Gezeiten entstehen als langperiodische Oberflächenwellen auf unseren Weltmeeren in Folge der Gravitationskräfte von Erde, Mond und Sonne. Im Wattenmeer sind Gezeiten halbtägig und mesotidal, weshalb die Forschung Tideenergie zuletzt als vielversprechende Ergänzung zur herkömmlichen Stromversorgung untersucht hat. Zur Unterstützung dieser Forschungsarbeiten wurden im Rahmen dieses TrilaWatt Use-Cases Datenprodukte entwickelt, um das Tideenergiepotenzial besser einschätzen zu können. Download A download is located below (in German: "Verweise und Downloads"). Literatur: Lepper, Robert; Plüß, Andreas (2024): Tideenergie als Ressource. https://doi.org/10.18451/trilaw_2024_03.
Bildquelle: RainerSturm / pixelio.de Die Öffentlichkeit kann sich im Energieatlas Baden-Württemberg über die Potenziale und die Nutzung von Sonne, Wind, Wasser und Biomasse als regenerative Energieträger informieren. Auch zum Wärmebedarf und dem Stand des Netzausbaus in Baden-Württemberg stehen Informationen bereit. Erneuerbare Energien, oft auch als regenerative Energien bezeichnet, stammen aus Quellen, die durch ihre Nutzung nicht erschöpft werden und dauerhaft zur Verfügung stehen. Sie eröffnen im Gegensatz zu den endlichen fossilen Energieträgern eine nachhaltige, umweltfreundliche Nutzung der Ressourcen und sind neben der Verbesserung der Energieeffizienz der wichtigste Baustein der Energiewende. Wind- und Sonnenenergie sind die wichtigsten regenerativen Energieträger. Weitere regenerative Energieträger sind Biomasse, Geothermie, Wasserkraft und Meeresenergie (genutzt z. B. in Gezeiten- oder Wellenkraftwerken). Die Landesregierung hat sich zum Ziel gesetzt, den Endenergieverbrauch in Baden-Württemberg im Jahr 2050 zu 80 % aus erneuerbaren Energien zu decken. Aktuell liegt der Anteil der regenerativen Energie am Endenergieverbrauch in Baden-Württemberg bei rund 14,6 % (Bund: 16,7 %). Am Bruttostromverbrauch haben regenerative Energien in Baden-Württemberg einen Anteil von 23 % (Bund: 37,8 %). Windenergie Die Nutzung der Windenergie ist ein guter Ansatz zur Deckung des Stromverbrauchs aus regenerativen Quellen in Baden-Württemberg. Die technische Weiterentwicklung der Windenergieanlagen bewirkt, dass die Energieproduktion bei immer niedrigeren Windgeschwindigkeiten effektiver wird. Die Gewinnung von Windstrom im Binnenland hat den Vorteil, dass der Strom in räumlicher Nähe zu den großen Industriekunden und zu den süddeutschen Ballungsräumen erzeugt werden kann. Aktuell liegt die Stromerzeugung aus Windenergie, bezogen auf die Bruttostromerzeugung, bei 3,7 %. Im September 2019 hat die LUBW aktuelle Daten zu den Potenzialen der Windenergie in Baden Württember g im Energieatlas veröffentlicht und Gebiete aufgezeigt, die sich sowohl hinsichtlich ihrer Windeignung als auch hinsichtlich ihrer Flächeneignung für den Ausbau der Windenergie anbieten. Solarenergie Die Nutzung der Solarenergie durch Photovoltaikanlagen (PV-Anlagen) hat in Baden-Württemberg mit etwa 9,2 % derzeit den größten Anteil an der Bruttostromerzeugung. Der Ausbau der PV-Anlagen auf Dachflächen wie auch auf Freiflächen schreitet weiter voran. Die LUBW hat das Flächenpotenzial für Photovoltaik-Freiflächenanlagen neu berechnet. Grundlage ist die am 7. März 2017 von der Landesregierung verabschiedete Freiflächenöffnungsverordnung (FFÖ-VO). Während zuvor PV-Anlagen im Wesentlichen nur auf Seitenrandstreifen von Autobahnen und Bahnstrecken sowie Konversionsflächen, wie zum Beispiel stillgelegte Abfalldeponien, für Photovoltaik-Freiflächenanlagen möglich waren, können jetzt auch Acker- und Grünlandflächen in sogenannten benachteiligten landwirtschaftlichen Gebieten miteinbezogen werden. Im Energieatlas Baden-Württemberg werden die Ergebnisse der Neuberechnung unter folgender Internetadresse bereitgestellt: https://www.energieatlas-bw.de/sonne/freiflachen Eine Neuberechnung der PV-Solarpotenziale auf Dachflächen ist in Vorbereitung. Im Moment stehen dachspezifische Hinweise bezüglich ihrer Eignung für Photovoltaik für den Gebäudebestand aus dem Jahr 2005 unter folgendem Link zur Verfügung: https://www.energieatlas-bw.de/sonne/dachflachen/potenzial-dachflachenanlagen Weitergehende Informationen: Erweitertes Daten- und Kartenangebot zum Thema Regenerative Energien: https://udo.lubw.baden-wuerttemberg.de/projekte/p/energie_start Publikation: „ Erneuerbare Energien 2018 in Baden-Württemberg – Erste Abschätzung, Stand April 2019 “ Ministerium für Umwelt, Klima und Energiewirtschaft Baden-Württemberg, Webseite Erneuerbare Energien Bildquelle: RainerSturm / pixelio.de
Die Europäische Kommission hat festgestellt, dass eine portugiesische Regelung zur Förderung von Technologien für die Nutzung erneuerbarer Energiequellen mit den EU-Beihilfevorschriften im Einklang steht. Im Rahmen der Regelung sollen Demonstrationsprojekte zur Nutzung erneuerbarer Energie aus dem Meer (Wellenenergie und Gezeitenenergie) sowie innovative Offshore-Windenergie-Technologien gefördert werden. Im Rahmen dieses Vorhabens werden auf einer schwimmenden Plattform montierte Windturbinen im realen Betrieb getestet, während herkömmliche Offshore-Windkraftanlagen auf dem Meeresboden verankert werden. Im Gegensatz zu den herkömmlichen Anlagen kann die neue Technologie somit auch in tieferen Gewässern genutzt werden. Die Förderung wird für einen Zeitraum von 25 Jahren über einen Einspeisetarif gewährt, mit dem die höheren Kosten der neuen Technologien ausgeglichen werden sollen. Außerdem erhält das Projekt WindFloat eine Investitionsbeihilfe sowie Unterstützung aus dem EU-Förderprogramm NER 300 für innovative Demonstrationsprojekte im Energiesektor zur Verringerung der CO2-Emissionen.
Potenziale der Energieeffizienz und erneuerbaren Energien in internationalen Energieszenarien unterschätzt Die Potenziale der Energieeffizienz und der erneuerbarer Energien werden in internationalen Energieszenarien unterschätzt. Das zeigt die von einem Forschungskonsortium um das Deutschen Zentrum für Luft und Raumfahrt (DLR) - im Auftrag des Umweltbundesamtes (UBA) - erstellte Studie „Rolle und Potenzial der erneuerbaren Energien und der Energieeffizienz in der globalen Energieversorgung”. Die Studie analysiert globale Energieszenarien und globale Potenzialanalysen zur Energieeffizienz sowie Nutzung erneuerbarer Energien. Die Analyse zeigt, dass die Potenziale der Energieeffizienz sowie der Techniken zur Nutzung erneuerbarer Energien in den Energieszenarien ausgenutzt werden müssen, um die globalen Ziele der CO 2 -Emissionsreduktion einzuhalten. „Die Ergebnisse dieses Berichtes unterstreichen, dass weltweit beachtliche, Potenziale bisher nicht ausgeschöpft werden, um erneuerbarer Energien zu nutzen, die Energieeffizienz zu steigern und Verbrauchsverhalten zu ändern.” so Klaus Müschen, Leiter der Abteilung Klimaschutz und Energie des UBA . „Schließlich ist das projizierte technische Potenzial zur Nutzung erneuerbarer Energien zwanzigmal größer als der heutige weltweite Endenergiebedarf.” Um diese Potenziale zu erschließen, sind Techniken zur Nutzung erneuerbarer Energien und Effizienzmaßnahmen notwendig weiterzuentwickeln, insbesondere aber müssen ökonomische, infrastrukturelle und politische Schwierigkeiten überwunden werden. „Bisher versagt der Markt und andere Hemmnisse verhindern eine erfolgreiche Markteinführung. Über die Hälfte der betrachteten Effizienzmaßnahmen sind kostendeckend durchführbar. Maßnahmen müssen Marktschranken beseitigen, und so Energieeffizienzsteigerung fördern”, so Klaus Müschen weiter. Das weltweit größte technische Potenzial zur Stromerzeugung besitzen solare Techniken wie konzentrierende solarthermische Kraftwerke (Concentrating Solar Thermal Power Plants, CSP) und Photovoltaik (PV). Es folgen Onshore-Windenergie und Meeresenergie. Es wird erwartet, dass in den nächsten zwanzig Jahren für fast alle Techniken zur Nutzung erneuerbarer Energien mit Ausnahme der Wasserkraft die Stromerzeugungskosten deutlich reduziert werden können. Unter Annahme steigender Kosten für fossile Energieträger und für CO2 -Emissionen werden bis 2030 die meisten Techniken zur Erzeugung regenerativen Stroms wettbewerbsfähig sein. „In den bisherigen Szenarien wird oft nicht klar, welchen Beschränkungen die Vermarktung kostengünstiger Techniken zur Nutzung erneuerbarer Energien unterliegt”, sagt Klaus Müschen. Um ihre Aussagekraft zu verbessern, sollte in künftigen Szenarioanalysen eine umfassendere und transparentere Dokumentation grundlegender Annahmen und ihrer Grenzen angestrebt werden. Die Basis dafür wollen die Forscher nun selber liefern. In einem noch bis Ende 2010 laufenden Folgevorhaben erstellen sie ein regional differenziertes weltweites Inventar aller erneuerbaren Energieressourcen.
ERNEUERBARE ENERGIEN Erneuerbare Energien stammen aus Quellen, die durch ihre Nutzung nicht erschöpft werden und dauerhaft zur Verfügung stehen. Sie eröffnen im Gegensatz zu den endlichen fossilen Energieträgern eine nachhaltige, umweltfreundliche Nutzung unserer eigenen Ressourcen und sind neben der Verbesserung der Energieeffizienz der wichtigste Baustein der Energiewende. Wind- und Sonnenenergie sind die wichtigsten erneuerbaren Energieträger. Weitere erneuerbare Energieträger sind Biomasse, Geothermie, Wasserkraft und Meeresenergie (genutzt z.B. in Gezeiten- oder Wellenkraftwerken). Die Landesregierung hat sich zum Ziel gesetzt, den Endenergieverbrauch in Baden-Württemberg im Jahr 2050 mit einem Anteil von 80 % aus erneuerbaren Energien gegenüber 1990 zu decken.
Das Projekt "Der Einfluß von Wasserinhaltsstoffen auf die strahlungsbedingte Wärmeübertragung in Ozean und Küstengewässern" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Freie Unversität Berlin, Institut für Meteorologie durchgeführt. Die Wechselwirkungen von solaren Strahlungsflüssen und biologischen Prozessen haben fundamentale Auswirkungen auf physikalische Prozesse, Verfügbarkeit von Nährstoffen und Primärproduktion in den oberen Ozeanschichten, sowie den Austausch von Gasen mit der atmosphärischen Grenzschicht. Durch die Absorption solarer Strahlung tragen optisch aktive Wasserinhaltsstoffe zur Erwärmung der oberflächennahen Ozeanschichten bei und beeinflussen so über die Temperaturabhängigkeit der Stoffwechselraten von marinem Phytoplankton Primärproduktion und Export von Biomasse. Aufgrund der im Vergleich mit dem offenen Ozean stärker variablen Konzentrationen von anorganischen Schwebstoffen und CDOM (coloured dissolved organic matter, im Folgenden als Gelbstoff bezeichnet) ist die Zusammensetzung der Wasserinhaltsstoffe in Küstengewässern und Schelfmeeren oftmals durch eine hohe Heterogenität gekennzeichnet. Die Bildung von Gelbstoff und Änderungen in dessen Zusammensetzung aufgrund nicht-konservativer Prozesse hängen dabei in hohem Maße von der Lichtverfügbarkeit, weiterer Umweltbedingungen sowie der Zusammensetzung des Phytoplanktons ab. Darüber hinaus haben heterogene Verteilungen von Phytoplanktonpigmenten und anderen Wasserinhaltsstoffen Auswirkungen auf sub-mesoskalige vertikale Mischungsprozesse und advektive Flüsse, und damit auch auf Wassertemperatur und dichte, sowie das oberflächennahe Nährstoffangebot. Ein gutes Verständnis der Energieflüsse an der Ozeanoberfläche und in den oberen Ozeanschichten sowie deren Auswirkungen auf den Wärmehaushalt in Küstengewässern und Schelfmeeren ist von großer Bedeutung für die Modellierung des regionalen ozeanischen Klimas. Das vorgeschlagene Projekt hat zum Ziel, den Beitrag von optisch aktiven Wasserinhaltsstoffen (einschließlich Phytoplankton, Gelbstoff und anorganischen Schwebstoffen) zu den Energieflüssen in den oberen Ozeanschichten und durch die Ozeanoberfläche hindurch zu quantifizieren. Es soll untersucht werden, inwieweit die heterogene Verteilung von Wasserinhaltsstoffen die sub-mesoskaligen vertikalen turbulenten Austauschvorgänge und advektiven Flüsse beeinflusst, und inwieweit die Lichtattenuation durch Gelbstoff Auswirkungen auf die Zusammensetzung des Phytoplanktons hat. Zu diesem Zweck soll ein gekoppeltes Atmosphäre Ozean Zirkulationsmodell mit integriertem bio-optischem Modul synchron mit einem Atmosphäre Ozean Strahlungstransportmodell betrieben werden, so dass Erwärmungsraten aufgrund hochvariabler Konzentrationen von optisch aktiven Inhaltsstoffen mit hoher Genauigkeit berechnet, und so deren Auswirkungen auf die biophysikalischen Prozesse im Ozean analysiert werden können.
Das Projekt "Polare Fische und der globale Wandel: Wie beeinflussen multiple Umweltressoren den Stoffwechsel arktischer & antarktischer Fische?" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hamburg, Zentrum für Meeres- und Klimaforschung, Institut für Hydrobiologie und Fischereiwissenschaft durchgeführt. Ozeanerwärmung, -versauerung und die Umweltverschmutzung, nehmen zunehmend Einfluss auf die arktische und antarktische Umwelt. Antarktische, stenothermen Fische haben sich evolutionär an die dortigen stabilen Umweltbedingungen angepasst, welche z.B. genetische und funktionellen Veränderungen beinhalten. Diese könnten u.a. die Anpassungsmöglichkeiten antarktischer Fische gegenüber Umweltveränderungen beeinträchtigen. Vergleichsweise dazu leben arktische, gadoide Fische in einem Gebiet mir größeren Umweltschwankungen. In Anbetracht desen wird sich die Klimaveränderung wahrscheinlich unterschiedlich auf Arktische und Antarktische Fische auswirken.Das Herz-Kreislaufsystems stenothermer Fischarten ist prinzipiell nur geringfügig auf Umweltveränderungen zu reagieren. Hierbei stellt die Herzfunktion einen Schlüsselfaktor dar. Studien deuten des Weiteren auf negative und interagierende Einflüsse von Ozeanerwärmung- und versauerung auf Embryos und Larvalen polarer Fischarten hin. Die Exposition der Fische gegenüber mehreren, kombinierten Umweltstressoren kann zudem zu Verschiebungen im Energiehaushalt führen. Diese können eine verringerte Energieverfügbarkeit für andere, lebensnotwendige Funktionen zur Folge haben.Der Antrag befasst sich mit der Frage, wie sich die Umweltstressoren anthropogene Umweltverschmutzung, Klimaerwärmung und Ozeanversauerung auf den Energiestoffwechsel verschiedener Lebensstadien arktischer und antarktischer Fische auswirkt. Die Kernfragen lauten:Beeinträchtigt das Zusammenspiel multipler Stressoren den Schadstoffstoffwechsel polarer Fische? Verursachen multiple Stressoren eine Verschiebung im Energiehaushalt arktischer und antarktischer Fische? Wie beeinflussen Schadstoffe die aerobe und Herzfunktion der verschiedenen Entwicklungsstadien polarer Fische?Was für negative Folgen könnten aus ökologischer Sicht für arktische Gadoiden und antarktische Notothenioiden draus resultieren?Der Antrag soll ein grundsätzliches Verständnis für molekulare, mitochondriale, zellulare und Stoffwechselprozesse schaffen, welche der Anfälligkeit polarer Fische gegenüber Umweltstressoren zugrundeliegen. Als Maß für evolutionäre Anpassungsfähigkeit sollen die Akklimationskapazitäten der verschiedenen Lebensstadien polarer Fische untersucht werden.Für einen Breitengraden-Vergleich von Toleranzen gegenüber Umweltfaktoren konzentriert sich der Antrag auf ökologisch und biologisch vergleichbare stenotherme Arten. Somit wird eine Datengrundlage geschaffen, um die evolutionär verschiedenen aber gleichermaßen stenothermen arktische und antarktische Fische vergleichen zu können.Die in diesem Antrag eruierte physiologische Empflindlichkeit polarer Fische gegenüber Klimawandel sollen abschließend dazu dienen, die zukünftigen Risiken menschengemachter Umweltrisiken für diese Tiere abgeschätzen zu können. Schließlich wird das Projekt eine Grundlage für Management- und Schutzmaßnahmen polarer Ökosysteme gegenüber fortschreitendem globalen Wandel bilden.
Das Projekt "Retrospektivischer BIM-Ansatz zur lebenszyklusorientierten Integration von BIPV-Systemen in der Gebäudehülle - Teilvorhaben: Planung und Installation einer BIPV-Fassadenanlage" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Blue Energy Systems GmbH durchgeführt. Eine Integration von Photovoltaik (PV) in Fassaden ist heute schon technisch möglich, aber oft nicht wirtschaftlich. Gründe dafür sind sowohl in den einzelnen Phasen des Lebenszyklus (LC) zu finden als auch bei den gewerkeübergreifenden Aspekten. In diesem Projekt wird anhand eines Demonstrationsprojektes der gesamte LC einer gebäudeintegrierten PV Anlage (building integrated PV, BIPV) betrachtet. Die experimentelle Erhebung von Betriebsdaten (Monitoring) sowie deren Analyse und Bewertung (begleitende Gebäudesimulation) bilden den Ausgangspunkt für die Betrachtung des gesamten LC. Für diese gewerke- und phasenübergreifende Optimierung wird die digitale Methode Building Information Modeling (BIM) zum Einsatz kommen. Hierfür wird ein digitaler Zwilling des Demonstrationsprojektes erstellt, welcher die unterschiedlichen Ansprüche der einzelnen Akteure und LC-Phasen modellspezifisch abbildet. Der Schwerpunkt des vorliegenden Teilprojekts liegt auf der Planung und Installation einer BIPV-Fassade, die in Verbindung mit Wärmepumpen und Speichermedien Strom, Wärme und Kälte er-zeugt. Darüber hinaus wird die Blue Energy Systems GmbH zur Analyse und Simulation der Systemmontage beitragen.
Das Projekt "Erschließungsstrategien zur Identifizierung, Bewertung und Nutzung dichtegetriebener Meeresströmungen zur Stromerzeugung durch Turbinen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von tian-Albrechts-Universität zu Universität zu Kiel, Forschungs- und Technologie-Zentrum Westküste durchgeführt.
Das Projekt "Accelerating market uptake of Floating Offshore Wind Technology (AFLOWT)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Windenergiesysteme, Standort Bremerhaven durchgeführt. The project will demonstrate the survivability and cost-competitiveness of a floating offshore wind technology. It will also support the development of an active supply chain in the region which has some of the strongest wind and ocean resources in the world. The project is the first one of its kind at such scale to draw on expertise from right across Europe. The successful technology demonstrations will fundamentally expand the global offshore wind market. The consortium partners will work on the feasibility and the cost effectiveness of this floating offshore wind project. Once planning, permitting and supply chain requirements are in place, the floating turbine will be tested for a year at SEAI's Atlantic Marine Energy Test Site (AMETS) off the west coast of Ireland. Deployment is currently planned for 2022. By testing at AMETS, the technology developed in AFLOWT will be proven in the harshest of North West Europe's offshore environments, readying it for application at any deep-water offshore environment across the world.