Das Projekt "Massen- und Energiebilanzen fuer die Herstellung von CiS-Duennschichtzellen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Gesellschaft für praktische Energiekunde, Forschungsstelle für Energiewirtschaft e.V. durchgeführt. Energieversorgungsanlagen auf der Basis regenerativer Energiequellen werden in der oeffentlichen Diskussion die Eigenschaften zugeschrieben, eine besonders umweltfreundliche und unerschoepfliche Energietechnologie zu sein. Allerdings wird dabei haeufig vernachlaessigt, dass die Herstellung der Anlagen, aufgrund der im allgemeinen geringen Leistungsdichte der Energiequellen, mit einem vergleichsweise hohen Material- und Energieaufwand verbunden ist. Ziel dieser Arbeit ist es, basierend auf einer detaillierten Prozesskettenanalyse und Verfahrensbeschreibung, Massenbilanzen fuer Chalkopyrit-Solarzellen zu erstellen, die es ermoeglichen die in einen Prozessschritt eintretenden Stoffe ueber moegliche Umwandlungsreaktionen bis hin zur 'Abgabe an die Umwelt' zu verfolgen. Neben der Belastung der Umwelt mit Rest- und Abfallstoffen aus der Fertigung ist fuer die Bewertung einer energietechnischen Zukunftsoption vor allem der Kumulierte Energieaufwand von Bedeutung. Der primaerenergetisch bewertete Energieaufwand bildet die Basis fuer die Berechnung der energetischen Amortisationsdauer. Anhand der energetischen Amortisationsdauer lassen sich Aussagen darueber treffen, wie effizient eine Energietechnologie ist, d.h. in welchem Zeitraum sich die zur Herstellung aufgewendete Energie durch die Energieerzeugung der Anlage amortisiert hat.
Das Projekt "Grönlandeis; Fließgeschwindigkeiten und Änderung der Massenbilanz aufgrund von Klimaänderungen im westlichen Randbereich des grönländischen Inlandeises" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Hochschule für Technik Stuttgart, Institut für Angewandte Forschung, Zentrum für Geodäsie und Geoinformatik durchgeführt. Ziel des Forschungsprojektes ist es, die Höhenänderung, die Fließgeschwindigkeit und die Deformation des grönländischen Inlandeises im Vergleich zur Klimaänderung zu untersuchen. Das gesamte Langzeit-Forschungsprojekt läuft seit 1991. Bis 2008 wurden bisher 10 Messkampagnen auf dem grönländischen Inlandeis durchgeführt. Zunächst mit nur einem Messgebiet (Swiss Camp), seit 2004 an zwei Messgebieten (Swiss Camp und ST2). Die Auswertung der Daten ergibt eine stark beschleunigte Eismassenabnahme, aber überraschender Weise auch eine Beschleunigung der Fließgeschwindigkeit. Vor allem letzteres gibt Anlass zu weiteren Untersuchungen. Die Abhängigkeit von den Klimadaten wird untersucht, wobei eine Zusammenarbeit mit den amerikanischen Kollegen der Uni Boulder und deren Wetterstationen genutzt wird. Auch Vergleiche mit Fließgeschwindigkeitsmodellen werden in Zusammenarbeit mit der Uni Boulder durchgeführt. Energie- und Massenbilanzvergleiche sind in Zusammenarbeit mit der Universität Cambridge geplant. Zur Validierung von Satellitenmessungen erfolgen Vergleiche mit Ergebnissen von ICESat/USA und CryoSat/ESA. Die nächste Messkampagne ist für Sommer 2011 geplant.
Das Projekt "Bestimmung der Massenbilanzen chemisch reaktiver Luftschadstoffe in Baden-Wuerttemberg" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forschungszentrum Karlsruhe GmbH Technik und Umwelt, Institut für Meteorologie und Klimaforschung durchgeführt. Ziel der Untersuchungen ist es, unter Verwendung numerischer Stroemungs-, Ausbreitungs- und chemischer Umwandlungsmodelle Massenbilanzen von chemisch reaktiven Luftschadstoffen in Baden-Wuerttemberg fuer verschiedene Wetterperioden aufgrund gegebener Emissionsverteilungen aufzustellen und Zusammenhaenge und Wechselwirkungen zwischen verschiedenen Luftschadstoffen zu analysieren und zu quantifizieren. Als Quellen werden regionale Emissionen, die Bildung von Schadstoffen durch chemische Prozesse sowie der Ferntransport in das Untersuchungsgebiet betrachtet, als Senken der Abbau durch chemische Umwandlung, der Transport aus dem Gebiet heraus sowie die Deposition. Da sowohl die Emissionen als auch die meteorologischen und luftchemischen Prozesse instationaer verlaufen, werden die einzelnen Massenbilanzkomponenten in Abhaengigkeit von der Tageszeit bestimmt. Die Ergebnisse der Rechnungen erlauben quantitative Aussagen ueber die Anteile, die die einzelnen Prozesse zur Schadstoffbelastung in Baden-Wuerttemberg beitragen. Die Untersuchungen wurden zunaechst fuer einen ausgewaehlten Tag (16.9.1992) aus der Periode des TRACT-Experimentes (7.9.-23.9.1992) durchgefuehrt. Mit dem Modell KAMM wurde das Stroemungsfeld modelliert, mit dem Modell DRAIS wurden instationaere Simulationen der Konzentration und Deposition von Luftschadstoffen fuer diesen Tag durchgefuehrt sowie die Massenbilanzbeitraege aller im Chemiemodul RADM 2 des DRAIS-Modells betrachteten Stoffe berechnet. Die Modellergebnisse fuer die meteorologischen Parameter wurden mit entsprechenden Messungen verglichen. Die komplexen Stroemungsverhaeltnisse wurden vom Modell gut wiedergegeben. Vergleiche zwischen simulierten und gemessenen Schadstoffkonzentrationen zeigten nur zum Teil zuf riedenstellende Uebereinstimmungen, wobei berticksichtigt werden muss, dass bisher nur ein vorlaeufiges Emissionskataster verwendet werden konnte und dass die Vorbelastung herantransportierter Luft mit Schadstoffen bisher nur durch die Annahme von mittleren Emissionen auf dern Rand des Modellgebiets beruecksichtigt wurde. Aus den Rechnungen ergeben sich Tagesgaenge fuer einzelne Substanzen sowie die Gesamtbilanz fuer 03, NOx und alle emittierten Kohlenwasserstoffe, wobei die Beitraege der VOC zusammengefasst wurden.
Das Projekt "Bestimmung der Massenbilanzen chemisch reaktiver Luftschadstoffe in Baden-Wuerttemberg - Untersuchungen fuer die Regionen Stuttgart und Freudenstadt -" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forschungszentrum Karlsruhe GmbH Technik und Umwelt, Institut für Meteorologie und Klimaforschung durchgeführt. Die Konzentrations- und Depositionsverteilungen von Schadstoffen beruhen auf dem komplexen Zusammenspiel verschiedener Prozesse. Dies sind anthropogene und biogene Emissionen, advektive und turbulente Transportvorgänge in der Atmosphäre, die Deposition auf dem Erdboden und dem Bewuchs sowie die chemischen Umwandlungen, denen die Stoffe unterliegen. Ihre Beiträge zum Haushalt von Schadstoffen hängen von verschiedenen Faktoren ab, unter anderem von der meteorologischen Situation, von der Orographie und der Landnutzung sowie von den Emissionen selbst, die wiederum die chemischen Abläufe beeinflussen. In der vorliegenden Arbeit wird unter Anwendung eines komplexen numerischen Simulationsmodells, das alle in der Atmosphäre beteiligten Prozesse mit hinreichender Genauigkeit wiedergibt, die Methode der Massenbilanzierung beschrieben und angewendet, die es erlaubt die Beiträge der einzelnen Prozesse zu analysieren und zu quantifizieren, und dabei auch räumliche Unterschiede festzustellen. Die Anwendung erfolgt für das Gebiet von Baden-Württemberg und für zwei Teilregionen innerhalb des Gesamtgebietes. Der Schwerpunkt liegt auf der Analyse des Ozons und seiner Vorläufersubstanzen. Es werden die Massenbilanzkomponenten in verschiedenen Höhenbereichen der Atmosphäre berechnet und ihre Beiträge sowohl zu den zeitabhängigen als auch zu den zeitlich integrierten Änderungen der Masse eines Stoffes quantifiziert. Die praktische Anwendbarkeit der Massenbilanzierung wird anhand verschiedener Emissionsminderungsszenarien demonstriert. Dabei zeigt sich, daß die Ursachen für die Auswirkungen der Emissionsänderung auf die mittlere Ozonverteilung in verschiedenen Regionen unterschiedlich sein können. Massenbilanzanalysen stellen somit eine Methode dar, die zum besseren Verständnis der Haushalte von Schadstoffen in der Atmosphäre beiträgt.
Das Projekt "Stoff- und Energiebilanz von Phytoplanktonalgen im Bodensee" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Konstanz, Limnologisches Institut durchgeführt. Wichtige Elemente der Stoff- und Energiebilanz des Phytoplanktons im Bodensee werden untersucht. Sie umfassen die photosynthetische Ausnutzung der Strahlungsenergie und ihre Beeinflussung durch die Hell-Dunkeladaption, die Ausscheidung von geloester organischer Substanz, die Respiration im Licht und die Dunkelrespiration. Diese Untersuchungen werden sowohl im Labor an Kulturen von im Bodensee dominierenden Phytoplanktonarten als auch in natuerlichen Mischassoziationen im See selber zu verschiedenen Jahreszeiten durchgefuehrt.
Das Projekt "Critical Loads fuer Saeure und eutrophierenden Stickstoff - Ueberpruefung und Weiterentwicklung des nationalen Datensatzes anhand von Standortdaten" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Öko-Data Gesellschaft für Ökosystemanalyse und Umweltdatenmanagement mbH durchgeführt. In einem noch laufenden UFOPLAN-Vorhaben wurden Critical Loads-Datensaetze als nationale Zulieferung zu internationalen Emissionsminderungsverhandlungen im Rahmen von UN-ECE und EU nach europaweit abgestimmter Methodik erstellt. Critical Loads sind auf diesem Massstab aber nur begrenzt fuer Fragen des Waldoekosystemschutzes nutzbar und nicht validierbar. Daher sollen in Zusammenarbeit mit den Forstverwaltungen der Laender und der Bundesforschungsanstalt fuer Forst- und Holzwirtschaft (BFH) Standortdaten der Laender genutzt werden, um auf der Basis einer Ueberpruefung der Critical Loads-Datensaetze deren Weiterentwicklung sowie eine verbesserte Anwendung zu ermoeglichen. Die mittels zweier Methoden (Einfache Massenbilanz; PROFILE-Modell) ermittelten Ergebnisse sollen zudem miteinander verglichen werden. Dabei sollen weitere Indikatoren der Wirkung von Luftschadstoffen als Grundlage von Critical Loads ueberprueft werden, insbesondere Biorezeptoren. Ergebnisse des Kopenhagener Workshops, Dezember 1999, sollen beruecksichtigt werden. Soweit erforderlich, sollen revidierte nationale Datensaetze erstellt werden. Ziel ist es, die Wirksamkeit der unterzeichneten Luftreinhalteprotokolle zu ueberpruefen (Erreichen der Senkungsziele, Verminderung der Critical Load Uebershreitung, Auswirkungen in der Umwelt).
Das Projekt "Bestimmung der Brennstoffeigenschaften von Abfallfraktionen ueber eine thermische Umsetzung in einer halbtechnischen Verbrennungsstrecke" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Kassel, Fachgebiet Abfalltechnik durchgeführt. Die Bestimmung der Brennstoffeigenschaften von Abfaellen ist von grosser Wichtigkeit sowohl fuer die thermische Restabfallbehandlung, als auch fuer den Einsatz hochkalorischer Abfallfraktionen als Ersatzbrennstoff. Fuer diese Bestimmung sind Laborversuche, bei denen mit Probenmengen im Grammbereich gearbeitet wird, aufgrund der sehr hohen Heterogenitaet der Abfallgemische nur bedingt geeignet. Bei dem Vorhaben sollen die Brennstoffeigenschaften mittels einer thermischen Umsetzung mehrerer Kilogramm Probenmaterials in einer halbtechnischen Verbrennungsstrecke (P = 30 kW) und anschliessender Energie- und Massenbilanzierung bestimmt werden. Bei ersten Versuchen mit unterschiedlichen Abfallfraktionen konnten erfolgreiche Bestimmungen der Heizwerte, der Chlor- und der Schwefelgehalte durchgefuehrt werden.
Das Projekt "Untersuchung des potentiellen Beitrags von CryoSat zur Abschätzung von Massenbilanzen im Bereich der Antarktischen Halbinsel" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Freiburg, Institut für Umweltsozialwissenschaften und Geographie, Professur für Physische Geographie durchgeführt. Im Projekt wird untersucht, welchen Beitrag das innovative SIRAL-Altimeter an Board des Satelliten Cryosat zur Abschätzung von Massenbilanzen im Bereich der Antarktischen Halbinsel leisten kann. Raumzeitliche Variabilität der Schneedeckeneigenschaften und die Topographie der Antarktischen Halbinsel sind limitierende Faktoren für die Zuverlässigkeit des SIRAL-Messsignals. Relevante Kernparameter werden deshalb mit Fernerkundungsdaten flächenhaft bestimmt und zur Qualität der Altimeterdaten in Beziehung gesetzt.
Das Projekt "Untersuchungen zur Optimierung der Betriebsfuehrung auf Klaeranlagen hinsichtlich Stickstoff- sowie biologischer und chemischer Phosphorelimination durch Einsatz eines Mess-, Steuer- und Regelkonzeptes auf der Grundlage von Massenbilanzen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bochum, Fakultät XII für Bauingenieurwesen, Lehrstuhl für Siedlungswasserwirtschaft und Umwelttechnik durchgeführt. Zur Unterstuetzung der Betriebsfuehrung auf Klaeranlagen mit Stickstoffelimination sowie mit biologischer und chemischer Phosphorelimination soll im Rahmen des Vorhabens ein MSR-Konzept auf Basis von Ammonium-, Nitrat- und Phosphatmassenbilanzen entwickelt werden. Zielsetzung des Vorhabens ist, neben einer generellen Umweltentlastung durch verbesserte Ablaufwerte, eine Reduzierung der Klaeranlagenbetriebskosten u.a. durch eine der Nitrifikationskapazitaet angepasste Schaltung der Belueftungsaggregate sowie durch eine bedarfsgerechte Regelung der Faellmittel und Kohlenstoffzugabe.
Das Projekt "KANAREN-GAS: Gaslagerstaetten im Suedkanarischen Becken" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Kiel, Institut für Geowissenschaften, Abteilung Angewandte Geophysik durchgeführt. Im Rahmen des vom BMBF gefoerderten Vorhabens KANAREN-POSEIDON wurden im Suedkanarischen Becken durch reflexionsseismische Messungen 'Bright spots' mit einer Laenge von bis zu 4-5 Seemeilen in einer Tiefe von etwa 500 Metern unter dem Meeresboden angetroffen. Einzelschussanalysen ergeben erste Indizien dafuer, dass es sich um aussergewoehnlich grosse Gaslagerstaetten handelt, die entweder biogenes Gas (Methan) oder magmatisches Gas (CO2) enthalten. Die Speicherung grosser Mengen von Gas im Meeresboden ist von grosser Bedeutung fuer die Massenbilanz im Stoffkreislauf Meeresboden-Meer-Atmosphaere. Ihre Einordnung in die seismostratigraphische Situation des suedkanarischen Beckens erfordert die Vermessung engabstaendiger reflexionsseismischer Profilnetze, die an die ODP-Bohrung 956 angeschlossen werden. Mit Hilfe von OHB's, die im Bereich der gashaltigen Zonen am Meeresboden abgesetzt werden, sollen ueber Weitwinkelmessungen die Geschwindigkeitsstrukturen in der Sedimentsaeule aufgenommen werden. Modelluntersuchungen unter Zugrundelegung gesteinsphysikalischer Parameter aus den umliegenden ODP-Bohrungen haben zu einer guten Uebereinstimmung mit gemessenen seismischen Daten gefuehrt und dabei klar auf eine Erniedrigung der Geschwindigkeiten im Bereich der 'Bright Spots' hingewiesen.
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