Das Projekt "Sonderforschungsbereich Transregio 129 (SFB TRR): Oxyflame - Entwicklung von Methoden und Modellen zur Beschreibung der Reaktion fester Brennstoffe in einer Oxyfuel-Atmosphäre" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von RWTH Aachen University, Lehrstuhl für Wärme- und Stoffübertragung durchgeführt. Zur nachhaltigen Sicherung der Energie- und Stromversorgung wird zukünftig neben Kernenergie und regenerativer Energiebereitstellung weiterhin der Rückgriff auf fossile Brennstoffe, wie Kohle, Öl und Erdgas, unverzichtbar bleiben. Bei konventionellen Kraftwerkstechnologien werden jedoch Treibhausgase freigesetzt, während gleichzeitig deren Reduzierung weltweit hohe Priorität hat. Zur Lösung dieses Zielkonflikts werden 'Carbon Capture and Storage' (CCS)-Methoden diskutiert, wobei die Oxyfuel-Verbrennung eine der vielversprechendsten Technologien zur CO2-Abscheidung darstellt. Bei diesem Verfahren wird der Brennstoff anstelle von Luft mit einem Gemisch aus Sauerstoff und rezirkuliertem Rauchgas verbrannt, um so ein hoch CO2-haltiges Abgas zu erzeugen, das nach weiteren sekundären Reinigungsschritten abgetrennt werden kann. Der Ersatz des Stickstoffanteils der Luft durch CO2 und H2O führt zu einem völlig neuen Verbrennungsverhalten, das auch zu Instabilitäten sowie zum örtlichen Verlöschen der Flamme führen kann. Die korrekte Beschreibung dieses Verbrennungsverhaltens erfordert entsprechende physikalisch und chemisch motivierte Modelle für diese spezielle Gasatmosphäre. Deshalb sollen bis zum Projektende des Sonderforschungsbereichs/Transregio die folgenden Erkenntnisse, Daten und Modelle zur Verfügung stehen: (1) Belastbare Modelle durch grundlegendes Verständnis der beteiligten Prozesse und deren Abhängigkeit von den jeweiligen Einflussparametern, von der Mikroskala bis hin zur skalenübergreifenden Interaktion, (2) Basisdaten zur Vorhersage der Wärmeübertragung von der Flamme an die Wände und Einbauten in Kraftwerkskesseln mit Oxyfuel-Atmosphäre, (3) Verlässliche Berechnungsgrundlagen für die Entwicklung und Auslegung von Brennern und Feuerräumen für Oxyfuel-Kraftwerke mit Feststoffverbrennung. Im Sonderforschungsbereich/Transregio arbeiten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der RWTH Aachen, Ruhr-Universität Bochum und TU Darmstadt zusammen.
Das Projekt "Optimierte Eisen-Biokohle-Komposite zum Abbau von halogenierten Verbindungen in Umweltmedien: Synthese-Strategien und Reaktionsmechanismen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung GmbH - UFZ, Department Technische Umweltchemie durchgeführt. Die rasante Urbanisierung und Industrialisierung in den vergangenen Jahrzehnten hat zu einer Vielzahl von Umweltkontaminationen mit halogenierten organischen Verbindungen (HOCs) sowohl in China als auch Europa geführt. Ziel des vorgeschlagenen Projektes ist es, neue Erkenntnisse und ein vertieftes Prozessverständnis für die Synthese von biobasierten nFe(0)/Pd/C-Kompositen und deren Reaktionen mit HOCs in der Grundwasserreinigung zu gewinnen. Dies beinhaltet die Identifizierung von Synthese-optionen für Partikel mit maßgeschneiderten und verbesserten Eigenschaften mithilfe der Hydrothermalen Karbonisierung (HTC). Ein tiefgreifendes mechanistisches Verständnis der beteiligten Prozesse, d.h. Sorption, Reaktion und Transport reaktiver Spezies so-wie Katalyse sowie deren Synergien dient einer zielgerichteten Optimierung der Partikel und der Erkundung ihrer Anwendungsgebiete. Die nFe(0)/Pd/C-Komposite sollen speziell für die in-situ Grundwasserreinigung geeignet sein und verbesserte Eigenschaften insbesondere für solche Anwendungsfälle besitzen, bei denen bekannte Konzepte der in-situ-Sanierung mit Nanopartikeln (Nanoremediation) nicht greifen. Die synergistische Kombination verschiedener Wirkprinzipien erlaubt Multikatalyse-Prozesse sowie die sequentielle Behandlung von verschiedenen Kontaminanten. Zunächst werden verschiedene Optionen für die Einbettung von Metallen in oder auf die Kohlepartikel untersucht, die erhaltenen Produkte detailliert durch physikalisch-chemische Methoden charakterisiert und auf ihre Reaktivität getestet. Danach werden Reaktionen in Batch-Ansätzen für die Aufklärung der zugrundeliegenden Mechanismen, wie das Zusammenspiel von Pd, Kohleoberfläche und Fe-Spezies, der beteiligten Reaktionswege und reaktiven Spezies, durchgeführt. Weiterhin werden Optionen für Multikatalyse und sequentielle Reduktions-/Oxidationsprozesse untersucht. Abschließend werden die entwickelten Materialien und Prozesse im Labor für die Behandlung von Wasser von kontaminierten Standorten in Deutschland und China erprobt. Dieses kooperative Forschungsvorhaben von chinesischen und deutschen Partnern wird zu einem signifikanten Fortschritt in der Sanierungsforschung für industriell kontaminierte Standorte, insbesondere auch in China, führen.
Das Projekt "Reallabor zur Herstellung von FT-Treibstoffen und SNG aus Biomasse und biogenen Reststoffen für die Land- und Forstwirtschaft (FT/SNG-Reallabor)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Wien, Institut für Verfahrenstechnik, Umwelttechnik und Technische Biowissenschaften (E166) durchgeführt. Bedeutung des Projekts für die Praxis:
Der fortschreitende Klimawandel macht es unabdingbar, möglichst rasch konkrete und wirk-same Maßnahmen einzuleiten, um weitergehende Folgen für Mensch und Natur zu verhin-dern. Dabei sind alle Branchen gefordert, entsprechende Konzepte zu erarbeiten und auch rasch umzusetzen. Für die Land- und Forstwirtschaft heißt das kompakt zusammengefasst 'Raus aus dem Öl'.
Der Energieverbrauch der Landwirtschaft ist mit 22 PJ vergleichsweise gering und entspricht auch nur etwa 10 % der derzeit bereits eingesetzten Bioenergie. Umso mehr stellt sich die Frage, warum sich nicht die Land- und Forstwirtschaft selbst die nötigen Treibstoffe und synthetisches Erdgas aus Holz bzw. aus biogenen Reststoffen und Abfällen produziert? Wesentliche Kernkomponenten der dafür erforderlichen Technologien wurden in Österreich entwickelt und sind nun - auch weitgehend industriell erprobt - großtechnisch verfügbar.
Die erforderlichen Ressourcen in Bezug auf Holz und biogene Rest- und Abfallstoffe sollten vorhanden sein, wenn man davon ausgeht, dass die Wärme- und Stromerzeugung aus Biomasse künftig keine großen Wachstumsmärkte darstellen. Einerseits, da der Wärmebedarf in künftigen Gebäuden abnehmen und andererseits Strom aus anderen erneuerbaren Quellen kostengünstiger herstellbar sein wird. Für die Umstellung der kompletten Landwirtschaft auf Bioenergie wären etwa 1-2 Millionen Tonnen Biomasse bzw. biogenen Reststoffe und Abfälle erforderlich.
Der dadurch von der Land- und Forstwirtschaft erzielbare Beitrag zur Reduktion des CO2-Ausstosses wäre beispielgebend für andere Branchen und auch die damit verbundene Reduktion des CO2 Footprints der Produkte könnte mittelfristig auch Wettbewerbsvorteile ergeben. Die Land- und Forstwirtschaft könnte damit ein erster Wirtschaftszweig mit voll-ständiger Energieversorgung aus erneuerbarer Energie sein.
Mit einer derartigen Umstellung wird weiters die Abhängigkeit von zugekauften Treibstoffen (fossil als auch erneuerbar) minimiert und damit die Krisensicherheit erhöht. Aktuelle Ausgaben für den Diesel in der Land- und Forstwirtschaft liegen bei ca. 300 Millionen Euro bei Gesamtausgaben für die Energie in diesem Sektor von 500 Millionen Euro. Würde die Produktion der Treibstoffe und des Erdgases unter Einhaltung bestimmter Mindestgrößen für die Produktionsanlagen regional verteilt in Österreich erfolgen, würde zusätzlich eine maxi-male Wertschöpfung in den Regionen erzielt werden.
Das Projekt "ERA-NET Wood Wisdom: Wood-based Aerogels (AEROWOOD)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität für Bodenkultur BOKU Wien, Department für Chemie (DCH), Abteilung für Chemie nachwachsender Rohstoffe (Chemie NAWARO) durchgeführt.
Das Projekt "Multidimensionale Analytik von Teerölkontaminanten mittels GC-MS" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität für Bodenkultur Wien, Department für Agrarbiotechnologie, IFA-Tulln, Institut für Umweltbiotechnologie durchgeführt. Die chemische Analytik von Teerölbestandteilen für die Bewertung von teerölkontaminierten Altlasten beschränkt sich im Allgemeinen auf eine geringe Anzahl von ausgewählten polyzyklischen aromatischen Kohlenwasserstoffen (16 EPA-PAK). Teeröl besteht jedoch aus über 400 chemischen Verbindungen, von denen teilweise signifikantes Gefahrenpotential ausgeht, und die nicht standardmäßig analytisch erfasst werden. Mit Hilfe von mehrdimensionaler Gaschromatographie, gekoppelt mit massenselektiver Detektion (cGCxGC/MS) kann eine Vielzahl von substituierten und alkylierten teerölbürtigen Umweltschadstoffen neben den 16 EPA-PAK in einer einzelnen Analyse erfasst werden. Im Rahmen des Projektes wird eine analytische cGCxGC/MS-Methode zur Erfassung von Teerölkontaminanten an österreichischen Altlasten entwickelt und validiert.
Das Projekt "Urban Mining - recovery of minerals, metals and plant nutrients from incineration residues (VSOE)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Wien, Institut für Wassergüte, Ressourcenmanagement und Abfallwirtschaft (E226) durchgeführt.
Das Projekt "Junior Scientist / Oberösterreichische Bioraffinerie und wissenschaftliche Betreuung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Wien, Institut für Verfahrenstechnik, Umwelttechnik und Technische Biowissenschaften (E166) durchgeführt. Im Rahmen des Projektes 'Grüne Bioraffinerie Oberösterreich' soll eine Demonstrationsanlage zur Aufbereitung von Grassilage bei der Biogasanlage Utzenaich errichtet werden. Für die Planung, Durchführung und Auswertung von Versuchen mit einer zweistufigen Elektrodialyse und anderen Trennverfahren zur Gewinnung von Aminosäuren und Milchsäuren wird für die Dauer von 30 Monaten ein Junior Scientist bereitgestellt und betreut.
Das Projekt "Tallöl" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Wien, Institut für Verfahrenstechnik, Umwelttechnik und Technische Biowissenschaften (E166) durchgeführt. Im Rahmen des Projektes sollen Tallpech sowie ein sogenannter Vorlauf aus der Tallölverarbeitung in einer vollkontinuierlichen FCC - Pilotanlage verarbeitet werden. Es soll dabei die prinzipielle Anwendungsmöglichkeit untersucht werden.
Das Projekt "Untersuchungen zu Sulfat-, gemischten und untypischen Ablagerungen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Wien, Institut für chemische Technologien und Analytik (E164) durchgeführt. Bei der Produktion von Erdöl und Erdgas wird neben den Kohlenwasserstoffen meist auch eine gewisse Menge an Wasser gefördert. Je länger ein Feld produziert wird, desto höher ist der mitgeförderte Wasseranteil. Mitproduziertes Wasser kann viele Probleme verursachen, wobei Korrosion und Scale von großer Bedeutung sind. Das Labor für Exploration und Produktion befasst sich seit vielen Jahren mit diesen Problemen und konnte im Laufe der Zeit Erfahrungen in Bezug auf Carbonat-Scale sammeln. Zum Feststellen der Scale-Tendenz von Wässern bzw. Mischwässern und zum Testen und Optimieren sogenannter 'Scale-Inhibitoren' (Steinverhinderer) stehen 2 unterschiedlich konzi-pierte Scale-Loops für dynamische Tests zur Verfügung, wobei Versuche sowohl mit natürli-chem und künstlichem Lagerstättenwasser unter wechselnden Bedingungen (Temperatur, pH, Ionenstärke) durchgeführt werden können. Zusätzlich können auch statische Methoden ('Jar-Tests') für das Scale-Inhibitor-Screening verwendet werden. Im Rahmen dieses Projektes sollen die TU Wien und das LEP zusammenarbeiten, um die hierfür notwendige, derzeit aber noch fehlende Expertise in diesem Gebiet aufzubauen. Das soll in verschiedenen Stufen (Abschnitten) erfolgen, die in 4 Phasen zu je 3 Monaten abge-arbeitet werden soll: Phase 1: Methodenvergleich 'statische' mit 'dynamischen' Tests Immer wieder wird darüber diskutiert, wie weit die Ergebnisse dieser beiden Testmethoden der Scale-Inhibitor-Auswahl vergleichbar sind. Systematische Versuchsreihen sollen Auf-schluss über die Vergleichbarkeit liefern. Phase 2: dyanmische Tests mit natürlichem und künstlichem Lagerstättenwasser Um Klarheit über die Aussagekraft der dynamischen Tests mit frischem, filtrierten Lagerstät-tenwasser und künstlichen Wassermischungen zu erhalten, sollen mit der im LEP konzipierten Scale-Loop Vergleichsuntersuchungen durchgeführt werden. Phase 3: Sulfat-Scale Literaturrecherche bezüglich Sulfat-Scale. Tests mit Scale-Inhibitoren zur Bekämpfung von Sulfat-Scale. Phase 4: Mixed und 'unconventional' scale Literaturrecherche bezüglich Mixed Scale (Carbonat-Sulfat) und seltener auftretender Scale-Probleme, z.B. Halit (NaCl), das in Hochtemperatur-Gassonden auftreten kann. Untersuchungen bezüglich Einfluss von im Wasser gelöstem Eisen auf die Wirksamkeit von Scale-Inhibitoren (Carbonat-Scale). Die dazu notwendigen Arbeiten sollen an der TU Wien sowie in den Labors der OMV in Gänserndorf durchgeführt werden. Vor allem die praktischen Arbeiten mit der Scale-Loop müssen aus apparativen Gründen in Gänserndorf erfolgen. Daneben soll auch eine entsprechende Literatursammlung angelegt werden.
Das Projekt "OxyFuel - CO2 freie Wirbelschichtfeuerung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Wien, Institut für Verfahrenstechnik, Umwelttechnik und Technische Biowissenschaften (E166) durchgeführt. OxyFuel hat sich unter zahlreichen, schon theoretisch untersuchten Varianten durch ein hohes Potenzial für eine kostengünstige und ressourcenschonende CO2-Abscheidung ausgezeichnet. Bei diesem Verfahren wird reiner Sauerstoff zur Verbrennung eingesetzt und aus dem Abgasstrom (CO2/H2O) wird das Kohlendioxid durch Kondensation des Wasserdampfes mit hoher Reinheit gewonnen. Primäres Ziel dieses Projektes ist es, wichtige grundlegende Erkenntnisse über die OxyFuel-Verbrennung zu gewinnen und damit interessierten Betreibern von Verbrennungsanlagen sowohl in vorhandenen Anlagen als auch in Neuanlagen den Einsatz der Sauerstoffanreicherung zu erleichtern bzw. zu ermöglichen. Es wird eine 100 kW OxyFuel Technikumsanlage errichtet und betrieben.
