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Innovationsmotor Umweltschutz: Forschung und Patente in Deutschland und im internationalen Vergleich

Weltweit werden immer größere Anstrengungen zum Schutz und zur Verbesserung von Umwelt und Klima unternommen. Diese Entwicklung schlägt sich nicht nur in wachsenden Kosten und Investitionen für Umweltschutz nieder, sondern hat auch zu einer wachsenden Bedeutung der internationalen Innovationsanstrengungen für Umweltschutzlösungen geführt. Diese Studie untersucht anhand verschiedener Indikatoren zu Forschung und Entwicklung sowie zu den Patentanmeldungen die deutschen und internationalen Strukturen und Entwicklungen in der Umweltforschung. In längerfristiger Sicht ist dabei in Deutschland wie auch weltweit eine deutliche Ausweitung der öffentlichen FuE-Budgets wie auch der Patentanmeldungen zu beobachten. Dabei zeigen sich strukturelle Verschiebungen zulasten von physischer Umweltforschung (Abfall, Wasser, Boden, Lärm) hin zu Energie- und Klimaschutzforschung. In jüngerer Zeit geht die Zahl der Patentanmeldungen im Bereich erneuerbarer Energien jedoch zurück und bremst damit auch die Dynamik bei Umweltpatenten insgesamt. Quelle: Forschungsbericht

Innovationsmotor Umweltschutz

Weltweit werden immer größere Anstrengungen zum Schutz und zur Verbesserung von Umwelt und Klima unternommen. Diese Entwicklung schlägt sich nicht nur in wachsenden Kosten und Investitionen für Umweltschutz nieder, sondern hat auch zu einer wachsenden Bedeutung der internationalen Innovationsanstrengungen für Umweltschutzlösungen und damit auch innovative Umweltschutzgüter und -dienstleistungen geführt. Diese Studie untersucht anhand verschiedener Indikatoren zu Forschung und Entwicklung sowie zu den Patentanmeldungen die deutschen und internationalen Strukturen und Entwicklungen in der Umweltforschung. In längerfristiger Sicht ist dabei welt-weit eine deutliche Ausweitung der öffentlichen FuE-Budgets wie auch der Patentanmeldungen zu beobachten, mit spürbaren Gewichtsverschiebungen von physischer Umweltforschung (Abfall, Wasser, Luft, Lärm) zu Energie- und Klimaschutzforschung (v.a. Erneuerbare Energien, Energieeffizienz).<BR>Quelle: Forschungsbericht

Umweltinnovateure: eine Strukturanalyse

Unternehmen bilden eine zentrale Akteursgruppe im (Umwelt-)Innovationsgeschehen. Sie werden in dieser Studie anhand von Daten zu Anmeldern von Umweltpatenten und einer Unternehmensbefragung untersucht. Dabei werden Branchenstruktur, Unternehmensgröße und regionale Muster beleuchtet. Außerdem werden Umweltbereiche, in denen die Unternehmen innovieren, ihre F&E-Strategien und weitere Merkmale ihrer Betriebsführung analysiert. Aus den Erkenntnissen werden Schlussfolgerungen für die Weiterentwicklung der Umweltinnovationspolitik gezogen. So belegt die Studie die große Rolle von KMU im Umweltinnovationsgeschehen. Dabei fallen auch kleine Unternehmen ins Gewicht. Das unterstreicht die Wichtigkeit, den Zugang zu Förderprogrammen niederschwellig und unbürokratisch zu gestalten.

Teilprojekt A

Das Projekt "Teilprojekt A" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von aquAgrar Heinrich Spitz durchgeführt. Als Maisuntersaat wird ein Anbauverfahren bezeichnet, bei dem in den Maisbestand Gräser eingesät werden, um den Boden im Winter zu begrünen, Stickstoff aufzunehmen und die Bodengare zu verbessern sowie die Erosion zu reduzieren. Trotz dieser positiven Wirkungen werden Maisuntersaaten relativ wenig angewandt. Im Bergischen Land wurde ein einfaches Verfahren entwickelt, dass schon seit Jahren in der Praxis erfolgreich ist. Die Untersaat wird bei diesem Verfahren gleichzeitig mit der Maissaat in einem Streifen von ca. 35 cm zwischen den Maisreihen gesät, so dass ein Abstand von ca. 20 cm zwischen Untersaat und benachbarter Maisreihe gewährleistet ist - auch an Hanglagen. Als Untersaatgras werden sehr langsam wachsende Rasenrotschwingelsorten verwendet. Eine Wachstumskonkurrenz um Nährstoffe, Wasser und Licht zwischen Untersaat und Mais wird trotz des frühen Untersaattermins dadurch vermieden. Für die Unkrautbekämpfung wurden in Versuchen Mais-Herbizide gefunden, die den Rotschwingel schonen und eine gute Unkrautunterdrückung bewirken. Die Untersaatkosten betragen nur ca. 15-20 Euro/ha. Das sind 20 bis 30% der Kosten einer üblichen breitflächigen Maisuntersaat. Ein Patent für dieses Verfahren wurde erteilt. Für die Ausbringung der Untersaat gleichzeitig mit der Maissaat bedarf es einer Zusatzeinrichtung an vorhandenen Maislegemaschienen, die bisher im Eigenbau angebracht wurden. Um die Anwendbarkeit in verschiedensten Regionen zu testen und anzupassen, soll in einem sogenannten 'Ringversuch' in verschiedenen Naturräumen und Klimazonen aus entsprechenden Versuchsvarianten die passenden Rotschwingelsorten und Herbizide für die Regionen gefunden werden. Außerdem muss der nachträgliche Anbau der Untersaateinrichtung an vorhandene Maislegemaschienen soweit entwickelt werden, dass sie von professionellen Firmen hergestellt und verkauft werden können. Das neu entwickelte Verfahren hätte das Potential in der breiten landwirtschaftlichen Praxis angewandt zu werden.

Teilprojekt D

Das Projekt "Teilprojekt D" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bayer CropScience Deutschland GmbH durchgeführt. Als Maisuntersaat wird ein Anbauverfahren bezeichnet, bei dem in den Maisbestand Gräser eingesät werden, um den Boden im Winter zu begrünen, Stickstoff aufzunehmen und die Bodengare zu verbessern sowie die Erosion zu reduzieren. Trotz dieser positiven Wirkungen werden Maisuntersaaten relativ wenig angewandt. Im Bergischen Land wurde ein einfaches Verfahren entwickelt, dass schon seit Jahren in der Praxis erfolgreich ist. Die Untersaat wird bei diesem Verfahren gleichzeitig mit der Maissaat in einem Streifen von ca. 35 cm zwischen den Maisreihen gesät, so dass ein Abstand von ca. 20 cm zwischen Untersaat und benachbarter Maisreihe gewährleistet ist - auch an Hanglagen. Als Untersaatgras werden sehr langsam wachsende Rasenrotschwingelsorten verwendet. Eine Wachstumskonkurrenz um Nährstoffe, Wasser und Licht zwischen Untersaat und Mais wird trotz des frühen Untersaattermins dadurch vermieden. Für die Unkrautbekämpfung wurden in Versuchen Mais-Herbizide gefunden, die den Rotschwingel schonen und eine gute Unkrautunterdrückung bewirken. Die Untersaatkosten betragen nur ca. 15-20 Euro/ha. Das sind 20 bis 30% der Kosten einer üblichen breitflächigen Maisuntersaat. Ein Patent für dieses Verfahren wurde erteilt. Für die Ausbringung der Untersaat gleichzeitig mit der Maissaat bedarf es einer Zusatzeinrichtung an vorhandenen Maislegemaschienen, die bisher im Eigenbau angebracht wurden. Um die Anwendbarkeit in verschiedensten Regionen zu testen und anzupassen, soll in einem sogenannten 'Ringversuch' in verschiedenen Naturräumen und Klimazonen aus entsprechenden Versuchsvarianten die passenden Rotschwingelsorten und Herbizide für die Regionen gefunden werden. Außerdem muss der nachträgliche Anbau der Untersaateinrichtung an vorhandene Maislegemaschienen soweit entwickelt werden, dass sie von professionellen Firmen hergestellt und verkauft werden können. Das neu entwickelte Verfahren hätte das Potential in der breiten landwirtschaftlichen Praxis angewandt zu werden.

UrmO

Das Projekt "UrmO" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Hochschule für angewandte Wissenschaften München, Fakultät für Maschinenbau, Fahrzeugtechnik, Flugzeugtechnik durchgeführt. Der Megatrend der Urbanisierung weltweit hält weiter an. Alleine im Großraum München soll die Zahl der Erwerbstätigen bis 2030 um 16% auf 1,7 Mio. steigen. Gleichzeitig soll die Mobilität immer individueller und umweltfreundlicher werden. Die Folge dieser beiden Entwicklungen ist ein überproportional erhöhtes Verkehrsaufkommen und länger werdende Pendelzeiten. Ein Ansatz zur Lösung dieses Problems ist das Erhöhen der Attraktivität der öffentlichen Verkehrsmittel für lange Strecken und dessen Entlastung für kurze Strecken. Für diese Anwendungszwecke ist das UrmO ideal geeignet. Durch die Verwendung von Kohlefaserbauteilen und einer hoch integrierten Konstruktion lässt sich ein äußerst geringes Gewicht des UrmOs von 6,5kg realisieren. Durch den als Patent eingereichten Klappmechanismus und die dadurch erreichte Kompaktheit, ist es dem Kunden möglich, der UrmO immer bei sich zu tragen. Dieser neuartige Mechanismus ermöglicht das Zusammenklappen mit nur einem Handgriff. Durch diese Features besticht der UrmO mit einer hohen Alltagstauglichkeit. In Kombination mit innovativem Design und hohem Fahrkomfort bietet der UrmO die Lösung für den zukünftigen Bedarf an effizienter und individueller Mobilität im urbanen Raum. Ziel des Vorhabens im Förderzeitraum ist es, den UrmO bis zur Marktreife zu entwickeln. Nach einer umfangreichen Testphase soll das Produkt im Rahmen einer Crowdfunding-Kampagne erstmals vermarktet werden.

Teilprojekt B

Das Projekt "Teilprojekt B" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fachhochschule Südwestfalen, Hochschule für Technik und Wirtschaft, Standort Soest, Fachbereich Agrarwirtschaft durchgeführt. Der wiederholte Silomaisanbau in engen maisbetonten Fruchtfolgen und mehrjähriger Selbstfolge kann bezüglich Humusabbau, Verdichtung, Verschlämmung, Erosion und Nährstoffausträge große Probleme verursachen. Hier können Gräseruntersaaten dazu beitragen, den Silomaisanbau nachhaltiger zu gestalten. Die Untersaat wird bei dem zu untersuchenden neuen Verfahren gleichzeitig mit der Maissaat in einem Streifen von ca. 35 cm zwischen den Maisreihen gesät, so dass ein Abstand von ca. 20 cm zwischen Untersaat und benachbarter Maisreihe gewährleistet ist - auch an Hanglagen. Als Untersaatgras werden sehr langsam wachsende Rasenrotschwingelsorten verwendet. Eine Wachstumskonkurrenz um Nährstoffe, Wasser und Licht zwischen Untersaat und Mais wird trotz des frühen Untersaattermins dadurch vermieden. Für die Unkrautbekämpfung wurden in Versuchen Mais-Herbizide gefunden, die den Rotschwingel schonen und eine gute Unkrautunterdrückung bewirken. Die Untersaatkosten betragen nur ca. 15-20 Euro/ha. Das sind 20 bis 30% der Kosten einer üblichen breitflächigen Maisuntersaat. Ein Patent für dieses Verfahren wurde erteilt. Für die Ausbringung der Untersaat gleichzeitig mit der Maissaat bedarf es einer Zusatzeinrichtung an vorhandenen Maislegemaschinen, die bisher im Eigenbau angebracht wurden. Um die Anwendbarkeit in verschiedensten Regionen zu testen und anzupassen, soll in einem sogenannten 'Ringversuch' in verschiedenen Naturräumen und Klimazonen aus entsprechenden Versuchsvarianten die passenden Rotschwingelsorten und Herbizide für die Regionen gefunden werden. Außerdem muss der nachträgliche Anbau der Untersaateinrichtung an vorhandene Maislegemaschinen soweit entwickelt werden, dass sie von professionellen Firmen hergestellt und verkauft werden kann. Das neu entwickelte Verfahren hätte das Potential in der breiten landwirtschaftlichen Praxis angewandt zu werden.

EXIST-Forschungstransfer: AZURE

Das Projekt "EXIST-Forschungstransfer: AZURE" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Hochschule Nürnberg Georg Simon Ohm, Fakultät Verfahrenstechnik durchgeführt. Das Team von AZURE hat eine neuartige, sichere und klimaverträgliche Technologie zur Wasserstoffverbrennung entwickelt. Das Konzept wird zurzeit in einer gasbetriebenen Absorptionswärmepumpe erprobt und Anfang 2022 in Kooperation mit dem Stadtwerk Haßfurt und Fa. Robur als erstes mit 100 % Wasserstoff betriebenes Heizgerät in Deutschland in den Demobetrieb gehen. Das Brennerkonzept basiert auf einem innovativen Mikro-Düse Konzept, dass auf additiver Fertigung basiert und im Juli 2020 zum Patent angemeldet wurde (DE 10 2020 119 619.9). Die AZURE Verbrennungstechnologie zeichnet sich durch ihre Brennstoffflexibilität aus und ermöglicht somit eine auf Wasserstoff basierte Wärmeversorgung von Gebäuden. AZURE wird zunächst den Geschäftskundenmarkt bedienen. Mit der Lieferung von Brennern an Heizgerätehersteller (Partner) ermöglicht AZURE den Partnern, H2-Ready-Heizgeräte anzubieten. Parallel wird AZURE eine projektbasierte Vertriebsstrategie verfolgen, bei der die Endkunden, Stadtwerke und Gasnetzbetreiber, bestehende Erdgasnetze auf Wasserstoffnetze umstellen. Damit wird AZURE einen eigenen Markt aufbauen und für jedes Projekt höhere Stückzahlen vermarkten können. Zielmarkt für die H2-Ready-Heizgeräte sind Städte, die eine klimaneutrale Energieversorgung anstreben. Bis 2030 soll es in der EU 100 klimaneutrale Städte geben. In diesem Zusammenhang beabsichtigt AZURE im Jahr 2027 H2-Ready-Heizgeräte für 200.000 Nutzer zu liefern. Im Rahmen des EXIST-Forschungstransfers plant AZURE durch eine vertikale Produktintegration, eine eigene H2-Gastherme zu entwickeln. Dies soll dann zusammen mit Partnern in Hybridlösungen (z.B. Wärmepumpe + integrierte H2-Gastherme) eingebaut und vermarktet werden. Der Break-even wird bis zum ersten Quartal 2026 durch die monatliche Beauftragung von Brennern und Gasthermen im Wert von 597.000 Euro bzw. 825.000 Euro erreicht. Bis dahin besteht ein Kapitalbedarf von etwa 1,4 Mio. Euro. Die beantragte EXIST-Förderung deckt davon etwa 720.000 Euro ab.

EXIST-Forschungstransfer: Li-plus

Das Projekt "EXIST-Forschungstransfer: Li-plus" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, School of Engineering and Design, Lehrstuhl für Elektrische Energiespeichertechnik (EES) durchgeführt. Ziel des Projekts Li.plus ist die Entwicklung eines Schnelltesters für Batteriespeicher, der eine schnelle, präzise und einfache Zustandsbestimmung ermöglicht. Der Fokus liegt hierbei auf großen, komplexen und teuren Batteriespeichern, die in der Elektromobilität und zur Speicherung erneuerbarer Energien eingesetzt werden. Um Auskunft über Leistungsfähigkeit, Sicherheit und Wert der Speicher zu erhalten, sind derzeit zeitaufwendige, komplexe und teure Testverfahren nötig. Das Verfahren von Li.plus ermöglicht hingegen eine schnelle, präzise und einfache Zustandsbestimmung. Hierfür werden zum Patent angemeldete Test- und Auswerteverfahren eingesetzt. Eine vollautomatisierte Messung und Auswertung soll eine einfache Handhabung des Schnelltesters ermöglichen und dem Nutzer alle relevanten Kenngrößen innerhalb von 20 Minuten liefern. Im Rahmen der EXIST-Förderung werden die bestehenden Verfahren für vielzellige Batteriespeicher weiterentwickelt, optimiert und an die variierenden Messbedingungen in der Praxis angepasst. Für den Schnelltester wird ein modulares Hardware-Konzept entwickelt, so dass der Schnelltester einfach an verschiedene Batteriegrößen angepasst werden kann. Für eine universelle Anwendbarkeit werden zunächst verschiedenste Li-Ionen-Batterietypen untersucht und das Schnelltestverfahren gezielt angepasst. Die Auswertealgorithmen werden um eine Selbstlernfähigkeit erweitert, so dass mit zunehmender Anzahl durchgeführter Messungen die Präzision weiter gesteigert werden kann. Die Funktionsmuster und Prototypen des Schnelltesters werden auch unter realen Bedingungen erprobt, um sie gezielt an die Praxisanforderungen anzupassen.

Neuentwicklung eines Niedertemperatur-Heizkessels fuer Oel- und Gasfeuerung im Leistungsbereich 200-400 kW

Das Projekt "Neuentwicklung eines Niedertemperatur-Heizkessels fuer Oel- und Gasfeuerung im Leistungsbereich 200-400 kW" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Gautzsch GMS-Kesseltechnik durchgeführt. An je 2 Spezial-Oel-Gas Kessel mit 200 und 400 kw werden die im europaeischen Patent Nr. 0365640 (Patentinhaber Richard Mueller) formulierten Eigenschaften und Bauarten untersucht und erprobt, um zu einem marktfaehigen Produkt zu kommen, als Voraussetzung fuer eine Serienproduktion in Sachsen.

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