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Chancen und Risiken der thermischen Energiegewinnung aus Roh- und Trinkwasser (Projektphase 1 - Vorstudie)

Das Projekt "Chancen und Risiken der thermischen Energiegewinnung aus Roh- und Trinkwasser (Projektphase 1 - Vorstudie)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Hamburg Innovation GmbH durchgeführt. Ziel des Projektes ist es, Daten von bestehenden Anlagen zusammenzutragen und in einem Workshop mit Kritikern, Befürwortern und Betreibern mögliche Chancen und Risiken (z.B. Hygiene) zu erörtern. Weiterhin sollen Behörden, z.B. das Umweltbundesamt, und Fachgremien, z.B. des DVGW, befragt werden. Von Seiten des DVGW soll insbesondere das Lenkungskomitee 1 'Wasserwirtschaft/Wassergüte/Wasserwerke' eingebunden werden. Ergebnis des Projektes wird eine Erfassung und Darstellung von bestehenden Anlagen zur thermischen Energienutzung aus Wasser und den möglichen Risiken (z.B. Hygiene) sein. Hieraus wird der weitere Forschungsbedarf (Projektphase 2) im Bereich der thermischen Energienutzung aus Roh- und Trinkwasser abgeleitet. Im Projekt sind alle bekannten im Betrieb befindlichen Anlagen zur thermischen Energienutzung aus Roh- und Trinkwasser erfasst worden. Es wurde von 55 Anlagen die Art der thermischen Energienutzung Wärme oder Kälte, die Leistung in kW, die Art des genutzten Wassers (Roh-, Rein oder Trinkwasser), wohin die Rückspeisung erfolgt (Roh-, Rein- oder Trinkwasser) und das Baujahr erfasst. Von 6 weiteren Anlagen liegen keine Daten vor. Die Anlagen nutzen Wärme bzw. Kälte aus dem Roh- und Trinkwasser. Einige kombinierte Anlagen nutzen im Winter die Wärme und im Sommer die Kälte. Auf Basis der erfassten Anlagen konnten die Einsatzmöglichkeiten und Risiken von Anlagen zur thermischen Energienutzung erarbeitet werden. Es konnte festgestellt werden, dass nur wenige Anlagen nicht in Gebäuden der Wasserversorger aufgestellt sind. Von den meisten Versorgern wird ein Einsatz außerhalb ihres Einflussbereichs kritisch gesehen bzw. auch abgelehnt. Die möglichen Risiken der thermischen Energienutzung konnten unter anderem der DVGW-Information 'Thermische Energienutzung aus Trinkwasser' vom August 2010 entnommen werden. Die Diskussion der Ergebnisse des Projektes erfolgte auf dem Workshop in Osnabrück mit 51 interessierten Teilnehmern. Vertreten waren die Fachverbände und eine Vielzahl von Wasserversorgungsunternehmen, die bereits Anlagen betreiben. Als Ergebnis des Projektes konnte die Notwendigkeit der zweiten Projektphase mit entsprechenden Untersuchungen dargelegt werden.

Teilprojekt 7

Das Projekt "Teilprojekt 7" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von DVGW Deutscher Verein des Gas- und Wasserfaches e.V. - Technisch-wissenschaftlicher Verein - Technologiezentrum Wasser (TZW) durchgeführt. Das TrinkWave-Verbundvorhaben entwickelt neue Multibarrieren-Aufbereitungsprozesse für eine Wasserwiederverwendung auf Basis einer sequentiellen Grundwasseranreicherung. Erstmalig werden neue multidisziplinäre Bewertungsansätze für innovative Verfahrenskombinationen der Wasserwiederverwendung zur Stützung der Trinkwasserversorgung entwickelt und validiert. Schwerpunkte sind dabei die Inaktivierung von Pathogenen (insbesondere Viren) und Antibiotikaresistenzen, die Reduktion von gesundheitsrelevanten Indikatorchemikalien und Transformationsprodukten, die Entwicklung neuer Leistungsparameter für biologische Aufbereitungsverfahren, sowie sozialwissenschaftliche Ansätze zur Risikokommunikation. Ein weiteres Ziel ist die Bereitstellung von Handlungsempfehlungen für Genehmigungsbehörden und Planer. Das Projekt gliedert sich in sieben Arbeitspakete, einschließlich einer wasserrechtlichen Einordnung (AP 1), der Erarbeitung von Beurteilungskriterien (AP 2), der Entwicklung neuer Verfahrenskonzepte (AP 3), der Bewertung von Aufbereitungsverfahren (AP 4), einer Risikokommunikation (AP 5), einer ingenieurtechnischen Einordnung (AP 6) sowie der Projektleitung (AP 7). Das Teilvorhaben des TZW hat die Ermittlung der Eliminationsleistung in Bezug auf hygienisch-relevante Bakterien (u.a. antibiotikaresistente Bakterien) und Viren zum Ziel. Es kommen neue molekularbiologische Methoden wie z.B. PMA-PCR und Long amplicon-PCR zum Einsatz, um die Mechanismen der Elimination mittels Festbettreaktor, Ozon und UV-LED zu beurteilen. In Batch- und Säulenexperimenten sowie in Demonstrationsvorhaben wird unter Anwendung mikro- und molekularbiologischer Methoden ein vertieftes Prozessverständnis zur Aufbereitung erlangt, das eine Anpassung der Betriebsbedingungen bei der Wasserwiederverwendung in Abhängigkeit der Randbedingungen erlaubt.

Teilprojekt 1

Das Projekt "Teilprojekt 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, TUM School of Engineering and Design, Institut für Wasser und Umwelt, Lehrstuhl für Siedlungswasserwirtschaft durchgeführt. Das TrinkWave-Verbundvorhaben entwickelt neue Multibarrieren-Aufbereitungsprozesse für eine Wasserwiederverwendung auf Basis einer sequentiellen Grundwasseranreicherung. Erstmalig werden neue multidisziplinäre Bewertungsansätze für innovative Verfahrenskombinationen der Wasserwiederverwendung zur Stützung der Trinkwasserversorgung entwickelt und validiert. Schwerpunkte sind dabei die Inaktivierung von Pathogenen (insbesondere Viren) und Antibiotikaresistenzen, die Reduktion von gesundheitsrelevanten Indikatorchemikalien und Transformationsprodukten, die Entwicklung neuer Leistungsparameter für biologische Aufbereitungsverfahren, sowie sozialwissenschaftliche Ansätze zur Risikokommunikation. Ein weiteres Ziel ist die Bereitstellung von Handlungsempfehlungen für Genehmigungsbehörden und Planer. Das Projekt gliedert sich in sieben Arbeitspakete, einschließlich einer wasserrechtlichen Einordnung (AP 1), der Erarbeitung von Beurteilungskriterien (AP 2), der Entwicklung neuer Verfahrenskonzepte (AP 3), der Bewertung von Aufbereitungsverfahren (AP 4), einer Risikokommunikation (AP 5), einer ingenieurtechnischen Einordnung (AP 6) sowie der Projektleitung (AP 7). Kern der Arbeiten an der TUM ist die Entwicklung neuer Aufbereitungskonzepte (AP 3). Das beinhaltet die Untersuchung einzelner Technologieelemente im Labormaßstab, halbtechnische Versuche an der TUM und die wissenschaftliche Begleitung von Bau und Betrieb einer Demonstrationsanlage. Darüber hinaus werden eine nachgeschaltete Ozonung sowie eine Desinfektion durch UV-LED an der TUM getestet. Ein weiterer Schwerpunkt ist die Entwicklung von Konzepten zur Bewertung der Leistungsfähigkeit verschiedener Verfahren (AP 4). Weitere Aufgaben liegen in AP 2 bei der Identifizierung relevanter Spurenstoffe und in AP 6 beim internationalen Technologietransfer. Zusätzlich ist die TUM als Projektkoordinator für das Management des Vorhabens, die Homepage sowie die Organisation von Besprechungen und Tagungen verantwortlich.

Windenergie an Land - Erarbeitung einer Roadmap zur Erstellung eines Windatlanten

Das Projekt "Windenergie an Land - Erarbeitung einer Roadmap zur Erstellung eines Windatlanten" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von anemos Gesellschaft für Umweltmeteorologie mbH durchgeführt. Geplant ist eine Untersuchung objektiver, projektunabhängiger Kriterien, insb. zur Bestimmung des Windpotenzials und zur Einstufung der Windenergiegüte an spezifischen Standorten. Alternative Bewertungsgrundlagen für das Referenzertragsmodell sollen diskutiert werden. Aufbauend auf den Erkenntnissen dieser Analyse sollen Kriterien und eine Roadmap für die Erstellung eines Windatlas für Deutschland erarbeitet werden, mit dem Ziel, das Windpotenzial flächendeckend objektiv beurteilen zu können. Entsprechend den Erfordernissen der Ausschreibung gliedert sich die Vorgehensweise in 2 Arbeitspakte (AP 1 und AP 2). AP 1 Schritt 1: Definition des Begriffes 'objektive standortspezifische Windverhältnisse' AP 1 Schritt 2: Recherche und Bewertung der verschiedenen Möglichkeiten zur Bestimmung von 'objektiven standortspezifischen Windverhältnissen' AP 1 Schritt 3: Auf Basis von Ist-Analysen heutiger Standorte in den Windzonen werden Beispielwindparks für diese drei Zonen definiert AP 1 Schritt 4: Analyse der finanziellen Auswirkung des Projektrisikos anhand der Unsicherheit der verschiedenen Verfahren mit verschiedener Messtechnik und Modellen. AP 1 Schritt 5: Systematische Analyse und Bewertung der verschiedenen Methoden mit verschiedener Messtechnik und Modellen (Bewertungsmatrix für die drei Windzonen) AP 1 Schritt 6: Organisation/Durchführung eines Workshops zur Diskussion und Verbesserung der Matrix. AP 2 Schritt 1: systematische Gegenüberstellung existierender Windkarten/-atlanten AP 2 Schritt 2: Qualitätsbewertung von Windatlanten AP 2 Schritt 3: Diskussion von Randbedingungen eines Windatlas als Basis für die Vergütung AP 2 Schritt 4: Analyse potenziell geeigneter Wind-/Leistungsmessdaten und deren Wert und Nutzbarkeit für die Erhöhung der Qualität der Windatlanten AP 2 Schritt 5: Erarbeitung einer Roadmap (Zeitplan, Kosten usw.) für die Realisierung eines deutschlandweiten Windatlanten AP 2 Schritt 6: Durchführung des Workshops zur Windatlas Roadmap.

Durchführung des 'Good-Company-Ranking' im Rankingfeld 'Umweltleistung' 2006

Das Projekt "Durchführung des 'Good-Company-Ranking' im Rankingfeld 'Umweltleistung' 2006" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Dresden, Professur für Betriebswirtschaftslehre, insbesondere Betriebliche Umweltökonomie durchgeführt. Im Auftrag des Manager Magazins sowie in Kooperation mit der Deloitte & Touche GmbH Wirtschaftsprüfungsgesellschaft und der Kirchhoff Consult AG führte die Professur für Betriebliche Umweltökonomie das Good Company Ranking 2006 (für das Rankingfeld 'Umweltleistung') durch. Es wurden für 119 europäische Unternehmen die Qualität des Umgangs mit gesellschaftlichen Einflüssen im Rahmen der Unternehmenspolitik bestimmt. Für das Rankingfeld Umweltleistung (von insgesamt fünf Rankingfeldern) zeichnete sich die Professur für Betriebliche Umweltökonomie verantwortlich. Die Analyse für den Bereich Umwelt wurde horizontal eingebettet in die vorgelagerte Stufe 'Auswahl und Anschreiben der teilnehmenden Unternehmen' und die nachgelagerte Stufe 'Entscheidungen der Jury'. Vertikal ordnet sich der Analysebereich 'Umwelt' in ein Quartett ein, das weiterhin die Bereiche 'Finanzielle Stärke', 'Gesellschaft' und 'Mitarbeiter' umfasst. Die Transparenz wurde nicht als eigenständiger Analysebereich betrachtet, sondern in jedem der vier Bereiche direkt berücksichtigt. Die Einzelkriterien 'Integration von Umweltaspekten in Geschäftsprozesse' (A), 'Betriebliche Umweltleistung' (B), 'Umweltaspekte entlang der Wertschöpfungskette' (C), 'Ökologische Innovationen' (D) und 'Dialog mit Stakeholdern und Kooperationen bezüglich Umwelt' (E) wurden vollständig aus dem vorherigen Good Company Ranking 2004 übernommen. Die Detailbeschreibungen und die Scoringregeln zu den Einzelkriterien wurden vollständig überarbeitet, angepasst, objektiviert und vor allem intersubjektiv nachprüfbar gestaltet. So bleibt einerseits für den Leser die Struktur erhalten, andererseits werden die Kritikpunkte des letzten Rankings aufgegriffen. Untersucht wurden dabei Dokumente, die das Unternehmen auf Anfrage zur Verfügung gestellt hat sowie Dokumente, die öffentlich zugänglich sind. Zum Ranking wird ein Buch erscheinen, das die Vorgehensweise genau beschreibt. Interessierte Unternehmen können gerne weitere Informationen erhalten.

BenchBatt - Benchmarking und Evaluation der Leistungsfähigkeit und Kosten von Hochenergie- und Hochvolt-Lithium-Ionen Batterien im Vergleich zu Post-Lithium-Ionen Technologien

Das Projekt "BenchBatt - Benchmarking und Evaluation der Leistungsfähigkeit und Kosten von Hochenergie- und Hochvolt-Lithium-Ionen Batterien im Vergleich zu Post-Lithium-Ionen Technologien" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forschungszentrum Jülich GmbH, Institut für Energie- und Klimaforschung (IEK), IEK-1: Werkstoffsynthese und Herstellungsverfahren durchgeführt. Das IEK1-Teilprojekt soll zum einen Na-Ionen Batterien (NIBs) als möglicher Alternative zu LIBs untersuchen, zum anderen Festelektrolyte in LIB- und PLIB-Systemen validieren. Die Validierung von Flüssig- und Polymerelektrolyten für LIBs und PLIBs steht im Fokus der Arbeiten des IEK-12. An NIBs der Typen Na/S- und Na/NiCl2 soll der Einfluss des Elektrolyten betrachtet werden. Zusätzlich sollen auch Na/O2 und Na/S-Systeme mit bewertet werden. Nach Leistungsvergleich und Bewertung sollen anhand eines ausgewählten Na-Ionenleiters foliengegossene Schichten hergestellt werden und mit Elektroden getestet werden. Die Validierung von Festelektrolyten in LIB-Systemen stellt den zweiten Schwerpunkt der Arbeiten des IEK-1 dar. Als oxydische, keramische Li-Ionenleiter stehen im Wesentlichen drei Verbindungsklassen zur Verfügung. Je nach Auswahl der Elektroden, der Verfahrenstechnik und des Batterieaufbaus muss der geeignetste Ionenleiter gefunden werden. Im dritten Teil des IEK-1-Projekts tritt die Frage in den Vordergrund, wie die Verwendung von metallischem Li als Anode in PLIB-Systemen die chemische Stabilität der Ionenleiter beeinflusst. Zur Validierung von Flüssigelektrolyten für LIBs wird die Kompatibilität von flüssigen Hochvoltelektrolytsystemen mit hochkapazitiven Elektrodenmaterialien für LIBs, untersucht und bewertet. Bei der Untersuchung flüssiger Elektrolyte zur Anwendung insbesondere in Li/S- und Li/O2-Systemen (PLIBs) soll versucht werden, die Selbstentladung von Li/S-Batterien zu unterdrücken. Außerdem soll die Anwendbarkeit neuer, vielversprechender Flüssigelektrolytsysteme im Bereich der Li-Metallbatterie, sowie Natrium- und Na-Ionen basierende Batterien untersucht werden. Polymer- und Gelpolymersysteme sollen in LIB-Technologien und zusätzlich Gelpolymere als Elektrolyte in Hochenergie-Lithium-Ionen Batterien umgesetzt werden. Außerdem sollen die hier interessierenden Polymer- und Gelpolymersysteme für die Nutzbarkeit in PLIBs untersucht werden.

StaPeL - Langzeituntersuchung zur Validierung eines standardisierten Performance Test für Li-Ionen-Batterien

Das Projekt "StaPeL - Langzeituntersuchung zur Validierung eines standardisierten Performance Test für Li-Ionen-Batterien" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT durchgeführt. Bislang gibt es für Batteriespeicher in Systemen zur Eigenstromversorgung keine belastbare Bewertungsmethode. In diesem Vorhaben soll ein Performance-Test für diese Anwendung weiterentwickelt werden. Ohne einen solchen Test sind ein Vergleich und eine ökonomische Bewertung der Batterien untereinander objektiv nicht möglich. Leistungs- und Wirkungsgradtests sowie die Frage nach der Zyklenstabilität und Lebensdauer sind notwendig, um Batterietypen untereinander zu vergleichen und die Eignung von Systemen anwendungsbezogen zu untersuchen. Diese Performance-Tests sind bisher nicht definiert. Daher hat das BMWi in den letzten Jahren ein Projekt zur Entwicklung von standardisierten Performance-Tests für Batteriespeicher gefördert (FKZ0325430). Mit den Tests soll erstmalig ermöglicht werden, eine belastbare ökonomische Betrachtung auf Basis einer realen, anwendungsbezogenen Lebensdauer (Anwendungsdauer) der Batterien durchzuführen. Tests für verschiedene Anwendungsgebiete wurden entwickelt und anhand von 3-tägigen Kontrollversuchen getestet. Im Hinblick auf eine spätere Kodifizierung der Tests ist es sinnvoll, die Untersuchungen nun mit Langzeittests fortzuführen. Im Sinne der Eigenstromversorgung von Haushalten ist die Weiterentwicklung des Tests für diesen Anwendungsfall von besonderer Bedeutung. Hauptziel ist daher, den im Vorgängerprojekt entwickelten standardisierten Performance-Tests für Batteriespeicher in Systemen zur Eigenstromversorgung im Rahmen einer Langzeituntersuchung zu validieren. Dies soll in zwei Arbeitssträngen anhand je dreier parallel durchgeführter Belastungstests geschehen: Ein Li-Ionen-Batterie-System wird im Labor einer Langzeituntersuchung unter Anwendung des Testzyklus unterzogen. Zwei weitere baugleiche Batterie-Systeme werden zeitgleich in zwei Haushalten als Speicher für PV-Strom in Betrieb genommen. Die Untersuchungen sollen Aufschluss darüber geben, ob der entwickelte Test das reale Leistungsprofil der Batterie langfristig korrekt wiedergibt.

Effizienzsteigerung von Wärmepumpen durch Anpassung der Temperaturspreizung der Wärmepumpe an das Restsystem

Das Projekt "Effizienzsteigerung von Wärmepumpen durch Anpassung der Temperaturspreizung der Wärmepumpe an das Restsystem" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Ingenieurbüro Dr. Löffler durchgeführt. Zielsetzung: Aufbau eines Heizsystems mit WP und mit Zwischenspeichern und Vergleich der Arbeitszahl und der Temperaturverteilung im Wasserspeicher mit einer herkömmlichen Anlage. Die neue Anlage erlaubt theoretisch eine um ca. 10% verbesserte Arbeitszahl und die sofortige Bereitstellung von heißem Wasser. Fazit Die Verbesserung der Arbeitszahl wurde übertroffen.

Energiecheck auf kommunalen Kläranlagen - Messen, Bewerten, Optimieren

Das Projekt "Energiecheck auf kommunalen Kläranlagen - Messen, Bewerten, Optimieren" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Deutsche Vereinigung für Wasserwirtschaft, Abwasser und Abfall e.V. durchgeführt. Zielsetzung und Anlass des Vorhabens: Die DWA erhebt zur Beschreibung der Reinigungsleistung und der Ablaufqualitäten bundesweit bereits seit 28 Jahren die wichtigsten Betriebsdaten von mehr als 6.000 kommunalen Kläranlagen. Ergänzt wurde die Datenerhebung in den letzten 10 Jahren um den Stromverbrauch und in einigen DWA-Landesverbänden auch um die Stromerzeugung. Die erhobenen Daten werden von der DWA AG BIZ-1.1 jährlich ausgewertet und mit wechselnden Themenschwerpunkten im sogenannten 'Leistungsvergleich kommunaler Kläranlagen' veröffentlicht. Im Mittelpunkt standen bislang hauptsächlich Fragestellungen zur Reinigungsleistung und der Nährstoffelimination. Bisher geben die Betreiber die im Rahmen der Eigenüberwachung der Länder erhobenen Daten für den Leistungsnachweis bei den Lehrern Ihrer Nachbarschaft ab und erhalten hierfür zwar eine Auswertung der Gesamtbranche bzw. innerhalb der Nachbarschaftsgrenzen, jedoch werden die Daten nur unzureichend für eigene Betriebsoptimierungen genutzt. Insbesondere auf kleinen und mittleren Kläranlagen finden erfahrungsgemäß keine jahresübergreifenden Betrachtungen statt, so dass langfristige Veränderungen im Betriebsverhalten und der Energieeffizienz der Anlagen häufig nicht erkannt werden. Durch die Implementierung der cloudbasierten Software DWA Betrieb sollen Kläranlagenbetreiber durch die Eingabe der Daten einen Mehrwert in Form von eines Umweltberichts, Energieberichts und Energiechecks nach DWA-A 216 erhalten, um hier eine auf ihre Anlage zugeschnittene aktuelle Positionsbestimmung und Auswertung zu erhalten. Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten Methoden: Die Datenerhebung des jährlich durchgeführten Leistungsnachweise in den Kläranlagen-Nachbarschaften ist entsprechend den Vorgaben des im DWA-A 216 beschriebenen Energiechecks zu erweitern sowie eine jahresübergreifende Darstellung der Ergebnisse in einem kläranlagenbezogenen Bericht anzufertigen und die Prozesse der Datenabgabe entsprechend zu ändern. Es ist eine cloudbasierte Software zu entwickeln, welche die Daten nicht nur kontinuierliche sammelt, sondern auch auswertet und automatische Berichte erzeugt und auf die Bedürfnisse der Branche abgestimmt ist. Hierfür wurde die Methode der agilen Softwareentwicklung Scrum angewendet.

Teilvorhaben 1: Koordination und Konstruktion, Entwicklung und Prüfung

Das Projekt "Teilvorhaben 1: Koordination und Konstruktion, Entwicklung und Prüfung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Ing.-Büro C-C-Urban durchgeführt. Es sollen Kabinenfeuerlöscher für Verkehrsflugzeuge entwickelt werden. Die momentan am Markt befindlichen Geräte aus Stahl sind sehr schwer. Die Leichtbauweise (GFK, CFK) reduziert den Kerosinverbrauch und den CO2-Ausstoß in erheblichem Maße. Für das Ing.-Büro Urban sind folgende Arbeitsschritte vorgesehen: - Suche nach Halonersatzstoffen, - Beschaffung von Halon, - Festlegung / Konstruktion von Behälter und Düse, - Analyse und Bewertung der verschiedenen Fertigungsverfahren, - Materialauswahl, - Prüfbedingungen mit EASA, - Vorbereitung div. Tests, - Mitdurchführung der Tests, - Externe Prüfungen, - Leistungstests.

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