global and Area Studies, Leibniz-Institut für Globale und Regionale Studien durchgeführt. Das Klimaproblem und die Bekämpfung globaler Armut sind zwei Herausforderungen dieses Jahrhunderts, die nicht losgelöst voneinander betrachtet werden können. Es gilt das Dilemma zwischen Wirtschaftswachstum zu Lasten des Klimas auf der einen Seite, und Verzicht auf Wachstum zu Lasten der Ärmsten auf der anderen Seite zu überwinden und kohlenstoffarme Entwicklungspfade insbesondere für schnell wachsende bevölkerungsreiche Schwellenländer aufzuzeigen. Eine wichtige Rolle auf dem Weg in eine kohlenstoffarme Wirtschaft spielt das Verhalten der Konsumenten in Entwicklungs- und Schwellenländern, das unter anderem in diesem Teilprojekt auf der Basis von Haushaltsdaten bezüglich seiner Klimaschädlichkeit untersucht werden soll. Des Weiteren werden Verteilungs- und Armutsimplikationen sowohl verschiedener Klimaschutzinstrumente als auch der Ausgestaltung kompensatorischer Maßnahmen im Fokus des Teilprojekts stehen. Arbeitsplanung Die Arbeitspakte werden gleichrangig und relativ parallel abgearbeitet. Für die Erfassung des Status quo (AP 1) und Erarbeitung einer gemeinsamen Datenbank sind ca. 18 Monate vorgesehen. Parallel beginnt die Arbeit an den ökonomischen Modellen und wird über ca. 2 Jahre durchgeführt. Teilweise bauen die Ergebnisse auf Feldstudien auf, die in zwei betroffenen Ländern in Laufe des Projektes durchgeführt werden. Im dritten Arbeitspaket werden die Sektorstudien ausführlich behandelt und die Ergebnisse zusammengeführt, wobei das letzte halbe Jahr intensiv der Erarbeitung von Handlungsempfehlungen gewidmet werden soll.
Das Projekt "Teilprojekt A: Transformation regionaler Energiesysteme" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung e.V. durchgeführt. Das Klimaproblem und die Bekämpfung globaler Armut sind zwei Herausforderungen dieses Jahrhunderts, die nicht losgelöst voneinander betrachtet werden können. Es gilt das Dilemma zwischen Wirtschaftswachstum zu Lasten des Klimas auf der einen Seite und Verzicht auf Wachstum zu Lasten der Ärmsten auf der anderen Seite zu überwinden und kohlenstoffarme Entwicklungspfade aufzuzeigen. Eine Dekarbonisierung der wachsenden Ökonomien in Entwicklungs- und Schwellenländern ist deshalb für die Lösung des Klimaproblems von entscheidender Bedeutung. Die übergreifende Frage, wie nachhaltige Entwicklung - im Sinne einer Entwicklung hin zu einer kohlenstoffarmen Wirtschaftsweise bei gleichzeitiger Überwindung der Armut und unter expliziter Beachtung von Gerechtigkeitsaspekten - herbeigeführt werden kann, ist die Kernproblematik, zu deren Lösung dieses Projekt beitragen will. Die Analyse der Dekarbonisierung der Energiesysteme ist zentraler Bestandteil des Teilprojekts 'Transformation des Energiesystems'. Ziel ist es mit Hilfe des Ökonomie-Energiesystem-Modell REMIND-R optimale Minderungsstrategien zu identifizieren somit Aufschluss über die nötige Transformation regionaler Energiesysteme sowie über die damit verbundenen (regional aufgelösten) Vermeidungskosten zu geben.
Das Projekt "Flywheel als Energiespeicher in Hybrid- und Elektrofahrzeugen für den Individualverkehr" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Graz, Institut für Elektrische Messtechnik und Messsignalverarbeitung durchgeführt. Aktuell verursacht der Straßenverkehr etwa 20Prozent der gesamten CO2 Emissionen der Europäischen Union, rund zwei Drittel stammen dabei von PKWs. Gerade in diesem Bereich ist aufgrund des geringen Gesamtwirkungsgrades konventioneller PKWs (etwa 18Prozent für den Neuen Europäischen Fahrzyklus) eine deutliche Reduktion der Emissionen möglich. Ansätze dafür sind eine Hybridisierung von Fahrzeugen, womit theoretisch der optimale Wirkungsgrad aktueller Verbrennungskraftmaschinen erreicht werden kann (etwa 55Prozent Emissionsreduktion), und der Einsatz von Elektrofahrzeugen, die im Betrieb vollkommen emissionsfrei sind. Verglichen mit konventionellen Fahrzeugen sind aktuell verfügbare Hybrid- und Elektroautos jedoch nicht konkurrenzfähig, primär da die verwendeten elektrochemischen Energiespeicher (Batterie, Supercap) die Anforderungen in Bezug auf Leistungs- und Energiedichte, Wirkungsgrad, Lebensdauer und Preis nicht erfüllen. Beispielsweise sind ca. 75 kg an Lithium-Ionen Zellen notwendig, um dieselbe Energie zur Verfügung zu stellen, die in einem Liter Dieselkraftstoff enthalten ist. Trotz intensiver Forschungsaktivitäten ist es nach aktuellem Wissensstand nicht möglich, eine Batterie zu entwickeln, die alle gestellten Aufgaben erfüllen kann. Erst durch die Aufteilung in einen Energie- und einen Leistungsspeicher ist es möglich, ein konkurrenzfähiges Elektrofahrzeug zu entwickeln. Der Energiespeicher ist hierbei eine auf möglichst hohe Energiedichte optimierte Batterie, für den Leistungsspeicher bietet ein mechanisches Schwungrad die besten Eigenschaften. Bei einem Hybridfahrzeug wird nur dieser Leistungsspeicher benötigt, da der Großteil der Antriebsenergie entweder durch eine Verbrennungskraftmaschine oder einer Brennstoffzelle zur Verfügung gestellt wird. Auch aus wirtschaftlicher und ökologischer Sicht sind Schwungradspeicher zielführend, da sie ohne hohen Aufwand recyclebar sind. Zusätzlich enthalten sie lediglich Werkstoffe, die auch für eine Massenfertigung ausreichend verfügbar sind. Im Rahmen des Projekts werden Realisierungskonzepte von Schlüsselkomponenten von Schwungradspeichern für den Einsatz im Individualverkehr erstellt. Geprüft werden speziell die Möglichkeiten der Lagerung zur Erfüllung der Lebensdauer unter den geforderten Randbedingungen, sowie die technischen Rahmenbedingungen (Wirkungsgrad, Leistung, Energieinhalt). Das Projekt umfasst demnach folgende Forschungsschwerpunkte: - Erfassung (Simulation, Messung) der elektrischen und mechanischen Belastungsprofile für Schwungradspeicher als hochdynamischer Energiespeicher im praktischen Einsatz eines Individualfahrzeugs. - Design und Optimierung des Lagers und der elektrischen Maschine des Flywheel-Systems unter Berücksichtigung der ermittelten Belastungsprofile. Verhalten im Falle eines technischen Defekts bzw. Unfalls.
Das Projekt "Monitoring von landwirtschaftlichen Biogasanlagen in Oberösterreich" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität für Bodenkultur Wien, Institut für Landtechnik durchgeführt. Der energetischen Nutzung erneuerbarer Energien kommt eine wachsende Bedeutung zu, da Ressourcen an fossilen Energieträgern immer knapper werden. Biogasanlagen stellen eine Möglichkeit zur Erzeugung erneuerbarer Energie dar. Über diesen Weg kann Biomasse ein wichtiger Wirtschaftsfaktor im ländlichen Raum werden, der eine vermehrte Wertschöpfung ermöglicht und zugleich neue Arbeitsplätze schaffen kann. Die oberösterreichische Landesregierung fördert in ihrem Wirkungsbereich die Biogasanlagentechnologie und hat die Studie Monitoring von Biogasanlagen in Oberösterreich in Auftrag zu geben. Bei zehn Biogasanlagen in Oberösterreich wurde eine intensive Datenanalyse durchgeführt. Es wurden substratspezifische und technische Daten, Funktionsschema, Verfahrenskennwerte, betriebswirtschaftliche Kennzahlen, Arbeitszeitbedarf, Güllemanagement und Betriebsmanagement der Biogasanlage ermittelt. Die zehn untersuchten Anlagen bewegten sich in einem Leistungsbereich von 45,5 - 137 kWel.. Die Hauptfermenter bestanden zu 40 Prozent aus liegenden und zu 60 Prozent stehenden Fermentern. Die Verweilzeiten im Rohrfermenter betrugen 20 - 35 Tage und in den nachfolgenden Nachgärfermentern 35 - 95 Tage. Bei den stehenden Fermentern betrug die Verweilzeit bei den Wirtschaftsdünger verarbeitenden Betrieben 27 - 40 Tage in den Fermentern und 27 - 40 Tage in den Nachgärfermentern. Grundsätzlich sollte die hydraulische Verweilzeit der Gärgüter im Fermenter 40 - 50 Tage bei 35Grad C - 40Grad CC betragen, um das Methanbildungspotential der Gärrohstoffe bis zu 95 Prozent auszunutzen. Bei schwerabbaubaren Substraten kann eine längere Verweilzeit notwendig sein. Biogasanlagen mit mehr als 50 Prozent Wirtschaftsdünger erzielten bei dieser Untersuchung einen Biogasertrag von 44 - 73 m3 Biogas pro m3 Substrat. Eine reine Energiepflanzenanlage kam auf einen Biogasertrag von 107 m3 Biogas pro m3 Substrat. Eine Anlage, die nahezu ausschließlich organische Abfälle verwertete, kam auf einen Biogasertrag von 84 m3 Biogas pro m3 Substrat. Der Einsatz von Energiepflanzen und Kosubstraten steigert den Biogasertrag. Den Arbeitsaufwand gaben die Anlagenbetreiber im Mittel mit 823 Stunden im Jahr an. Nur die Abfallverwertungsanlage wies einen überdurchschnittlich hohen Arbeitsaufwand mit 10.452 Stunden pro Jahr auf, da die Abfälle selber abgeholt und aufbereitet wurden. Kosubstrate führen zu einer Steigerung der Gasproduktion. Allerdings sieht das neue Ökostromgesetz eine Reduktion der Ökostromtarife um 25 Prozent bereits bei der geringsten Zugabe vor. Die verlockenden Entsorgungsgebühren sind in den letzten Jahren stetig gefallen und es ist schwierig, langfristige Verträge zu bekommen. Zusätzlich kommt es bei Abfallentsorgungsanlagen zu einem enormen Anstieg der Arbeitszeitbelastung. Optimale Planung der Biogasanlage, ein gutes Management und ein angepasster Automatisierungsgrad sollten den Betreuungsaufwand einer Biogasanlage auf 1-2 Stunden pro Tag beschränken. Etc.
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