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Environmental data for Germany 2007

This brochure provides figures and facts about the use of natural resources in Germany. Indicators and trends show the areas in which efficiency gains are emerging and those in which resource efficiency still needs to be increased. Veröffentlicht in Broschüren.

Energieeffizienz bei Elektromotoren

Mindestanforderungen für Umweltentlastungen und Stromeinsparungen beschlossen Ab dem 16. Juni 2011 dürfen nur noch hocheffiziente Asynchron-Drehstrommotoren des Leistungsbereichs 0,75 Kilowatt (kW) bis 375 kW in Verkehr gebracht werden. Das beschloss der Ökodesign-Regelungsausschuss für Elektromotoren für die EU-Mitgliedstaaten und veröffentlichte die Mindestanforderungen für Energieeffizienz von Asynchron-Drehstrommotoren im Amtsblatt der EU (640/2009). Diese Motorenart kommt vorwiegend in Industrie und Gewerbe zum Einsatz und verursachte im Jahr 2005 fast 90 Prozent des Stromverbrauchs der Elektromotoren in den 27 EU-Mitgliedstaaten. Mit effizienteren Elektromotoren ließen sich EU-weit bis zum Jahr 2020 voraussichtlich 135 Milliarden kWh und 63 Millionen Tonnen Kohlendioxid (CO2) einsparen. „Das rechnet sich auch für Deutschland”, sagt der UBA-Vizepräsident Dr. Thomas Holzmann, „denn allein in Deutschland können so bis zum Jahr 2020 circa 27 Milliarden Kilowattstunden Strom weniger verbraucht und damit rund 16 Millionen Tonnen CO2-Emissionen vermieden werden. Zum Vergleich: Wir könnten auf den Bau von acht Großkraftwerken mit einer elektrischen Leistung von je 700 Megawatt verzichten.” Effizienzklassen ermöglichen, elektrische Antriebe nach ihrem Stromverbrauch und ihrem Wirkungsgrad zu klassifizieren. Die bisherigen europäischen Effizienzklassen (EFF) werden nach einer Übergangsfrist künftig durch die weltweit gültigen Effizienzklassen IE1 (entspricht EFF2), IE2 (entspricht EFF1) sowie IE3 und später IE4 ersetzt und ergänzt. Der Einsatz der IE2- und der noch effizienteren IE3-Motoren sowie der Drehzahlregelung ist in den meisten Fällen sehr wirtschaftlich. Eine Drehzahlregelung ermöglicht eine höhere Stromeinsparung als die alleinige Steigerung des Wirkungsgrads der Motoren. Bereits nach wenigen Jahren erbringen die neuen Effizienzvorgaben finanzielle Entlastungen für die Unternehmen. Zudem stärken sie die Konkurrenzfähigkeit der europäischen Motorenhersteller und sichern Arbeitsplätze. Auch nach 2020 ermöglicht der zunehmende Einsatz hocheffizienter Elektromotoren mit höherer Lebensdauer enorme Einsparpotentiale bei Energie. Ohne die Einführung verpflichtender Mindeststandards ließe sich diese Stromeinsparung nicht erreichen. In Europa ist der Verkaufsanteil der Hocheffizienzmotoren - trotz ihrer hohen Wirtschaftlichkeit - in zehn Jahren von zwei Prozent auf rund neun Prozent gestiegen. In den nächsten Jahren wird sich dieser Anteil erhöhen. Laut EU dürfen ab 2011 Motoren der bisherigen Effizienzklasse EFF2 nicht mehr verkauft werden. Außerdem können in Europa nur noch asynchrone Drehstrommotoren des Leistungsbereichs von 0,75 kW bis 375 kW in Verkehr gebracht werden, falls sie den künftigen Effizienzstandard IE2 erfüllen. Ein weiterer Schritt, den Wirkungsgrad der Elektromotoren zu erhöhen folgt ab Januar 2015: Dann dürfen in der Effizienzklasse IE2 im Leistungsbereich 7,5 kW bis 375 kW nur noch Elektromotoren mit Drehzahlregelung in Verkehr gebracht werden. Andernfalls müssen sie die höhere Effizienzklasse IE3 erfüllen. Ab Januar 2017 gilt dies auch für Elektromotoren des Leistungsbereichs 0,75 kW bis 7,5 kW. In den USA gelten seit Jahren Mindesteffizienzstandards. Dort erreichen die Hocheffizienzmotoren (IE2) bereits einen Anteil von 54 Prozent und die noch effizienteren IE3-Motoren derzeit schon 16 Prozent. In Deutschland und Europa liegt der Anteil der IE3-Motoren noch bei unter einem Prozent.

Regional and local optimisation of material flows and cycles

While resource efficiency is still not a priority for most municipalities today, various projects and measures to optimise material flows and cycles are being implemented by municipal actors, primarily on a sectoral basis. Examples of integrated and more horizontal perceptions and approaches are also starting to appear. What is clear is that on a local and regional level, it is inconceivable that there can be a comprehensive optimisation of material cycles and material flows to increase resource efficiency without municipal actors being involved. Municipalities are therefore crucial to the success of resource policies. To increase resource efficiency, it is essential that municipalities take on a variety of roles and be involved in all kinds of activities. Municipalities are initiators, coordinators, moderators, implementers, partners, financiers and supporters of measures to improve resource conservation. To be able to fulfil the above roles and launch and implement measures, the right institutional framework conditions within the administration, such as suitable processes and organisational and communications structures, are helpful. Projects are also boosted when there are defined and binding municipal objectives, strategies and guiding principles. A legal framework, such as statutory provisions and regulations, and the definition of standards are also important levers for optimising material cycles. Municipalities are also crucial for promoting awareness, raising the profile and conveying the reliability of resource efficiency projects on a local level. Municipalities can fulfil central roles and services to optimise material cycles and flows, and already do so, however there remains considerable potential in many areas. It should be noted that material flow optimisation in its entirety is not a statutory obligation for municipalities and that all kinds of approaches are being taken as a matter of choice. For comprehensive optimisation of material flows and to make best use of the available opportunities, more information and support is needed to help municipal actors with resource efficiency, for example from the federal government. Support for the development of a mission statement on "resource-efficient municipalities" could also make an important contribution to the establishment of comprehensive and integrated municipal strategies and measures. The sustainable use of natural resources is one of the greatest challenges our society faces. This has been recognised by politicians on an international, European and national level and substantial efforts are being made to promote their sustainable use. It was stated in Germany national resource efficiency programme (ProgRess II) that the federal government should be promoting a policy of resource efficiency at a municipal and regional level, supporting municipal activities to align business development more closely with resource efficiency and the closure of regional cycles. In addition it will provide information and advice on other resource-relevant areas at a municipal level (for example procurement, housing associations, companies in the circular economy, public utilities, transport companies) in consultation with associations and organisations. Against this backdrop, resource efficiency and thus the optimisation of material flows and cycles in municipalities can be expected to play a crucial role in future. Quelle: Forschungsbericht

Stoffkreisläufe und Stoffströme auf der regionalen und lokalen Ebene optimieren

Zahlreiche Ansätze zur Ressourceneffizienz durch lokale Stoffstromsysteme sind in den Kommunen durch Engagement der Zivilbevölkerung oder von Unternehmen initiiert worden. Die Beispiele zeigen, wie unternehmerische und zivilgesellschaftliche Akteure bereits heute unterschiedliche Projekte und Maßnahmen zur Optimierung von Stoffströmen mit begrenzten Mitteln und Zeitbudgets, zum Teil neben ihren eigentlichen Aufgaben, umsetzen. Festzustellen ist, dass ohne lokale Akteure eine umfassende Umsetzung der Optimierung von Stoffkreisläufen und Stoffströmen zur Steigerung der Ressourceneffizienz nicht denkbar ist, um die Ressourcenziele zu erreichen. Die Akteure nehmen dabei verschiedenste Rollen ein und unterschiedliche Handlungsfelder werden bespielt. Unternehmen und die Zivilgesellschaft sind dabei Initiatoren, Koordinatoren, Umsetzer, Finanziers und Begleiter von Maßnahmen zur Steigerung der Ressourcenschonung. Gleichzeitig zeigen die Ergebnisse, dass unter gegebenen Rahmenbedingungen die Potenziale der Ansätze nicht ausgeschöpft werden können. Um diese Potenziale besser nutzen zu können, sind zum Teil passende institutionelle Rahmenbedingungen (z.B. Organisations- und Kommunikationsstrukturen) innerhalb der Verwaltung, aber auch in Unternehmen, als Ansprechpartner und Schnittstellen, noch nicht ausreichend vorhanden und müssen entwickelt werden. Verbindlich definierte kommunale Ziele, Strategien und Leitbilder, die auch aus der Zivilgesellschaft und Unternehmen heraus partizipativ oder auch gegen bestehende Widerstände durchgesetzt werden müssen, sind ein wichtiger Bestandteil, um den Ressourcenschutz voranzubringen. Rechtliche Rahmenbedingungen, wie gesetzliche Vorgaben und Reglementierungen (z.B. Abfallrahmenrichtlinie für die Wiederverwendung, Reglementierung des Rückbaus von Gebäuden), sowie die Definition von Normen sind wichtige Schalthebel für die Umsetzung, allerdings für Unternehmen und die Zivilgesellschaft nicht direkt veränderbar. Festzuhalten ist, dass Unternehmen und die Zivilgesellschaft in vielen Bereichen bereits in der Lage sind, zentrale Funktionen und Leistungen zur Optimierung von Stoffkreisläufen und Stoffströmen zu erfüllen und dies bereits auch tun. Jedoch sind in vielen Handlungsfeldern Potenziale nicht umfassend genutzt. Um dies anzugehen, sind weitere Informationen und Förderungen zur Stärkung der kommunalen Akteure erforderlich sowie die Anpassung des rechtlichen Rahmens. Zur Erreichung von Zielen zum Klima- und Ressourcenschutz müssen heute schon die Konzepte entwickelt und Maßnahmen in Angriff genommen werden, die sich erst im Laufe der nächsten Jahre und unter sich ändernden Rahmenbedingungen amortisieren werden. Darüber hinaus müssen Finanzierungsmöglichkeiten für klima- und ressourcenschonende Projekte geschaffen werden, die volkswirtschaftlich heute schon nützlich sind, die Gewinnerwartungen von privaten Investoren aber in der Regel nicht erfüllen können. Quelle: Forschungsbericht

Arbeitszeitverkürzung - gut fürs Klima?

Das Verständnis von Arbeit hat sich in den letzten Jahren zunehmend gewandelt. Ziel des vorliegenden Berichts ist es, Effekte einer Erwerbsarbeitszeitreduktion auf Energieverbrauch und Treibhausgasemissionen für Deutschland zu schätzen und Instrumente zur Bewirkung einer Erwerbsarbeitszeitverkürzung zu eruieren. Dafür werden drei Szenarien entwickelt, die sich hinsichtlich der Umsetzung der Arbeitszeitreduktion, einem Lohnausgleich und der Nutzung der zusätzlich zur Verfügung stehenden Zeit unterscheiden. Die Effekte werden mit Hilfe eines Mikrosimulationsmodells auf Basis von Daten aus der Einkommens- und Verbrauchsstichprobe untersucht, die vom Statistischen Bundesamt zusammen mit den Statistischen Landesämtern erhoben wird. Im Ergebnis wird deutlich, dass der Energieverbrauch und die Emissionen wesentlich vom Einkommen abhängen und weniger mit der Zeitnutzung variieren. Darüber hinaus spielt die die Veränderung der Verkehrsnachfrage eine wichtige Rolle, wenn Arbeitswege durch die Erwerbsarbeitszeitverkürzung entfallen und entsprechend weniger Emissionen anfallen. Die Analyse zeigt, dass Rebound-Effekte Minderungen kompensieren. Im Fokus der Studie stehen auch mögliche Instrumente zur Bewirkung einer Erwerbsarbeitszeitverkürzung. Eine umfassende Recherche ergibt, dass das Thema der Erwerbsarbeitszeitverkürzung aktuell eine gesellschaftliche und politische Renaissance erlebt. Allerdings stehen ökologische Ziele in der Regel nicht im Fokus der Debatte. Tatsächlich stellen wir fest, dass ein Dilemma zwischen einer ökologischen Ausrichtung von Erwerbsarbeitszeitreduzierung und erwartbaren sozialen Folgen besteht. Staatliche Politik kann hier eine wichtige unterstützende Rolle spielen. Quelle: Forschungsbericht

Stoffkreisläufe und Stoffströme auf der regionalen und lokalen Ebene optimieren

Ressourceneffizienz ist aktuell in den meisten Kommunen noch kein prioritäres Themenfeld, jedoch setzen kommunale Akteure bereits heute - vor allem sektoral - unterschiedliche Projekte und Maßnahmen zur Optimierung von Stoffströmen und Stoffkreisläufen um. Auch erste integrierte Ansätze und stärker horizontal ausgerichtete Sichtweisen und Ansätze sind zu finden. Festzustellen ist auch, dass auf der lokalen und regionalen Ebene eine umfassende Umsetzung der Optimierung von Stoffkreisläufen und Stoffströmen zur Steigerung der Ressourceneffizienz ohne kommunale Akteure nicht denkbar ist und die Kommunen somit entscheidende Akteure für den Erfolg der Ressourcenpolitik sind. Um die Ressourceneffizienz zu steigern, ist es wesentlich, dass Kommunen hierfür verschiedenste Rollen einnehmen und unterschiedliche Handlungsfelder bespielen. Kommunen sind Initiatoren, Koordinatoren, Moderatoren, Umsetzer, Partner, Finanziers und Begleiter von Maßnahmen zur Verbesserung der Ressourcenschonung. Um die aufgeführten Rollen ausfüllen und Maßnahmen initiieren und umsetzen zu können, sind entsprechende institutionelle Rahmenbedingungen innerhalb der Verwaltung hilfreich, zu nennen sind geeignete Prozesse sowie Organisations- und Kommunikationsstrukturen. Projekte werden zudem beschleunigt, wenn verbindliche, definierte kommunale Ziele, Strategien und Leitbilder vorliegen. Rechtliche Rahmenbedingungen, wie gesetzliche Vorgaben und Reglementierungen, sowie die Definition von Normen sind ebenso wichtige Schalthebel für die Optimierung von Stoffkreisläufen. Kommunen sind zudem wichtig, um das Bewusstsein, die Bekanntheit sowie die Seriosität von Projekten zur Ressourceneffizienz auf der lokalen Ebene zu fördern. Kommunen sind in der Lage, zentrale Funktionen und Leistungen zur Optimierung von Stoffkreisläufen und Stoffströmen zu erfüllen, und tun dies bereits auch, jedoch sind in vielen Handlungsfeldern noch erhebliche Potenziale vorhanden. Zu bedenken gilt, dass nicht das gesamte Spektrum der Stoffstromoptimierung zu den Pflichtaufgaben in den Kommunen zählt und verschiedenste Ansätze im Rahmen von freiwilligen Maßnahmen umgesetzt werden. Um die Optimierung von Stoffströmen umfassend anzugehen und vorhandene Potenziale besser auszuschöpfen, sind weitere Informationen und auch Förderungen zur Stärkung der kommunalen Akteure im Themenfeld Ressourceneffizienz etwa durch den Bund erforderlich. Zudem könnte die Unterstützung zur Entwicklung eines Leitbilds "Ressourceneffiziente Kommune" einen wichtigen Beitrag zur Etablierung umfassender und integrierter kommunaler Strategien oder Maßnahmen leisten. Die nachhaltige Nutzung von natürlichen Ressourcen gehört zu den größten Herausforderungen unserer Gesellschaft. Die Politik auf der internationalen, europäischen und nationalen Ebene hat dies erkannt und unternimmt umfangreiche Anstrengungen zur Förderung der nachhaltigen Nutzung von Ressourcen. So wurde im nationalen Ressourceneffizienzprogramm (ProgRess II) festgehalten, dass die Ressourceneffizienzpolitik auf der kommunalen und regionalen Ebene vom Bund gefördert werden soll. Unterstützt werden "kommunale Aktivitäten für eine stärkere Ausrichtung der Wirtschaftsförderung auf Ressourceneffizienz und die Schließung regionaler Kreisläufe. Darüber hinaus wird sie für weitere ressourcenrelevante Bereiche der kommunalen Ebene (zum Beispiel Beschaffungswesen, Wohnungsbaugesellschaften, Unternehmen der Kreislaufwirtschaft, Stadtwerke, Verkehrsbetriebe) in Abstimmung mit den Verbänden und Organisationen Informations- und Beratungsangebote bereitstellen." Vor diesem Hintergrund ist davon auszugehen, dass das Themenfeld der Ressourceneffizienz und damit das der Optimierung von Stoffströmen und Stoffkreisläufen in den Kommunen zukünftig eine sehr wichtige Rolle einnehmen wird. Quelle: forschungsbericht

Make your own fuel from CO2 (willpower)

Das Projekt "Make your own fuel from CO2 (willpower)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Gensoric GmbH durchgeführt.

Biogas-fired Combined Hybrid Heat and Power Plant (Bio-HyPP)

Das Projekt "Biogas-fired Combined Hybrid Heat and Power Plant (Bio-HyPP)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR) durchgeführt. To reach the goals of improving the efficiency of CHP systems while simultaneously widening the biomass feedstock base as well as increasing operational flexibility, the project aims to develop a full scale technology demonstrator of a hybrid power plant using biogas as main fuel in lab environment. A combined hybrid heat and power plant combines a micro gas turbine (MGT) and a solid oxide fuel cell (SOFC). The focus of the technology demonstration plant is to prove the functional capability of the plant concept, followed by detailed characterization and optimization of the integration of both subsystems. The main objective is to move the technology beyond the state of the art to TRL 4. Electrical efficiencies of more than 60% and total thermal efficiencies of more than 90% are intended to reach at base load conditions. An operational flexibility ranging from 25% to 100% electric power should be achieved. The emission levels should not exceed 10 ppm NOx and 20 ppm CO (at 15% vol. residual oxygen). The system should allow the use of biogas with methane contents varying from 40-75%, thus covering the biogas qualities from the fermentation of the entire biomass feedstock range. To achieve the objectives the subsystems MGT and SOFC including their subcomponents have to be adjusted and optimized by a multidisciplinary design approach using numerical and experimental measures to ensure a proper balance of plant. In addition an integrated control system has to be developed and implemented to achieve a reliable operation of the coupled subsystems. A detailed analysis of different European markets, economic and technical constraints in terms of biogas production potentials will clarify the regional suitable sizes and attractive performance conditions of the power plant system. To identify cost reduction potentials a thermo-economic analysis will be performed. Here, an internal rate of return (IRR) of the system of higher than 15% should be achieved over a 20 years.

Teil 2

Das Projekt "Teil 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von ifu Institut für Umweltinformatik Hamburg GmbH durchgeführt. Das vorliegende Projekt hat die Erarbeitung und Durchführung eines Konzeptes zur Erhöhung der Ressourceneffizienz in Baden-Württemberg mit Hilfe der Materialflusskostenrechnung (MFCA) zum Zweck. Das Vorhaben PURE BW der Umwelttechnik BW (Landesagentur für Umwelttechnik und Ressourceneffizienz) führt zurzeit unterschiedliche Maßnahmen zur Stärkung der Ressourceneffizienz von Unternehmen in Baden-Württemberg durch. Hierzu zählt auch die Verbreitung der MFCA mittels Schulungen und der Softwareanwendung bw!MFCA1. Die bisherigen Maßnahmen sollen weiterentwickelt werden und erkannte Potentiale genutzt werden. Das beantragte Vorhaben soll die Maßnahmen in Zukunft verbessern und die festgestellten Potentiale realisieren, so dass die Bestrebungen zur Stärkung der Ressourceneffizienz von PURE BW in Zukunft noch effektiver und effizienter umgesetzt werden können.

Teil 2

Das Projekt "Teil 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Physikalische Messtechnik durchgeführt. Im Energieszenario Baden-Württemberg 2050 vom Dezember 2011 zielt die Landesregierung Baden Württemberg auf einen Ausbau des Anteils erneuerbaren Energien auf 80% am Gesamtenergieverbrauch bis zum Jahr 2050. Voraussetzung dafür ist eine Reduzierung des Energieverbrauchs um 49% bezogen auf den Verbrauch 2010. Ein wesentliches Mittel zur Energieeinsparung ist hierbei die Steigerung der Energieeffizienz bei der Stromgewinnung, die Nutzung der Geothermie insbesondere zur Wärmeversorgung sowie die Speicherung von Wärme. Die Erhöhung des Anteils der Kraft-Wärme Kopplung (KWK) kann die Effizienz der Stromerzeugung signifikant erhöhen. Deren Effizienz wird derzeit jedoch gemindert, da die produzierte Elektrizität und Wärme i.d.R. nicht in gleichem Ausmaß und zum selben Zeitpunkt nachgefragt werden, in dem diese anfallen. Die Überschussenergie für einen späteren Abruf zwischen zu speichern stellt eine Möglichkeit dar, die Effizienz von KWK-Anlagen zu steigern. Auf diese Weise kann die Wärme zu Zeiten, in denen z.B. weniger Heizwärme benötigt wird, diese in den Speicher als Überschusswärme eingelagert werden, und zu Zeiten mit erhöhtem Wärmebedarf (z.B. Winter) aus dem Speicher entnommen werden. Ziel dieses Verbundprojektes ist die Bewertung der Machbarkeit einer saisonalen Langzeitwärmespeicherung auf der Basis tiefer Aquifer-Speicher im südlichen Oberrheingraben. Ein Schwerpunkt der Studie liegt auf der Bewertung der geologischen und geothermischen Untergrundverhältnisse in der Freiburger Bucht und dem Aufbau eines 3D Reservoirmodells (AP1). Auf dieser Grundlage sollen mit Hilfe von nummerischen T-H-Modellierungen geothermischen Erschließungs- und mögliche Realisierungskonzepte eines geothermischen Speichers erarbeitet werden, welche sich vorwiegend an der prognostizierten Bedarfsanalyse orientieren (AP2). Ziel ist es, einen Projektvorschlag zu erarbeiten, der unter den bestehenden geologischen Bedingungen und möglichen technischen Systemen eine optimale Wirtschaftlichkeit verspricht.

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