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Effiziente Abwassertechnik senkt CO2-Ausstoß und spart Energie

Mehr Geld für Spitzentechnologie in der Abwasserbehandlung Bei der Abwasserbehandlung lassen sich nach einer Studie des Umweltbundesamtes (UBA) große Mengen an Kohlendioxid einsparen. Durch Energieeffizienz-Maßnahmen sowie durch verbesserte Eigenenergieerzeugung lässt sich der Kohlendioxid-Ausstoß der Abwasserbehandlung in Deutschland um bis zu 40 Prozent senken. „Mit moderner Umwelttechnik können Abwasserbehandlungsanlagen einen wichtigen Beitrag zum Klimaschutz leisten. Höhere Energieeffizienz und eine stärkere Nutzung von Klärgasen sind die Schlüssel für eine klimaverträgliche Abwassertechnologie“, erklärte UBA-Präsident Jochen Flasbarth. Abwasserbehandlungsanlagen sind für 20 Prozent des Energiebedarfs in deutschen Städten und Gemeinden verantwortlich. Sie benötigen fast 4.400 Gigawattstunden (GWh/a) Strom pro Jahr und sind damit der größte Einzelenergieverbraucher vor Schulen, Krankenhäusern und anderen kommunalen Einrichtungen. Anders ausgedrückt: Die Jahresleistung eines modernen Kohlekraftwerks wird nur für das Betreiben von Abwasserbehandlungsanlagen benötigt. Pro Jahr entstehen so rund drei Millionen Tonnen des Klimagases Kohlendioxid. Dieser Energiebedarf lässt sich um über 20 Prozent senken. Darüber hinaus kann die Eigenenergieerzeugung der Abwasseranlagen im Betrieb verdoppelt bis vervierfacht werden. Damit könnten etwa 900 GWh Strom pro Jahr eingespart und somit rund 600.000 Tonnen Kohlendioxid-Emissionen vermieden werden. Zu diesem Ergebnis kommt die Studie „Steigerung der Energieeffizienz auf kommunalen Kläranlagen“ die im Auftrag des ⁠ UBA ⁠ erstellt wurde. Die Studie untersucht die Wechselwirkungen von Energieoptimierung und Anlagenbetrieb und zeigt geeignete Ansatzpunkte zur Energieeffizienzsteigerung auf. Dabei vergleicht sie etablierte Verfahren mit neuer Technik und beschreibt vielversprechende Ansatzpunkte für eine energetische Optimierung besonders bei der Belüftung des Abwassers und bei der Behandlung des Klärschlamms. Zudem weist sie nach: Auch die Energiegewinnung ist für einen energieeffizienten Betrieb der Kläranlagen bedeutend. „Gelingt es, Klärgas besser zu gewinnen und zu verwerten, ließe sich die Stromerzeugung durch kommunale Kläranlagen nahezu verdoppeln. Auch dadurch ließen sich rund 600.000 Tonnen Kohlendioxid pro Jahr einsparen“, so Jochen Flasbarth. Der neue Förderschwerpunkt „Energieeffiziente Abwasseranlagen“ bereichert das Umweltinnovationsprogramm des Bundesumweltministeriums. Gefördert werden innovative Konzepte zur Energieoptimierung und zum Ressourcenschutz in der Abwasserbehandlung. Das fängt an beim Abwassertransport in der Kanalisation und geht über die Behandlung des Abwassers bis hin zur Einleitung in die Gewässer. Weitere Aspekte sind die Abwärmenutzung im Kanalnetz, die Stromeinsparung und Energieerzeugung in Kläranlagen, die Erhöhung der Energieeffizienz sowie die Rückgewinnung von Rohstoffen aus dem Abwasser und dem Klärschlamm.

Software Solutions for Environmental and Sustainability Management

Environmental and sustainability-related data is becoming increasingly important for corporate success, not least because of rising regulatory requirements. The use of software solutions and digital technologies offers numerous potentials for process optimisation, decision support and improvement of environmental performance. At the same time, barriers and challenges are known from corporate practice. This report examines the potentials and challenges of software use in corporate environmental and sustainability management and formulates recommendations for action for software providers, software users and policymakers. Veröffentlicht in Texte | 153/2022.

Konzepte zur Charakterisierung klinischer CT-Systeme unter Einbeziehung von Bildqualität und Dosis - Vorhaben 3613S20007

In Germany, as in most Western countries, the exposure to the population due to CT examinations has increased over the last twenty years, despite major technological progresses which might lead to the expectation that doses would decrease. The last survey organized in Germany showed that in 2014 the average dose per inhabitant due to CT was 1.0 mSv compared to 0.8 mSv in 2007. Thus, the use of CT is a major source of concern for Public Health Authorities such as the “Bundesamts für Stahlenchutz” in Germany. Among the ways to control the population exposure creeping upwards one should ensure that the principle of justification is correctly applied and that the radiological examination and intervention are optimized in terms of the balance of low dose against required image quality. In the context of optimization, the units used should work efficiently to ensure that there is no waste of radiation in the imaging process. The aim of this project is to propose a way to benchmark CT units, allowing the assessment of the efficiency of CT units using clinically relevant protocols. The project was made of four work-packages. The first work-package was a review of the literature dedicated to image quality assessment in CT imaging. During this work-package the clinically relevant protocols used for benchmarking were also defined. The second work-package was dedicated to the set-up of the methodology to be used when dealing with the benchmarking of CT units using two different concepts. The third work-package was the application of these concepts on eight CT units; including two models from each of four manufacturers. Finally, the fourth work-package consisted in the analysis of the data with the proposal of a strategy to establish a dose efficiency index (DEI) to quantify the CT unit performances.

Ressourceneffizienz und Ressourcenschonung im Blick

Überarbeitete VDI 4800 Blatt 1 als Gründruck veröffentlicht Die 2014 erschienene VDI 4800 Blatt 1 ist die erste systematische Richtlinie für die Messung und Bewertung von Ressourceneffizienz. Nun wurde sie umfassend überarbeitet – und adressiert neben der Ressourceneffizienz jetzt auch ausdrücklich die Ressourcenschonung. © PantherMedia/stokkete Standardisierung trägt dazu bei, ein nachhaltiges Wirtschaften zu erreichen. Schließlich lassen sich mithilfe von Normen und Richtlinien einheitliche Anforderungen an Produkte, Verfahren und Prozesse formulieren, die wiederum maßgeblich dazu beitragen können, Abläufe zu optimieren und nachhaltig zu gestalten. Wegweiser für ressourceneffizientes Wirtschaften Eine solche Richtlinie ist die VDI 4800 Blatt 1 „Ressourceneffizienz – Methodische Grundlagen, Prinzipien und Strategien“. Sie bildet seit 2014 den Rahmen der VDI-Richtlinienreihe zur Ressourceneffizienz. Initiiert durch das VDI Zentrum Ressourceneffizienz (VDI ZRE) und organisiert von der VDI-Gesellschaft Energie und Umwelt (VDI-GEU), wurde die Richtlinie in einem Gremium aus Vertreterinnen und Vertretern aus Wissenschaft, Wirtschaft und Verbänden erarbeitet. Sie bietet seither den methodischen Rahmen für die Bewertung der Ressourceneffizienz von Produkten, Dienstleistungen sowie Organisationen und beinhaltet Prinzipien der Lebenswegbewertung und konkrete Strategien und Maßnahmen, die ein ressourceneffizientes Handeln unterstützen. Seit dem 1. August 2023 liegt die VDI 4800 Blatt 1 nun in einer umfassenden Überarbeitung als Entwurf – dem sogenannten Gründruck – vor. Ressourceneffizienz und Ressourcenschonung für mehr Nachhaltigkeit Insbesondere in Zeiten, in denen laut National Footprint & Biocapacity Account (NFA) der Pro-Kopf-Verbrauch von Ressourcen in Industrie- und Schwellenländern Jahr für Jahr weiter ansteigt, ist es entscheidend, Ressourceneffizienz und Ressourcenschonung als Einheit für ein nachhaltiges Wirtschaften zu begreifen. Denn während Ressourceneffizienz das Verhältnis von quantifizierbarem Nutzen zu dem damit verbundenen natürlichen Ressourcenaufwand beschreibt, bedeutet Ressourcenschonung die absolute Senkung der eingesetzten Ressourcen. Das berücksichtigt die überarbeitete VDI 4800 Blatt 1 und thematisiert neben der Ressourceneffizienz nun explizit die Ressourcenschonung. Aktualisiertes Know-how und interaktive Entscheidungshilfe Sowohl unter Gesichtspunkten der Ressourceneffizienz als auch der Ressourcenschonung ist es entscheidend, keine Maßnahmen umzusetzen, die im betrachteten Prozess den Ressourceneinsatz vermindern, bei vor- oder nachgelagerten Prozessen jedoch zu zusätzlichen Ressourceneinsätzen führen. Zur Vermeidung gibt die Richtlinie wichtige methodische Empfehlungen und zeigt, dass eine verbesserte Ressourcennutzung in allen Phasen des Produktlebenswegs möglich ist. Aus diesem Grund wurden die im sechsten Kapitel aufgeführten Maßnahmen im Rahmen der Überarbeitung einer grundlegenden Prüfung unterzogen, aktualisiert und u. a. um Aspekte der Digitalisierung und spezifische Dimensionen der Kreislaufführung von Ressourcen ergänzt. Außerdem wurde der VDI 4800 Blatt 1 eine interaktive Entscheidungshilfe zur Lebensweganalyse hinzugefügt. Sie liegt der Richtlinie als CD-ROM bei oder steht als Download zur Verfügung. Dieses Hilfsmittel unterstützt Anwendende bei der Bewertung von geplanten Ressourceneffizienz- und Ressourcenschonungsmaßnahmen. Es hilft bei der Einschätzung, ob für die jeweilige Bewertung eine komplette Lebensweganalyse notwendig ist oder lediglich eine partielle Auswertung ausreicht. Der Gründruck der VDI 4800 Blatt 1:2023-08 kann über den Beuth Verlag kostenpflichtig hier erworben werden. Weiterführende Informationen rund um das Thema Normen- und Richtlinienarbeit hat das VDI Zentrum Ressourceneffizienz hier gebündelt.

Auswertung des Förderschwerpunktes "Energieeffiziente Abwasseranlagen" im Umweltinnovationsprogramm

Es ist bekannt, dass Kläranlagen zu den größten kommunalen Stromverbrauchern zählen und ein großes Einsparpotenzial aufweisen. 2008 wurde dazu eine Studie des UBA veröffentlicht, die eine systematische Erhebung der Ist-Situation enthielt und Zielwerte für die Energieeffizienz in Abwasseranlagen vorschlug. Zur Umsetzung des identifizierten Optimierungspotenzials wurde daraufhin im Rahmen des Umweltinnovationsprogramms der Förderschwerpunkt "Energieeffiziente Abwasseranlagen" initiiert. Ziel war innovative Projekte zur Stromeinsparung bzw. zur Steigerung der Stromproduktion aus Faulgas, sowie zur Nutzung von Abwärme aus dem Abwasserkanal zu fördern. Mit dem vorliegenden Bericht werden die Ergebnisse des Förderschwerpunktes zusammengestellt und bewertet. Die geförderten Projekte haben gezeigt, dass Stromeinsparungen in der Größenordnung von 10 bis 20 % möglich sind und die Einwohnerspezifische Stromerzeugung aus Faulgas sogar im Mittel um 45 % gesteigert werden konnte, ohne dass es zu Verschlechterungen der Reinigungsleistung kam. Die Stromeinsparungen wurden vor allem im Bereich der Maschinentechnik und Prozess-Steuerung der biologischen Reinigungsstufe erzielt. Maßgeblich für die Effizienzsteigerung waren weniger der Einsatz völlig neuer Technologien als vielmehr die Optimierung und innovative Kombination bekannter und neuartiger Verfahren mit Blick auf Energieeffizienz und Ressourcenschutz. Aufgrund des inzwischen gestiegenen Wissensstandes werden als Ergebnis der Auswertung verschiedene Anpassungen der Förderkriterien für künftige Projekte empfohlen. Insbesondere betrifft dies den Ersatz fixer Zielwerte zugunsten anlagenbezogener Idealwerte und die Durchführung von Energieana-lysen vor und nach der Umsetzung der Projekte. Quelle: Forschungsbericht

Wissenstransfer zur Umsetzung Wasserrahmenrichtlinie

Der Arbeitskreis landwirtschaftlicher Gewässerschutz ist eine Initiative der Landwirte im Freistaat Sachsen zum Schutz und zur Reinhaltung unserer Gewässer. Über einen kooperativen freiwilligen Ansatz werden stoffaustragsmindernde, standortangepasste Maßnahmen in Praxisdemonstrationen auf ihre Wirksamkeit überprüft und in Workshops/Feldtagen ausgewertet. Die einzelbetriebliche Beratung begleitet die Landwirtschaftsbetriebe während der Erprobungs- /Einführungsphase sowie der Optimierung, Ausweitung und dauerhaften Beibehaltung der stoffaustragsmindernden Verfahren. Projektlaufzeit: 2019-2023

Teilprojekt 1.4.2

Das Projekt "Teilprojekt 1.4.2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von OM Maschinenbau GbR durchgeführt. Nachdem es bereits gelungen ist, Formholzrohre mit bauüblichen Maßen als Einzelstücke zu fertigen, müssen weitere Anstrengungen zur Produktion kleiner und großer Serien unternommen und der Markteinstieg technisch fundiert vorbereitet werden. Daher konzentrieren sich die Anstrengungen auf die Herstellung von drei Meter langen Rohren auf einer eigens dafür konzipierten Pilotanlage. Bei diesen Untersuchungen steht nicht mehr vorrangig die Machbarkeit sondern die Wirtschaftlichkeit und Produktivität im Vordergrund. Für den zuverlässigen Betrieb der Anlage und die Qualität der Produkte müssen die Parameter über alle Phasen der Erzeugung wie Vor- und Nachbehandlung sowie der Umformung optimiert werden. In Ermangelung grundlegender Forschungen auf diesem Gebiet, kann die Optimierung lediglich auf experimenteller Basis erfolgen. Eine detaillierte Beschreibung der Teilprojekte und Arbeitspakete ist der Teilvorhabensbeschreibung und dem Arbeitsplan zu entnehmen. Die Firma OM Maschinenbau ist an den folgenden Teilprojekten beteiligt: TP 1.4.2, TP 1.4.3, TP 1.4.5, TP 1.4.8 und TP 1.4.9. Vor der Umformung müssen die Platten in der Dampfkammer behandelt werden. Der Temperatur und Feuchtigkeit der Platte werden unmittelbar beim Herausnehmen aus der Kammer mit Hilfe einer Infrarotkamera und einem Mikrowellensensor über der gesamten Platte erfasst. Die Daten werden in Beziehung gesetzt zum Bruchverhalten und statistisch ausgewertet.

Teil 2

Das Projekt "Teil 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von WABAG ESMIL durchgeführt. Im Gesamtvorhaben soll durch die Kombination des Belebungsverfahrens mit der Unterdruckmikrofiltration eine Verfahrenstechnik zur verbesserten Reinigung von sanitaeren Schiffsabwaessern und vorbehandelten Bilgenwaessern entwickelt und erprobt werden. Im Arbeitsschritt 1 wird die gemeinsam abgestimmte Anlagentechnik verfahrenstechnisch geplant, gebaut, installiert und durch unser Fachpersonal in Betrieb genommen. Der Betrieb der Anlage wird begleitet, um Stoerungen sofort beheben zu koennen und Optimierungspotentiale aufzudecken. Im Arbeitsblatt 2 werden die Ergebnisse der landgestuetzten Versuche in der Realisierung von 3 Erprobungsanlagen umgesetzt. Die 3 Erprobungsanlagen werden geplant, gebaut, klassifiziert, installiert und in Betrieb genommen. Der Betrieb wird begleitet, um die Ueberpruefung in baulicher, konstruktiver und verfahrenstechnischer Hinsicht zu gewaehrleisten.

Erzeugung von Energie und Waerme durch Vergasung von Rinde

Das Projekt "Erzeugung von Energie und Waerme durch Vergasung von Rinde" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Friedrich Wahl GmbH & Co. KG durchgeführt. Objective: Using a double stage gasifier (Michel Kim system) to use locally produced wood waste for gas production. The gas is subsequently used as the source of fuel for 4 Otto gas engines having a total generating capacity of 500 Kw.el. General Information: Gasification of bark is performed in a Michel Kim gasification system of +/- 500 kW el. capacity, working in concurrent flow. The system consist of a two-stage gasifier made by Spama of Berlin. The primary gasification stage partially gasifies pre-dried wood waste to produce an intermediate product (coke) at around 600 degree. C. The air in the gasifier is preheated with waste heat. The secondary stage consists of a coke bed at 950 degree. C. fired by pure air which converts the tars and residual heavy hydrocarbons into combustible gas. The gas then passes through a washer and a cooler. Waste heat from the cooler is used to pre-dry the gasification material. Four Otto gas engines (M.A.N.), each with a capacity of 125 kW el., have been installed. The entire unit is automatic and operates unmanned. Heat produced is used for: - the timber drying halls - the work rooms - the office and accommodations - the storage heaters. Achievements: The Michel Kim gasifier has worked since autumn 1984: many problems have been solved, but the gas production has never been enough for feeding the four gas engines. With a wood waste containing up to 160 per cent moisture, about 580 m3 gas were produced, enough to generate 170 - 250 kWh of electricity. It was impossible to generate any more electricity with the gasifier. It would have taken two gasifiers to attain the 450 kWhe which the sawmill needed. The results obtained clearly show that technical improvements are still necessary in order to run in optimal conditions. Economically the process is not viable with the present energy prices. After more than one year of attempts to improve process efficiency, the project has been stopped.

Teil ARP

Das Projekt "Teil ARP" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von ARP-Asphaltmischwerke Rheinhessen-Pfalz GmbH & Co.KG durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist die Optimierung des Ressourcenverbrauchs bei der Herstellung und Anwendung von Asphaltprodukten. Dazu soll ein möglichst hoher Anteil an RC-Produkten wie Gleisschotter, RC-Sande, Asphaltfräsgut und Mischkunststoffabfällen verwendet werden. Dies schont die mineralischen Baustoffreserven und minimiert den Bedarf an frischem Bitumen. Altkunststoff als Bindemittel wird zudem nicht gesondert modifiziert, sondern direkt in einem Arbeitsschritt im Mischer zusammengeführt. Die Altkunststoffe senken die Mischtemperatur. Diese Vorgehensweise führt zu einer Prozessverkürzung, einem geringeren Energiebedarf, einer Verringerung der Luftemission und zu längeren Standzeiten der Mischaggregate und auch der Asphaltflächen. In Laborversuchen wird die Zusammensetzung des Asphalts optimiert und anhand von genormten Prüfmethoden getestet. Für die Asphaltmischanlage werden die Parameter Mischtemperatur, Mischdauer und Mischergeometrie optimiert. Recycling-Asphalt wird auf einer Musterfläche eingebaut und unter realen Bedingungen getestet. Die Ergebnisse des Projektes sollen eine Baustoffzulassung für einen RC-Asphalt ermöglichen.

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