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Vermeidungskostenkurven für das Europäische Emissionshandelssystem (EU ETS)

Der vorliegende Bericht präsentiert Vermeidungskostenkurven für Treibhausgasemissio-nen (THG-VKK) im stationären Teil des Emissionshandelssystems der Europäischen Union (stationäres EU ETS) für die Jahre 2030 und 2040. Sie umfassen alle 31, am EU ETS beteiligten Länder (inkl. Großbritannien) und alle relevanten Tätigkeiten/Sektoren mit Aus-nahme des Luftverkehrssektors. Bei der Entwicklung der EU ETS-spezifischen Vermeidungskostenkurve kam ein System aus zwei Modellen zum Einsatz: Enertile, ein Modell zur Optimierung des Europäischen Stromsystems und FORECAST-Industry, ein Bottom-up-Simulationsmodell für die Industriesektoren inklusive Raffinerien. Neben einem Basisszenario wurden drei Sensitivitätsanalysen zur Überprüfung der Robustheit der Ergebnisse durchgeführt.. Dieser Bericht enthält die entwickelten VKK, die Ergebnisse der Sensitivitätsanalysen sowie eine detaillierte Darstellung der eingesetzten Modelle und getroffenen Annahmen, um die Interpretation der VKK zu ermöglichen. Zusätzlich wurden die Ergebnisse mit anderen Studien verglichen und es werden die größten methodischen und inhaltlichen Herausforderungen bei der Entwicklung der VKK diskutiert. Quelle: Forschungsbericht

Teilvorhaben: PEN.Flex, B.A.U.M. Consult GmbH

Das Projekt "Teilvorhaben: PEN.Flex, B.A.U.M. Consult GmbH" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von B.A.U.M. Consult GmbH durchgeführt. Ziel des Teilvorhabens ist die Identifizierung, Bewertung und Nutzung von flexiblen Kapazitäten in der Erzeugung und dem Verbrauch, sowie der Infrastruktur des Energiesystems. Hierbei legt BAUM einen besonderen Fokus auf die Stromnutzung in kleinen Betrieben. Es soll ein Modell entwickelt werden, welches neben den Flexibilitäten und deren Anwendung in Notsituationen auch betriebswirtschaftliche, regionalwirtschaftliche und volkswirtschaftliche Optimierungen enthält. Innerhalb der Anforderungsanalyse und Szenariendefinition (AP1) wird die Entwicklung eines Modells für resiliente holare Systeme (T1.1), Anforderungsanalyse für Funktionen im System (T1.2) und die Szenarienbeschreibung für den Umbau des Verteilnetzes (T1.3) betrachtet. Gefolgt von der Entwicklung von Simulationstools bringt BAUM bringt identifizierte Flexibilitäten ein (AP2). In AP3 soll ein Konzept für das Submetering in kleinen Betrieben entwickelt werden, in AP4 wird die Wiederherstellung des Normalbetriebs mit Hilfe von Flexibilitäten adressiert sowie die Nutzung der Sensorik zur Erkennung von Ausnahmesituationen. Proof-Of-Concept und Validierung (AP5) bezüglich des geplanten Feldversuchs. AP 6 Öffentlichkeitsarbeit.

Das OEPNV-Modell Freiburg

Das Projekt "Das OEPNV-Modell Freiburg" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Kessel und Partner, Verkehrsconsultants durchgeführt.

Teil 3

Das Projekt "Teil 3" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von International Solar Energy Research Center Konstanz e.V. durchgeführt. Ziel ist die Erforschung von neuartigen Optimierungsverfahren im Umfeld von Nieder- und Mittelspannungsnetzen der Verteilnetzebene. Durch Zubau von PV, Batterien, Wärmepumpen und Elektromobilität erweisen sich traditionelle Planungsprozesse für den Netzausbau als ungeeignet, weil die Flexibilitäten unberücksichtigt bleiben. In der Netzausbaustudie der DENA wird gezeigt, dass die Berücksichtigung von flexiblen Betriebsmitteln einen wesentlichen Einfluss auf die Kostenentwicklung hat. (dena-Verteilnetzstudie 2012)1. Insbesondere gilt es zu berücksichtigen, dass die Netze in Baden- Württemberg bereits seit Jahrzehnten existieren und nicht kostengünstig ausgebaut werden können. Ziel des Projektes soll sein, das bestehende Verteilnetz optimal zu nutzen, und somit die Kosten eines resultierenden Netzausbaus zu verzögern oder ganz zu vermeiden.

Teil 2

Das Projekt "Teil 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme durchgeführt. Das Ziel ist die Entwicklung neuartiger Optimierungsverfahren, die in der Lage sind, in der Realität Optimierungsergebnisse zu liefern, die sofort und direkt umgesetzt werden können sowie auch zukünftige Netzausbauplanungen unterstützen. Dabei sollen im Idealfall auch bereits im Forschungsvorhaben echte Netzdaten mit zeitnahen Live-Daten verwendet werden, um dem Netzbetrieb Optimierungen am echten System vorzuschlagen. Damit soll das bestehende Verteilnetz optimal genutzt werden und somit die Kosten eines resultierenden Netzausbaus zu verzögern oder ganz zu vermeiden.

Teil IV

Das Projekt "Teil IV" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Voith-Sulzer Stoffaufbereitung durchgeführt. Die Schwerpunkte bei den einzelnen Teilprojekten sind: Verbesserung der Bedruckbarkeit leichtgewichtiger, altpapierhaltiger Druckpapiere. In Technikumsversuchen wird die Faserstoffzusammensetzung optimiert. Verbesserung der Deinkbarkeit ungestrichener Druckpapiere, recyclinggerechte Gestaltung von Druckerzeugnissen. Flotations-Deinkingversuche helfen bei der Auswahl geeigneter Druckfarben. Zur Analyse und Beurteilung von Systemen sind aussagekraeftige Parameter notwendig, die die Forderungen nach Reproduzier- und Vergleichbarkeit erfuellen. Zentrales Thema ist die Entwicklung einer geeigneten Messmethode. Anpassung des Stoffcharakters von Deinkingstoffen fuer die Herstellung altpapierhaltiger SC-Papiere. Im halbtechnischen Massstab werden neue Faserbehandlungskonzepte erprobt, deren Eignung in der Papierveredelung zu beweisen ist. Intelligente Steuerung von Altpapieraufbereitungsanlagen. Saemtliche Prozessschritte sind in technisch/technologischer Sicht zu optimieren.

TIMES-HEAT

Das Projekt "TIMES-HEAT" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Institut für Industriebetriebslehre und Industrielle Produktion durchgeführt. Das Projekt TIMES-HEAT ist eine Zusammenarbeit zwischen dem IIP und dem Europäischen Institut für Energieforschung im Bereich modellgestützte Energiesystemanalyse des deutschen Energiesystems mit besonderem Fokus auf den Wärmemarkt und Potenzialen für Mikro-KWK im Wohnsektor. Dafür müssen die Wechselwirkungen zwischen dezentraler objektbezogener Wärmeversorgung (Kessel, Klein-BHKW) und zentraler, leitungsgebundener Wärmeversorgung ebenso in Betracht gezogen werden wie die zeitliche und räumliche Verteilung des Wärmebedarfs sowie der Wärmeerzeugung. Dazu wird Deutschland in mehrere Subregionen unterteilt, der Gebäudebestand analysiert, klassifiziert und fortgeschrieben und die Abhängigkeit der Investitionsentscheidung bei Wärmeversorgungssystemen von der vorhandenen internen und externen Infrastruktur untersucht und abgebildet. Technologien an der Schnittstelle von Wärme- und Strommärkten wie KWK und Wärmepumpen haben einen besonderen Stellenwert im Modell. Das Optimierungsmodell wird in der TIMES-Umgebung entwickelt, die vom ETSAP -Konsortium der IEA herausgegeben wird, was beiden Projektpartnern zusätzlich die Möglichkeit bietet, die Kenntnisse im Umgang mit dieser Software zu vertiefen.

Teil II

Das Projekt "Teil II" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Siemens AG durchgeführt. Schutz der Umwelt und wachsende Altpapierberge fordern zwingend innovative Verfahren in der Altpapierverarbeitung. Ziel des Projektes ist die Verbesserung der Prozessfuehrung in den Stufen der Altpapier-Stoffaufbereitung. Das Vorhaben befasst sich mit der Analyse der verfahrenstechnischen Zusammenhaenge und der Entwicklung von prozessbeschreibenden Modellen. Aufbauend auf den guten Ergebnissen beim Einsatz innovativer Steuer- und Regelkonzepte in der Zellstoffindustrie werden die allgemeinen Modelle als lernfaehige Systeme mittels Fuzzy-Logik und neuronalen Netzen realisiert, durch gezieltes Training getestet und auf die Anlage abgestimmt. Diese Technik ermoeglicht ein tieferes Durchdringen des Prozesses und die Aufstellung von speziellen Optimierungskonzepten. Die zu entwickelnden Modelle und ihre Integration in moderne Prozessleitsysteme sind auch auf umweltrelevante Prozessoptimierungen in der Papierindustrie und artverwandten Industrien anwendbar.

Teilvorhaben: 1.262, 1.323, 1.422

Das Projekt "Teilvorhaben: 1.262, 1.323, 1.422" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Stuttgart, Fakultät 9 Luft- und Raumfahrttechnik, Institut für Luftfahrtantriebe durchgeführt. Im Vorhaben 1.262 soll untersucht werden, wie das instationaere Betriebsverhalten von Gasturbinen im Hinblick auf eine Verkuerzung der Beschleunigungs- und Verzoegerungszeiten verbessert werden kann, wenn Leichtschaufelverstellung und Abblasung im Hochdruckverdichter dafuer gezielt betaetigt werden. Im Vorhaben 1.323 sollen als Voraussetzung fuer ein 3D-Hybridverfahren je ein bestehendes 2D-blockstrukturiertes und 2D-unstrukturiertes Rechenverfahren kombiniert und ein Finite-Volumen-Stroemungsloeser fuer die Eulergleichungen auf Tetraedernetzen erstellt werden. In dem Vorhaben 1.422 wird in einem mehrstufigen Niederdruck-Turbinenring das durch den Einsatz konturierter Seitenwaende zu erzielende Verbesserungspotential in bezug auf Sekundaerverluste untersucht. Dabei werden eine Basisbeschaufelung und eine optimierte Beschaufelung mit konturierten Seitenwaenden mit pneumatischen Sonden vermessen und vergleichend bewertet.

Teil 2

Das Projekt "Teil 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Hochschule Reutlingen, Reutlingen Research Institute (RRI) durchgeführt. Das zentrale Ziel des Projektes ist es zu untersuchen, ob sich ein größerer Anteil erneuerbarer Wärme in Baden-Württemberg mithilfe von Wärmepumpen realisieren lässt und wie das Verteilnetz durch eine netzdienliche Steuerung dieser PV- und Wärmepumpensysteme entlastet werden kann. Hierzu wird zum einen eine Potenzialanalyse durchgeführt, und zum zweiten liegt ein wichtiges Augenmerk des Projektes auf der Entwicklung einer intelligenten dezentralen Steuerung für lokale Gebäude-systeme mit Wärmepumpe. Entscheidend ist, dass mit Hilfe von zu entwickelnden Prognosealgorithmen und effizienten stochastischen Optimierungsmodellen zeitliche Freiheitsgrade der einzelnen lokalen Wärmepumpensysteme genutzt werden. Ausgehend von dem so ermittelten Flexibilitätspotential und vom prognostizierten Wärmebedarf für Baden-Württemberg wird eine kostenoptimale zukünftige Energieversorgungsstruktur berechnet und zudem abgeschätzt, in welchem Umfang Wärmepumpen-systeme zukünftig in Baden-Württemberg nicht nur zur Deckung des Wärmebedarfs, sondern auch zur Flexibilisierung der Stromnachfrage und damit zur Entlastung des Verteilnetzes beitragen können. Ein weiteres wichtiges Ergebnis bilden zudem Leitlinien für die technische Realisierung von Wärmepumpensystemen und im Hinblick auf netzdienliche Anreize für Wärmepumpenbetreiber Empfehlungen hinsichtlich der Gestaltung von Tarifstrukturen und rechtlichen.

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