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. Die Rolle des österreichischen Partners im AEROWOOD-Projekt besteht in der Leitung von WP 4 'Lignin-basierende Hydro, Aero- und Carbon-Aerogele' und Mitarbeit in WP 2 'Cellulose-basierende Aerogele'. Hauptziele von WP 4 sind die (Weiter)-Entwicklung von nanoporösen Lignin-Aerogelen bzw. deren Überführung in Kohlenstoff-Aerogele. Durch Entwicklung neuer Aktivierungs-, Vernetzungs- und Pyrolysetechniken sollen Möglichkeiten zur gezielten Einstellung anwendungsrelevanter Parameter wie Porosität, Porengeometrie, Porengrößenverteilung, spezifische Oberfläche, Netzwerkstruktur oder mechanische Eigenschaften untersucht und für ausgewählte Anwendungen optimiert werden.
Arbeitspaket WP 2: Aufgrund ihrer offenporigen Struktur und hohen spezifischen Oberfläche eignen sich Cellulose-Aerogele in besonderem Maße als Trägermaterial für bioaktive Verbindungen, Zellkulturen, magnetische Partikel, oder Sensormoleküle bzw. -partikel wie Quantum dots. Letztere sind kolloidale, meist Halbleiter-basierte Nanopartikel deren Größe typischerweise den Bohr-Radien der entsprechenden Exzitonen entspricht oder diese unterschreiten (ca. 2 to 15 nm). Tritt dieser Fall ein, wird die Beweglichkeit von Ladungen so weit eingeschränkt, dass die Ausbildung kontinuierlicher Bandstrukturen nicht mehr möglich ist und ihre Energie nur noch diskrete Werte annehmen kann. Aufgrund des unterschiedlichen Response von QDs auf Photonen unterschiedlicher Energie sowie der vielfältigen Möglichkeiten zur Variation ihrer optischen Eigenschaften können QDs für eine Vielzahl von Anwendungen eingesetzt werden, so z.B. als Fluoreszenzmarker für Tumorzellen, für die photodynamische Krebstherapie, in optoelektronischen Geräten, Photovoltaik-Zellen, als Sensoren für Schadstoffe oder bioaktive Verbindungen sowie zur Herstellung von echten 3D Displays. Im Rahmen von WP 2 sollen daher unter der Maßgabe der Verwendung von QDs vergleichsweise geringer Toxizität sowie der Verringerung des im Zusammenhang mit lungengängigen Nanopartikeln stehenden potentiellen Gesundheitsrisikos (semitransparente) Zellulose-Aerogele mit kovalent immobilisierten (CuInS2)(ZnS)/ZnS core-shell QDs hergestellt werden. Bezüglich der Immobilisierung der QDs werden zwei verschiedene Wege erprobt: A) Lösen der Zellulose in einem geeigneten Lösungsmittel, Zugabe einer bestimmten Menge an QDs, kovalente Verknüpfung der QDs mit der Zellulose, Koagulation der QD-modifizierten Zellulose durch Zugabe eines Antisolvents, Extraktion des Antisolvents mit CO2 unter überkritischen Bedingungen. B) Beladen von zuvor hergestellten Zellulose-Aerogelen mit QDs und anschließende kovalente Verknüpfung.
Arbeitspaket WP 4: Lignin-Aerogele: Lignin ist ein wertvolles Nebenprodukt des Holzaufschlusses, fällt in großen Mengen bei der Herstellung von Zellstoff an, wird jedoch hier bisher vorwiegend und vergleichsweise ineffektiv zur prozessinternen Energiegewinnung genutzt. (Text gekürzt)
Das Projekt "Schweizerische Akademie der technischen Wissenschaften" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bundesamt für Bildung und Wissenschaft durchgeführt. Die Schweizerische Akademie der technischen Wissenschaften SATW wurde 1981 als privatrechtliche Vereinigung ins Leben gerufen. Sie will den technischen Wissenschaften und damit dem Lande dienen. Als nicht kommerziell orientierte, politisch unabhaengige Dachgesellschaft mit Einzelmitgliedern und zurzeit 39 Institutionen und Gesellschaften bildet sie einen Zusammenschluss aller technischen Richtungen der Schweiz. Sie ist die juengste der vier nationalen Akademien. Ueber ihre Mitglieder - die Fachvereinigungen, die Einzelmitglieder und ihre Korrespondierenden Mitglieder in aller Welt - bildet sie ein Forum fuer Kontakte zwischen den verschiedenen technisch-wissenschaftlichen Gebieten und ist deshalb hervorragend geeignet fuer die Durchfuehrung multidisziplinaerer Aktivitaeten im Bereich der technischen Wissenschaften. Aktive Forscher und Ingenieure aller Berufsrichtungen, der Industrie, den Schulen und den Forschungsanstalten tragen bei zur umfassenden Behandlung anstehender Fragen. Das Bundesgesetz ueber die Forschung anerkennt sie SATW formell als eine der nationalen Institutionen der Forschungsfoerderung. Es spricht ihr wichtige Aufgaben in den Bereichen Kommunikation, Austausch und Koordination auf nationaler wie internationaler Ebene zu. Die SATW beteiligt sich aktiv an der Erarbeitung der schweizerischen Wissenschaftspolitik. Projektziele: Die SATW foerdert die Entwicklung der technischen Wissenschaften in der Forschung und in der Lehre. Sie erfuellt in erster Linie Funktionen der Kommunikation und der Koordination. Einen Teil ihrer Mittel wendet die SATW fuer die Unterstuetzung wissenschaftlicher Projekte ihrer Fachgesellschaften wie auch fuer wissenschaftliche Publikationen auf. Die SATW ueberbindet Kommissionen und Arbeitsgruppen des Vorstandes oder des Wissenschaftlichen Beirates bestimmte Auftraege, die nicht selten von nationalem Interesse sind. Ueber ihre Forschungskommissionen, die zugleich Organ des Schweizerischen Nationalfonds ist, vergibt die SATW Stipendien an jungen Forscher und Absolventen einer hoeheren technischen Bildung mit dem Ziel, Aufbauarbeit in als foerderungswuerdig bekannten Gebieten zu leisten. Die SATW beteiligt sich an Planung und Koordination der schweizerischen Forschungstechnik; sie arbeitet mit den Behoerden und den anderen wissenschaftlichen Institutionen der Schweiz zusammen. Die SATW liefert Stellungnahmen und Gutachten zu Fragen, welche das Gemeinwohl betreffen, so zu Problemen der technisch-wissenschaftlichen Ausbildung, der Energie oder der Umwelt. Die SSATW bemueht sich, Forschungsergebnisse bei einem breiteren Publikum bekannt zu machen. Womoeglich, traegt sie zur Popularisierung wissenschaftlicher Erkenntnisse und Methoden bei. Die SATW regt ihre Mitglieder in der Rolle als Foerderer des technischen Fortschrittes und den damit verbundenen Auswirkungen an, ueber ihre Verantwortung, die sie der Allgemeinheit gegenueber tragen, nachzudenken.
Das Projekt "Weitergehende Reinigung kommunaler Abwässer mit Ozon sowie Aktivkohle für die Entfernung organischer Spurenstoffe (KomOzAk)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Wien, Institut für Wassergüte, Ressourcenmanagement und Abfallwirtschaft (E226) durchgeführt. Im Rahmen des Forschungsprojektes KomOzAk wurde eine Versuchsanlage mit Ozonung und Aktivkohlefiltration zur weitergehenden Abwasserreinigung (Behandlung von nach dem Stand der Technik gereinigtem Kläranlagenablauf) aufgebaut und betrieben. Ziel des Projekts war es, relevante Parameter für eine praktische Umsetzung der beiden technischen Verfahren hinsichtlich Bemessung und Betrieb zu erheben.
Die Kläranlagenablaufozonung wurde als großtechnische Pilotanlage mit einer Behandlungskapazität von 10.000 15.000 EW ausgeführt. Sie umfasste die Ozonungsstufe mit vier Ozon-Reaktionsbehältern, die parallel oder seriell und in unterschiedlicher Anzahl betrieben werden konnten, und drei parallel betriebene Nachbehandlungsverfahren (reines Reaktionsvolumen, Anthrazitfilter und Aktivkohle-Druckfilter mit granulierter Aktivkohle).
Parallel dazu wurde eine Pilotanlage mit Aktivkohleadsorptionseinheit mit granulierter Aktivkohle aufgebaut, die mit 3 m3/h beschickt wurde.
Die Wirksamkeit der Spurenstoffentfernung wurde anhand von zehn organischen Spurenstoffen untersucht. Für die Darstellung der Spurenstoffentfernung wurde auf die Indikatorsubstanzen des RiSKWa-Leitfadens zurückgegriffen.
Sowohl die Kläranlagenablaufozonung als auch die Aktivkohlefiltration erwiesen sich im Dauerbetrieb als stabile Verfahren.
Für den Routinebetrieb der Ozonung von nach dem Stand der Technik gereinigtem Abwasser wird eine spezifische Ozondosis von 0,7 g O3/g DOC empfohlen, da hier die ozonaffinen Substanzen vollständig und die moderat affinen zu etwa 60 % entfernt werden, die Bildung von Bromat als wesentliches Oxidationsnebenprodukt gering ist und der Einsatz von Betriebsmitteln in einem akzeptablen Bereich liegt. Die Entfernung von Spurenstoffen ist bei einer gegebenen Ozondosis von der Reaktivität mit Ozon, in geringerem Maße auch von OH-Radikalen, abhängig. Ab 0,4 g O3/g DOC wurden ozonaffine Indikatorsubstanzen, wie Carbamazepin und Diclofenac bis unter die Nachweisgrenzen entfernt. Die Entfernung der moderat mit Ozon reagierenden Indikatorsubstanzen Bezafibrat und Benzotriazol korrelierte mit der spezifischen Ozondosis. Während eine mittlere Entfernung von 70 % für Bezafibrat bei 0,7 g O3/g DOC erreicht wurde, war für dieselbe Entfernung von Benzotriazol eine spezifische Ozondosis von größer als 0,9 g O3/g DOC notwendig. Es konnte dabei kein Unterschied zwischen dem parallelen (Simulation eines volldurchmischten Beckens) und dem seriellen (Simulation eines kaskadierten Beckens) Betriebsmodus der Ozonreaktoren festgestellt werden.
Die UV-Absorption erwies sich als potentieller Überwachungs- bzw. Steuerungsparameter, da die Spurenstoffentfernung von moderat mit Ozon reagierenden Spurenstoffen, wie z. B. Bezafibrat gut mit der Reduktion des SAK254 korreliert. Für die Steuerung wird jedoch keine reine SAK254-Messung vorgeschlagen, die bei nur einer Wellenlänge (254 nm) erfolgt. (Text gekürzt)