Das Projekt "DE-LIGHT Transport" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Center of Maritime Technologies e.V. durchgeführt. DE-LIGHT Transport is a multi-national initiative supported by the European Commission's Framework 6 programme that is investigating the design and manufacturing of lightweight sandwich structures in the marine, rail and freight container industries. Sandwich materials, consisting of two thin facings separated by a low density core, can be used to produce structures that are both light and stiff. They also offer opportunities for parts reduction through design integration, improved surface finish and lower assembly and outfitting costs. DE-LIGHT Transport aims to further promote the use of sandwich materials by developing key technologies that will support the practical realisation of robust sandwich designs. Specifically, this will include: - A multi-material sandwich design tool. Previous work has often focussed on a particular type of sandwich construction (e.g. laser-welded steel or composite). This has tended to yield niche results with limited applicability. DE-LIGHT Transport will implement a more generic design approach that will allow the evaluation and optimisation of a wide range of material and structural mixes according to the requirements of a given application. - Strategies for joining, assembly and outfitting ? the bringing together and integration of separate sandwich panels and/or sub-components to produce finished structures. In particular, modular approaches for the off-line production of sandwich assemblies to exploit economies of scale will be developed. Testing and validation procedures ? to provide accurate and reliable methods of determining fitness for purpose. The above technologies will be demonstrated within the project through the design and manufacturing of six prototype structures. These will include deck and deckhouse structures for ships, a rail vehicle cab, and a freight container. Risk-based design principals will be applied throughout to ensure that the new designs comply with existing regulatory frameworks. It is anticipated that DE-LIGHT Transport will provide designers of vehicles and vessels with practical approaches to the implementation of sandwich solutions as an alternative to traditional stiffened-plate designs. In this way, the benefits of sandwich construction will be unlocked for a wider range of applications.
Das Projekt "Ground-based remote sensing measurements of CO2 and CH4 using the moon as light source during the polar night" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bremen, Institut für Umweltphysik durchgeführt. Throughout the last years measurement techniques have been developed to measure total columns of atmospheric CO2 and CH4 with sufficient precision using the ground-based solar absorption remote sensing spectrometry in the near-infrared spectral region. These observations are internationally organized in the Total Column Carbon Observing Network (TCCON). These observations have been initiated for the satellite validation, because they sample the atmosphere in a similar way as satellites. However, the measurements itself have been found extremely valuable to investigate the sources and sinks of the trace gases, because the interpretation of the ground-based total column data depend to a less extent on assumptions on the vertical mixing in the atmosphere compared to surface in-situ data. We perform such observations at our site in the high Arctic on Spitsbergen (79°N). However, during the polar night from October until mid-March no observations can be performed, because the sun is below the horizon. Since the seasonal cycle of CO2 is largest in the high northern latitudes the lack of total column data for the winter period limits our understanding of the carbon budget. Within this project we plan to modify the measurement and analysis technique to measure the total columns of CO2 and CH4 in the near-infrared using the moon as light source during the polar night. This will allow us to perform observations on +-3 days around full moon, and thus, obtain data throughout the polar night for about three full moon periods. This allows measuring the complete seasonal cycle of total column measurements of CO2 and CH4 in the high Arctic, which is not known so far. Finally, the whole set of data will be compared to the existing in-situ surface data at that site and both data sets, in-situ and total column, will be compared with appropriate models.
Das Projekt "SOLEIL: Solar variability and trend effects in layers and trace gasesin the upper atmosphere" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Leibniz-Institut für Atmosphärenphysik e.V. an der Universität Rostock durchgeführt. In der wissenschaftlichen Klimadiskussion steht der Einfluss des Anstiegs anthropogener Treibhausgase auf die globale Änderung unserer Atmosphäre in den untersten Kilometern im Vordergrund. Allerdings ist die bisher eingetretene mittlere globale Temperaturerhöhung mit 0.85 K von 1880 bis 2012, dies entspricht 0.06 K pro Dekade, jedoch klein. In der Atmosphäre oberhalb von etwa 8 km kehrt sich das Vorzeichen des Treibhauseffekts um: ein Anstieg der Konzentration von infrarot-aktiven Gasen führt zu einer Abkühlung durch eine gesteigerte Emission von Strahlung in den Weltraum. Die globale Veränderung der Atmosphäre findet besonders stark in einem Höhenbereich von 50-75 km statt. Antworten auf die Fragen nach den Ursachen für diese rapiden Änderungen in der mittleren Atmosphäre können uns nur numerische Atmosphärenmodelle (z.B. LIMA) geben. Letztere zeigen, dass die Strahlungsbilanz der mittleren Atmosphäre weitgehend bestimmt wird durch die Spurengase CO2 und O3. Die multivariate Trendanalyse erlaubt nun eine Aussage über den Beitrag am Gesamttrend der einzelnen Spurengase O3 und CO2. Die Spurengase CO2 und O3 tragen jeweils 2/3 bzw. 1/3 zum Trend bei. Die größten Trends liegen im Drucksystem mit 1.3 K/Dekade bei ca. 60 km, während auf geometrischen Höhen der Kontraktionseffekt der Atmosphäre die maximalen Trends auf bis zu 1.8 K/Dekade bei 70 km verstärkt. In den Höhen 80-90 km sind die Trendwerte am kleinsten und können sogar das Vorzeichen wechseln. Dieses Verhalten ist bedingt durch die sehr niedrigen Absoluttemperaturen in 80-90 km Höhe, die sehr empfindlich auf Variationen in den Strahlungsflüssen aus der Stratopausenregion reagieren. Weiterhin konnte in 'SOLEIL' gezeigt werden, dass Temperaturtrends zeitlich variabel sind. So zeigen im Teilzeitraum 1980-1996 die Temperaturen ihren stärksten Abfall aufgrund der Ozonabnahme: die Temperaturtrends können Werte bis zu 4 K pro Dekade erreichen. Im Zeitraum 1995-2009 sind die Durchschnittstemperaturen nahezu unverändert, weil sich hier das stratosphärische Ozon wieder aufbaut ('ozone recovery'). Diese Phasen starker und schwacher Abkühlung zwischen 1961 bis 2008 sind konsistent mit abgeleiteten Temperaturtrends aus französischen Lidarbeobachtungen und Phasenhöhenmessungen am Institut für Atmosphärenphysik (IAP) Kühlungsborn. Der Höhenbereich 80-90 km ist auch die Region, in der Eiswolken seit mehr als 100 Jahren beobachtet werden. Diese Eiswolken (NLC/PMC) existieren in der Sommermesopausenregion polwärts ab 50°N und können sich nur unter sehr kalten Temperaturen unterhalb von etwa 150 K ausbilden. Obwohl der Wasserdampfgehalt in der Mesopausenregion mit 1-7 ppmv sehr gering ausfällt, ist diese Feuchtekonzentration ausreichend für die Bildung von Eisteilchen. Die Nukleation und das Wachstum dieser Eispartikel reagiert sehr empfindlich auf Änderungen der Temperatur und des Wasserdampfes. Aus diesem Grund werden NLC/PMC auf ihre Rolle als potentieller Indikator für Klimaänderungen der globalen Atmosph
Das Projekt "Fuel cell power trains and clustering in heavy-duty transports (FELICITAS)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Verkehrs- und Infrastruktursysteme IVI durchgeführt. Objective: The FELICITAS consortium proposes an Integrated Project to develop fuel cell (FC) drive trains fuelled with both hydrocarbons and hydrogen. The proposed development work focuses on producing FC systems capable of meeting the exacting demands of heavy-dut y transport for road, rail and marine applications. These systems will be: - Highly efficient, above 60Prozent - Power dense, - Powerful units of 200kW plus, - Durable, robust and reliable. Two of the FC technologies most suitable for heavy-duty transport applic ations are Polymer Electrolyte FuelCells (PEFC) and Solid Oxide Fuel Cells (SOFC). Currently neither technology is capable of meeting the wideranging needs of heavy-duty transport either because of low efficiencies, PEFC, or poor transient performance,SO FC. FELICITAS proposes the development of high power Fuel Cell Clusters (FCC) that group FC systems with other technologies, including batteries, thermal energy and energy recuperation.The FELICITAS consortium will first undertake the definition of the requirements on FC power trains for the different heavy-duty transport modes. This will lead to the development of FC power train concepts, which through the use of advanced multiple simulations, will undertake evaluations of technical parameters, reliab ility and life cycle costs. Alongside the development of appropriate FC power trains the consortium will undertake fundamental research to adapt and improve existing FC and other technologies, including gas turbines, diesel reforming and sensor systems f or their successful deployment in the demanding heavy-duty transport modes. This research work will combine with the FC power trains design and simulation work to provide improved components and systems, together with prototypes and field testing where ap propriate.The FELICITAS consortium approach will substantially improve European FC and associated technology knowledae and know-how in the field of heavv-duty transport.
Das Projekt "Aufkommen und Verwertung von Verpackungsabfällen in Deutschland im Jahr 2019" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von GVM Gesellschaft für Verpackungsmarktforschung mbH durchgeführt. Nach der EU-Richtlinie 94/62/EG über Verpackungen und Verpackungsabfälle vom 20.12.1994 in Verbindung mit der Richtlinie 2018/852 vom 30. Mai 2018 sind die EU-Mitgliedstaaten verpflichtet, jährlich über Verbrauch und Verwertung von Verpackungen zu berichten. Der Bericht hat auf der Grundlage der Entscheidung der Kommission vom 22.03.2005 zur Festlegung der Tabellenformate (2005/270/EG), zuletzt geändert durch den Durchführungsbeschluss (EU) 2019/665 vom 17. April 2019, zu erfolgen. Die Studie bestimmt die in Deutschland in Verkehr gebrachte Menge an Verpackungen (Verpackungsverbrauch) für die Materialgruppen Glas, Kunststoff, Papier / Karton, Aluminium, Eisenmetalle, Holz und Sonstige. Zur Verbrauchsberechnung wurden neben der in Deutschland eingesetzten Menge von Verpackungen auch die gefüllten Exporte und die gefüllten Importe ermittelt. Zur Bestimmung der Verwertungsmengen und Verwertungswege wurden die vorliegenden Daten von Verbänden, der Entsorgungswirtschaft und der Umweltstatistik systematisch zusammengetragen und dokumentiert. Der Verpackungsverbrauch zur Entsorgung stieg 2019 im Vergleich zum Vorjahr um 0,2 % bzw. um 47 kt auf 18,91 Mio. Tonnen an. Insgesamt 18,33 Mio. Tonnen Verpackungsabfälle wurden 2019 verwertet, 13,53 Mio. Tonnen stofflich und 4,8 Mio. Tonnen energetisch. Darüber hinaus dokumentiert der Bericht auch die Verbrauchs- und Recyclingmengen nach der Berechnungsmethode des Durchführungsbeschlusses (EU) 2019/665, die für die Meldung an die Europäische Kommission maßgebend sind. Der Verpackungsverbrauch ändert sich im Gesamtergebnis nicht. Die Recyclingmenge reduziert sich im Vergleich zur bisherigen Berechnungsmethode um 1,4 Mio. Tonnen auf 12,1 Mio. Tonnen. Die Menge der energetisch verwerteten Verpackungen erhöht sich um 1,2 Mio. Tonnen auf 6 Mio. Tonnen.
Das Projekt "Impact of Landscape Level Land Use Changes with Study Sites in Nicaragua" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Göttingen, Burckhardt-Institut, Abteilung Waldinventur und Fernerkundung durchgeführt. The main cause of loss of natural resources in Central America is the advance of the agricultural border (UICN, 2001), demanding more land area to produce the same amount of food, as a consequence of the loss of the productive capacity of the ground and the decrease sources (García 2003), the traditional farming practices as crop in the zones of greater slopes, exaggerated use of agrochemical substances and overpasturing have caused negative impacts on the ecosystems (Córdoba, 2002). At the moment livestock is one of the activities of production that have the biggest share of the regions economy (ILRI, 2004), although at the same time it has been announced one of the main causes of the natural ecosystems transformation, provocing the loss of the agrosystems sustainability (Kaimowitz 1996). Taking into account that the systems of extensive production are coming along with the degradation of natural ressources that exist in the forest, an approach of new technics, that are compatible with livestock production and the conservation of natural ressources become necessary. One of these approaches is the introduction of Silvopastoral technologies (Ibrahim et al. 1999). SilvoPastoral Systems (SPS) constitute an alternative for cattle production, where wooded perennial (trees and/or shrubs) interact with the traditional components (herbaceous covers and animals) under a system of integral handling (Ibrahim, 1996). This is a system of sustainable production that, through transformations that improve the performance in production, generates environmental services when protecting and conserving the sources (Ibrahim et al. 2003). Objectives: Identify land use of SPS by analysing satellite imagery (Lansat TM/ ETM+ and Quickbird). Identify the contribution of SPS to the recovery of forestal coverage and the cabon stock in Nicaragua by the application of GIS (Geographic Informatic Systems). Determine the duration of the carbon fixation in SPS.
Das Projekt "Implementierung des EU-HFKW-Phase - down in Deutschland" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Öko-Recherche. Büro für Umweltforschung und -beratung GmbH durchgeführt. Die Verordnung (EU) Nr. 517/2014 über fluorierte Treibhausgase und zur Aufhebung der Verordnung (EG) Nr. 842/2006 ('F-Gas-VO') gibt seit dem Jahr 2015 mittels des 'Phase-down' eine schrittweise Reduzierung der in der EU verwendeten Mengen an teilfluorierten Kohlenwasserstoffen (HFKW) um 79 % bis zum Jahr 2030 vor. Betrachtungen, in welchem Umfang die gesetzlichen Vorgaben zu einer Durchsetzung von HFKW-Alternativen in den einzelnen betroffenen Sektoren in Deutschland geführt haben, gab es bislang nicht. Dieses Vorhaben beleuchtet den Stand der Umsetzung der F-Gas-VO in Deutschland und analysiert die aktuelle Verwendung von HFKW-Alternativen im Kälte-Klima-Sektor. Zudem zeigen Projektionen die Marktdurchdringung der Alternativen in den Sektoren Gewerbekälte, Industriekälte, Transportkälte sowie der stationären und mobilen Klimatisierung bis zum Jahr 2030, wobei Neu- und Bestandsanlagen betrachtet werden. Alle Daten werden mit Hilfe eines Modells berechnet, wobei detaillierte Annahmen zu den künftigen Verwendungsmengen von HFKW sowie deren Alternativen getroffen wurden. Die Gegenüberstellung der in Deutschland zur Verfügung stehenden HFKW-Verwendungsmengen (SOLL-Mengen) und der projizierten HFKW-Mengen (IST-Mengen) in der Kälte- und Klimatechnik zeigt 2018 über alle Sektoren ein deutliches Überschreiten der insgesamt zur Verfügung stehenden HFKW-Mengen, ausgedrückt in CO2-Äquivalenten. Zwar sinken entsprechend der getroffenen Annahmen die HFKW-Verwendungsmengen im IST-Szenario kontinuierlich, allerdings nicht in ausreichendem Maße, um in den Jahren der Reduktionsschritte das SOLL zu erfüllen. Dabei ist auch zu beachten, dass andere Anwendungen außerhalb der Kälte- und Klimatechnik, wie etwa der Einsatz von HFKW als Schaumtreibmittel, Aerosol, Lösemittel oder Feuerlöschmittel, noch nicht eingerechnet sind. Auch der HFKW-Bedarf für die Umrüstung von Bestandsanlagen ist im Modell nicht berücksichtigt. Daneben wird grundsätzlich angenommen, dass fortlaufend technische Innovationen stattfinden, die zur Verringerung der erforderlichen HFKW-Mengen führen. In den einzelnen Anwendungssektoren stellt sich das Bild sehr unterschiedlich dar: Für viele Sektoren wird eine kontinuierliche Überschreitung der zur Verfügung stehenden HFKW-Mengen projiziert. In der Industriekälte ist jedoch mit einem deutlichen Rückgang der Verwendungsmengen zu rechnen und auch andere Sektoren können nach anfänglichem Überschreiten der Mengen ihren HFKW-Bedarf durch den Einsatz von Niedrig-GWP-Kältemitteln deutlich reduzieren (Flüssigkeitskühlsätze und PKWs). Insgesamt können gemäß diesen Berechnungen die EU HFKW-Phase-down Schritte nur zeitverzögert erfüllt werden.
Das Projekt "Calcium cycle for efficient and low cost CO2 capture in fluidized bed systems (C3-CAPTURE)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Stuttgart, Fakultät für Energietechnik, Institut für Verfahrenstechnik und Dampfkesselwesen durchgeführt. Objectives: The project aims on developing a dry CO2 capture system for atmospheric and pressurized fluidized bed boilers. The atmospheric option will be developed towards a pilot plant application. For the pressurized option the project seeks for a proof of principle to determine if the advantages of a pressurized capture system can balance the problems known from existing PFBC systems. The quantifiable objectives are: - Low CO2 capture costs (less than 20 Euro/t for atmospheric, less than 12 Euro/t for pressurized sy stems) - Acceptable efficiency penalty for CO2 capture (less than about equal to 6 percent nel). - greater than 90 percent carbon capture for new power plants and greater than 60 percent for retrofitted existing plants - A purge gas stream containing greater than 95 percent CO2 - A solid purge usable for cement production - Sim ultaneous sulphur and CO2 removal with sulphur recovery option Approach: Limestone is a CO2 carrier. The CO2 can be released easily in a conventional calcination process, well known in the cement and lime industry. By integrating a closed carbonation/calc ination loop in the flue gas of a conventional CFB-boiler, the CO2 in the flue gas can be removed. The heat required for calcination is released during carbonation and can be utilised efficiently (high temperature) in the steam cycle of the boiler. Concent rated CO2 can be generated when using oxygen blown calcination. Because the fuel required for supplying heat for calcination is only a fraction of the total fuel requirements, the required oxygen is only about 1/3 of the oxygen required for oxyfuel process es. The work programme: 1.Definition of the technical and economic boundary conditions 2.Selection and improvement of sorbent materials 3.Lab scale and semi-technical scale process development (experimental work) 4.Technical and economic evaluation 5.Des ign of a 1 MWth Pilot plant.
Das Projekt "AURORa - Investigation of the Radar Backscatter of Rain Impinging on the Ocean Surface" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hamburg, Zentrum für Meeres- und Klimaforschung, Institut für Meereskunde (IfM) durchgeführt. Over land, observations of rain rates are more or less operational. To obtain information about precipitation at the coastal zones, weather radars are used. However, over the oceans, especially away from the main shipping routes, no direct precipitation measurements are performed. In these regions, satellite data can provide information about precipitation events. Satellites deploying passive and active microwave sensors can operate independently of cloud cover and time of day. Passive microwave sensors give crude estimates of rain rates over large areas but cannot resolve small-scale rain events of short duration as are often observed in the tropics, for example. Active microwave sensors with high resolutions, such as synthetic aperture radars can provide more reliable information. Though the effect of rain on the atmosphere is a very topical area of research, the radar backscattering mechanisms at the water surface during rain events combined with wind are still not well understood. The purpose of this project is to investigate the radar backscattering from the water surface in the presence of rain and wind in order to interpret satellite radar data produced by active microwave sensors. Furthermore, the results should be embedded into models of the radar backscattering from the water surface to allow for estimating rain rates by using satellite data. Research topics: Rain impinging on a water surfaces generates splash products including crowns, cavities, stalks and secondary drops, which do not propagate, and ring waves and subsurface turbulence. We are investigating this phenomena at the wind-wave tank of the University of Hamburg. The tank is fitted with an artificial rain simulator of 2.3 m2 area mounted 4.5 m over the water surface. Rain drops of 2.1 and 2.9 mm in diameter with rain rates up to 100 mm/h have been produced. Wind with speeds 10 m/s and monomolecular slicks act on the water surface. The influence of the rain on the water surface is measured with a resistance type wire gauge, a two dimensional laser slope gauge and an coherent 9.8 GHz (x band) continuous wave scatterometer operating at VV-, HH- and HV-polarization. The influence of rain below the water surface is measured with colored raindrops which are observed with a video camera to investigate the turbulent motion and the depth of the mixed layer. At the North Sea Port of Buesum in Germany, a scatterometer operating at all polarizations and five frequencies will be mounted during summer of this year. The radar backscatter of the sea surface during rain events will be measured in combination with meteorological observations. With help of these measurements, existing radar backscatter models of the water surface will be improved for the presence of rain events. To validate the improved models, ERS-2 SAR-images will be compared with weather radar data.
Das Projekt "Biomass Fuell Cell Utility System (BIOCELLUS)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, TUM School of Engineering and Design, Fakultät für Maschinenwesen, Lehrstuhl für Energiesysteme durchgeführt. Objective: Energy from Biomass needs highly efficient small-scale energy systems in order to achieve cost effective solutions for decentralized generation especially in Mediterranean and Southern areas, and for applications without adequate heat consumer. Thus fuel cells are an attractive option for decentralized generation from biomass and agricultural residues but they have to meet at least two outstanding challenges: 1. Fuel cell materials and the gas cleaning technologies have to treat high dust loads of the fuel gas and pollutants like tars, alkalines and heavy metals. 2. The system integration has to allow efficiencies of at least 40-50 percent even within a power range of few tens or hundreds of kW. This proposal addresses in particular these two aims. Hence the first part of the project will focus on the investigation of the impact of these pollutants on degradation and performance characteristics of SOFC fuel cells in order to specify the requirements for appropriate gas cleaning system (WP 1-2). These tests will be performed at six existing gasification sites, which represent the most common and applicable gasification technologies. WP 3 will finally test and demonstrate the selected gas cleaning technologies in order to verify the specifications obtained from the gasification tests. The results will be used for the development, installation and testing of an innovative SOFC - Gasification concept, which will especially match the particular requirements of fuel cell systems for the conversion of biomass feedstock. The innovative concept comprises to heat an allothermal gasifier with the exhaust heat of the fuel cell by means of liquid metal heat pipes. Internal cooling of the stack and the recirculation of waste heat increases the system efficiency significantly. This so-called TopCycle concept promises electrical efficiencies of above 50 percent even for small-scale systems without any combined processes.