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Development of a Green Investment Scheme Project Idea Note for Energy Efficient Lighting in the Ukraine

Das Projekt "Development of a Green Investment Scheme Project Idea Note for Energy Efficient Lighting in the Ukraine" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von GFA Envest GmbH durchgeführt. The objective of the assignment is to develop a Project Idea Note (PIN) for a Programme of Activities (PoA) in the context of a Green Investment Scheme (GIS) in the Ukraine in the sector of energy efficient lighting. This PIN describes the possible project setup of a program for the replacement of inefficient lighting appliances (i.e. incandescent bulbs (ICLs)) through energy efficient Compact Fluorescent Lamps (CFLs) in public buildings. Such a program would significantly reduce energy consumption while providing the same quality of lighting services. These energy savings also result in a reduction of CO2 emissions related to the CO2 intensity of the Ukrainian electricity grid. These emission reductions may be sold on an inter-governmental level, the so-generated funds may be used to finance the program activity. In the PIN the the project setup is proposed, a conservative ex-ante calculation of emission reductions is done, a 'hard greening ratio (i.e. 1:1) is proposed, as well as monitoring- and carbon revenue disbursement schemes. This document shall facilitate the intergovernmental negotiation between the government of Ukraine and a buying country. GFA ENVEST provided the following services: Proposal of an GIS project setup, identifying an appropriate program proponent and defining an adequate program scope; Assessment of the combination of a JI PoA (pre 2012) with an GIS (post 2012) structure applying a 'hard greening ratio; Establishment of a conservative baseline following AMS II.J, (Version 3) and assessment of the Ukrainian grid emission factor; Design of a monitoring scheme for the JI PoA (pre 2012) in combination with a monitoring scheme for a GIS (post 2012); Conduction of an overall financial assessment (JI and GIS revenues, program costs) and development of a proposal for the disbursement of carbon revenues.

Teilvorhaben: 3.1b und 4.2c

Das Projekt "Teilvorhaben: 3.1b und 4.2c" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Dresden, Institut für Strömungsmechanik, Professur für Magnetofluiddynamik, Mess- und Automatisierungstechnik durchgeführt. Das geplante Vorhaben ist Teil des Verbundprojektes AG Turbo Turbogrün und zielt auf die experimentelle Untersuchung von Masseströmen im Sekundärluftpfad von Gasturbinen und dem damit verbundenen Einfluss auf den Wärmeübergang bzw. auf die Wärmeleitung. Zusätzlich ist eine experimentelle Untersuchung zum Wärmeübergang an Dampfturbinen geplant. Einer der Schwerpunkte liegt auf der Untersuchung der Abhängigkeiten zwischen den an den Dichtelementen austretenden Kühlluftmasseströmen und der Wärmeleitung über die Dichtelemente. Dabei soll speziell der Einfluss der Anpresskraft an den Dichtungen auf die Kontaktwärmeleitung und den Leckagemassestrom untersucht werden. Zusätzlich soll der Einfluss des Kühlluftmassestromes auf die Temperaturverteilung eines im SLM-Verfahren hergestellten Decksegments einer Turbinen-Laufreihe untersucht werden. Ein weiterer Schwerpunkt im Projekt liegt auf der Untersuchung der thermischen Belastung der Gehäusestrukturen im Bereich eines Zwischenraums an einer Modelldampfturbine. Hier soll der Einfluss der variablen Parameter des Dampfs und der Maschinenbelastung auf die Temperaturverteilung und die Verteilung des Wärmeübergangs an stehenden Bauteilen der Gehäusestruktur experimentell erarbeitet werden. Eine der zentralen Herausforderungen stellt für beide Themenschwerpunkte die messtechnische Bestimmung des Wärmeübergangs und der Temperaturverteilung unter den zu erwartenden, hohen thermischen Belastungen sowohl am Versuchsstand für die SLM-Decksegmente an der TU Dresden als auch am Dampfturbinenversuchsstand der HSU Hamburg dar. Um diese Aufgabe zu erfüllen, soll die aktuell verfügbare Messtechnik für den erwarteten, erweiterten Betriebsbereich modifiziert und qualifiziert werden.

Erweiterung Wärmenetz Weil am Rhein

Das Projekt "Erweiterung Wärmenetz Weil am Rhein" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Stadt Weil am Rhein, Stadtwerke durchgeführt. Reduzierung der C02 Emissionen, Reduktion des Einsatzes von fossilen Energieträgern und Erhöhungder lokalen Wertschöpfung. Durch die Erschließung des benachbarten Baugebietes 'Hohe Straße', der Bebauung des Bereichs 'Messeplatz' und der geplanten Erweiterung des Wärmenetzes in den Westteil der Stadt Weil am Rhein können in erheblichem Maße neue Wärmekunden erschlossen werden. Parallel zum Ausbau der Wärmeleitungen, welche in den Jahren 2017 und 2018 erfolgen sollen, ist in den Folgejahren mit einem erheblichen Zuwachs an Wärmekunden zu rechnen. Für die Heizperiode 2017/18 kann der zu erwartende Zubau an Wärmekunden durch das erneuerte, leistungsstärkere BHKW und den zusätzlichen Pufferspeicher abgedeckt werden. Zur Heizperiode 2018/19 ist der Bau und die Inbetriebnahme einer zusätzlichen Heizzentrale auf der Basis von Biomasse geplant. Diese Biomassezentrale wird verkehrsgünstig an der Zufahrtstraße von Westen errichtet. Die Anlage ist als Rostfeuerung konzipiert, um auch qualitativ schlechteres Material (Landschaftspflegeholz, holziges Material Grünschnittsammelplätze) zu verwerten. Die Anlage wird neben einem qualitativ hochwertigen Elektrofilter mit einer Abgaskondensation und einer Entschwadungsanlage ausgestattet. Wesentliches Ziel ist es, die Rücklauftemperaturen des Wärmenetzes auf ein absolut technisches Minimalniveau abzusenken. Mit dieser Vorgehensweise kann die Spreizung zwischen Vor- und Rücklauf optimiert werden und damit die Rohrdimensionen minimiert werden. In der Folge sind die Netzverluste durch die geringen Rohroberflächen sehr tief werden und die Ausbeute der Abgaskondensation kann maximiert werden.

Teil: preCICE

Das Projekt "Teil: preCICE" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, Forschungs- und Lehreinheit Informatik V, Lehrstuhl für Informatik V: Wissenschaftliches Rechnen durchgeführt. Durch den Einsatz passiver Sicherheitssysteme bei Reaktoren der Generation 3+ können der Kühlkreislauf und das Containment nicht mehr getrennt voneinander betrachtet werden. So sind zum Beispiel bei Gebäudekondensatoren physikalische Effekte beider Systeme stark gekoppelt: Thermohydraulik in den Rohrleitungen, Wärmeleitung in komplizierten dreidimensionalen Strukturen (Kühlrippen) und eine konvektive Gas- oder Dampfströmung auf der Kondensatoraußenseite. Die Simulation des Gesamtsystems ist daher ein Multiphysikproblem, und damit ist eine Kopplung mehrerer Simulationsprogramme notwendig. Eine allgemeine Code-unabhängige Kopplung kann mittels der Open-Source Kopplungsbibliothek preCICE, die am Lehrstuhl für Wissenschaftliches Rechnen der Technischen Universität München und am Lehrstuhl für Simulation Großer Systeme an der Universität Stuttgart entwickelt wird, sehr effizient realisiert werden. Im Rahmen dieses Projektes wollen wir eine preCICE-Schnittstelle für AC2 entwickeln. Diese soll zuerst für das Modul ATHLET implementiert werden. Da schon eine große Anzahl verschiedenster Simulationsprogramme wie ANSYS Fluent, COMSOL, OpenFOAM, CalculiX, oder Code-Aster über eine preCICE-Schnittstelle verfügen, würden dadurch alle diese Programme unmittelbar für gekoppelte Analysen mit ATHLET nutzbar. Ein weiterer Vorteil dieser Schnittstelle ist, dass dadurch nicht nur die gleichzeitige Kopplung von zwei Rechenprogrammen, sondern drei oder auch mehr, möglich ist. Die detaillierte Simulation des genannten Beispiels des Gebäudekondensators wird hierdurch erst möglich. Da ähnliche multiphysikalische Probleme auch bei den modularen Reaktoren, die in vielen Ländern als die Zukunft der Nukleartechnik gesehen, auftreten, ist die angestrebte Implementierung einer preCICE-Schnittstelle in ATHLET ein notwendiger Schritt für die Zukunftsfähigkeit von ATHLET.

Si- und SiGe-Dünnfilme für thermoelektrische Anwendungen (SiGe-TE)

Das Projekt "Si- und SiGe-Dünnfilme für thermoelektrische Anwendungen (SiGe-TE)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von IHP GmbH - Innovations for High Performance Microelectronics,Leibniz-Institut für innovative Mikroelektronik durchgeführt. Ziel des Verbundprojektes ist die Erarbeitung von Grundlagen zur Realisierung effizienter thermoelektrischer Dünnschichtbauelemente auf Si-und SiGe-Basis, wobei Konzepte zur ZT-Erhöhung im Focus stehen. Im TV-3 wird die Anwendung von Versetzungsnetzwerken in dünnen SOI-Strukturen für Si-basierte thermolektrische Generatoren grundlegend erforscht. Die Eigenschaften von Netzwerken in Si führen u.a. zur Verringerung des Widerstandes und der Wärmeleitung. Hierdurch kann eine wesentliche ZT-Erhöhung von Si erreicht werden. Ziel ist es, eine Konzeption für einen Demonstrator vorzulegen, der sich auf dem Chip integrieren lässt. Die Arbeiten zu TV-3 verbinden die Kompetenzen von MPI Halle, BTU Cottbus und IHP Frankfurt (Oder) zur Halbleiter-Technologie einschliesslich Waferbonden, zum Bauelemente- und Schaltungsentwurf und zur Diagnostik. Die Arbeiten des IHP konzentrieren sich auf die Charakterisierung von Material und Teststrukturen, Funktionselementen sowie auf Beiträge zum Integrationskonzept. Es werden u.a. Verfahren der HL-Mikroskopie u. -Spektroskopie genutzt und an die Probleme angepasst werden. Dabei werden der Einfluss von Parametern (Struktur des Versetzungsnetzwerkes, Dotierstoffkonzentration, Leitungstyp usw.) auf ZT, Thermospannung und Wirkungsgrad untersucht. Besondere Berücksichtigung erfährt dabei - in Hinblick auf das Design der Funktionselemente und das zu erarbeitende Integrationskonzept - die Wechselwirkung zwischen Material und Technologie.

Teilvorhaben: Entwicklung des Demonstrators und Integration der HF- und IR-Heizquellen sowie der Sensorik

Das Projekt "Teilvorhaben: Entwicklung des Demonstrators und Integration der HF- und IR-Heizquellen sowie der Sensorik" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fricke und Mallah Microwave Technology GmbH durchgeführt. Motivation: KMU bilden eine tragende Säule der deutschen Wirtschaft. Sie sind oft hochspezialisiert, wichtige Partner in Innovations- und Wertschöpfungsketten und Treiber des technischen Fortschritts. KMU-getriebene Innovationen im Bereich der Elektroniksysteme tragen dazu bei, dass Deutschland seine Wettbewerbsfähigkeit als Produktions- und Entwicklungsstandort in den Anwenderbranchen elektronischer Systeme stärkt. Ziele und Vorgehen: Ziel des Projektes ist die Entwicklung eines neuen thermo-elektrischen Systems für die industrielle Nahrungsherstellung. Durch den Einsatz eines kombinierten Hochfrequenz- und Infrarot (IR)-Moduls sollen die Backergebnisse optimiert werden. Dazu wird ein Keramik IR-Strahler in eine Hochfrequenzelektrode integriert. Durch die zusätzliche Ausstattung mit einem Feuchte-Sensorsystem und einer intelligenten elektronischen Regelung sollen sowohl die Energieeffizienz der Anlage als auch die Produktqualität weiter verbessert werden. Innovationen und Perspektiven: Die Innovation des Projektes liegt in der Kombination von Hochfrequenz- und Infrafrot-Erwärmung: So wird eine prozesstechnische wie energetisch optimierte, gezielte, kontaktlose Erwärmung von Lebensmitteln in der industriellen Fertigung und Verarbeitung erzielt. Die so entwickelte Anlage kann gegenüber konventionellen thermischen Verfahren in hohem Maße Energie und Zeit einsparen und dadurch aktiv den Klimaschutz unterstützen.

Work Package II - Material processing at Haean Basin scale: The role of hyporheic exchange and the riparian zone in NO3 and DOC export from catchments

Das Projekt "Work Package II - Material processing at Haean Basin scale: The role of hyporheic exchange and the riparian zone in NO3 and DOC export from catchments" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bayreuth, Fachgruppe Geowissenschaften, Bayreuther Zentrum für Ökologie und Umweltforschung (BayCEER), Lehrstuhl für Hydrologie durchgeführt. The hydrogeochemical dynamics in mountainous areas of the Korean Peninsula are mainly driven by a monsoon-type climate. To examine the interplay between hydrological processes and the mobilization and subsequent transport and export of nitrate and DOC from catchments, a field study was initiated in the Haean catchment in north-eastern South Korea under highly variable hydrologic conditions. In order to identify nitrate and DOC source areas, a subcatchment (blue dragon river) within the Haean basin, which includes different types of landuses (forest, dry land farming, and rice paddies), was selected. In 2009, high frequency surface water samples were collected at several locations during summer storm events. A similar but more comprehensive sampling routine was completed in 2010. In order to investigate the groundwater level fluctuations relative to the hydraulic potentials, a piezometer transect was installed across a second order stream of the subcatchment. The results so far suggest deep groundwater seepage to the aquifer with practically no base flow contributions to the stream in the mid-elevation range of the catchment. In 2009 the focus of research was within the subcatchment, in 2010 additionally a second piezometer transect was installed at a third order stream in the lower part of the catchment (main stem of the Mandae River) where more dynamic groundwater/surface water interactions are assumed due to expected higher groundwater levels in this part of the basin. In order to investigate these interactions piezometers equipped with temperature sensors and pressure transducers were installed directly into the river bed. Based on the observed temperature time series and the hydraulic potentials the water fluxes between the groundwater and the river can be calculated using the finite-difference numerical code, VS2DH. VS2DH solves Richard s equation for variably-saturated water flow, and the advection-conduction equation for energy transport. The field data collected at the second piezometer transect suggest that the investigated river reach exhibits primarily losing surface conditions throughout most of the year. Gaining groundwater conditions at the river reach are evident after monsoonal extreme precipitation events. At the transect streambed aggradation and degradation due to bedload transport was observed. Significant erosion has been reported throughout the catchment after extreme events. Results indicate that the event-based changes in streambed elevation, is an additional control on groundwater and surface water exchange. The streambed flux reversals were found to occur in conjunction with cooler in-stream temperatures at potential GW discharge locations. The export of nitrate and DOC were found to be variable in time and strongly correlated to the hydrologic dynamics, i.e. the monsoon and pre- and post-monsoon hydrological conditions. usw.

Simu-Roll-It: Rolle-zu-Rolle-Intensivnachtrocknung (Roll-it)

Das Projekt "Simu-Roll-It: Rolle-zu-Rolle-Intensivnachtrocknung (Roll-it)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Carolo-Wilhelmina zu Braunschweig, Battery LabFactory Braunschweig durchgeführt. In diesem Forschungsvorhaben wird eine wissensbasierte Handlungsempfehlung für bestehende und innovative Nachtrocknungsverfahren entwickelt, um diesen energieintensivsten Prozessschritt der Batteriezellproduktion zu optimieren. Das iPAT (TU Braunschweig) untersucht hierzu den Nachtrocknungsprozess im Makromaßstab auf seine technologische Umsetzbarkeit und Wirtschaftlichkeit und überträgt die gewonnenen Erkenntnisse in eine Handlungsempfehlung für bereits vorhandenen oder neu geplante Anlagen. Neben der prozesstechnischen Untersuchung wird insbesondere die Robustheit der Prozesse validiert. Das ifs (TU Braunschweig) befasst sich mit dem konduktiven Wärmeeintrag in Elektroden. Dieser neue Prozess ermöglicht im Gegensatz zur Infrarot- (IR) oder Konvektionstrocknung eine Erwärmung des Materials von innen heraus. Es erfolgt weiterhin eine Abschätzung des Kosten-Nutzen-Aspekts sowie die Entwicklung einer kontaktloses Temperaturmess- und Regelsystems. Das Projekt startet und endet mit dem Controlling Arbeitspaket (AP) 0. Im parallel beginnenden AP 1 wird der Einfluss der intensiven Nachtrocknung auf die elektrochemischen, strukturellen und mechanischen Eigenschaften durch das iPAT untersucht und ein Qualität-Eigenschafts-Modell hinsichtlich Performance und Lebensdauer erstellt. Im folgenden AP 2 entwickelt das iPAT ein Prozess-Qualitäts-Modell der Trocknung in Abhängigkeit von den Prozessparametern und der Elektrodenstruktur. Das AP 3 umfasst den Aufbau und die Erprobung der statischen / kontinuierlichen Trocknungsanlage mit IR (iPAT) und konduktiver Trocknung (ifs), sowie die Validierung des Trocknungsmodells (iPAT, ifs). Anschließend wird im AP 4 die Robustheit der Trocknungsverfahren durch gezielte Variation der Betriebsluftfeuchte untersucht (iPAT). Im finalen AP 5 werden die Prozesse durch das iPAT und ifs optimiert und bewertet und eine zusammenfassende Handlungsempfehlung für einen optimalen Trocknungsprozess erarbeitet und durch Experimente validiert.

Teilvorhaben: AP2.4 Thermal Abuse

Das Projekt "Teilvorhaben: AP2.4 Thermal Abuse" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Mercedes-Benz Group AG durchgeführt. Ziel des Teilvorhabens ist die numerische und experimentelle Untersuchung von Wärmeleitung, Einfluss von unterschiedlichen Kühlverfahren und Betrachtung Thermal runaway. Die Unterstützung mittels numerischer Methoden dient der Fokussierung des experimentellen Aufwands auf die essentiellen Parameter. In der Literatur sind nur wenige experimentelle Arbeiten zu diesem Themenbereich erschienen. Während zwar für die simulativen Arbeiten verschiedene Ansätze existieren, fehlt diesen der Abgleich mit realen Zellen und/oder Batteriemodulen. Die Fragstellung nach der Beherrschbarkeit eines thermal runaway ist bislang einzigartig. In der Analysephase sind die Darstellung des Stands der Technik und die Identifikation nutzbarer Vorarbeiten aus der Literatur geplant. Die anschließende Simulationsphase soll aufbauend auf vorhandenen Vorarbeiten die Darstellung eines vereinfachten Modells zur Erstsimulation der Eingangsfragestellung ermöglichen. Basierend auf Vorergebnissen für Einzelbauteile und der Annahme von Wärmeleitungszahlen (für Verbundstoffe) kann eine Darstellung des Wärmehaushalts erfolgen. Experimentelle Untersuchungen der Validierung der Erstannahmen, der detaillierten Untersuchung des Einflusses von Zyklenverhalten, Kühlmedien, Gehäusekonstruktion etc. auf den Wärmehaushalt der Zellen. Anhand der entsprechend ermittelten Werte für Wärmeleitung und geometrischen Anforderungen der Kühlkörper kann das Anfangsmodell präzisiert werden. Mit Kenntnis des Wärmeverhaltens vieler Zellen im Gesamtverbund ist eine vollständige numerische Lösung für den Wärmehaushalt eines Batteriemoduls möglich. Am Ende dieses Arbeitspaketes sollen alle für den Betrieb innerhalb von den Spezifikationen erforderlichen Parameter experimentell und numerisch erfasst und überprüft worden sein. Die beiden letzten Arbeitspakete dienen der abschließenden Validierung der Experimente und des Gesamtmodells anhand realer Betriebsparameter einschließlich der Aufsummierung mehrerer Störgrößen.

Pilotuntersuchung Dampf-Luft-Injektion im Kluftgestein - Standort Biswurm

Das Projekt "Pilotuntersuchung Dampf-Luft-Injektion im Kluftgestein - Standort Biswurm" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Stuttgart, Institut für Wasserbau durchgeführt. Die praxiserprobte Technologie der thermischen In-situ-Sanierung mit Dampf-Luft-Injektion (DLI) wird derzeit - als Novum in Europa - in einem geklüfteten Sandsteinaquifer im Rahmen einer Pilotierung erprobt. Auf Veranlassung der Stadt Villingen-Schwenningen wurde nach Prüfung und Vorplanungen von VEGAS die Pilotanwendung als Feasibility-Studie mit einem Zeitrahmen von 6 Monaten konzipiert. Neben dem erstmaligen Nachweis der technischen Machbarkeit und der Effizienz der DLI im geklüfteten Festgestein, soll die thermische Reichweite der Dampf-Luft-Injektion in der gesättigten Zone sowie die zu erwartende Steigerung des Schadstoffaustrags und der zeitliche Verlauf der Erwärmung des Untergrunds bestimmt werden. Die Ergebnisse sollen in die Dimensionierung und Kostenschätzung einer thermischen In-situ-Sanierung des Schadensherds am Standort einfließen. Die Pilotierung auf dem Gelände des ehemaligen städtischen Verbrennungsplatzes Biswurm der Stadt Villingen-Schwenningen umfasst einen Bereich unterhalb der ehemaligen Verbrennungsbecken (ca. 800 m2 Fläche) in dem erhöhte Gehalte an CKW, BTEX und KW in der Bodenluft und dem Grundwasser vorliegen (Schadensherd). Sie wird im Rahmen des Forschungsprogramms SAFIRA II des Helmholtz-Zentrums für Umweltforschung GmbH - UFZ, Leipzig, in Kooperation mit der Stadt Villingen-Schwenningen durchgeführt und durch die LUBW und das Regierungspräsidium Freiburg fachlich unterstützt. Die Finanzierung tragen etwa zu je ein Drittel das Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung Leipzig, das Land Baden-Württemberg und die Stadt Villingen-Schwenningen. Das UFZ setzt hierbei seine, von VEGAS für derartige Pilotsanierungen im Rahmen von übergreifenden F&E-Projekten konzipierten mobilen thermischen Sanierungsanlage in Modulbauweise ein (MOSAM). Die Dampf-Luft-Injektion im Grundwasserbereich kombiniert die Verfahren Bodenluftabsaugung, Air-Sparging und Dampfinjektion. Verfahrensbedingt können die in den Klüften vorliegenden Schadstoffe gasförmig ausgetrieben (verdampft) werden. Durch konduktive Erwärmung des Festgesteins über die Kondensation des Dampfanteils während der Ausbreitung des Dampfs in den Klüften soll am Sandstein imprägnierter Schadstoff desorbiert und verdampft werden. Über einen hohen Luftanteil (ca. 10 Ma%) wird ein gasförmiger Schadstofftransport erzeugt, bzw. die Gefahr einer Flüssigphasenverfrachtung vermindert. Die ausgetragenen Kontaminanten (LHKW, BTEX und kurzkettige MKW) werden über die Bodenluftabsaugung in der ungesättigten Zone erfasst und abgesaugt. Das bisherige Ausbreitungsverhalten der Dampffront in allen Bereichen ist durch eine ausgeprägte horizontale Ausrichtung gekennzeichnet. Eine deutlich messbare vertikale Ausbreitung des Dampfraums nach oben in Folge der Auftriebskräfte oder des Kluftsystems erfolgte nicht. Das nicht durchströmte Festgestein wird mittels Konduktion erwärmt. Die Eignung des Kluftaquifers für eine thermische In-situ-Sanierung wurde bisher bestätigt.

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