Das Projekt "Teilvorhaben TU Kaiserslautern: Komponentenentwicklung eines vollvariablen Ventiltriebs mit Second Event und des 3/4-Zylinder Motorenkonzepts für einen Nutzfahrzeug Dieselmotor" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Kaiserslautern, Lehrstuhl für Verbrennungskraftmaschinen durchgeführt. Ziel des Projekts ist die Entwicklung und Demonstration eines neuen technologischen Konzepts zur Senkung des Kraftstoffverbrauchs und der CO2-Emissionen um ca. 15Prozent, das 'nahtlos' in bereits bestehende Dieselmotordesigns und Fahrzeugkonzepte integriert werden kann. Unmittelbar nach Abschluss des Projekts soll eine kommerzielle Umsetzung an einem landwirtschaftlichen Nutzfahrzeug anschließen. Dazu soll ein vollvariabler Ventiltrieb mit 'Second Event' zur zykluskonformen internen Restgassteuerung in einen 4-Zylinder-Dieselmotor integriert werden. Die dadurch gewonnen Freiheitsgrade bieten die Möglichkeit, NOx-, HC-, CO und PM-Emissionen sowie den Kraftstoffverbrauch vor allem im transienten Betrieb sowie in der Warmlaufphasen zu reduzieren. Zusätzlich soll mit einer völlig neuen Betriebsstrategie zur Zuschaltung von einem Zylinder in Verbindung mit einem Parallelhubbetrieb die Kraftstoffeffizienz und das transiente Betriebsverhalten verbessert werden. Die vorgeschlagenen Technologien versprechen höchste Kosteneffizienz und eine verbesserte Bauraumnutznutzung (unter anderem da externen Abgasrückführung entfällt). Der Nachweis der positiven Umwelteffekte und der Kosteneffizienz wird auf Basis eines Life-Cycle-Assessments nach ISO 14040 in Verbindung mit einem Relativkostenvergleich geführt. Die Arbeiten an der TU Kaiserslautern beinhalten die Komponentenentwicklung für die Umsetzung eines vollvariablen Ventiltriebs und des 3/4-Zylinder Motorenkonzeptes für einen Nutzfahrzeug Dieselmotor. Dies umfasst die Arbeitspakete Auslegung, Konstruktion, Fertigung und Erprobung der Einzelkomponenten. Parallel dazu wird an den Prüfständen der TU Kaiserslautern der Basismotor installiert und eine Grundvermessung zur Bestimmung des Istzustandes durchgeführt. Anschließend werden die Potenziale beider Konzepte getrennt voneinander und in Kombination untersucht und bewertet. Die Entwicklung der Motorsteuerung wird vom Projektpartner John Deere durchgeführt.
Das Projekt "Following the fate of combustion residues in soil" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Zürich, Geographisches Institut durchgeführt. The term black carbon (BC) is a general one applied to various carbonaceous products of incomplete combustion and includes chars, charcoals and soots. BC is ubiquitous in the environment, including in aerosols, sediments and soils. The project has two goals: First, methodological improvement of existing molecular marker methods and a systematic comparative analysis with newly established reference BC-materials. Second, to assess BC degradation and transport in colomn experiments using isotopically labelled charred material.
Das Projekt "Nutzung von CO2 und H2 zur fermentativen Gewinnung flüssiger und gasförmiger Energieträger" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität für Bodenkultur Wien, Department für Agrarbiotechnologie, IFA-Tulln, Institut für Umweltbiotechnologie durchgeführt. Die 20-20-20 Ziele der EU sehen eine verstärke Nutzung der Regenerativen Energien in Europa vor. Die größten Potentiale werden im Bereich der Wind- und Solarenergie gesehen, jedoch können diese keine konstante Energiebereitstellung leisten. Kurzfristige Stromspitzen entgegen dem Strombedarf reduzieren die Wirtschaftlichkeit der Energiebereitstellung sowie die Stabilität der Stromnetze. Entsprechende Kapazitäten an Überschussstrom können über den Weg der Elektrolyse in Wasserstoff konvertiert und somit auf diese Weise speicherbar gemacht werden. Derartige Möglichkeiten sowie auch die H2-Nutzungspfade sind zwar technisch machbar, jedoch nach ökonomischen und energetischen Gesichtspunkten nicht realistisch. Ziel des Projektes Hydrofinery ist die mikrobiologische Verwertung von H2 und CO2 zu gasförmigen und flüssigen Energieträgern. Darüber hinaus soll auch eine alternative Speichermöglichkeit von H2 bzw. CO2 über das Intermediat Acetat in Aussicht gestellt werden. Aufbauend auf einer Literaturrecherche (TLR1) wird ein detailliertes Versuchssetup erstellt (TLR2), dass in einem umfangreichen Screening (TLR3) mündet, wo gezielt homoacetogene Mikroorganismen, Clostridien und methanogene Archaeen selektiert und ihre Stoffwechselvarianten nach verschiedenen Gesichtspunkten wie bspw. Biomassekinetik, Umsatzraten und Produkthemmung ausgelotet werden. Die Prozesskaskade besteht im Wesentlichen aus 2 Stufen. In der ersten Stufe werden mittels homoacetogenen Mikrooganismen H2 und CO2 zu Acetat, einem speicherbaren Intermediat, umgesetzt. In der zweiten Stufe werden 2 fermentative Folgeprozesse in Betracht gezogen. Einerseits kann ein gasförmiger Energieträger, Biomethan, durch die Umsetzung von Acetat durch acetoklastische Archaeen gebildet werden. Andererseits können flüssige Energieträger, in erster Linie Biobutanol, Bioethanol und Bioaceton, durch den ABE-Prozeß (Clostridien) hergestellt werden. Alternativ wird auch eine direkte Verwertung von H2 und CO2 zu Biomethan durch hydrogenotrophe Mikroorganismen eingehend beleuchtet. Das Projekt ist durchzogen mit vielen innovativen Elementen, wobei die größten Herausforderungen im Bereich der Mikroorganismen-Immobilisierung zur technischen Lösung der Produkthemmung sowie der Auslotung einzelner Stoffwechselvarianten der untersuchten Mikroorganismengruppen gesehen werden.