Das Projekt "Teil 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie durchgeführt. Das Land Baden-Württemberg hat sich ehrgeizige energiepolitische Ziele gesetzt. Dazu zählt ein intensiver Ausbau erneuerbarer Erzeugung. Ein Anteil von 80% Erneuerbarer Energien kann allerdings nur dann ein Erfolg für die Energiewende sein, wenn die Erbringung dieser Leistung entsprechend des Nachfrageverlaufs erfolgt. Dazu sind bei einer dargebotsabhängigen Leistungserbringung durch erneuerbare Quellen Speicher notwendig. Im Projekt Storage in the Loop (StiL) soll daher untersucht werden, ob ein Anteil von 80% an Erneuerbaren Energien mit Hilfe von Speichertechnologie nicht allein bilanziell, durch den Einkauf von Grünstromzertifikaten im Ausland, sondern als tatsächlicher Leistungsbeitrag erreicht werden kann unter Berücksichtigung der begrenzten 'Importkapazitäten' aus benachbarten Netzgebieten.
Das Projekt "Teil 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Institut für Wirtschaftsinformatik und Marketing (IISM), Information & Market Engineering durchgeführt. Das Land Baden-Württemberg hat sich ehrgeizige energiepolitische Ziele gesetzt. Dazu zählt ein intensiver Ausbau erneuerbarer Erzeugung. Ein Anteil von 80% Erneuerbarer Energien kann allerdings nur dann ein Erfolg für die Energiewende sein, wenn die Erbringung dieser Leistung entsprechend des Nachfrageverlaufs erfolgt. Dazu sind bei einer dargebotsabhängigen Leistungserbringung durch erneuerbare Quellen Speicher notwendig. Im Projekt Storage in the Loop (StiL) soll daher untersucht werden, ob ein Anteil von 80% an Erneuerbaren Energien mit Hilfe von Speichertechnologie nicht allein bilanziell, durch den Einkauf von Grünstromzertifikaten im Ausland, sondern als tatsächlicher Leistungsbeitrag erreicht werden kann unter Berücksichtigung der begrenzten 'Importkapazitäten' aus benachbarten Netzgebieten.
Das Projekt "Use of a new type of anthracite curner and boiler in a power station" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Sophia-Jacoba GmbH, Steinkohlenbergwerk durchgeführt. Objective: To demonstrate the use of an innovative, low pollutant burner of low volability anthracite, in a power station, in combination with a boiler system linked to a coal mine, thus solving the problems of mineral oil substitutes, use of low volability coal, SO2 separation, nitrogen removal, adjustability and economy. General Information: The burner design, divided into pre-burner and main burner, means that the ignition and burning of the coal dust can be maintained without brick-lined burner walls and heated combustion air. Due to the type of air passage and course of combustion, the combusted ash is drawn off dry; the boiler can be dimensioned without the need to take waste gas loading into account. The direction of the air and combustion allows 'the cold' combustion with low NOx concentrations. By the addition of lime dust, waste gases are desulphurised in the burner. After grinding to dust, fine coal is passed from storage silos to 7 burners then passed for pre-burning where it is ignited using propane gas; this is gradually decreased (after warming the pre -burner) as the coal dust passes in. This, then, continues to burn by recirculation of hot exhaust gases and continuous glowing coal-dust residue at the end of the pre -burner/start of the main burner. Air supply is via nozzles at the end of the burner which allows combustion control, termination and separation of air particles for easy disposal. To reduce SO2, lime dust is added in the main burner. Waste gas is filtered prior to emission to the atmosphere. The advantage of low-volability coals are: - easier storage (fewer volatile components); - easier transport by road, without need for special measures; - no danger from explosion since anthracite dust is not self -igniting, and there is no risk to groundwater. It is comparable to gas or oil-fired systems from the viewpoint of handling, storage and burning. Achievements: The burners were able to ignite and burn low volatile coal in the combustion chambers of this unit, however, an operation of the boiler was not possible. Reasons were the temperature level, flow behaviour, heat expansion and instabilities of the feed water flow. Thus the project failed. The calculation of expected and actual simple payback was originally based on a comparison with oil burning installations. Based on today's oil price a re-evaluation does not turn out favourable for coal. Furthermore, a realistic comparison cannot be conducted due to the defective boiler.
Das Projekt "Teilvorhaben: Vom Verteilnetz zum Smart Grid" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Hochschule Ulm, Institut für Energie- und Antriebstechnik durchgeführt. Im Spannungsfeld der Energiewende versteht die Smart Grids Forschungsgruppe der Hochschule Ulm Smart Grids als verbindendes und vermittelndes Element zwischen verschiedenen Partizipanten in der Energiewirtschaft. Die vier Kernpunkte Verteilnetz, Prosumer, Erneuerbare Energien und Markt gruppieren sich um den Begriff Smart Grid und versinnbildlichen die Leitidee der Forschungsgruppe. Im Vorhaben C/sells findet diese Idee und die verknüpfenden Ideale eine tragfähige Ausprägung als Blaupause für eine nachhaltige Energiewirtschaft von Morgen. Die Smart Grids Forschungsgruppe arbeitet in den Themengebieten Energiemeteorologie, Energieinformatik und der Analyse, der Planung und dem Betrieb von Verteilnetzen und kann auf umfangreiche Vorarbeiten zurückgreifen. Mit dem Aufbau des Smart Grid Labors an der Hochschule Ulm ist es möglich innerhalb des C/sells Projekts Smart Grids Komponenten in einer Hard- und Software in the Loop Umgebung, welche vom iMSys über GWA und CLS-Manager bis zum CIM basierten IKT System, einer Netzsimulation (50kVA) und der experimentelle Verteilnetzleitwarte reicht, in den Pilotanwendungen zu testen. Die Hochschule bringt Erfahrungen in der Domänmodellierung des VNBs sowie der Standardisierung von CLS-Komponenten ein und begleitet den Standardisierungsprozess des BSI für die CLS-Komponenten im Rahmen des C/sells Projekts. Zentrale Aufgaben der Smart Grids Forschungsgruppe in C/sells sind die Entwicklung BSI konformer CLS-Komponenten zur direkten Kommunikation mit Wechselrichtern, Speichern und Lasten über CIM basierter IKT Strukturen. Aufbau einer Echtzeitsimulationsumgebung für VNBs. Entwicklung Bidirektionaler Dienste für Prosumenten. Wissenschaftliche Evaluierung der Anwendungsszenarien in den Netzzellen Einsingen, Hittistetten, Verteilnetzinformationssystem Ulm und Energie-Flexible Hochschule Ulm. (TP7 Smart Meter im Neubau)
Das Projekt "Teilprojekt 3: Aufbereitung und Waschen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von REMEX GmbH durchgeführt. Im Rahmen dieses Vorhabens soll ein wirtschaftliches Verfahren entwickelt werden, mit dem aus der Feinfraktion der Müllverbrennungsschlacke (MV-Schlacke: kleiner als 3mm), die in Deutschland einer jährlich anfallenden Menge von ca. 1,5 Mio. t entspricht, werthaltige Metalle wie z.B. Cu, Au, Ag und Al vergesellschaftet mit weiteren Schwermetallen möglichst weitgehend durch eine Kombination unterschiedlicher Aufbereitungstechniken abgetrennt und wieder in den Wertstoffkreislauf zurückgeführt werden können. Da in der Feinfraktion die Metalle überwiegend in Form kleiner Metall- oder Legierungspartikel vorliegen, die in der Regel mit mineralischen Bestandteilen der MV-Schlacke verwachsen sind, müssen die MV-Schlacken zur Gewinnung dieser Metalle einem Aufbereitungsprozess unterzogen werden, ähnlich wie bei der Aufbereitung von Erzen, so dass nach dem Mahlen bis zum Aufschlusspunkt die Metallpartikel von der mineralischen Fraktion getrennt werden können. Die Wirtschaftlichkeit eines solchen Prozesses ist aber nur dann gegeben, wenn die anschließend in feingemahlener Form vorliegende mineralische Restfraktion, die den Großteil des Materials ausmacht, im Rahmen eines Open-Loop Recyclings einer hochwertigen Nutzung als Sekundärrohstoff zugeführt werden kann. Damit ist es das wichtigste Ziel dieses Vorhabens, die feingemahlene mineralische Fraktion so sauber darstellen zu können, dass sie den qualitativen Anforderungen der Zementindustrie entspricht, um als Rohstoffkomponente bei der Klinkerherstellung eingesetzt werden zu können. Dies hat gleichzeitig den Vorteil, dass im Vergleich zu natürlichen Ressourcen weniger CO2 bei der Entsäuerung im Zementwerk freigesetzt wird. Somit wäre die MV-Schlacke für die Zementindustrie eine permanente zukünftige Rohstoffquelle, so dass damit ein erheblicher Beitrag zur nachhaltigen Erhöhung der Rohstoffproduktivität und der Schonung natürlicher Ressourcen und Deponieflächen verbunden wäre.
Das Projekt "Teilvorhaben: Plattformen und Testfeld Smart Grid Lab" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Stuttgart, Institut für Arbeitswissenschaft und Technologiemanagement durchgeführt. Übergeordnetes Ziel ist das 'sichere Laden, Steuern und Abrechnen von Ladevorgängen (BSI-konform mittels Einsatzes von Smart-Meter-Gateways)' für die sektorübergreifende Digitalisierung im Schwerpunktcluster Smart-Grid & Smart-Mobility um aufzuzeigen, wie über diesen Kommunikationspfad insbesondere auch LI mit hohem Sicherheitsstandard gesteuert und überwacht werden kann. Durch den verfolgten Ansatz werden Überwachung und Steuerung von Ladevorgängen und Lastverlagerungen ermöglicht sowie Netzengpässe verringert. Hierbei soll eine nachhaltige Verbindung zwischen den Partnern des Vorhabens und der Normung aufgebaut bzw. gefestigt werden, um einen reibungslosen und frühzeitigen Wissenstransfer der Projektergebnisse sowohl über die relevanten Gremien auf nationaler Ebene, als auch auf europäischer und internationaler Ebene, sicherzustellen. Kernthemen des Teilvorhabens sind die forschungsseitige Umsetzung von Schnittstellen und KI-basierten Services für die Gesamtarchitektur eines BSI-konformen Lademanagements über Smart Meter Gateways sowie der Aufbau und die Pilotierung einer Simulationsumgebung zur Verprobung, Analyse und Optimierung der Backendfunktionalitäten in Rückkopplung mit Ladeinfrastruktur und Elektrofahrzeug mittels Software-in-the-Loop, mit besonderem Fokus auf den Standard OCPP 2.0 in Kombination mit ISO 15118-20 für selektierte Anwendungsfälle wie etwa bidirektionales oder induktives Laden. Die Simulation ist unabdingbar für die Forschungsarbeiten, da noch keine 15118-20 fähige Ladehardware wie auch Fahrzeuge zum Test im Reallabor verfügbar sind.
Das Projekt "Teilvorhaben: DLR-VE" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V., Institut für Vernetzte Energiesysteme durchgeführt. Innerhalb des Forschungsprojekts DC-LEO wird von den Konsortialpartnern gemeinschaftlich eine Gleichstrom-Ladeinfrastruktur (DC-LIS) entwickelt werden, welche für die elektrische Energieversorgung direkt an ein Oberleitungsnetz von Straßenbahnen angeschlossen werden kann. Das Gesamtziel des Vorhabens ist daher die erfolgreiche Neuentwicklung einer Ladestation für Elektrofahrzeuge mit Gleichstromanschluss, welche auch bei großen netzseitigen Spannungsschwankungen, wie im Falle einer vorbeifahrenden Straßenbahn, betrieben werden kann. Die erfolgreiche Entwicklung dieser neuartigen Ladesäuleninfrastruktur wird innerhalb dieses Projektvorhabens in Form eines Ladesäulen-Demonstrators gezeigt. Der Demonstrator soll im ersten Schritt in einer sicheren Laborumgebung validiert, im zweiten Schritt unter realitätsnahen Anschlussbedingungen auf dem Gelände des Betriebshofs Nordhausen getestet und schlussendlich die erfolgreiche Integration einer Ladestation für Elektrofahrzeuge im öffentlichen Raum der Stadt Nordhausen demonstriert werden. Im Rahmen dieses Teilvorhabens bringt das DLR-Institut für Vernetzte Energiesysteme e.V. (DLR-VE) insbesondere seine Kompetenzen aus den Bereichen der elektrischen Nieder- und Mittelspannungsnetze sowie der Hardware-in-the-Loop-Simulationen für leistungselektronischer Netzbetriebsmittel in das Projektvorhaben in das Gesamtvorhaben mit ein und unterstützt insbesondere die System Entwicklung Nordhausen GmbH (SEN) als auch die InTraSol GmbH (InTraSol) bei der Entwicklung des Ladesäulen-Demonstrators sowie dessen IKT-Anbindung an mögliche übergeordnete Energiemanagementsysteme. In enger Zusammenarbeit mit den Stadtwerken Nordhausen werden vom DLR-VE Monitoring-Einheiten in der Modellregion installiert, um das reale Strom-/Spannungsverhalten an geeigneten Netzanschlusspunkten für die spätere Anbindung von Ladesäulen am Oberleitungs-Gleichstromnetz zu analysieren.
Das Projekt "Calcium cycle for efficient and low cost CO2 capture in fluidized bed systems (C3-CAPTURE)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Stuttgart, Fakultät für Energietechnik, Institut für Verfahrenstechnik und Dampfkesselwesen durchgeführt. Objectives: The project aims on developing a dry CO2 capture system for atmospheric and pressurized fluidized bed boilers. The atmospheric option will be developed towards a pilot plant application. For the pressurized option the project seeks for a proof of principle to determine if the advantages of a pressurized capture system can balance the problems known from existing PFBC systems. The quantifiable objectives are: - Low CO2 capture costs (less than 20 Euro/t for atmospheric, less than 12 Euro/t for pressurized sy stems) - Acceptable efficiency penalty for CO2 capture (less than about equal to 6 percent nel). - greater than 90 percent carbon capture for new power plants and greater than 60 percent for retrofitted existing plants - A purge gas stream containing greater than 95 percent CO2 - A solid purge usable for cement production - Sim ultaneous sulphur and CO2 removal with sulphur recovery option Approach: Limestone is a CO2 carrier. The CO2 can be released easily in a conventional calcination process, well known in the cement and lime industry. By integrating a closed carbonation/calc ination loop in the flue gas of a conventional CFB-boiler, the CO2 in the flue gas can be removed. The heat required for calcination is released during carbonation and can be utilised efficiently (high temperature) in the steam cycle of the boiler. Concent rated CO2 can be generated when using oxygen blown calcination. Because the fuel required for supplying heat for calcination is only a fraction of the total fuel requirements, the required oxygen is only about 1/3 of the oxygen required for oxyfuel process es. The work programme: 1.Definition of the technical and economic boundary conditions 2.Selection and improvement of sorbent materials 3.Lab scale and semi-technical scale process development (experimental work) 4.Technical and economic evaluation 5.Des ign of a 1 MWth Pilot plant.
Das Projekt "Teilprojekt 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von RWTH Aachen University, Fachgruppe Informatik, Lehrstuhl für Informatik 11 - Embedded Software durchgeführt. In diesem Vorhaben soll ein voll automatisierter Teststand (Mock Loop) als Ersatzmethode für Tierversuche entwickelt werden. Mit diesem künstlichen Kreislauf soll die Langzeit-Biokompatibilitätstestung extrakorporaler Lungenassistenzsysteme (ECLAs) ermöglicht, sowie ein verlängerter Funktionserhalt zur Transplantation vorgesehener Organe erreicht werden. Etablierte in vitro Modelle sind auf wenige Stunden begrenzt und verwenden häufig Blutersatzlösungen. Beides limitiert die klinische Relevanz und Übertragbarkeit. Die Arbeitsgruppe Medizintechnik beschäftigt sich in mehreren Projekten mit der Regelung von ECMO und Sicherheitskonzepten zur Unterstützung dieser Anwendung. Die Arbeitsschritte stellen sich in der groben Zusammenfassung wie folgt dar: - Analyse der genutzten Sensoren und Aktoren - Vernetzung der Einzelkomponenten zu einem Cyber-Medical System - Erarbeitung von modellbasierten Sicherheitsmaßnahmen für den Mock Loop - Publikation der erzielten Ergebnisse (z.B. diagnostizierbare Fehlerfälle).
Das Projekt "Teilprojekt 2: Aufbereitung und Verwertung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von C. C. Umwelt GmbH durchgeführt. Im Rahmen dieses Vorhabens soll ein wirtschaftliches Verfahren entwickelt werden, mit dem aus der Feinfraktion der Müllverbrennungsschlacke (MV-Schlacke: kleiner als 3mm), die in Deutschland einer jährlich anfallenden Menge von ca. 1,5 Mio. t entspricht, werthaltige Metalle wie z.B. Cu, Au, Ag und Al vergesellschaftet mit weiteren Schwermetallen möglichst weitgehend durch eine Kombination unterschiedlicher Aufbereitungstechniken abgetrennt und wieder in den Wertstoffkreislauf zurückgeführt werden können. Da in der Feinfraktion die Metalle überwiegend in Form kleiner Metall- oder Legierungspartikel vorliegen, die in der Regel mit mineralischen Bestandteilen der MV-Schlacke verwachsen sind, müssen die MV-Schlacken zur Gewinnung dieser Metalle einem Aufbereitungsprozess unterzogen werden, ähnlich wie bei der Aufbereitung von Erzen, so dass nach dem Mahlen bis zum Aufschlusspunkt die Metallpartikel von der mineralischen Fraktion getrennt werden können. Die Wirtschaftlichkeit eines solchen Prozesses ist aber nur dann gegeben, wenn die anschließend in feingemahlener Form vorliegende mineralische Restfraktion, die den Großteil des Materials ausmacht, im Rahmen eines Open-Loop Recyclings einer hochwertigen Nutzung als Sekundärrohstoff zugeführt werden kann. Damit ist es das wichtigste Ziel dieses Vorhabens, die feingemahlene mineralische Fraktion so sauber darstellen zu können, dass sie den qualitativen Anforderungen der Zementindustrie entspricht, um als Rohstoffkomponente bei der Klinkerherstellung eingesetzt werden zu können. Dies hat gleichzeitig den Vorteil, dass im Vergleich zu natürlichen Ressourcen weniger CO2 bei der Entsäuerung im Zementwerk freigesetzt wird. Somit wäre die MV-Schlacke für die Zementindustrie eine permanente zukünftige Rohstoffquelle, so dass damit ein erheblicher Beitrag zur nachhaltigen Erhöhung der Rohstoffproduktivität und der Schonung natürlicher Ressourcen und Deponieflächen verbunden wäre.
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