Das Projekt "Teilvorhaben: 2.2a, 2.5a, 3.4 und 3.5" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Siemens Energy Global GmbH & Co. KG durchgeführt. Dieses Vorhaben ist Teil des AG Turbo Verbundprojekts 'TurboGrün - Turbomaschinen für Energiespeicher und grüne Brennstoffe'. Der Antragsteller SIEMENS Energy beteiligt sich dabei an zwei Arbeitspaketen. Das Arbeitspaket 'Stabile flexible Verbrennung klimafreundlicher Brennstoffe' widmet sich der Verbrennung von Wasserstoff in reiner Form sowie als Beimischung in Erdgas und schließt somit die Kette zu den Erneuerbaren Energien insofern, als dass die Erzeugung von sogenanntem grünen Wasserstoff durch Elektrolyse eine nachhaltige Speicherung des Stromüberschusses aus erneuerbaren Energieanlagen bedeutet. Übergeordnetes Ziel des Arbeitspaketes ist die Ertüchtigung von Gasturbinen-basierten Anlagen in der Energieerzeugung und dem Transport von wasserstoffhaltigen Brenngasgemischen mit einem Wasserstoffanteil von bis zu 100%. Schwerpunkte liegen dabei in der Entwicklung robuster und emissionsreduzierter Brenner für Gase mit hohen Wasserstoffanteilen. Das Arbeitspaket 'Expander und Verdichter für die Energiewende' widmet sich Verdichtern und Expansionskomponenten für Anwendungen in Speicherprozessen für die zukünftige von Erneuerbaren dominierte Energieinfrastruktur und in Prozessen der synthetischen Erzeugung klimaneutraler Brenngase. Für Turbinen und Expander, die in den Kreisprozessen der thermischen Speicherung eingesetzt werden, steht die Erweiterung der Auslegungssystematik für besondere Gasgemische in den Wärme- und Kältekreisläufen im Vordergrund. Unter anderem müssen besondere Maßnahmen zur Abdichtung getroffen werden, um die Ausströmung der Prozessgase in die Umgebung zu verhindern. Radialverdichter der Zukunft werden mit neu zu entwickelnden multidisziplinären Auslegungsverfahren berechnet und konstruiert. Schließlich werden integrierte Bewertungen von Verdichtern im Hinblick auf Stabilität und Operabilität im Gesamtsystem betrachtet und Beiträge zur verbesserten Messtechnik geleistet.
Das Projekt "Teilvorhaben: 1.1, 1.4b und 3.2b" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Dresden, Institut für Strömungsmechanik, Professur für Turbomaschinen und Flugantriebe durchgeführt. Dieses Vorhaben ist Teil des Verbundprojektes AG Turbo OptiSysKom und zielt auf Verbesserungen des Sekundärluftsystems von Gasturbinen (AP1, AP2) bzw. des thermomechanischen Verhaltens von Dampfturbinen (AP3) und damit auf eine signifikante Steigerung der Lastwechselflexibilität unter Beibehaltung hoher Effizienz. Insgesamt wird eine maßgebliche Reduzierung des CO2-Ausstoßes bewirkt. Die Entwicklung derartig verbesserter Komponenten erfordert genaue Kenntnis von Strömung, Wärmeübergang (WÜ) und sekundärer Effekte in kühlluftführenden Strukturen von Gasturbinen (GT) bzw. in Toträumen von Dampfturbinen (DT). Auf Basis dieser Ergebnisse können Entwickler Modifikationen vornehmen, die zielsicher den Kühlluftverbrauch mindern (GT) bzw. schnelle Lastwechsel ermöglichen (DT & GT) ohne Beeinträchtigung der Betriebssicherheit. Diese Auslegungssicherheitssteigerung ist nur durch experimentelle Untersuchungen bestenfalls gestützt von probabilistischer Modellierung zu erlangen. Diese Ergebnisse fließen in konjugierte CFD-WÜ Modellierungen ein, die Industriepartner zur wärmetechnischen Auslegung nutzen. Ein erstes Teilvorhaben (AP1, TFA) hat zum Ziel Verfahren aus der Probabilistik bzw. Stochastik zur Beschreibung von Unsicherheit des Kühlluftsystems von GT zu quantifizieren und diese Verfahren industrietauglich zu machen. Die resultierenden zeitabhängigen Erkenntnisse werden maßgeblich zum besseren Verständnis und zur Robustheitseinschätzung der Maschine bei stark schwankenden Belastungen beitragen. Neben der Entwicklung bzw. Anwendung geeigneter Methoden aus dem Bereich der Probabilistik steht ebenfalls die Adaption und Applikation der Verfahren auf ingenieurtechnische Problemstellungen im Vordergrund. Ziel des Teilvorhabens (AP2, MFD) ist die Untersuchung des WÜ in einem realitätsnahen rotierenden Zweikammer-System mit umfassender Instrumentierung, der Teile eines GT-Verdichters abbildet. Das 3. Teilvorhaben (AP3, TEA) modelliert in versch. Aufbauten generische Toträume von DT.
Das Projekt "PACKAIR" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Stuttgart, Institut für Industrielle Fertigung und Fabrikbetrieb durchgeführt. Der boomende E-Commerce Markt sorgt mit Einwegverpackungen für ein stetig wachsendes Müllaufkommen. Viele Verbraucher:innen wünschen sich nachhaltigere Optionen wie ein Mehrwegsystem - praktische Lösungen für Versandhändler:innen gibt es jedoch kaum. In unserem Vorhaben entwickeln wir eine durch Luftdruck aufblasbare und größenverstellbare Mehrweg-Versandverpackung, welche in einem (teil-)automatisierten Prozess über den Postweg versendet wird ohne Müll zu verursachen. Über modular einbaufähige Sensoren können Daten wie z.B. der Standort, Erschütterungen oder Öffnungen erfasst werden. Damit machen wir den Versand sicher, nachhaltig und bequem. Ein PACKAIR erfüllt nicht nur die die komplexen, systemischen Ansprüche an eine Verpackung, sondern auch zusätzliche Vorteile für Versandhändler:innen: - Erhöhung des Produkt- und Diebstahlschutzes - Optimale Nutzung des Lagerraums im Leerzustand - Einsparung des Einkaufs und der Entsorgung von Einweg-Verpackungen und Füllmaterialien - Prozessbeschleunigung in Lagerlogistik - Verbesserung der Ökobilanz, Reduzierung des CO2- Footprints - Steigerung der Reputation und Kundenbindung Das 'Multi-Channel-Retourensystem', welches in mehreren Stufen realisiert werden soll, macht die Rückgabe der Versandverpackung für umweltbewusste Endverbraucher:innen unkompliziert. Ein Pfand und ein Belohnungssystem (Rabattgutscheine, Punkte sammeln, Baum pflanzen, etc.) schaffen Anreize für die Rückgabe der Versandverpackung. Es handelt sich um ein zirkuläres 'Packaging as a Service' Geschäftsmodell, bei dem Umsätze nicht durch den Verkauf, sondern durch eine Nutzungsgebühr pro Sendung generiert werden. Die Gebühr wird von Versandhändler:innen (B2B-Kunden) für die Nutzung des PACKAIR und des dazugehörigen Rücknahmesystems bezahlt. Darüber hinaus bietet PACKAIR Versandhändler:innen zusätzliche Serviceleistungen im Bereich Reporting und Promotion. Zum Zwecke der Umsetzung und Vermarktung des Vorhabens wird eine GmbH gegründet.
Das Projekt "Teilvorhaben: HTEL-STACK 1 - AP HTs.1.2 'Zellentwicklung und Langzeitvalidierung' sowie HTEL-STACK 2 - AP HTs.2.2 'Konzeptionierung eines Logistiknetzwerkes für die Fertigung von Zell- und Stack-Komponenten'" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von KERAFOL Keramische Folien GmbH & Co. KG durchgeführt. Die Hochtemperaturelektrolyse (HTEL) zeichnet sich im Vergleich zu anderen Elektrolysetechnologien durch einen hohen Wirkungsgrad und niedrige Betriebskosten aus. Daher stellt sie einen vielversprechenden Ansatz zur Erzeugung von grünem Wasserstoff dar. HTEL-Zellen und HTEL-Stacks sind dabei als Kernelemente der Schlüssel für dessen großwirtschaftliche und kosteneffiziente Herstellung. Um den Markt künftig großskalig bedienen zu können, bedarf es weiterer Entwicklungsschritte bei Lebensdauer, Materialkosten, Effizienz, Fertigungstechnologien sowie Produktionsskalierung. Das Verbundvorhaben 'HTs: HTEL-Stacks - Ready for Gigawatt' innerhalb der Technologieplattform 'H2Giga' adressiert genau diese Themen und hat damit entscheidenden Anteil an der Realisierung der Ziele der Nationalen Wasserstoffstrategie. Sunfire als Elektrolyseurhersteller übernimmt hierbei die Gesamtkoordination und bearbeitet gemeinsam mit Industrie und Forschung Fragestellungen zur Industrialisierung der HTEL-Zellen und -Stacks. Kerafol ist für die weitere Optimierung der Eigenschaften des Zellelektrolyts aus Zirkonoxid zuständig (alternative Rohstoffe, Verringerung der Dicke, Ausbeutesteigerung, Zellmechanik) und beteiligt sich an der Weiterentwicklung der Zellelektroden (Wasserstoffelektrode, Sauerstoffelektrode, Langzeittests). Wesentlich ist auch die Entwicklung eines (teil-)automatisierten Elektrolytfertigungsprozesses und dessen Evaluierung anhand von im Rahmen des Vorhabens angeschaffter Testanlagen. Parallel dazu werden die notwendigen Unterstützungsprozesse (Qualitäts-, Lieferanten- und Anlagenmanagement) aufgebaut. Ziel der beiden Teilvorhaben mit Beteiligung von Kerafol ist neben der Leistungsoptimierung der Zellen insb. die Entwicklung eines wettbewerbsfähigen Fertigungsprozesses in Deutschland, mit dem sich jährlich Elektrolyte für Systeme mit einer Elektrolyse-Gesamtleistung von mehreren 100 MW bereitstellen lassen.
Das Projekt "Teilvorhaben: TÜV SÜD" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von TÜV SÜD Industrie Service GmbH durchgeführt. Das Vorhaben ist Teil des Projektverbundes RegioExAKT 'Regionales Risiko Das Vorhabenist Teil des Projektverbundes RegioExAKT 'Regionales Risiko konvektiver Extremwetterereignisse: Anwenderorientierte Konzepte zur Trendbewertung und -anpassung'. Ziel des Vorhabens ist, in der Zukunft zu erwartende extreme Windbedingungen für Süddeutschland regionalisiert zu ermitteln und darzustellen. Aus diesen Ergebnissen sollen Anforderungen an Standards für Windlastwerte für Gebäude bzw. Bebauung allgemein abgeleitet werden. Diese neuen Windlast-Anforderungen werden anhand des derzeit geltenden Regelwerkes bewertet und, falls erforderlich, sollen Vorschläge für eine Aktualisierung erarbeitet werden. Die zur Verfügung gestellten prognostizierten Winddaten sind zu kategorisieren und zu regionalisieren. Hierfür steht ein geographisches Informationssystem (GIS) zur Verfügung, mit welchem Daten nicht nur dargestellt, sondern auch für eine weitere Bearbeitung aufbereitet werden können. Im nächsten Arbeitsschritt werden Windlastwerte für Gebäude und Bebauung in Abhängigkeit der künftigen Windbedingungen ermittelt und diese ebenfalls anhand des GIS räumlich dargestellt. In Abhängigkeit des zur Verfügung stehenden Datenmaterials werden die Daten probabilistisch analysiert und bewertet. Diese Ergebnisse können in eine planerisch direkt verwertbare Risiko-Analyse für Bebauung hinsichtlich zukünftig zu erwartender Windlasten eingearbeitet werden.
Das Projekt "Teilvorhaben: 2.2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt, Institut für Verbrennungstechnik durchgeführt. Dieses Vorhaben ist Teil des Verbundprojekts OptiSysKom - Optimierung der Prozesse und Systeme sowie der Lebensdauer der Gesamtanlage und ihrer Komponenten, einem neuen Forschungs- und Entwicklungsprogramm der AG Turbo zur Unterstützung der Energieforschung des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie. Das Vorhaben ist als AP2.2 Teil des zweiten Arbeitspakets Komponentenoptimierung zur CO2-Reduktion und behandelt Forschungs- und Entwicklungsaspekte künftiger innovativer Gasturbinenbrennertechnologie im Bereich der Brennstoffflexibilität mit hohem Wasserstoffanteil. Ziel ist es, ein Verbrennungssystem für die nächste Gasturbinengeneration für die Nutzung von Brennstoffen mit erhöhtem Wasserstoffanteil bis 100 % Wasserstoff zu entwickeln und zu verbessern (FLOX®-Gasturbinenbrenner bzw. strahlstabilisiertes Verbrennungssystem). Die Forschungsinhalte tragen dazu bei, die CO2-Emissionen von Gasturbinen durch Substitution kohlenstoffhaltiger Brennstoffe durch Wasserstoff zu reduzieren. Mit steigendem Wasserstoffanteil neigen Brennstoffe aufgrund erhöhter Reaktivität verstärkt zu Selbstzündung und Flammenrückschlag. Diese Effekte werden durch die angestrebte weitere Erhöhung von Druck und Flammentemperatur in Gasturbinen der nächsten Generation noch verstärkt. Zur Vermeidung ist es notwendig, die auftretenden Phänomene durch neuartige Messtechnik in Hochdruckexperimenten zu charakterisieren, Werkzeuge für die Brennerweiterentwicklung zu konzipieren und die Brennstoff/Luftvormischung zu verbessern.
Das Projekt "Teilprojekt 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Freiburg, Institut für Geo- und Umweltnaturwissenschaften, Professur für Hydrologie durchgeführt. Während insbesondere in Deutschland in den letzten zwei Jahrzehnten beachtliche Fortschritte im Risikomanagement von großräumigen Flusshochwassern erzielt wurden, besteht bezüglich Starkregen und Sturzfluten noch erheblicher Handlungsbedarf. Ziel des AVOSS-Verbunds ist daher, Zusammenhänge zwischen Starkregenereignissen, davon ausgehenden Sturzflutgefahren und potentiell resultierenden Schäden auf verschiedenen räumlichen Skalen zu bestimmen. Insbesondere die Verbesserung der Frühwarnung und örtlichen Umsetzung steht im Fokus. Aufgrund dessen, dass das TP1 das Gesamt-Vorhaben koordiniert und inhaltlich in allen Arbeitspaketen eingebunden ist, sind diese zu großen Teilen identisch mit den Zielen des Gesamt-Vorhabens. Kurz dargestellt sind die Ziele von TP 1 wie folgt: 1. Erstellung eines anwenderfreundlichen Starkregenindex (SRI) für die gesamte Bundesrepublik und darauf aufbauend die Erstellung einer quasi-operationellen nutzerorientierten Starkregenvorhersage auf Grundlage kontinuierlicher Radarvorhersagen. 2. Prototypische Entwicklung einer Sturzflutvorhersage (inkl. Aussagen zu deren Belastbarkeit) für kleine Einzugsgebiete in ausgewählten Testeinzugsgebieten, basierend auf umfangreicher hydrologischer Modellierung und in Kombination mit der kontinuierlichen Radarvorhersage. 3. Entwicklung und Test eines Verfahrens, um mit hochaufgelösten hydraulischen Modellen Szenarien von Starkregengefahrenkarten (SRGK) für ausgewählte, stark betroffene Pilotgemeinden abzuleiten. 4. Erstellung praxiserprobter Empfehlungen hinsichtlich der Ausgestaltung und Nutzung von schadensbasierten Gefahren- und Risikokarten bei Starkregen- und Sturzflutereignissen inklusive der entsprechenden Risikokommunikation.
Das Projekt "Teilvorhaben: FU Berlin" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Freie Universität Berlin, Institut für Meteorologie WE03 durchgeführt. Das Vorhaben ist Teil des Projektverbundes RegioExAKT 'Regionales Risiko konvektiver Extremwetterereignisse: Anwenderorientierte Konzepte zur Trendbewertung und -anpassung' mit Arbeiten zu folgenden Teilaspekten: 1. Beurteilung der Häufigkeit und Intensität zukünftigen konvektiven und zyklonalen Extremwetters in Süddeutschland im Vergleich mit dem Ist-Zustand. Bestimmung des volks- und versicherungswirtschaftlichen Risikos auf Basis zukünftiger Szenarien. Extremwetter-Vorwarnverfahren für den Flughafen München. Internetportal zur Verbreitung der Resultate an neue Nutzerkreise, Öffentlichkeit und Entscheidungsträger. 2. Einschätzung der möglichen Häufigkeit und Intensität von potenziellen Extremwetterereignissen unter den Bedingungen längerfristiger Klimaänderung. Ableitung relevanter regionaler statistischer und dynamischer Parameter auf der Basis von langjährigen Beobachtungen und Simulationen, um die konvektiven und zyklonalen Ereignisse zu charakterisieren. Der Zusammenhang zwischen großskaligen Vorläuferbedingungen und regionalen Extremereignissen wird untersucht, um Möglichkeiten der Steigerung der Vorhersagegüte zu analysieren. 3. Ökonomische Bewertung und Risikoabschätzung von Vulnerabilitäten bei Extremwetter auf Basis meteorologischer Eintrittswahrscheinlichkeiten.
Das Projekt "Teilvorhaben: Daten-Analyse Schnittstelle für maschinelle Diagnose von HVAC Systemen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bosch Thermotechnik GmbH durchgeführt. Monitoring / Optimierung von Heizungsanlagen über Web-Schnittstellen im Kontext CO2-Reduzierung und Steigerung der Energie-Effizienz. Fokus auf Bosch ''residential'' HVAC Systeme (Heating, Ventilation, Air Conditioning und Cooling), d.h. Systeme in 1-/2-Familienhäusern mit bestehender oder nachzurüstender Bosch Connectivity Infrastruktur zur Datenerfassung und Remote Control. Fehlerhafte Anlagenplanung, Installation, Parametrierung und Bedienung sowie unentdeckter Verschleiß können zu einem ineffizientem Betrieb führen, d.h. zur Verschwendung von Energie im Bereich von 5-30%. Ziel des Bosch Teil-Vorhabens ist eine datengestützte Identifikation von vorliegenden Fehlern und Ineffizienzen, deren Ursachenanalyse sowie Hinweise und Umsetzung von Verbesserungsmaßnahmen (mit Wirksamkeitsnachweis) auf Basis der durch Bosch-Technologien verfügbaren Anlagendaten (d.h. ohne zusätzliche externe Sensorik / Messwerterfassung). Mit Hilfe von Laborstudien an Bosch TT Anlagen werden die typischen Anlagen-Betriebsmuster für die häufigsten Effizienzprobleme in den Bosch Anlagendaten erkundet sowie deren Ursache und Abstellmaßnahmen identifiziert. Die gefundenen Merkmale dienen zur Diagnose und Behebung von Effizienzproblemen im Feld (verprobt in Bosch Feldtest-Anlagen). Es entsteht eine (Software- / Algorithmus- / Modell-) Funktionssammlung die es ermöglicht, einen erheblichen Teil der Bosch Bestandsanlagen auf Basis von bestehenden / erweiterten Bosch ''remote monitoring'' Lösungen mit minimalem Installations- und Betriebsaufwand regelmäßig zu überwachen und den Betrieb zu optimieren. Dabei wird auf zusätzliche Instrumentierung mit Sensoren, Steuerungs- und Kommunikationshardware verzichtet. Um eine Datenanalyse durch Bosch externe Partner zu ermöglichen (z.B. durch Kombination mit weiteren Daten wie Gebäude-, Nutzer-, Wetter-Information) wird im Rahmen des Teilvorhabens zusätzlich zu dem analytischen Teil eine generische Daten-Austausch Schnittstelle entwickelt.
Das Projekt "Teilvorhaben Reduzierung von Kosten und Emissionen durch die Bereitstellung eines Planungstools für ein optimiertes Design von inselnetzfähigen Stromnetzen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Hochschule Köln, Cologne Institute for Renewable Energy (CIRE) durchgeführt. Das hier präsentierte Vorhaben ist Teil des Gesamtvorhabens EnerShelF, welches zum Ziel hat, den Zugang zu Gesundheitsdiensten (SDG 3) sowie zu nachhaltiger Energieversorgung (SDG 7) in Ghana zu verbessern. Das Teilvorhaben des CIRE/ der TH Köln zielt insbesondere auf die Entwicklung und Bereitstellung eines Planungstools für ein optimiertes Design von inselnetzfähigen Stromnetzen wie PV-Diesel-Hybrid-Systeme für Gesundheitseinrichtungen in Ghana und ist dem und ist dem Arbeitspaket (AP) 3 des Gesamtvorhabens zuzuordnen. Es werden Langzeitmessungen des Strombedarfs und der Laststruktur an mehreren mittelgroßen Krankenhäusern durchgeführt. Auf der Basis dieser Messungen wird ein sektorspezifisches Strombedarfsmodell inklusive Energieeinsparmöglichkeiten und Lastverschiebungspotentialen für ghanaische Krankenhäuser erstellt (zusammen mit H-BRS). Spezielle Anforderungen an die Messungen hängen von der bestehenden Infrastruktur ab sowie von den vorhandenen, standortspezifischen Informationen. Zudem soll ein Planungsprogramm für eine verlässlichere und gründlichere ökonomische Auslegung und Bewertung von inselfähigen Stromnetzen wie PV-Diesel-Hybridsystemen für ghanaische Krankenhäuser entwickelt werden.
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| Bund | 31 |
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| Förderprogramm | 31 |
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| Deutsch | 31 |
| Englisch | 1 |
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| Boden | 20 |
| Lebewesen & Lebensräume | 25 |
| Luft | 16 |
| Mensch & Umwelt | 31 |
| Wasser | 16 |
| Weitere | 31 |