Themenportal Bioenergie-KommunenFachagentur Nachwachsende Rohstoffe e. V.

 

Projektübersicht

 
AnfangEndeFKZProjektthemaAufgabenbeschreibungErgebnisdarstellungProjektleitungBericht

2017-10-01

01.10.2017

2020-03-31

31.03.2020
22000417Verbundvorhaben: Entwicklung einer marktnahen emissionsarmen Biomasse-Kleinstfeuerung für Niedrigenergie- und Passivhäuser; Teilvorhaben 1: Feuerungstechnische Entwicklung (Gesamtkonzept) und Charakterisierung einer Biomasse-Kleinstfeuerung für Niedrigenergie- und Passivhäuser - Akronym: Bio-MiniIm Rahmen des Projektes soll mittels der Entwicklung einer emissionsarmen, hochflexiblen und effizienten Kleinstfeuerungsanlage für die Holzverbrennung im Leistungsbereich von 1 bis 5 kW ein deutlicher Fortschritt im Stand der Technik erreicht werden. Bei der Entwicklung der Feuerungsanlage soll anhand wissenschaftlicher Untersuchungen, besonders bezüglich des Verbrennungsverhaltens und der Dosiertechnik, ein Demonstrationsprototyp mit einer geeigneten Konstruktion und Auslegung aller Anlagenkomponenten aufgebaut werden. Die Feuerung soll im Betrieb Emissions- und Effizienzwerte erzielen, welche vergleichbar sind zum besten Stand der Technik bei bisher am Markt verfügbaren etwas größeren Kleinfeuerungen. Für die gesetzlich regulierten Abgasbestandteile wird eine Konzentration von = 20 mg/m³ für CO und = 5 mg/m³ für Staub (i.N., bezogen auf 13 Vol.-%) angestrebt. Ebenso soll eine Konzentration von = 20 mg/m³ für die Summe der flüchtigen organischen Verbindungen (VOC) eingehalten werden. Die erzeugte Wärme soll effizient nutzbar sein, weshalb ein Wirkungsgrad von 95 %, vergleichbar zu sehr guten Pelletöfen und –kesseln, als Ziel gesetzt wird.Im Teilvorhaben 1 – "Feuerungstechnische Entwicklung (Gesamtkonzept) und Charakterisierung einer Biomasse-Kleinstfeuerung für Niedrigenergie- und Passivhäuser" – wurden das Anlagenkonzept für die Brennzone der Kleinstfeuerung und die Steuerung und Regelung der Anlage entwickelt. Zudem wurde die Anlage auf den Prüfstand aufgebaut und Verbrennungsversuche durchgeführt, die zur Charakterisierung und Weiterentwicklung der Anlage dienten. Im Vorlauf des Anlagenentwurfs wurden Voruntersuchungen an einer Laborfeuerung zur Verbrennung bei unterschiedlicher Luft- und Brennstoffzufuhr als auch verschieden konditioniertem Brennstoff durchgeführt. Zudem erfolgten Recherchen hinsichtlich der Ausführung einzelner Bauteile für die Kleinstfeuerung. In Bezug auf die Brennstoffkonditionierung speziell für die Anwendung im kleinen Leistungsbereich wurden Pelletierversuche zur Herstellung definierter Mini-Pellets vorgenommen. Die wesentlichen Ergebnisse des Teilvorhaben 1 werden nachfolgend kurz aufgelistet: 1. Ermittlung geeigneter Baukomponenten für den Aufbau der Kleinstfeuerung 2. Entwurf und Weiterentwicklung der Brennzone der Kleinstfeuerung (inklusive Luftklappen angepasst für den Leistungsbereich und Konstruktion des Rostes für die Sturzbrandverbrennung von kleinkörnigem Material) 3. Aufbau und Umbau Anlagenprototyp auf dem Prüfstand 4. Herstellung von Mini-Pellets mit einem Durchmesser von 4 mm und definierter Längenklasse sowie Entwurf und Bau eines für die Pelletierung geeigneten Abschermessers 5. Durchführung von Prüfstandsuntersuchungen zur Charakterisierung der Anlage in verschiedenen Bauformen (Ausführung Primär- und Sekundärzone sowie Rostausführung, Betrieb Abgaswärmeblock sowie Wasserwärmeübertrager) als auch beim Betrieb mit verschiedenen Brennstoffformen (Holzspäne, Pellets, Hackschnitzel)Dr. rer. nat. Ingo Hartmann
Tel.: +49 341 2434-541
ingo.hartmann@dbfz.de
DBFZ Deutsches Biomasseforschungszentrum gemeinnützige GmbH
Torgauer Str. 116
04347 Leipzig
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2015-08-01

01.08.2015

2016-12-31

31.12.2016
22002015Entwicklung von Empfehlungen zur Vorbereitung der wiederkehrenden Emissionsprüfungen nach 1.BImSchV - Akronym: EEBImSchVDas Ziel des geplanten Vorhabens ist die Entwicklung eines Leitfadens für den Vorcheck von automatischen Biomassekleinfeuerung im Vorfeld der Emissionsmessungen entsprechend der 1. BImSchV. Dieser Leitfaden richtet sich an sämtliche Betreiber von automatischen Biomassefeuerungen im Geltungsbereich der 1. BImSchV, in denen Holzhackschnitzel oder Holzpellets eingesetzt werden sowie an Schornsteinfeger. Die Informationen werden im Leitfaden übersichtlich und praxisgerecht aufbereitet und dargestellt werden. Die Bearbeitung ist in den vier Arbeitspaketen (1) Projektmanagement, (2) Datenerfassung und Erkenntnisvalidierung, (3) Handlungsempfehlungen und (5) Verbreitung der Informationen vorgesehen. Der Schwerpunkt von (1) ist die Gewährleistung der korrekten Durchführung des Projektes, die Überwachung und Koordinierung der einzelnen Arbeitspakete sowie die Koordinierung und Planung der Projekttreffen. (2) unterteilt sich in drei Teilarbeitspakete. In 2.1 wird eine fragebogenbasierte Endkundenbefragung durchgeführt. Das Ziel ist die Identifikation von Ursachen für die Ergebnisse der Schornsteinfegermessung sowie das Betriebsverhalten. Das Ziel von 2.2 ist die Untersuchung des Einflusses des Betriebszustandes auf das Ergebnis der Schornsteinfegermessungen unter Technikumsbedingungen. In 2.3 werden Feldmessungen zur Untersuchung des Einflusses des Reinigungszustandes und der Einstellungen der Feuerung auf das Ergebnis der Schornsteinfegermessung durchgeführt. In (3) erfolgt eine abschließende Zusammenfassung der Projektergebnisse sowie Ableitung der Handlungsempfehlungen. Die wesentlichen Schwerpunkte von (4) sind die Erarbeitung und Veröffentlichung des Leitfadens sowie das Erstellen und Verteilen des Schulungsmaterials. Dennis Krüger
Tel.: + 49 341 2434-759
dennis.krueger@dbfz.de
DBFZ Deutsches Biomasseforschungszentrum gemeinnützige GmbH
Torgauer Str. 116
04347 Leipzig
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2017-06-01

01.06.2017

2020-03-31

31.03.2020
22002017Verbundvorhaben: Grundlagenorientierte Untersuchungen zum Einspritz- und Verbrennungsverhalten von Pflanzenölkraftstoff und Übertragung auf ein Motorsystem der Abgasstufe IV/V; Teilvorhaben 2: Charakterisierung des Einspritzverhaltens von Rapsölkraftstoff und Pflanzenölen sowie Optimierung der Einspritzparameter - Akronym: EVOLUMZiel des Verbundprojektes ist die Erarbeitung von Grundlagen zur Auslegung der Motorsteuerung von pflanzenöltauglichen Off-Road-Motoren mit moderner Abgasnachbehandlung und die Validierung der Ergebnisse am Prüfstand. Die Forschungsergebnisse sind überwiegend kraftstoffspezifisch und daher auf unterschiedliche Motoren übertragbar. Die Ergebnisse sollen den Kenntnisstand zu motorrelevanten Eigenschaften von Rapsölkraftstoff und anderen Pflanzenölen erweitern, um die Wissensbasis für die Auslegung von Injektoren und Abgasnachbehandlungssystemen zu verbessern. Die gewonnenen Erkenntnisse sollen für die Entwicklung von Lösungen zur Umstellung der bisher noch weitgehend auf fossilen Energieträgern basierenden land- und forstwirtschaftlichen Antriebstechnologien auf erneuerbare Antriebe bzw. Kraftstoffe nutzbar sein. Im Teilvorhaben 2 des Verbundprojektes wird an einem Einspritzsystemprüfstand die hydraulische Einspritzcharakteristik von Rapsölkraftstoff und weiteren Pflanzenölkraftstoffen mittels dem Einspritzratenmessgerät Moehwald HDA und einer optisch zugänglichen Hochdruckkammer ermittelt. In Verbindung mit den in Teilvorhaben 1 gewonnenen Erkenntnissen erlaubt eine kraftstoffspezifische Optimierung der Einspritzparameter. Das Verbundprojekt ist in 2 Teilvorhaben gegliedert, die jeweils vom Antragsteller hauptverantwortlich bearbeitet werden. Das Teilvorhaben 2 obliegt der OTHR und umfasst folgende Arbeiten: - Charakterisierung der Einspritzung (Einspritzmengen, Strahlzerfall und Gemischbildung) von Rapsölkraftstoff und weiteren Pflanzenölen in Abhängigkeit von Gegendruck, Kraftstofftemperatur und Einspritzparametern, wie Einspritzdruck und Mehrfacheinspritzungen - Aufbau eines Versuchsmotor mit Abgasnachbehandlungssystem am Motorprüfstand - Übertragung der Erkenntnisse auf den Vollmotor und das Abgasnachbehandlungssystem in Zusammenarbeit mit den Projektpartnern - Optimierung der Kalibrierung hinsichtlich des Leistungs- und EmissionsverhaltensProf. Dr.-Ing. Hans-Peter Rabl
Tel.: +49 941 943-5164
hans-peter.rabl@oth-regensburg.de
Ostbayerische Technische Hochschule Regensburg
Seybothstr. 2
93053 Regensburg
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2016-11-01

01.11.2016

2020-01-31

31.01.2020
22003216Verbundvorhaben: Biomasse-Asche-Monitoring (BAM); Teilvorhaben 2: Agronomische Bewertung - Akronym: BAMBiomasseaschen, insbesondere Halmgutaschen sind zurzeit keinem nach DüMV 2012 zugelassenen Düngemitteltyp zuzuordnen und gelten formal als Abfallstoff. Ziel dieses Projekt ist es, die bei der Monoverbrennung von naturbelassenen pflanzlichen Ausgangsmaterialien entstehenden Aschen in der Landwirtschaft nachhaltig zu verwerten und somit einen gesetzeskonformen Verwertungspfad im Sinne des Kreislaufwirtschaftsgesetzes zu etablieren. Das Rostocker Teilprojekt hat das Ziel, in Gefäß- und Feldversuchen eine agronomische Bewertung der Aschen vorzunehmen, wobei auch umfangreiche Untersuchungen zur Umweltwirkung eingeplant sind. Die Untersuchungen finden zudem in Kombination mit unterschiedlichen Fruchtarten statt, um spezifische Verwertungs- und Mobilisierungsprozesse mit zu erfassen. Damit sind die zum Projektende geplanten Anwendungsempfehlungen auf eine breite wissenschaftliche Basis gestellt. Die agronomischen Untersuchungen basieren auf einem zweijährigen umfangreichen Gefäßversuch mit 168 Gefäßen, in dem die Ascheprodukte an drei Fruchtarten auf einen sandigen Boden untersucht werden. Das breite Untersuchungsprogramm umfasst Nährstoffe in den Boden- und Pflanzenproben, Phosphorpools im Boden und eine Reihe bodenbiologischer Größen. Zudem wird ein Dauerfeldversuch zur Phosphordüngung mit in das Projekt einbezogen, wobei zunächst bisherige Ergebnisse zur Applikation von Biomasseaschen ausgewertet werden. Ab 2017 soll eine Strohasche aus dem Vorhaben appliziert werden. Abschließend erfolgt eine Bewertung der Ergebnisse mit Empfehlungen für die landwirtschaftliche Praxis.Sowohl in den Gefäßversuchen als auch im Feldversuch zeigte sich, dass die P-Düngungswirkung von Biomasse-Aschen mit der von TSP vergleichbar ist und somit die Aschen als Recyclingdünger geeignet sind, herkömmliche P-Dünger zu ersetzen und somit einen Beitrag zum Ressourcenschutz zu leisten. Insbesondere nach Zufuhr der Asche-Kompaktate wurden in den Gefäßversuchen höhere Erträge und P-Aufnahmen der Fruchtarten ermittelt. Die Ursachen dafür konnten nicht genau geklärt werden. Da sich die P-Gehalte im Boden nach Ausbringung der Rohaschen und Kompaktate meistens nicht signifikant unterschieden, kann die ertragssteigernde Wirkung der Kompaktate nicht mit einer erhöhten P-Versorgung im Vergleich zu den Rohaschen begründet werden. Teilweise erhöhte Enzymaktivitäten im Boden könnten auf biotische Effekte in Kombination mit bodenphysikalischen Veränderungen hindeuten. Weitere Untersuchungen sollten dahingehend erfolgen. Die Ausgangsstoffe der Asche waren weniger bedeutend für die P-Düngewirkung als die Verarbeitung der Aschen. Eine P-Zufuhr (TSP oder Asche) führte in der Regel zur Erhöhung der leicht-löslichen P-Gehalte im Boden im Vergleich zu den Varianten ohne P-Zufuhr. Eine Verdopplung der Applikationsmenge resultierte zwar in einer Erhöhung bioverfügbarer P-Gehalte im Boden, nicht aber in einer Erhöhung der Erträge der Fruchtarten. Die Wahl der Fruchtarten hatte wesentliche Auswirkungen auf die meisten untersuchten Prüfmerkmale und die agronomische Effizienz der Düngung, was bei der Einordnung der Düngung in die Fruchtfolge berücksichtigt werden sollte. Die Aktivität der alkalischen Phosphatase wurde vornehmlich durch die Düngung beeinflusst, während die saure Phosphatase vornehmlich durch die angebaute Fruchtart beeinflusst wurde. Änderungen hinsichtlich der Aktivität von Bodenenzymen sowie der P-Löslichkeit im Boden kann auch mit der Erhöhung des pH-Wertes nach der Ausbringung von Aschen (ca. 0,5 Einheiten im Gefäßversuch) in Zusammenhang gebracht werden.apl. Prof. Dr. habil Bettina Eichler-Löbermann
Tel.: +49 381 498-3064
bettina.eichler@uni-rostock.de
Universität Rostock - Agrar- und Umweltwissenschaftliche Fakultät - Professur Pflanzenbau
Justus-von-Liebig-Weg 6
18059 Rostock
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2016-03-01

01.03.2016

2018-02-28

28.02.2018
22003415Verbundvorhaben: Gemischbildungsverhalten Bio-Ethanol-haltiger Kraftstoffe unter dieselrelevanten Bedingungen; Teilvorhaben 1: Gemischbildung Qualitativ - Akronym: GemischbildungIn der Vergangenheit wurde in mehreren Ursache-Wirkungs-Untersuchungen der Einfluss der Beimischung von Bioethanol zu Dieselkraftstoffen auf die Schadstoffemissionen und die Verbrennungseffizienz untersucht. Es wurde bislang NICHT untersucht, wie der Bioethanolanteil die Kraftstoff/Luft-Gemischbildung (Luft meist im überkritischen Zustand) beeinflusst, so dass die eigentlichen Gründe für die Bioethanol-induzierte Veränderung der Schadstoffemissionen und der Verbrennungseffizienz nicht bekannt sind. Darum wird in diesem Forschungsvorhaben die Strahl-/Jetvermischung zwischen dem bioethanolhaltigen Dieselkraftstoff und dem Umgebungsfluid unter dieselrelevanten Druck- und Temperaturbedingungen experimentell und in situ quantitativ analysiert und in einem numerischen Model abgebildet. Aus dem daraus erwachsenen Verständnis über die durch die Bioethanolzugabe entstandenen Veränderungen in der Kraftstoff/Luft-Gemischbildung kann die Prozessführung (Einspritzdruck, Einspritzzeitpunkt, ...) auf den Bioethanolgehalt angepasst werden und so das eigentliche Potenzial (Herabsetzung der Viskosität, erhöhte Verdampfungsenthalpie, Sauerstoffanteil im Ethanol) der Bioethanolzumischung erst richtig ausgeschöpft werden. Das Vorhaben unterteilt sich in vier ineinandergreifende Arbeitspakete, die jeweils von einer Forschungsstelle mit der entsprechenden Expertise bearbeitet werden. Im Arbeitspaket (AP) I werden in einer optisch zugänglichen Einspritzkammer die verschiedenen Gemischbildungs-regime charakterisiert. Im AP II wird die Gemischbildung an ausgesuchten Betriebspunkten quantitativ analysiert, so dass sie im AP III numerisch abgebildet werden kann. Im AP IV wird die praktische Relevanz durch die Einbindung eines Industriepartners sichergestellt.Prof. Dr.-Ing. Michael Wensing
Tel.: +49 9131 85-29782
michael.wensing@fau.de
Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg - Lehrstuhl für Technische Thermodynamik (LTT)
Am Weichselgarten 8
91058 Erlangen
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2017-06-01

01.06.2017

2019-11-30

30.11.2019
22004016Verbundvorhaben: Grundlagenorientierte Untersuchungen zum Einspritz- und Verbrennungsverhalten von Pflanzenölkraftstoff und Übertragung auf ein Motorsystem der Abgasstufe IV/V; Teilvorhaben 1: Charakterisierung des Zündverhaltens und Brennverlaufs von Rapsölkraftstoff und weiteren Pflanzenölen - Akronym: EVOLUMZiel des Verbundprojektes ist die Erarbeitung von Grundlagen zur Auslegung der Motorsteuerung von pflanzenöltauglichen Off-Road-Motoren mit moderner Abgasnachbehandlung und die Validierung der Ergebnisse am Prüfstand. Die Forschungsergebnisse sind überwiegend kraftstoffspezifisch und daher auf unterschiedliche Motoren übertragbar. Die Ergebnisse sollen den Kenntnisstand zu motorrelevanten Eigenschaften von Rapsölkraftstoff und anderen Pflanzenölen erweitern, um die Wissensbasis für die Auslegung von Injektoren und Abgasnachbehandlungssystemen zu verbessern. Die gewonnenen Erkenntnisse sollen für die Entwicklung von Lösungen zur Umstellung der bisher noch weitgehend auf fossilen Energieträgern basierenden land- und forstwirtschaftlichen Antriebstechnologien auf erneuerbare Antriebe bzw. Kraftstoffe nutzbar sein. Im Teilvorhaben 1 des Verbundprojektes wird das Zündverhalten und der Brennverlauf von Rapsölkraftstoff und weiteren Pflanzenölen in einem Constant-Volume-Combustion-Chamber Prüfgerät AFIDA untersucht, die in Verbindung mit Teilvorhaben 2 eine kraftstoffspezifische Optimierung der Einspritzparameter erlauben. Das Verbundprojekt ist in 2 Teilvorhaben gegliedert, die jeweils vom Antragsteller hauptverantwortlich bearbeitet werden. Das Teilvorhaben 1 obliegt dem TFZ und umfasst neben der Projektkoordination folgende Arbeiten: - Integration eines Injektors in den Advanced Fuel Ignition Delay Analyser (AFIDA) - Charakterisierung des Zündverhaltens und Brennverlaufs von Rapsölkraftstoff und weiteren Pflanzenölen in Abhängigkeit von Brennraumtemperatur und –druck, Gaszusammensetzung im Brennraum und Einspritzparametern, wie Einspritzdruck und Mehrfacheinspritzung - Abschätzung der gas- und partikelförmigen Emissionskomponenten und Abgleich mit den Emissionsmesswerten am Prüfstand der OTHR - Übertragung der Erkenntnisse auf den Vollmotor und das Abgasnachbehandlungssystem in Zusammenarbeit mit den Projektpartnern.Dr. Edgar Remmele
Tel.: +49 9421 300-130
edgar.remmele@tfz.bayern.de
Technologie- und Förderzentrum im Kompetenzzentrum für Nachwachsende Rohstoffe
Schulgasse 18A
94315 Straubing
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2019-05-01

01.05.2019

2023-03-31

31.03.2023
22006218Verbundvorhaben: MeliNa - Modularer elektrostatischer Partikelabscheider als universell integrierbare (Nachrüst-)Lösung für Einzelraumfeuerungen und Biomasseheizkessel im Bereich bis 30 kW Nennwärmeleistung; Teilvorhaben 1: Theoretische und experimentelle Entwicklung - Akronym: MeliNaIm Mittelpunkt des Vorhabens MeliNa steht die praxistaugliche Entwicklung/Anpassung, der Aufbau, die Erprobung und Validierung eines modular aufgebauten Baukastensystems für individuell kombinier- und ausstattbare elektrostatische Partikelabscheider für Einzelraumfeuerungen sowie für kleine bis mittlere Biomasseheizkessel bis rund 30 kW Nennwärmeleistung. Das geplante Baukastensystem wird aus verschiedenen konstruktiven und elektronischen Systemkomponenten bestehen, welche zu herstellerunabhängigen Lösungen kombiniert und auf spezifische Anwendungsfälle abgestimmt werden können. Insbesondere gehört hierzu auch eine kontinuierliche Funktionsüberwachung zur Verbesserung der Betriebsführung des Abscheiders. Dieses Gesamtziel soll gemeinsam mit verschiedenen Herstellern, sowohl von Einzelraumfeuerungen alsauch von Biomasseheizkesseln, in mehreren parallel betriebenen Testanlagen erreicht werden. Dadurch ergibt sich die Möglichkeit eine je nach Anwendungsfall technisch minimalisierte, kompakte und platzsparende sowie daraus resultierend kostengünstige Lösung für den Endverbraucher anbieten zu können. Die resultierenden unterschiedlichen Ausstattungsvarianten des elektrostatischen Partikelabscheiders sollen sowohl als Nachrüstlösung als auch als Erstausstattung in Feuerungsanlagen integriert bzw. mit diesen kombiniert werden können. Aufgrund des modular aufgebauten Baukastensystems, soll am Ende der Laufzeit des Vorhabens erstmalig ein optimierter, leicht zu bedienender sowie universell einsetzbarer bzw. auf einen Großteil der Hersteller von Feuerungsanlagen adaptierbarer Partikelabscheider in unterschiedlichen Ausstattungsvarianten und damit Preiskategorien zur Verfügung stehen.Dr. Bodo Groß
Tel.: +49 681 844972-51
gross@izes.de
IZES gGmbH
Altenkesseler Str. 17 Geb. A1
66115 Saarbrücken
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2016-02-01

01.02.2016

2018-07-31

31.07.2018
22007715Verbundvorhaben: Entwicklung effizienter Primärmaßnahmen zur Emissionsminderung von Holzhackschnitzelfeuerungen; Teilvorhaben 1: Entwicklung effizienter Primärmaßnahmen zur Emissionsminderung von Holzhackschnitzelfeuerungen (Koordinator) - Akronym: EffiPriMaAnhand einer umgerüsteten Holzhackschnitzelfeuerung sollen neuartige Primärmaßnahmen zur Emissionsverbesserung untersucht und entsprechende Regelungskonzepte entwickelt werden. Bei den neuartigen Maßnahmen handelt es sich um eine Vorwärmung der Verbrennungsluft, eine optimierte Zufuhr und Verteilung der Primär- und Sekundärluft, sowie um eine nachrüstbare Stufe auf dem Verbrennungsrost. Die zu entwickelnden Regelungskonzepte sollen brennstoffspezifisch ausgelegt werden. Der Anwender soll im Anschluss an das Forschungsvorhaben durch Vorwahl eines Regelungskonzepts (Brennstoff nass / trocken, aschereich / aschearm usw.) die gesamte Feuerung auf den zu erwartenden Brennstoff besser einstellen. Durch die Kombination der genannten Maßnahmen versprechen sich die Antragsteller eine sichere Einhaltung der novellierten 1. BImschV im Bereich der Holzhackschnitzelfeuerungen, auch bei heterogenen und suboptimalen Brennstoffen. Zunächst wird durch UMSICHT in AP (Arbeitspaket) 1 die Aufbereitung des Versuchsbrennstoffs vorgenommen. Hierbei werden reproduzierbar Holzhackschnitzelchargen unterschiedlicher Qualität hergestellt. Diese Brennstoffe werden bei den nachfolgenden Versuchskampagnen eingesetzt. In AP 3 erfolgt durch UMSICHT die ergänzende Ausrüstung der Holzhackschnitzelfeuerung mit Messtechnik zur Feuerraumüberwachung. In AP 4 werden die Brennstoffe im Technikum untersucht, wobei bestehende Versuchsanlagen zum Einsatz kommen. Zielsetzung der Versuche ist die experimentelle Bestimmung der Trockungsgeschwindigkeiten in Holzhackschüttungen bei unterschiedlichen Unterwindtemperaturen. AP 5 beinhaltet die experimentellen Verbrennungsversuche an der umgerüsteten Holzhackschnitzelfeuerung, die federführend von UMSICHT durchgeführt werden. Auf Basis aller erreichten Versuchsergebnisse werden in AP 6 von allen Verbundpartnern gemeinsam Regelungskonzepte entwickelt, die die neuartigen Primärmaßnahmen und spezifische Brennstoffeigenschaften berücksichtigen. Philipp Danz
Tel.: +49 208 8598-1170
philipp.danz@umsicht.fraunhofer.de
Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik (UMSICHT)
Osterfelder Str. 3
46047 Oberhausen
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2016-02-01

01.02.2016

2018-07-31

31.07.2018
22009615Verbundvorhaben: Optimierung der Fraktionsabscheidegrade elektrostatischer Staubabscheider beim Einsatz in Biomassefeuerungen (FRESBI); Teilvorhaben 2: Leistungsbereich <50 kW - Akronym: FRESBIZiel des Vorhabens ist es wirkungsvolle Maßnahmen für elektrostatische Abscheider zu identifizieren und zu erproben, um die Partikelemissionen, insbesondere der gesundheitsgefährdenden Feinstaubfraktionen, die bei der Biomasseverbrennung entstehen, durch eine gezielte Optimierung des Fraktionsabscheidegrades zu reduzieren. Dieser Aspekt wurde bisher nicht hinreichend wissenschaftlich untersucht und ist daher technisch noch nicht optimiert. Im Rahmen des Projekts wird an wirtschaftlichen und leistungsfähigen Partikelabscheidern zur Ausrüstung von kleinen und mittleren Heizkesseln geforscht. Es werden Partikelabscheider erprobt und bewertet, darauf aufbauend werden Maßnahmen zur Weiterentwicklung erarbeitet und diese dann wiederum erprobt und bewertet. Durch das Projekt werden die Fraktionsabscheidegrade marktverfügbarer Filteranlagen vermessen und Ansätze für deren Optimierung entwickelt. Zu Beginn des Projektes erfolgt die Vorbereitung, Planung und Detailabstimmung des Versuchsprogramms. Die projektspezifischen Filtersysteme werden in die Technika der Partner OTH und Fraunhofer UMSICHT integriert und an die bestehenden Feuerungen angeschlossen. Zur Ermittlung des Ist-Zustands der Partikelabscheidung der gewählten Filtertypen 1-3 werden anschließend Feuerungsversuche unter Einbeziehung der vorhandenen Partikel- und Emissionsmesstechnik durchgeführt. Die Ergebnisse dieser Versuche werden umfassend ausgewertet und daraus Optimierungskonzepte erarbeitet, die Maßnahmen an den Filtern umgesetzt, in weiteren Versuchsreihen evaluiert und daraus Dimensionierungs- und Betriebsstrategien formuliert.Prof. Dr.-Ing. Stefan Beer Beer
Tel.: +49 9621 482-3304
s.beer@oth-aw.de
Ostbayerische Technische Hochschule Amberg-Weiden
Kaiser-Wilhelm-Ring 23
92224 Amberg
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31.07.2018
22009715Verbundvorhaben: Optimierung der Fraktionsabscheidegrade elektrostatischer Staubabscheider beim Einsatz in Biomassefeuerungen (FRESBI); Teilvorhaben 3: Praktische Umsetzung - Akronym: FRESBIZiel des Vorhabens ist es wirkungsvolle Maßnahmen für elektrostatische Abscheider zu identifizieren und zu erproben, um die Partikelemissionen, insbesondere der gesundheitsgefährdenden Feinstaubfraktionen, die bei der Biomasseverbrennung entstehen, durch eine gezielte Optimierung des Fraktionsabscheidegrades zu reduzieren. Dieser Aspekt wurde bisher nicht hinreichend wissenschaftlich untersucht und ist daher technisch noch nicht optimiert. Im Rahmen des Projekts wird an wirtschaftlichen und leistungsfähigen Partikelabscheidern zur Ausrüstung von kleinen und mittleren Heizkesseln geforscht. Es werden Partikelabscheider erprobt und bewertet, darauf aufbauend werden Maßnahmen zur Weiterentwicklung erarbeitet und diese dann wiederum erprobt und bewertet. Durch das Projekt werden die Fraktionsabscheidegrade marktverfügbarer Filteranlagen vermessen und Ansätze für deren Optimierung entwickelt. Zu Beginn des Projektes erfolgt die Vorbereitung, Planung und Detailabstimmung des Versuchsprogramms. Die projektspezifischen Filtersysteme werden in die Technika der Partner OTH und Fraunhofer UMSICHT integriert und an die bestehenden Feuerungen angeschlossen. Zur Ermittlung des Ist-Zustands der Partikelabscheidung der gewählten Filtertypen 1-3 werden anschließend Feuerungsversuche unter Einbeziehung der vorhandenen Partikel- und Emissionsmesstechnik durchgeführt. Die Ergebnisse dieser Versuche werden umfassend ausgewertet und daraus Optimierungskonzepte erarbeitet, die Maßnahmen an den Filtern umgesetzt, in weiteren Versuchsreihen evaluiert und daraus Dimensionierungs- und Betriebsstrategien formuliert.Dipl.-Ing. Jan Kramb
Tel.: +49 2307 97300-0
j.kramb@schraeder.com
Karl Schräder Nachf. Inh. Karl-Heinz Schräder e.K.
Hemsack 11-13
59174 Kamen
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2015-07-01

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2019-03-31

31.03.2019
22011314Verbundvorhaben: Maßnahmenpaket BioenergieWärme 2015-2018; Teilvorhaben 1: Maßnahmenpaket Bioenergie-Wärme - Akronym: Bio-WaermeMit dem Projekt "Maßnahmenpaket Bioenergie-Wärme" soll die Nutzung von Bioenergie als heimische erneuerbare Energiequelle die für ihre energiewirtschaftliche Bedeutung angemessene Aufmerksamkeit erhalten. Dabei sollen vor allem die Informationslücken zu kommunalen Wärmelösungen sowie zur Wärmeversorgung von Mehrfamilienhäusern, großen Gebäudekomplexen, Quartieren und gewerblichen Wärmeverbrauchern erschlossen werden. Durch die Vorbildfunktion sowie den hohen Wärmeverbrauch dieser Objekte sind in diesen Bereichen besonders effektive Beiträge zu Akzeptanz und Klimaschutz zu erwarten. Ziel ist es, die notwendige Steigerung des Anteils der Bioenergie an der deutschen Wärmeversorgung durch ein Paket von Maßnahmen der Öffentlichkeitsarbeit kommunikativ zu unterstützen. Als Maßnahmen sind zielgruppenspezifische Publikationen und Angebote zu entwickeln, darunter ein Wärmekostenrechner, Informationsbroschüren, Pressehintergrundpapiere, Pressearbeit, Veranstaltungsformate wie Exkursionen für Medienvertreter, Pressehintergrundgespräche sowie Infografiken, Videos und Animationen. Die Maßnahmen sollen dazu beitragen, das Verständnis für die Bedeutung der Bioenergie als zentralen Pfeiler einer klimafreundlichen Energieversorgung aus heimischen erneuerbaren Quellen zu festigen. Komplexe Zusammenhänge der Wertschöpfungsketten der unterschiedlichen Bioenergieträger sollen erklärt und hinsichtlich ihrer gesamtgesellschaftlichen Bedeutung erläutert werden. Christina Hülsken
Tel.: +49 30 2005-3540
c.huelsken@unendlich-viel-energie.de
Agentur für Erneuerbare Energien e.V.
EUREF-Campus 16
10829 Berlin
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22011715Verbundvorhaben: Maßnahmenpaket BioenergieWärme 2015-2018; Teilvorhaben 2: Wärmekostenrechner - Akronym: BiowaermeZielsetzung: Das Institut für Energiewirtschaft und Rationelle Energieanwendung (IER) recherchiert und strukturiert für die im Online-Wärmekostenrechner vorgesehenen Gebäudetypen, Wärmeversorgungstechnologien, Bioenergieträger und fossilen Referenzen folgende Datengrundlagen und bereitet sie wissenschaftlich auf: • erforderliche technologiespezifische Anforderungen und Eigenschaften • Investitionskosten, Fördermöglichkeiten, • betriebsgebundene Kosten und • verbrauchsgebundene Kosten, insbesondere Brennstoffkosten. Vorhabenbeschreibung und Methoden: Die Erhebung und Zusammenstellung der Datengrundlagen folgt der Systematik der Wärmegestehungskostenberechnung in Anlehnung an VDI 2067, die auch den aktuellen Heizkostenvergleichen des IER für EInfamilienhäuser zugrunde liegt (siehe http://www.ier.uni-stuttgart.de/linksdaten/heizkostenvergleich/index.html). Es werden folgende Gebäudetypen betrachtet: Einfamilienhäuser, kleine Mehrfamilienhäuser (bis 4 Wohneinheiten), große Mehrfamilienhäuser (bis 20 Wohneinheiten), Bürogebäude und Gewerbegebäude (KMU bzw. produzierenden Unternehmen). Es wird unterschieden zwischen unsanierten und sanierten Altbauten und Neubauten mit unterschiedlichem Heizwärmebedarf. Es werden als Wärmeversorgungstechnologien betrachtet: Holzfeuerungen (Pellet, Scheitholz, Hackschnitzel), Wärmepumpemsysteme, Gas- und Heizölbrennwertkessel, KWK-Anlagen, Kombination mit Solarthermie. Arbeitspaket 1: Erarbeitung und Abstimmung der Struktur und Abfragelogiken des Online-Wärmekostenrechners Arbeitspaket 2: Erhebung und Aufbereitung relevanter Gebäudedaten, Kostendaten für die Wärmeversorgungstechnologien sowie Brennstoffkosten Arbeitspaket 3: Abstimmungstreffen mit den Projektpartnern insbesondere im Rahmen von Arbeitspaket 1 zur Klärung des Aufbaus des Online-Wärmerechners. Abstimmung der wissenschaftlich erhobenen Datengrundlagen und Annahmen im Rahmen eines Fachworkshops mit dem Projektträger, Experten aus Wissenschaft und BranchenverbändenDr. Ludger Eltrop
Tel.: +49 711 685-87816
ludger.eltrop@ier.uni-stuttgart.de
Universität Stuttgart - Fakultät 4 Energie-, Verfahrens- und Biotechnik - Institut für Energiewirtschaft und rationelle Energieanwendung (IER)
Heßbrühlstr. 49 a
70565 Stuttgart

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31.03.2020
22012117Verbundvorhaben: Entwicklung einer marktnahen emissionsarmen Biomasse-Kleinstfeuerung für Niedrigenergie- und Passivhäuser; Teilvorhaben 2: Verfahrenstechnische Auslegung der Systemkomponenten - Bewertung energetische Effizienz und Wirtschaftlichkeit - Akronym: Bio-MiniIm Rahmen des Projektes soll mittels der Entwicklung einer emissionsarmen, hochflexiblen und effizientenKleinstfeuerungsanlage für die Holzverbrennung im Leistungsbereich von 1 bis 5kW ein deutlicher Fortschritt im Stand der Technik erreicht werden. Bei der Entwicklung der Feuerungsanlage soll anhand wissenschaftlicher Untersuchungen, besonders bezüglich des Verbrennungsverhaltens und der Dosiertechnik, ein Demonstrationsprototyp mit einer geeigneten Konstruktion und Auslegung aller Anlagenkomponenten aufgebaut werden. Die Feuerung soll im Betrieb Emissions- und Effizienzwerte erzielen, welche vergleichbar sind zum besten Stand der Technik bei bisher am Markt verfügbaren etwas größeren Kleinfeuerungen. Für die gesetzlich regulierten Abgasbestandteile wird eine Konzentration von = 20 mg/m³ für CO und = 5 mg/m³ für Staub (i.N., bezogen auf 13 Vol.-%) angestrebt. Ebenso soll eine Konzentration von = 20 mg/m³ für die Summe der flüchtigen organischen Verbindungen (VOC) eingehalten werden. Die erzeugte Wärme soll effizient nutzbar sein, weshalb ein Wirkungsgrad von 95% vergleichbar zu sehr guten Pelletöfen und -kesseln, als Ziel gesetzt wird.Im Rahmen der Analysen zur Brennstoffaufbereitung und -dosierung wurden Mini-Holzpellets mit einem Durchmesser von 4 mm im aktuellen Entwicklungszustand des Prototyps als geeigneter Brennstoff identifiziert. Der Brennstoff wurde selbst hergestellt und auch eine Variation der Pelletlänge und dessen Einfluss auf das Anlagenverhalten untersucht. Es wurde anhand umfangreicher Versuche ein geeigneter Schneckendosierer konfiguriert, der eine kontinuierliche Förderung von Brennstoff im kleinen Leistungsbereich ermöglicht. Für die im Rahmen des Projektes ermittelte konstruktive Bestvariante wurden mit dem Brennstoff Mini-Holzpellets Emissionswerte deutlich unter den Vorgaben der 1. BImSchV erreicht. Die Bestwerte betrugen für CO = 30 mg/m³; für Org.-C = 0,1 mg/m³ und für Staub = 8 mg/m³ (jeweils bezogen auf den Normzustand und 13 Vol.-% O2). Der feuerungstechnische Wirkungsgrad der Anlage lag im besten Betriebsfall bei 89 % ohne Einsatz des Wasserwärmetauschers und bei 99 % mit Wärmetauscher. Auf das Emissionsniveau hatte der Wärmetauscher erwartungsgemäß kaum einen Einfluss. Die erreichten Anlagenkennwerte entsprechen dem Stand der Technik und sind im Vergleich zu derzeit am Markt verfügbarer Einzelraumfeuerungen sehr gut. Im aktuellen Entwicklungsstand fallen neben den Kosten für den Reaktor selbst ca. 1.000 € an Investitionskosten für Sensoren und Aktoren sowie 800 € für den Einsatz eines WWT an. Damit kann bei weiterer Optimierung und durch Skaleneffekte bei Produktion höherer Stückzahlen davon ausgegangen werden, dass eine Markteinführung in Zukunft wirtschaftlich darstellbar sein wird.Prof. Dr. Joachim Schenk
Tel.: +49 341 3076-4139
joachim.schenk@htwk-leipzig.de
Hochschule für Technik, Wirtschaft und Kultur Leipzig
Karl-Liebknecht-Str. 132
04277 Leipzig
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22012316Verbundvorhaben: Viskositätssensor zur Optimierung von Biogasprozessen (VisOB); Teilvorhaben 3: Sensorentwicklung - Akronym: ViSOB-1Die Effizienz von Biogasanlagen hängt u.a. in hohem Maße von der Viskosität des Biogasmediums ab. Bislang existiert jedoch noch kein zuverlässiges, leicht handhabbares und ökonomisches Verfahren zur In-situ-Messung dieses Parameters. Gesamtziel des Vorhabens ist daher die Entwicklung eines Viskositätssensors zur Optimierung von Biogasprozessen, der es ermöglicht, insbesondere auch inhomogene, stückige und strukturviskose Biogasmedien in großen Reaktorvolumina hinsichtlich ihrer Viskosität auf die günstigsten Werte einzuregeln. Das Vorhaben wird am Kurt-Schwabe-Institut für Mess- und Sensortechnik e.V. Meinsberg (KSI) in Kooperation mit dem Institut für Agrar- und Stadtökologische Projekte an der Humboldt-Universität zu Berlin (IASP), der Pronova Analysentechnik GmbH und dem Ingenieurbüro Peter Zimmermann (TEB) als Unterauftragnehmer des IASP bearbeitet. KSI wird an einer Biogas-Versuchsanlage grundlegende Untersuchungen zur Viskositätsmessung in verschiedenen Biogasmedien durchführen und praxistaugliche Messmethoden entwickeln. IASP wird diese im Labormaßstab erproben und Untersuchungen zur Ertragssteigerung des Biogasprozesses durch Messung und Steuerung der Viskosität durchführen. Pronova übernimmt die Entwicklung und Musterfertigung der Sensoren. TEB wird die elektronischen Komponenten entwickeln und das Messsystem am IASP messtechnisch betreuen.Dr. rer. nat. Burkhard Christmann
Tel.: +49 30 4550-850
burkhard.christmann@pronova.de
Pronova Analysetechnik GmbH & Co. KG
Groninger Str. 25
13347 Berlin
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22012616Verbundvorhaben: Viskositätssensor zur Optimierung von Biogasprozessen (VisOB); Teilvorhaben 2: Grundlegende Untersuchungen zur Viskositätsmessung und zum Zustand des Gesamtprozesses - Akronym: VisOB-1 Die Effizienz von Biogasanlagen hängt u.a. in hohem Maße von der Viskosität des Biogasmediums ab. Bislang existiert jedoch noch kein zuverlässiges, leicht handhabbares und ökonomisches Verfahren zur In-situ-Messung dieses Parameters. Gesamtziel des Vorhabens ist daher die Entwicklung eines Viskositätssensors zur Optimierung von Biogasprozessen, der es ermöglicht, insbesondere auch inhomogene, stückige und strukturviskose Biogasmedien in großen Reaktorvolumina hinsichtlich ihrer Viskosität auf die günstigsten Werte einzuregeln. Das Vorhaben wird am Kurt-Schwabe-Institut für Mess- und Sensortechnik e.V. Meinsberg (KSI) in Kooperation mit dem Institut für Agrar- und Stadtökologische Projekte an der Humboldt-Universität zu Berlin (IASP), der Pronova Analysentechnik GmbH und dem Ingenieurbüro Peter Zimmermann (TEB) als Unterauftragnehmer des IASP bearbeitet. KSI wird an einer Biogas-Versuchsanlage grundlegende Untersuchungen zur Viskositätsmessung in verschiedenen Biogasmedien durchführen und praxistaugliche Messmethoden entwickeln. IASP wird diese im Labormaßstab erproben und Untersuchungen zur Ertragssteigerung des Biogasprozesses durch Messung und Steuerung der Viskosität durchführen. Pronova übernimmt die Entwicklung und Musterfertigung der Sensoren. TEB wird die elektronischen Komponenten entwickeln und das Messsystem am IASP messtechnisch betreuen.Dipl.-Ing (FH) Boris Habermann
Tel.: +49 30 2093-6112
boris.habermann@iasp.hu-berlin.de
Verein zur Förderung agrar- und stadtökologischer Projekte (ASP) e. V. - Institut für Agrar- und Stadtökologische Projekte
Philippstr. 13, Hs. 16
10115 Berlin
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22014415Verbundvorhaben: Entwicklung effizienter Primärmaßnahmen zur Emissionsminderung von Holzhackschnitzelfeuerungen; Teilvorhaben 2: Entwicklung effizienter Primärmaßnahmen zur Emissionsminderung von Holzhackschnitzelfeuerungen - theoretische Unterstützung - Akronym: EffiPriMaAnhand einer umgerüsteten Holzhackschnitzelfeuerung sollen neuartige Primärmaßnahmen zur Emissionsverbesserung untersucht und entsprechende Regelungskonzepte entwickelt werden. Bei den neuartigen Maßnahmen handelt es sich um eine Vorwärmung der Verbrennungsluft, eine optimierte Zufuhr und Verteilung der Primär- und Sekundärluft, sowie um eine nachrüstbare Stufe auf dem Verbrennungsrost. Die zu entwickelnden Regelungskonzepte sollen brennstoffspezifisch ausgelegt werden. Der Anwender soll im Anschluss an das Forschungsvorhaben durch Vorwahl eines Regelungskonzepts (Brennstoff nass / trocken, aschereich / aschearm usw.) die gesamte Feuerung auf den zu erwartenden Brennstoff besser einstellen. Durch die Kombination der genannten Maßnahmen versprechen sich die Antragsteller eine sichere Einhaltung der novellierten 1. BImschV im Bereich der Holzhackschnitzelfeuerungen, auch bei hete-rogenen und suboptimalen Brennstoffen. Auf Basis der von Fraunhofer UMSICHT in AP 4 und AP 5 ermittelten Daten wird vom LEAT in AP 2 eine vorhandene DEM/CFD-Simulationsmethodik zur Simulation des Verbrennungsrosts der betrachteten Holzhackschnitzelfeuerung überprüft und angepasst. Dies erfolgt in zwei Schritten. Zunächst werden in AP 2.1 anhand eines DEM-Modells des betrachteten Rostsystems Parameter hinsichtlich der Wärmeleitung in der Schüttung, des Druckverlustes und der Trocknung evaluiert. Danach erfolgt in AP 2.2 eine umfassende Betrachtung der Anlage inkl. Feuerraum mit dem Fokus auf der Ermittlung der optimalen Parameter zur Sekundärluftzufuhr. Dabei werden verschiedene Varianten hinsichtlich Sekundärluftdüsenanordnung, Durchmesser und Lufttemperatur sowie dem Verhältnis zwischen Primär- und Sekundärluft betrachtet. Aufgrund einer detaillierten Analyse der erzielten Ergebnisse wird begleitend in den Arbeitspaketen von Fraunhofer Umsicht eine anlagentechnische Optimierung vorgenommen.Dr.-Ing. Siegmar Wirtz
Tel.: +49 234 32-26325
wirtz@leat.rub.de
Ruhr-Universität Bochum - Fakultät für Maschinenbau - Institut für Energietechnik - Energieanlagen und Energieprozesstechnik
Universitätsstr. 150
44801 Bochum
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22014515Verbundvorhaben: Entwicklung effizienter Primärmaßnahmen zur Emissionsminderung von Holzhackschnitzelfeuerungen; Teilvorhaben 3: experimentelle Unterstützung - Akronym: EffiPriMaAnhand einer umgerüsteten Holzhackschnitzelfeuerung sollen neuartige Primärmaßnahmen zur Emissionsverbesserung untersucht und entsprechende Regelungskonzepte entwickelt werden. Bei den neuartigen Maßnahmen handelt es sich um eine Vorwärmung der Verbrennungsluft, eine optimierte Zufuhr und Verteilung der Primär- und Sekundärluft, sowie um eine nachrüstbare Stufe auf dem Verbrennungsrost. Die zu entwickelnden Regelungskonzepte sollen brennstoffspezifisch ausgelegt werden. Der Anwender soll im Anschluss an das Forschungsvorhaben durch Vorwahl eines Regelungskonzepts (Brennstoff nass / trocken, aschereich / aschearm usw.) die gesamte Feuerung auf den zu erwartenden Brennstoff besser einstellen. Durch die Kombination der genannten Maßnahmen versprechen sich die Antragsteller eine sichere Einhaltung der novellierten 1. BImschV im Bereich der Holzhackschnitzelfeuerungen, auch bei heterogenen und suboptimalen Brennstoffen. Polzenith trägt vor allem durch die Umrüstung einer Feuerungsanlage und Unterstützung beim experimentellen Betrieb zum Projektfortschritt bei. In Arbeitspaket (AP) 2 werden zunächst Daten (Geometrien, Betriebsparameter) für den Projektpartner RUB-LEAT bereitgestellt. In AP 3 erfolgt die Umrüstung der Feuerungsanlage hinsichtlich Luftvorwärmung, Schürung und Luftverteilung. Zusätzlich werden weitere Messeinrichtungen installiert. In AP 4 wird Polzenith UMSICHT bei der Auswertung von Versuchsergebnissen unterstützen. In AP 5 erfolgen die Verbrennungsversuche und in AP 6 leiten alle Projektpartner gemeinsam Regelungskonzepte aus den erzielten Ergebnissen ab.Dipl.-Ing. (FH) Gregor jun. Pollmeier
Tel.: +49 5207-92670
gregorjun.pollmeier@polzenith.de
POL ZENITH GmbH & Co. KG
An der Heller 22
33758 Schloß Holte-Stukenbrock
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22016717Verbundvorhaben: Innovative Verfahrensketten für Holzbrennstoffe; Teilvorhaben 1: Innovatives Aufbereitungskonzept für HHS - Neuartiger Schneckenhacker, Gesamtkonzept der alternativen HHS-Bereitstellung - Akronym: InnoFuelsZiel des Vorhabens "InnoFuels" ist es, innovative Verfahren zur Produktion und Aufbereitung von Holzbrennstoffen in konventionelle Prozessketten zu integrieren und die dadurch entstehenden neuen Verfahrensketten und Brennstoffe im Praxisversuch zu bewerten. Hierzu werden zwei neuartige Verfahren, der Schneckenhacker Effiter 20.30 der Firma Alvatec GmbH & Co. KG (TV 1), sowie die Hackschnitzelpresse der Firma Bohnert-Technik GmbH (TV 2) verwendet. Mit beiden Verfahren entstehen Brennstoffe, die sich maßgeblich von typischen Holzbrennstoffen unterscheiden und durch ihre veränderten Produkteigenschaften einen positiven Einfluss auf die Energieeffizienz und damit auf die Kosten der Gesamtverfahrensketten, auf die weitere Aufbereitung mittels Trocknung, Lagerung und Pelletierung, auf die Emissionen an CO, NOX und Gesamtstaub bei der Verbrennung in Kleinfeuerungsanlagen zur Wärmebereitstellung und auf den Wirkungsgrad bei dezentralen Holzgas-BHKWs haben könnenDr. Daniel Kuptz
Tel.: +49 9421 300-118
daniel.kuptz@tfz.bayern.de
Technologie- und Förderzentrum im Kompetenzzentrum für Nachwachsende Rohstoffe
Schulgasse 18A
94315 Straubing

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22016817Verbundvorhaben: Entwicklung einer emissionsarmen Einzelraumfeuerung für bedarfsgerecht erzeugte und qualitätsgesicherte Holzhackschnitzel; Teilvorhaben 1: Theoretische und experimentelle Untersuchungen, emissionsrechtliche Evaluierung - Akronym: SiTroFenDas Ziel des Projektes ist die Entwicklung eines ökonomisch vielversprechenden Technologiedemonstrators für einen Hackschnitzelofen sowie die Demonstration der Praxistauglichkeit inklusive der notwendigen Brennstoffkette in einer realen Einsatzumgebung. Dieser innovative Ansatz ist durch zwei Grundüberlegungen geprägt. Zum einen soll die grundlegende Erforschung und Entwicklung des Kaminofens inklusive der notwendigen HHS-Bereitstellungs- und Logistikkette unabhängig von speziellen Herstellerinteressen vorangetrieben werden, um eine später breite Markteinführung zu ermöglichen. Zum anderen soll aber auch sichergestellt werden, dass die Entwicklung zu einem marktfähigen Produkt führen kann. Daher ist das Projekt zweistufig angelegt. Zunächst soll eine effiziente und wirtschaftliche Alternative zum Scheitholz-Erlebnisofen entwickelt werden. Hierbei steht vor allem ein stabiler und emissionsarmer Betrieb mit hohem Wirkungsgrad im Vordergrund. Obwohl sich die Nennleistung des Ofens unterhalb von 4 kW und damit außerhalb der Messpflicht der 1. BImSchV befindet, ist die Minderung von Emissionen ein primäres Projektziel. Es besteht der Anspruch, die für Einzelraumfeuerungen geltenden Grenzwerte der 1. BImSchV für Staub und CO auch im üblichen Realbetrieb zu unterschreiten und gleichzeitig hohe Wirkungsgrade zu erzielen. Anhand von Versuchen im Labor- und Technikumsmaßstab soll die Anlage am DBFZ und der Fachhochschule Südwestfalen entsprechend in der ersten Projektphase entwickelt und optimiert werden. In dieser Zeit soll bereits über einen Projektbeirat die Industrie eingebunden werden. Deren Rückmeldungen sollen in die Entwicklung Eingang finden und im engen Austausch soll die Bereitschaft zur Beteiligung an der zweiten Phase gewonnen werden. In der zweiten Phase soll dann mindestens ein Unternehmen einsteigen, einen Prototypen auf der Grundlage des entwickelten Demonstrators bauen und diesen in einer realen Einsatzumgebung testen.Das Ziel des Projektes war die Entwicklung eines ökonomisch vielversprechenden Technologiedemonstrators sowie die Demonstration der Praxistauglichkeit eines oder mehrerer Prototypen des Hackschnitzelofens inklusive der notwendigen Brennstoffkette in einer realen Einsatzumgebung. Ein solcher Hackschnitzelofen sollte mit einem der Pelletqualität vergleichbar homogenem, aber günstigeren Brennstoff betrieben werden. Gleichzeitig sollte der Ofen das Wohlfühlerlebnis einer Kaminofenflamme bieten und somit eine Alternative für den Austausch von Scheitholz-Einzelfeuerungen darstellen. Konkret wurden folgende Ergebnisse erreicht: - der Einsatz von Präzisionshackgut ist in der entwickelten Einzelraumfeuerung möglich. Trotz der überwiegend niedrigen Verbrennungswärmeleistung (< 4 kW) konnten für alle getesteten Brennstoffsortimente im stationären Zustand CO- sowie Staubemissionen unter den Grenzwerten der 1. BImSchV gemessen werden. Variationen des Brennstoffs in der Versuchsbrennkammer haben ergeben, dass - lufttrockene Brennstoffe am besten geeignet sind - im untersuchten Bereich von 8-16 mm die Stückigkeit keinen großen Einfluss hat - die Fördertechnik insgesamt an den Brennstoff angepasst werden muss und kann - und die unterschiedliche Schüttdichte der verschiedenen Holzarten eine Anpassung der Förderleistung der Dosierung erfordert. Die Emissionen lagen dabei insgesamt, noch ohne weitergehende Optimierung der Brennkammer, schon im Bereich guter Pelletöfen. Aus Marktsicht müssen weitere Kriterien erfüllt sein. Neben dem Produktdesign, das in dieser Phase noch ausgeklammert wurde, sind das als wichtige Randbedingungen der Bedienkomfort, die Geräuschkulisse und nicht zuletzt das Flammendesign, das ganz wesentlich das Feuererleben bestimmt. Diese werden im Rahmen des Projektes explizit betrachtet. Dr. rer. nat. Ingo Hartmann
Tel.: +49 341 2434-541
ingo.hartmann@dbfz.de
DBFZ Deutsches Biomasseforschungszentrum gemeinnützige GmbH
Torgauer Str. 116
04347 Leipzig
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22017915Verbundvorhaben: Viskositätssensor zur Optimierung von Biogasprozessen (VisOB); Teilvorhaben 1: Entwicklung praxistauglicher Messmethoden zur Viskositätsmessung in Biogasmedien - Akronym: VisOB-1Die Effizienz von Biogasanlagen hängt u.a. in hohem Maße von der Viskosität des Biogasmediums ab. Bislang existiert jedoch noch kein zuverlässiges, leicht handhabbares und ökonomisches Verfahren zur In-situ-Messung dieses Parameters. Gesamtziel des Vorhabens ist daher die Entwicklung eines Viskositätssensors zur Optimierung von Biogasprozessen, der es ermöglicht, insbesondere auch inhomogene, stückige und strukturviskose Biogasmedien in großen Reaktorvolumina hinsichtlich ihrer Viskosität auf die günstigsten Werte einzuregeln. Das Vorhaben wird am Kurt-Schwabe-Institut für Mess- und Sensortechnik e.V. Meinsberg (KSI) in Kooperation mit dem Institut für Agrar- und Stadtökologische Projekte an der Humboldt-Universität zu Berlin (IASP), der Pronova Analysentechnik GmbH und dem Ingenieurbüro Peter Zimmermann (TEB) als Unterauftragnehmer des IASP bearbeitet. KSI wird an einer Biogas-Versuchsanlage grundlegende Untersuchungen zur Viskositätsmessung in verschiedenen Biogasmedien durchführen und praxistaugliche Messmethoden entwickeln. IASP wird diese im Labormaßstab erproben und Untersuchungen zur Ertragssteigerung des Biogasprozesses durch Messung und Steuerung der Viskosität durchführen. Pronova übernimmt die Entwicklung und Musterfertigung der Sensoren. TEB wird die elektronischen Komponenten entwickeln und das Messsystem am IASP messtechnisch betreuen.Dr. Jens Zosel
Tel.: +49 34327 608102
jens.zosel@ksi-meinsberg.de
Kurt-Schwabe-Institut für Meß- und Sensortechnik Meinsberg e.V.
Kurt-Schwabe-Str. 4
04736 Waldheim
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22018415Verbundvorhaben: Co-Kultivierung von Algen und Hefen zur umweltfreundlichen Gewinnung von Biokraftstoffen und Carbonsäuren (CoKult); Teilvorhaben 1: Bioprozessentwicklung - Akronym: CoKultZiel des Verbundvorhabens war die Entwicklung und Überführung einer stabilen Co-Kultivierung von einer lipidbildenden Alge und einer carbonsäure-produzierenden Hefe und deren Überführung vom Schüttelkolbenmaßstab bis in ein neuartiges Outdoor-Flat-Panel-System zur umweltfreundlichen und nachhaltigen Gewinnung von Carbonsäuren und Biokraftstoffen unter Nutzung von nachwachsenden Rohstoffen und preiswerten Ab- und Nebenprodukten der Agrar-, Lebensmittel und Biokraftstoffindustrie. Das von der Hefe während der Wachstums- und Produktbildungsphase gebildete Stoffwechselnebenprodukt CO2 sollte unmittelbar durch die phototrophe Alge aufgenommen und direkt als primäre Kohlenstoffquelle das Algenwachstum und deren Produktbildung positiv beeinflussen. Parallel dazu sollte das von der sauerstoffproduzierenden Alge abgegebene O2 effektiv von der aeroben Hefe zur Stimulierung und Aufrechterhaltung zellinterner Stoffwechselvorgänge genutzt werden. Zu Beginn des Forschungsvorhabens sollte die Kinetik verschiedener Algen- und Hefearten in Mono- und Mischkulturansätzen im Labormaßstab untersucht, ermittelt und dadurch eine für die Co-Kultivierung potentiell geeignete phototrophe Alge und aerobe Hefe sondiert werden. Die Ermittlung der optimalen Kultivierungsbedingungen (gemeinsames Kulturmedium, Nährsalze, C-Quelle, Temperatur, pH-Wert) und der verfahrenstechnischen Parameter (Begasungsrate, Lichtintensität, Belichtungsdauer) im Blasensäulensystemen dienten als Basisdaten für die Maßstabsübertragung des optimierten Kultivierungsregimes in das vom Verbundpartner TZ-Leipzig für den Technikumsmaßstab ingenieurtechnisch konstruiert und gebaute Flat-Panel-System, welches in enger Kooperation mit der Linbec UG am Standort Köthen betrieben wurde. Mit dem Vorhaben sollte ein wesentlicher Beitrag zur nachhaltigen Gewinnung von Bioenergie und biotechnologisch erzeugten Chemikalien geleistet werden.Zu Beginn war die Findung eines gemeinsamen Nährmediums, welches ein stabiles Wachstum und höchstmögliche Produktausbeuten erlaubte, notwendig. Als aussichtsreichstes Medium wurde das Setlik-Medium selektiert, welches durch gezielte Modifikation in der Nährsalzzusammensetzung an die Bedürfnisse der Algen und Hefen angepasst wurde. Wachstums- und Produktbildungskinetiken für ausgesuchte Hefen und Algen-Gemische wurden ermittelt, sodass sich aufgrund der Teilungsraten, der gemeinsamen Stickstofflimitation, des stabilen heterotrophen sowie phototrophen Algenwachstums und der hohen Carbonsäureausbeuten die weiteren Untersuchungen auf die Co-Kultivierung der Hefe Yarrowia lipolytica H181 und der Grünalge Dunaliella tertiolecta 13.86 als aussichtsreichste Kombination fokussierten. Verschiedene Abprodukte (Rohglycerin, Glycerinwasser) wurden als C-Quelle auf ihre Eignung in einem Hefe-Algen-Mischsystem getestet. In allen getesteten Substratvarianten konnte eine stabile Mischkultur mit Produktsynthese (Citrat) detektiert werden. Aufgrund minimaler Nährsalzfracht und zur Vermeidung nachgelagerter Limitationen sowie zur Erhaltung der Vergleichbarkeit wurde im weiteren Projektverlauf konzentriertes Glycerol als Kohlenstoffquelle eingesetzt. Für die gemeinsame Kultivierung der favorisierten MO wurden die optimalen verfahrenstechn. Bedingungen im Blasensäulensystem ermittelt. Bei 26 °C, einem pH-Wert zwischen 5,5 und 6,5, einer Begasungsrate von 0,5 vvm (Luft), einer Belichtungsintensität von 50 % (140 lm) und einem Tag-Nacht-Zyklus von 12 h :12 h konnte ein durchgängiges Wachstum beider MOs sowie der höchste Citratgehalt (26,3 g L-1) im Batch-Ansatz erreicht werden. Die Resultate waren die Basis für die Maßstabsübertragung in ein Flat-Panel-System und wurden erfolgreich durch den Partner TZ-Leipzig in den Technikumsmaßstab übertragen. Die ökologischen Vorteile für die Co-Kultivierung zur Citratbildung gegenüber dem industriellen Prozess mit A. niger konnten aufgezeigt werden. Dr. Andreas Aurich
Tel.: +49 341 235-1613
andreas.aurich@ufz.de
Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung GmbH - UFZ
Permoserstr. 15
04318 Leipzig
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01.03.2017

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22018616Nachwuchsgruppe: Mikrobielle Produktion flüssiger Kohlenwasserstoffe als infrastrukturkompatible Treibstoffe auf Basis nachwachsender Rohstoffe - Phase II (Drop-In biofuels) - Akronym: dropin-biofuelsIm Rahmen des Förderprogramms "Nachwachsende Rohstoffe" der Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe (FNR), Förderträger des BMEL, wurde die Nachwuchsgruppe "mikrobiellen Produktion von Kohlenwasserstoffen als 'Drop-In' Krafstoffe" an der Technischen Universität Darmstadt weitergeführt. Ziel der Arbeiten ist es, flexible und robuste Plattformen für die Herstellung definierbarer Kohlenwasserstoffe zum direktem Einsatz in Verbrennungsmotoren aus nachwachsenden Rohstoffen zu entwickeln. Hierzu wurden zwei mikrobielle Systeme parallel entwickelt . In einem auf dem Bakterium Bacillus subtilis basierenden System wird eine definierte de-novo-Synthese angestrebt, während im zweiten auf der oleogenen Hefe Yarrowia lipolytica basierten System der Kohlenwasserstoff aus dem Abbau zelleigener Speicherstoffe ensteht. Um dieses Ziel zu erreichen, wurden moderne Methoden der Genomsequenzierung und -manipulation, die gezielte Analyse und Optimierung von beteiligten Stoffwechselwegen ("metabolic engineering") sowie Hochdurchsatz-Bioverfahrenstechniken miteinander kombiniert. Zur Gewährleistung einer optimalen Gesamtökonomie, wird bei der Prozessentwicklung -neben der Kohlenwasserstoff-Sekretion, die Bildung und Sekretion von hochwertigen Nebenprodukten, wie Enzymen, berücksichtigt. Produkt-, Stamm- und Prozessentwicklung werden frühzeitig miteinander gekoppelt und der für einen kommerziell erfolgreichen Prozess notwendige Maßstab durch Skalierungsuntersuchungen frühzeitig berücksichtigt.Das Projekt lässt sich nach den verwendeten Organismen in einen Hefe- und einen bakteriellen Bereich einteilen. Für den hefebasierten Bereich wurden zuvor identifizierte Yarrowia lipolytica Produktionsstämme verwendet. Es wurden die heterologe Expression Fettsäure-decarboxylierender Enzyme weiter untersucht. Für die zuvor bioinformatisch charakterisierten Paare der sog. ADO/AAR konnte bis zum Ende des Vorhabens keine signifikante Produktion von Kohlenwasserstoffen nachgewiesen werden. Im Gegensatz hierzu konnte mit einer Photodecarboxylase (CvFAP) eine Kohlenwasserstoffbildung gezeigt werden. Entsprechende erste Bioprozesse wurden entwickelt und publiziert (Bruder et al. 2019, https://doi.org/10.1186/s13068-019-1542-4). Ebenso konnte die Charakterisierung der industriell vielversprechenden Stämme zur Lipid Produktion (Hackenschmidt et al. 2019, https://doi.org/10.1093/femsyr/foz068) sowie Versuchen zur Produktion Isoprenbasierter Kohlenwasserstoffen (Bruder et al. 2019, https://doi.org/10.1002/ejlt.201900172) publiziert werden. Für das bakteriell basierte System konnte mit replizierenden Zellen keine signifikante Produktion von Kohlenwasserstoffen erreicht werden. Auf Basis des reduzierten Genoms des Expressionswirts B. subtilis wurde jedoch eine robuste Expressionsplattform generiert und um neuartige Methoden erweitert (Nadler et al., https://doi.org/10.3389/fbioe.2018.00207). Auf Basis dieser konnte die oben genannte CvFAP auf Sporen von B. subtilis präsentiert werden und eine in vitro Decarboxylierung von Fettsäuren zu Kohlenwasserstoffen gezeigt werden. Sowohl Hefe als auch Bakterien Stämme konnten im Rahmen von Technologietransfers an die Industrie übertragen werden.Dr. Johannes Kabisch
Tel.: +49 6151 16-22044
kabisch@bio.tu-darmstadt.de
Technische Universität Darmstadt - Fachbereich Biologie - Fachgebiet Computergestützte Synthetische Biologie
Schnittspahnstr. 10
64287 Darmstadt
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22019417Verbundvorhaben: Entwicklung eines kompakten und kostengünstigen Gewebefilters für Biomassekessel - Stufe 2; Teilvorhaben 2: Theoretische und experimentelle Untersuchungen - Akronym: GewebefilterDas Institut für Feuerungs- und Kraftwerkstechnik der Universität Stuttgart (IFK) hat, in Zusammenarbeit mit der LK Metallwaren GmbH in Schwabach und mit Unterstützung des externen Beraters Oskar Winkel Filtertechnik ein funktionsfähiges Muster eines Gewebefilters mit allen notwendigen Komponenten für einen zuverlässigen und betriebssicheren Filterbetrieb entwickelt (FNR-Projekt FKZ 22031611). Hierzu war auch die Entwicklung eines Standard-Prüfablauf zur Durchführung von vergleichbaren Messungen notwendig. Der entwickelte Filter mit neuer Abreinigung hat keine direkten Rückkopplungen auf den Kesselbetrieb, die Abreinigung hat sich als wirkungsvoll erwiesen und besitzt weiteres Entwicklungspotenzial. Zur Umsetzung der Entwicklungsergebnisse in ein Serienprodukt ist noch eine weitere Entwicklungsstufe notwendig, die Gegenstand dieser Projektskizze ist. Im Rahmen dieses Projektes sollen noch weitere Filtergewebe / Bürstenkombinationen getestet werden, um hier die geeignetste Kombination zu ermitteln. Diese Untersuchungen sollen mit dem entwickelten Filter-Funktionsmuster und Prüfablauf unter standardisierten Bedingungen auf dem Prüfstand erfolgen. Aufbauend auf den Ergebnissen dieser Untersuchungen im Technikum und den Erkenntnissen aus dem Vorgängervorhaben soll ein erster Prototyp des Filters für den praktischen Einsatz an einer Feuerungsanlage entwickelt und gebaut werden. Nach Funktionstests mit dem Prototyp auf dem Prüfstand soll dieser an einer bestehenden Feuerungsanlage installiert und dort für eine längere, aussagekräftige Betriebszeit im Einsatz sein. Wesentliches Ziel dieses Tests ist der Nachweis der Praxistauglichkeit der entwickelten Filterlösung, das Sammeln von Betriebserfahrungen und weiterer Erkenntnisse, die zum Aufbau eines Vorserienmodells des Filters nötig sind.Basierend auf den Entwicklungen einer ersten Projektphase in der Gewebefilter zur Rauchgasreinigung an kleineren Biomassekesseln (25 kWth) entwickelt und in den Forschungseinrichtungen IFK und HFR intensiv erprobt wurden, konnte in der zweiten Projektphase an einer 180 kW Rostfeuerung ein größeres Modell des Filters mit wasserbasierter Abreinigung konstruiert werden. Mit diesem Vorserienmodell konnte zum einen eine deutliche Staubminderung erreicht und zum anderen die Wirksamkeit der wasserbasierten Abreinigung zuverlässig im kontinuierlichen Betrieb aufgezeigt werden. Bei einer Filterflächenbelastung von 50 m3/(m2 h) konnten Abscheidegrade von 80 - 90 % erreicht werden. Die Untersuchungen zeigten, dass eine Regeneration sowohl im Ultraschallbad als auch mit der Gegenstrom-Methode (Wasserbad) zuverlässig durchgeführt werden kann. Aus wirtschaftlicher Sicht kann daher zukünftig auf einen Ultraschallschwinger verzichtet werden. Der entwickelte Filter kann sowohl unter Voll- als auch unter Teillast und des Weiteren auch im Anfahrvorgang betrieben werden, da eine Kondensation auf dem Gewebe aufgrund der wasserbasierten Abreinigung unproblematisch ist. Dies ist ein wesentlicher Marktvorteil des Filters. Der mit dem Spülwasser abgereinigte Feinstaub löst sich zum großen Teil im Wasser, welches zur Reinigung wiederverwendet und somit im Kreislaufprozess geführt werden kann, der Filterschlamm muss dagegen abgeschieden werden. Der Gewebefilter hat somit weitestgehend die Marktreife erlangt, lediglich eine Optimierung hinsichtlich der Abwasser- bzw. Schlammbehandlung steht noch aus. Somit konnten letztendlich zwei Gewebefilter, basierend auf einer Druckluft- und wasserbasierten Abreinigung, in diesem Projekt entwickelt werden.Prof. Dr. Harald Thorwarth
Tel.: +49 7472 951-142
thorwarth@hs-rottenburg.de
Hochschule für Forstwirtschaft Rottenburg
Schadenweiler Hof
72108 Rottenburg am Neckar
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2023-03-31

31.03.2023
22019818Verbundvorhaben: MeliNa - Modularer elektrostatischer Partikelabscheider als universell integrierbare (Nachrüst-)Lösung für Einzelraumfeuerungen und Biomasseheizkessel im Bereich bis 30 kW Nennwärmeleistung; Teilvorhaben 2: Experimentelle Unterstützung - Akronym: MeliNaIm Mittelpunkt des Vorhabens MeliNa steht die praxistaugliche Entwicklung/Anpassung, der Aufbau, die Erprobung und Validierung eines modular aufgebauten Baukastensystems für individuell kombinier- und ausstattbare elektrostatische Partikelabscheider für Einzelraumfeuerungen sowie für kleine bis mittlere Biomasseheizkessel bis rund 30 kW Nennwärmeleistung. Das geplante Baukastensystem wird aus verschiedenen konstruktiven und elektronischen Systemkomponenten bestehen, welche zu herstellerunabhängigen Lösungen kombiniert und auf spezifische Anwendungsfälle abgestimmt werden können. Insbesondere gehört hierzu auch eine kontinuierliche Funktionsüberwachung zur Verbesserung der Betriebsführung des Abscheiders. Dieses Gesamtziel soll gemeinsam mit verschiedenen Herstellern, sowohl von Einzelraumfeuerungen als auch von Biomasseheizkesseln, in mehreren parallel betriebenen Testanlagen erreicht werden. Dadurch ergibt sich die Möglichkeit eine je nach Anwendungsfall technisch minimalisierte, kompakte und platzsparende sowie daraus resultierend kostengünstige Lösung für den Endverbraucher anbieten zu können. Die resultierenden unterschiedlichen Ausstattungsvarianten des elektrostatischen Partikelabscheiders sollen sowohl als Nachrüstlösung als auch als Erstausstattung in Feuerungsanlagen integriert bzw. mit diesen kombiniert werden können. Aufgrund des modular aufgebauten Baukastensystems, soll am Ende der Laufzeit des Vorhabens erstmalig ein optimierter, leicht zu bedienender sowie universell einsetzbarer bzw. auf einen Großteil der Hersteller von Feuerungsanlagen adaptierbarer Partikelabscheider in unterschiedlichen Ausstattungsvarianten und damit Preiskategorien zur Verfügung stehen.Dipl. Ing. FH Andreas Wesel
Tel.: +49 8141 957-225
wesel@kutzner-weber.de
Kutzner + Weber GmbH
Frauenstr. 32
82216 Maisach
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01.03.2018

2020-09-30

30.09.2020
22020117Verbundvorhaben: Entwicklung eines kompakten und kostengünstigen Gewebefilters für Biomassekessel - Stufe 2; Teilvorhaben 3: Technische und industrielle Unterstützung - Akronym: GewebefilterDas Institut für Feuerungs- und Kraftwerkstechnik der Universität Stuttgart (IFK) hat, in Zusammenarbeit mit der LK Metallwaren GmbH in Schwabach und mit Unterstützung des externen Beraters Oskar Winkel Filtertechnik ein funktionsfähiges Muster eines Gewebefilters mit allen notwendigen Komponenten für einen zuverlässigen und betriebssicheren Filterbetrieb entwickelt (FNR-Projekt FKZ 22031611). Hierzu war auch die Entwicklung eines Standard-Prüfablauf zur Durchführung von vergleichbaren Messungen notwendig. Der entwickelte Filter mit neuer Abreinigung hat keine direkten Rückkopplungen auf den Kesselbetrieb, die Abreinigung hat sich als wirkungsvoll erwiesen und besitzt weiteres Entwicklungspotenzial. Zur Umsetzung der Entwicklungsergebnisse in ein Serienprodukt ist noch eine weitere Entwicklungsstufe notwendig, die Gegenstand dieser Projektskizze ist. Im Rahmen dieses Projektes sollen noch weitere Filtergewebe / Bürstenkombinationen getestet werden, um hier die geeignetste Kombination zu ermitteln. Diese Untersuchungen sollen mit dem entwickelten Filter-Funktionsmuster und Prüfablauf unter standardisierten Bedingungen auf dem Prüfstand erfolgen. Aufbauend auf den Ergebnissen dieser Untersuchungen im Technikum und den Erkenntnissen aus dem Vorgängervorhaben soll ein erster Prototyp des Filters für den praktischen Einsatz an einer Feuerungsanlage entwickelt und gebaut werden. Nach Funktionstests mit dem Prototyp auf dem Prüfstand soll dieser an einer bestehenden Feuerungsanlage installiert und dort für eine längere, aussagekräftige Betriebszeit im Einsatz sein. Wesentliches Ziel dieses Tests ist der Nachweis der Praxistauglichkeit der entwickelten Filterlösung, das Sammeln von Betriebserfahrungen und weiterer Erkenntnisse, die zum Aufbau eines Vorserienmodells des Filters nötig sind.Basierend auf den Entwicklungen einer ersten Projektphase in der Gewebefilter zur Rauchgasreinigung an kleineren Biomassekesseln (25 kWth) entwickelt und in den Forschungseinrichtungen IFK und HFR intensiv erprobt wurden, konnte in der zweiten Projektphase an einer 180 kW Rostfeuerung ein größeres Modell des Filters mit wasserbasierter Abreinigung konstruiert werden. Mit diesem Vorserienmodell konnte zum einen eine deutliche Staubminderung erreicht und zum anderen die Wirksamkeit der wasserbasierten Abreinigung zuverlässig im kontinuierlichen Betrieb aufgezeigt werden. Bei einer Filterflächenbelastung von 50 m3/(m2 h) konnten Abscheidegrade von 80 - 90 % erreicht werden. Die Untersuchungen zeigten, dass eine Regeneration sowohl im Ultraschallbad als auch mit der Gegenstrom-Methode (Wasserbad) zuverlässig durchgeführt werden kann. Aus wirtschaftlicher Sicht kann daher zukünftig auf einen Ultraschallschwinger verzichtet werden. Der entwickelte Filter kann sowohl unter Voll- als auch unter Teillast und des Weiteren auch im Anfahrvorgang betrieben werden, da eine Kondensation auf dem Gewebe aufgrund der wasserbasierten Abreinigung unproblematisch ist. Dies ist ein wesentlicher Marktvorteil des Filters. Der mit dem Spülwasser abgereinigte Feinstaub löst sich zum großen Teil im Wasser, welches zur Reinigung wiederverwendet und somit im Kreislaufprozess geführt werden kann, der Filterschlamm muss dagegen abgeschieden werden. Der Gewebefilter hat somit weitestgehend die Marktreife erlangt, lediglich eine Optimierung hinsichtlich der Abwasser- bzw. Schlammbehandlung steht noch aus. Somit konnten letztendlich zwei Gewebefilter, basierend auf einer Druckluft- und wasserbasierten Abreinigung, in diesem Projekt entwickelt werden. Ferdinand Ehard
Tel.: +49 9122 699-123
f.ehard@lk-metall.de
LK Metallwaren GmbH
Am Falbenholzweg 36
91126 Schwabach
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01.07.2016

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30.09.2018
22021315Einfluss neuer Ottokraftstoffe auf die Alterung von Schmierstoffen und die resultierenden tribologischen Eigenschaften von Motorkomponenten - Akronym: Benzin-BlendsErgänzend zu den mineralischen werden alternative Kraftstoffe, wie z.B. Bioethanol (aus Zellulose) und Biomethanol (aus Synthese- gas über den Pfad der Biomassevergasung oder Umwandlung von Biomethan) im Ottokraftstoffbereich an Bedeutung gewinnen. Ziel des Projekts ist die erstmalige systematische Analyse und detaillierte Bewertung der Auswirkungen von Bioalkoholkraftstoff-Blends (Biomethanol bzw. -ethanol) auf das Schmierungssystem eines Otto-DI-Pkw-Motors, der in seiner Ausführung den aktuellen Abgasemissionsnormen entspricht. Neben ihrer Nachhaltigkeit und den o.g. Klima- und Umweltschutzbelangen (CO2-Neutralität, Biologische Abbaubarkeit, Schwefel- und Aromatenfreiheit, keine PAK-Emissionen), weisen Methanol und Ethanol wesentliche Vorteile bei der motorischen Verbrennung gegenüber fossilen Ottokraftstoffen auf, wie höhere Klopffestigkeit (ROZ> 100; höhere Motorleistung!), geringere CO-Emissionen (durch Sauerstoffgehalt in der Molekülstruktur), geringere NOx-Emissionen (hohe Verdampfungswärme senkt die Spitzentemperatur im Brennraum), rußfreie Verbrennung und keine PAK-Emissionen. Gleichzeitig stärkt die Produktion von Bioethanol die deutsche Landwirtschaft und schafft zusätzliche Arbeitskräfte. Auf Basis der eingangs beschriebenen Sachverhalte soll eine wissenschaftlich fundierte Beurteilung des Einflusses von Bio-Ethanol- und Bio-Methanol-Mischkraftstoffen auf das Blow-BY-Gas und das Motorenschmieröl auf Basis von Messungen an Motoren vorgenommen werden. Zur Umsetzung wird ein Forschungsmotor eingesetzt an dem Blow-BY-Gas an verschiedenen Orten entnommen, gesammelt und untersucht werden kann. Für diese Untersuchungen der Blow-BY-Gase werden neue Analyseverfahren entwickelt. Neben den Kurzeittest finden 3 Dauerläufe zur direkten Ermittlung des Einflusses der Blends auf das Motorschmieröl und den Motorenverschleiß statt. An den so gealterten Motorenschmierölen werden unterschiedliche Schmieröltestverfahren erprobt.Prof. Dr.-Ing. Bert Buchholz
Tel.: +49 381 498-9150
bert.buchholz@uni-rostock.de
Universität Rostock - Fakultät für Maschinenbau und Schiffstechnik - Lehrstuhl für Kolbenmaschinen und Verbrennungsmotoren
Albert-Einstein-Str. 2
18059 Rostock
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01.07.2016

2017-03-31

31.03.2017
22022815Heizen mit Stroh - eine Analyse der regionalökonomischen und ökologischen Effekte von Strohheizungen - Akronym: Heizen_mit_StrohMit dem Vorhaben möchte das IÖW aufzeigen, welche regionalökonomischen Effekte mit der Herstellung, der Installation und dem Betrieb von Strohheizungsanlagen verbunden sein können, d.h. in welcher Höhe regionale Wertschöpfungs- und Beschäftigungseffekte im Zusammenhang mit dieser Anlagentechnologie gerade im ländlichen Raum erwartet werden können. Auch soll aufgezeigt werden, mit welchen Umweltwirkungen der Betrieb von Strohheizungen verbunden ist, d.h. inwiefern diese u.a. zur Minderung von Treibhausgasemissionen und weiteren ökologischen Problemen wie der Eutrophierung und Versauerung beitragen können. Zu Beginn des Vorhabens werden Referenzanlagen für die ökonomische und ökologische Bewertung festgelegt. Die für die Analyse der regionalökonomischen und ökologischen Effekte notwendigen Daten werden über einer Befragung der Anlagenhersteller, Planer und Betreiber von Strohheizungen und ggf. ergänzende Literaturrecherchen ermittelt. Auf Grundlage der erhobenen Daten erfolgen die Neu-Modellierung der Wertschöpfungsketten von Strohheizungsanlagen und die Integration in das WeBEE-Modell des IÖW sowie die Erstellung der Sachbilanz und die Wirkungsabschätzung im Rahmen der Ökobilanzierung mittels der Software SimaPro 8. Anschließend werden für drei fiktive Beispielfälle die regionalen Wertschöpfungs- und Beschäftigungseffekte berechnet sowie die Ökobilanzen für die ausgewählten Strohheizungsanlagen sowie geeignete Referenzsysteme erstellt.Dipl. Geoökologin Katharina Heinbach
Tel.: +49 30 884594-66
katharina.heinbach@ioew.de
Institut für ökologische Wirtschaftsforschung (IÖW) GmbH
Potsdamer Str. 105
10785 Berlin
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31.03.2022
22023217Verbundvorhaben: Innovative Verfahrensketten für Holzbrennstoffe; Teilvorhaben 2: Innovatives Aufbereitungskonzept für HHS - Mechanisches Pressverfahren für Holzhackschnitzel - Akronym: InnoFuelsZiel des Vorhabens "InnoFuels" ist es, innovative Verfahren zur Produktion und Aufbereitung von Holzbrennstoffen in konventionelle Prozessketten zu integrieren und die dadurch entstehenden neuen Verfahrensketten und Brennstoffe im Praxisversuch zu bewerten. Hierzu werden zwei neuartige Verfahren, der Schneckenhacker Effiter 20.30 der Firma Alvatec GmbH & Co. KG (TV 1), sowie die Hackschnitzelpresse der Firma Bohnert-Technik GmbH (TV 2) verwendet. Mit beiden Verfahren entstehen Brennstoffe, die sich maßgeblich von typischen Holzbrennstoffen unterscheiden und durch ihre veränderten Produkteigenschaften einen positiven Einfluss auf die Energieeffizienz und damit auf die Kosten der Gesamtverfahrensketten, auf die weitere Aufbereitung mittels Trocknung, Lagerung und Pelletierung, auf die Emissionen an CO, NOX und Gesamtstaub bei der Verbrennung in Kleinfeuerungsanlagen zur Wärmebereitstellung und auf den Wirkungsgrad bei dezentralen Holzgas-BHKWs haben können.Prof. Dr. Stefan Pelz
Tel.: +49 7472 951-235
pelz@hs-rottenburg.de
Hochschule für Forstwirtschaft Rottenburg
Schadenweiler Hof
72108 Rottenburg am Neckar
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01.02.2018

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31.12.2018
2202371712. Rostocker Bioenergieforum - Akronym: 12_BEFAb 2017 startet eine neue Phase der Energiewende mit einer (nach nur zwei Jahren) erneuten Änderung des EEG. Mit der Novellierung werden EU-Vorgaben, wonach die Förderhöhe für Erneuerbaren-Energien-Anlagen über Ausschreibungen festgelegt werden soll, in nationales Recht umgesetzt. Nach Worten des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie sind die Erneuerbare Energien "erwachsen geworden - und fit genug sich dem Wettbewerb zu stellen". Wie wirkt sich aber konkret diese Wettbewerbsumstellung auf die Bioenergie aus? Welche Erfahrungen zeigen die ersten Monate nach dem Inkrafttreten der Novellierung? Aber auch die Bioökonomie treibt die Bioenergie zu Weiterentwicklungen an. Nach dem Prinzip der Kaskadennutzung ist man bestrebt, die stofflichen Nutzungsmöglichkeiten stärker auszuschöpfen und aus Reststoffströmen neue Produkte zu gewinnen. So wird an neuen Inputstoffen, Energie(Speicher)formen, technischen Verfahren sowie an der kombinierten energetischen und stofflichen Verwertung von biogenen Reststoffen geforscht. Das Rostocker Bioenergieforum konzentriert sich im Jahr 2018 auf diese aktuellen Entwicklungen, Perspektiven und Zukunftsfelder der Bioenergie sowie Ihren Beitrag zur Bioökonomie. Daher stehen im Fokus der Tagung die Änderungen der gesetzlichen Rahmenbedingungen sowie Konzepte, Forschungsarbeiten und technologische Entwicklungen der Bioenergie, die für die Bioökonomie von Bedeutung sind. Dazu zählen der Einsatz neuer Inputstoffe sowie der Beitrag biogener Abfallmasse und Reststoffe, aber auch die Gewinnung neuer Produkte. Weiterhin spielt die Optimierung der Wärmenutzung, die Sektorenkopplung sowie die Verzahnung mit dem Stromnetzausbau eine wichtige Rolle. In Mecklenburg-Vorpommern aber auch in anderen Bundesländern existieren bereits gute Beispiele in der Praxis, die neben den wissenschaftlichen Forschungsergebnissen präsentiert und diskutiert werden sollen.Prof. Dr. Michael Nelles
Tel.: +49 381 498-3400
michael.nelles@uni-rostock.de
Universität Rostock - Agrar- und Umweltwissenschaftliche Fakultät - Institut für Umweltingenieurwesen - Professur Abfall- und Stoffstromwirtschaft
Justus-v.-Liebig-Weg 6
18059 Rostock
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31.10.2021
22025617Verbundvorhaben: Biomasse-Integration zur Systemoptimierung in der Energieregion Hümmling mit ganzheitlichem sektorübergreifenden Ansatz; Teilvorhaben 1: Systemintegration, Projektkoordination, Öffentlichkeitsarbeit - Akronym: BISONZiel ist die Konzeption und Demonstration eines vollständig regenerativen dezentralen Energiesystems für eine energieautarke Region (virtuelle Kraftwerksregion) unter besonderer Berücksichtigung der Systemintegration von Biomasse. Dies soll mittels eines ganzheitlichen sektorübergreifenden Ansatzes am konkreten Beispiel der "Energieregion Hümmling" erfolgen. Die in dieser Region frühzeitig gewonnenen Erkenntnisse, welche auf dem Weg zum "Zielzustand", einem Energieversorgungssystem mit nahezu 100% erneuerbarer Energien in allen Sektoren, durch den Realbetrieb neuer Technologien im industriellen Maßstab gesammelt werden, lassen sich auf andere Regionen übertragen und können somit wertvolle Informationen für die Ausgestaltung der deutschen und europäischen Energiewende liefern. In dem Modellprojekt sollen insbesondere die Chancen und Vorteile der Bioenergie innerhalb des "Zielzustandes" aufgezeigt und identifiziert werden. Dabei können die verschiedenen für Bioenergieanlagen spezifischen energiewirtschaftlichen Eigenschaften zu unterschiedlichen Zeitpunkten der Systemtransformation eingebracht werden. Während Systemdienstleistungen schon heute benötigt werden, gewinnt der Ausgleich von mittel- bis langfristigen Schwankungen der Stromerzeugung im Zuge der fortschreitenden Energiewende an Bedeutung – insbesondere wenn fossilbefeuerte, regelbare Kraftwerke zunehmend durch dargebotsabhängige erneuerbare Energien abgelöst werden.Dipl. Ing. Michael Kralemann
Tel.: +49 5513078 18
kralemann@3-n.info
3N-Kompetenzzentrum Niedersachsen Netzwerk Nachwachsende Rohstoffe und Bioökonomie e.V.
Kompaniestr. 1
49757 Werlte
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01.12.2019

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28.02.2022
22025817Effizienzsteigerung in Verbindung mit einer Reduzierung von Kohlenstoffdioxid durch Verwendung einer betriebspunktoptimierten Kraftstoffmischung - Akronym: HKMVKIm Rahmen des Projekts Hocheffizientes Kraftstoffmischverbrennungskonzept (kurz: HKMVK) soll auf Basis eines modernen Nutzfahrzeugmotors der Abgasstufe IV ein möglichst nahtlos in bereits bestehende Dieselmotordesigns und Fahrzeugkonzepte integrierbares technologisches Konzept eines Diesel-Zweitkraftstoff-Mischbetriebs mit betriebspunktangepassten Mischungsverhältnissen erforscht und demonstriert werden. Herbei kommen konventioneller Dieselkraftstoff und ein alternativer Kraftstoff (Methan/CNG, Propan/Bio-LPG und Ethanol) aus regenerativer Herstellung zum Einsatz. Hinsichtlich der Zuführung der beiden Kraftstoffe zum Brennraum werden verschiedene Varianten vergleichend untersucht und die jeweils optimale Ausführung ermittelt; untersucht werden hierzu sowohl die räumlich getrennte Zuführung der beiden Kraftstoffe (MPI-Saugrohreindüsung) als auch für Diesel-Propan und Diesel-Ethanol die gemeinsame Zuführung unter Nutzung desselben Injektors (Direkteinspritzung) nach vorheriger Mischung. Die durch eine solche intelligente Kraftstoffmischung gewonnenen Freiheitsgrade bieten die Möglichkeit, den Kraftstoffverbrauch und CO2-Ausstoß sowie die Schadstoffemissionen (NOx, HC, CO, PM/PN) durch eine betriebspunktspezifisch optimierte Kraftstoffmischung zu senken. Mit der Möglichkeit, das im Brennraum vorliegende Kraftstoffmischungsverhältnis mit möglichst kurzer Ansprechzeit variabel einstellen zu können, soll besonders den Anforderungen im transienten Betrieb Rechnung getragen werden. Die zu untersuchenden Technologien und Kraftstoffkombinationen bieten ein hohes Potenzial zur Reduktion der CO2-Emissionen. Durch eine Optimierung des Ladungswechsels und die Realisierung einer Abgasrücksaugung soll eine Verbesserung des Ausbrands des im Brennraum homogen verteilten Zweitkraftstoffs sowie eine Beschleunigung des Aufheizvorgangs des Katalysators realisiert werden, um eine weitere Reduktion der Abgasschadstoffemission sowie eine Verbesserung des Motorwirkungsgrads zu erzielen.Prof. Dr.-Ing. Michael Günthner
Tel.: +49 631 205-5796
guenthner@mv.uni-kl.de
Rheinland-Pfälzische Technische Universität Kaiserslautern-Landau
Gottlieb-Daimler-Str. 47
67663 Kaiserslautern
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01.03.2019

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30.06.2022
22025917Verbundvorhaben: Messung und Bilanzierung von Stoffströmen in AgrarSystemen zur TreibhausgasEmissionsReduktion; Teilvorhaben 1: Analyse der Treibhausgasemissionen und Kohlenstoffbindung in Rohstoffpflanzen-Anbausystemen als Grundlage für die Ableitung praxisumsetzbarer standortspezifischer Optimierungsstrategien - Akronym: MASTERZiel des Vorhabens ist die grundlegende Erweiterung des Wissenstandes zu Treibhausgasemissionen, zur Kohlenstoffbindung und -dynamik in Rohstoffpflanzen-Anbausystemen als Grundlage für die Ableitung praxisumsetzbarer, standortspezifischer Minderungsstrategien. Hierzu werden in Dauerfeldexperimenten N2O-Emissionen zeitlich hochauflösend gemessen und Prozesse der Bildung von Treibhausgasen (mikrobielle Prozesse, Speicherung und Abbau von Kohlenstoff) analysiert. In Feldversuchen am Standort Viehhausen (Bayern) werden praxisnahe und standorttypische Fruchtfolgen mit den Rohstoffpflanzen Mais, Raps, Weizen und Kleegras untersucht. Organische und mineralische Dünger (Biogas-Gärreste, Gülle, Mineral-N), Varianten mit differenzierter Bodenbearbeitung und Zwischenfruchtanbau werden in die Auswertungen einbezogen. Die Anbausysteme werden hinsichtlich ihrer Kurz- und Langzeitwirkungen auf Bodenfruchtbarkeit und Bodenprozesse, Ertragsbildung und Produktqualität sowie Umwelt, Klima- und Ressourceneffizienz analysiert. Die Messung von N2O-Flüssen dient der Aufklärung von Mechanismen und Einflussfaktoren auf die N2O-Bildung. Bisher noch nicht quantifizierbare Langzeitwirkungen von Fruchtfolgen und Düngungssystemen werden untersucht. Eine wesentliche Innovation besteht darin, die Analyse der N-Dynamik der Böden und der N2O-Flüsse mit C-Umsatzprozessen der Böden in Verbindung zu setzen. Die N2O-Messdaten dienen zudem der Modellvalidierung. Die Analyse der Langzeitdynamik der Humus- und Kohlenstoffvorräte erlaubt die Ableitung von Humusreproduktionskoeffizienten für Energiepflanzen und Gärreste. Auf der Grundlage von Messdaten aus eigenen Versuchen und experimentelle Daten vorangegangener Versuche werden Stoff-, Energie- und Treibhausgasbilanzen berechnet. Die Versuchsdaten werden zeitnah und fortlaufend in einer Projektdatenbank gespeichert, um eine standortübergreifende Datenauswertung zu ermöglichen.Prof. Dr. Kurt-Jürgen Hülsbergen
Tel.: +49 8161 71-3033
kurt.juergen.huelsbergen@tum.de
Technische Universität München - Lehrstuhl für Ökologischen Landbau und Pflanzenbausysteme
Liesel-Beckmann-Str. 2
85354 Freising
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31.08.2022
22026117Verbundvorhaben: Regionalspezifische Maßnahmen zur kosteneffizienten Reduktion von Treibhausgasemissionen beim Anbau von Rohstoffpflanzen; Teilvorhaben 1: Projektkoordination, Datenanalyse und ökologische Bewertung zur Ableitung von Maßnahmen - Akronym: RekoRTMit dem Klimaschutzplan 2050 der Bundesregierung wurde festgelegt, dass im Bereich der Landwirtschaft bis zum Jahr 2030 bei den Treibhausgasen 31 bis 34 % eingespart werden sollen. Gleichzeitig sieht die auf EU-Ebene gültige Richtlinie über nationale Emissionshöchstgrenzen eine Minderung der Ammoniakemissionen um 29 % bis 2030 gegenüber 2005 vor. Zum Erreichen dieser Vorgaben ist die Erarbeitung von Maßnahmen zur Minderung von Emissionen bei der landwirtschaftlichen Produktion von Rohstoffpflanzen ein wesentlicher Baustein. Ziel des Gesamtvorhabens RekoRT ist es daher, regionalspezifische Maßnahmen als praxisrelevante Handlungsempfehlungen für eine kosteneffiziente Reduktion von THG-Emissionen unter Berücksichtigung anderer gekoppelter Umweltwirkungen wie beispielsweise Gewässer- und Bodenschutz bei der Bereitstellung von Rohstoffpflanzen zu erarbeiten. Das Vorhaben ist in drei Arbeitspakete (AP) gegliedert, die von den Antragstellern des Gesamtverbundes gemeinsam bearbeitet werden: 1. Regionalspezifische Analyse und Bewertung von Daten aus vorherigen Projekten 2. Methodische Aspekte der Umweltbewertung 3. Entwicklung von Maßnahmen für eine THG-optimierte und umweltverträgliche Produktion von Rohstoffpflanzen Die aus den Arbeitspaketen 1 und 2 abgeleiteten Maßnahmen sollen zu konkreten Handlungsempfehlungen weiterentwickelt werden, um von Multiplikatoren (z. B. pflanzenbaulichen Fachberatern) in der Beratungspraxis angewendet werden zu können. Hierfür werden die Handlungsempfehlungen an das geplante bundesweite Experten-Netzwerk "Treibhausgasbilanzierung und Klimaschutz in der Landwirtschaft (THeKLa)" weitergegeben, sodass die Ergebnisse in einem iterativen Prozess direkt mit den Praktikern und Fachberatern abgestimmt werden können.Dr.-Ing. Daniela Dressler
Tel.: +49 9421 300-145
daniela.dressler@tfz.bayern.de
Technologie- und Förderzentrum im Kompetenzzentrum für Nachwachsende Rohstoffe
Schulgasse 18A
94315 Straubing
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30.09.2019
22026315Produktion von kurzkettigen Alkanen und Alkoholen aus lignozellulosischen Biomassehydrolysaten mit Hefen (ALK2BIO) - Akronym: ALK2BIOIm Vorhaben ALK2BIO sollte eine neuartige Technologie basierend auf Hefen entwickelt werden, um aus pflanzlichen Reststoffen und Biomasse durch mikrobielle Fermentation kurz- und mittelkettige Fettalkohole und Kohlenwasserstoffe herzustellen. Sie haben Eigenschaften, die denen der aus Erdöl hergestellten Kraftstoffe weitgehend entsprechen. Ausgehend von den an der Goethe-Universität Frankfurt entwickelten Hefen, die aus Kohlenhydraten spezifisch und selektiv kurzkettige Fettsäuren synthetisieren können, sollten die Hefen dahingehend weiterentwickelt werden, vor allem Alkane und Alkene mit 5-11 Kohlenstoffatomen beziehungsweise 1-Octanol zu produzieren. Diese könnten direkt als Ersatz oder Zusatz für Benzin-, Kerosin- bzw. Dieselkraftstoffe als sogenannte Drop-in-Kraftstoffe verwendet werden. Eine Vielzahl an Enzymen, die an der Umsetzung von Fettsäuren bzw. Fettsäure-CoA/ACP Estern zu Alkanen und Alkoholen beteiligt sind, sollten dazu sowohl in-vitro als auch in-vivo in vorhandenen Hefestämmen, die kurzkettige Fettsäuren produzieren, auf ihre Substratspezifität und ihre kinetischen Eigenschaften getestet und weiter optimiert werden. Die vielversprechendsten Enzyme sollten schließlich in Fettsäuresynthese optimierten S. cerevisiae und oleogenen Yarrowia lipolytica-Stämmen exprimiert und die Produktion der kurzkettigen Kohlenwasserstoffe optimiert werden. Da als Rohstoffbasis pflanzliche Biomasse und Reststoffe dienen sollten, sollte hierbei auch von Hefen ausgegangen werden, die neben Glucose auch die in lignozellulosischen Hydrolysaten vorhandenen Pentosen vergären können.Durch umfangreiche Recherchen wurden konkrete Enzym-Kandidaten zur Produktion von kurzkettigen Alka(e)nen und Alkoholen zusammengestellt und einige einem rationalen Enzym-Engineering unterworfen. Insgesamt wurden 43 Enzyme analysiert und charakterisiert, darunter erfolgte bei 17 Enzymen eine in-vitro-Charakterisierung zur Umsetzung von kurzkettigen Fettsäuren zu Alkenen (1-Hepten). Die anderen 26 Enzyme wurden in-vitro auf ihre Umsetzung von kurzkettigen Fettsäuren zu Alkoholen (1-Octanol) getestet. Allerdings führte keiner der Ansätze zu signifikanten Syntheseraten. Der Fokus wurde daher auf die in-vivo Produktion von 1-Octanol in S. cerevisiae gelegt. Es wurden verschiedene Enzyme FAR (Fatty-Acyl-CoA-Reduktasen) und CAR (Carboxylic Acid Reduktasen) für die Produktion von 1-Octanol getestet. Durch die Expression verschiedener bakterieller CARs in dem FASR1834K-modifizierten Hefestamm, der spezifisch die kurzkettige Fettsäure Octansäure produziert, konnte das erste Mal die Produktion von 1-Octanol aus Glucose in S. cerevisiae nachgewiesen werden. Die Steigerung der Synthese von Acetyl-CoA und Malonyl-CoA hatte keinen positiven Effekt auf die Produktion von Octansäure und Octanol. Die Konstruktion einer fusionierten Fettsäuresynthase (FAS) aus Fas1 und 2 mit entsprechender Mutation (fusFASR1834K) führte zu einer deutlichen Steigerung an Octansäure. Durch Expression einer heterologen Aldehyde-Reduktase (Ahr), Deletion von hfd1 und Deletion von ald2 konnte die Ausbeute an 1-Octanol deutlich gesteigert werden. Für eine wirtschaftliche Nutzung sind die erzielten 1-Octanolerträge jedoch noch zu niedrig. Ein optimierter Xylose-Stoffwechselweg wurde in die Octansäure- und 1-Octanol-produzierenden Stämme eingebracht. Die Hefen produzierten zwar signifikante Mengen an Octansäure aus Xylose, jedoch nur sehr geringe Mengen an 1-Octanol. In der Hefe Y. lipolytica ließ sich weder Octansäure- noch Octanolproduktion etablieren.Prof. Dr. Eckhard Boles
Tel.: +49 69 798-29513
e.boles@bio.uni-frankfurt.de
Johann Wolfgang Goethe-Universität Frankfurt am Main - FB 15 Biowissenschaften - Institut für Molekulare Biowissenschaften
Max-von-Laue-Str. 9
60438 Frankfurt am Main
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22026516Verbundvorhaben: Entwicklung eines kompakten und kostengünstigen Gewebefilters für Biomassekessel - Stufe 2; Teilvorhaben 1: Theoretische Untersuchungen und Projektmanagement - Akronym: GewebefilterDas Institut für Feuerungs- und Kraftwerkstechnik der Universität Stuttgart (IFK) hat, in Zusammenarbeit mit der LK Metallwaren GmbH in Schwabach und mit Unterstützung des externen Beraters Oskar Winkel Filtertechnik ein funktionsfähiges Muster eines Gewebefilters mit allen notwendigen omponenten für einen zuverlässigen und betriebssicheren Filterbetrieb entwickelt (FNR-Projekt FKZ 22031611). Hierzu war auch die Entwicklung eines Standard-Prüfablauf zur Durchführung von vergleichbaren Messungen notwendig. Der entwickelte Filter mit neuer Abreinigung hat keine direkten Rückkopplungen auf den Kesselbetrieb, die Abreinigung hat sich als wirkungsvoll erwiesen und besitzt weiteres Entwicklungspotenzial. Zur Umsetzung der Entwicklungsergebnisse in ein Serienprodukt ist noch eine weitere Entwicklungsstufe notwendig, die Gegenstand dieser Projektskizze ist. Im Rahmen dieses Projektes sollen noch weitere Filtergewebe / Bürstenkombinationen getestet werden, um hier die geeignetste Kombination zu ermitteln. Diese Untersuchungen sollen mit dem entwickelten Filter-Funktionsmuster und Prüfablauf unter standardisierten Bedingungen auf dem Prüfstand erfolgen. Aufbauend auf den Ergebnissen dieser Untersuchungen im Technikum und den Erkenntnissen aus dem Vorgängervorhaben soll ein erster Prototyp des Filters für den praktischen Einsatz an einer Feuerungsanlage entwickelt und gebaut werden. Nach Funktionstests mit dem Prototyp auf dem Prüfstand soll dieser an einer bestehenden Feuerungsanlage installiert und dort für eine längere, aussagekräftige Betriebszeit im Einsatz sein. Wesentliches Ziel dieses Tests ist der Nachweis der Praxistauglichkeit der entwickelten Filterlösung, das Sammeln von Betriebserfahrungen und weiterer Erkenntnisse, die zum Aufbau eines Vorserienmodells des Filters nötig sind.Basierend auf den Entwicklungen einer ersten Projektphase in der Gewebefilter zur Rauchgasreinigung an kleineren Biomassekesseln (25 kWth) entwickelt und in den Forschungseinrichtungen IFK und HFR intensiv erprobt wurden, konnte in der zweiten Projektphase an einer 180 kW Rostfeuerung ein größeres Modell des Filters mit wasserbasierter Abreinigung konstruiert werden. Mit diesem Vorserienmodell konnte zum einen eine deutliche Staubminderung erreicht und zum anderen die Wirksamkeit der wasserbasierten Abreinigung zuverlässig im kontinuierlichen Betrieb aufgezeigt werden. Bei einer Filterflächenbelastung von 50 m3/(m2 h) konnten Abscheidegrade von 80 - 90 % erreicht werden. Die Untersuchungen zeigten, dass eine Regeneration sowohl im Ultraschallbad als auch mit der Gegenstrom-Methode (Wasserbad) zuverlässig durchgeführt werden kann. Aus wirtschaftlicher Sicht kann daher zukünftig auf einen Ultraschallschwinger verzichtet werden. Der entwickelte Filter kann sowohl unter Voll- als auch unter Teillast und des Weiteren auch im Anfahrvorgang betrieben werden, da eine Kondensation auf dem Gewebe aufgrund der wasserbasierten Abreinigung unproblematisch ist. Dies ist ein wesentlicher Marktvorteil des Filters. Der mit dem Spülwasser abgereinigte Feinstaub löst sich zum großen Teil im Wasser, welches zur Reinigung wiederverwendet und somit im Kreislaufprozess geführt werden kann, der Filterschlamm muss dagegen abgeschieden werden. Der Gewebefilter hat somit weitestgehend die Marktreife erlangt, lediglich eine Optimierung hinsichtlich der Abwasser- bzw. Schlammbehandlung steht noch aus. Somit konnten letztendlich zwei Gewebefilter, basierend auf einer Druckluft- und wasserbasierten Abreinigung, in diesem Projekt entwickelt werden.Dr.-Ing. Ulrich Vogt
Tel.: +49 711 68563-489
ulrich.vogt@ifk.uni-stuttgart.de
Institut für Feuerungs- und Kraftwerkstechnik - IFK
Pfaffenwaldring 23
70569 Stuttgart
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2202701611. Rostocker Bioenergieforum - Akronym: BEF_11Das Rostocker Bioenergieforum konzentriert sich im Jahr 2017 auf diese aktuellen Entwicklungen, Perspektiven und Zukunftsfelder der Bioenergie sowie Ihren Beitrag zur Bioökonomie. Daher stehen im Fokus der Tagung die Änderungen des gesetzlichen Rahmenbedingungen sowie Konzepte, Forschungsarbeiten und technologische Entwicklungen der Bioenergie, die für die Bioökonomie von Bedeutung sind. Dazu zählen der Einsatz neuer Inputstoffe sowie der Beitrag biogener Abfallmasse und Reststoffe, aber auch die Gewinnung neuer Produkte. Weiterhin spielt die Optimierung der Wärmenutzung, die Sektorkopplung sowie die Verzahnung mit dem Stromnetzausbau eine wichtige Rolle. Insbesondere das direkte Gespräch zwischen Forschern, Praktikern und Politikern soll zu einem Erkenntnisgewinn für alle und zu neuen Lösungsansätzen führen. Das inzwischen etablierte Rostocker Bioenergieforum bietet dafür eine ideale Plattform. Januar bis März AP1: Tagungsprogramm März bis Juni AP2: Tagungsband Januar bis April AP3: Öffentlichkeitsarbeit (Ankündigungen, Pressearbeit, Werbung) April, Juni AP4: Catering Januar bis Juni AP5: Organisation Tagung 16.-17. Juni AP6: Durchführung Tagung Juni bis November AP7: Nachbereitung Tagung Oktober bis Dezember AP8: Vorarbeiten (Termin, Anträge, Thema, Call for Papers)Prof. Dr. Michael Nelles
Tel.: +49 381 498-3400
michael.nelles@uni-rostock.de
Universität Rostock - Agrar- und Umweltwissenschaftliche Fakultät - Institut für Umweltingenieurwesen - Professur Abfall- und Stoffstromwirtschaft
Justus-v.-Liebig-Weg 6
18059 Rostock

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22027216Auktionsmodell für eine nachhaltige Nutzung von Stroh in Deutschland; Analyse des dänischen Auktionsmodells - Akronym: STM-DESeit der Einführung eines Ausschreibungsmodells im Jahr 2006 zeigt Dänemark, wie Produzenten und Abnehmer gemeinsam von der nachhaltigen Nutzung der wertvollen Ressource Stroh profitieren. Die Vorbereitung der Übertragung des dänischen Auktionsmodells auf Deutschland ist zentrales Ziel des Projekts. In Kooperation mit Novozymes, dem weltweit größten Enzymhersteller und aktiv im dänischen Strohmarkt, erfolgt eine detaillierte Auswertung des in Dänemark etablierten Systems. Die Kooperation ermöglicht den Zugang zu einem umfangreichen Netzwerk von Wissensträgern. Mit Hilfe von Experteninterviews und durch die Analyse weiterer Information von Brancheninsidern soll ein wissenschaftlich unabhängiges und detailliertes Bild davon gezeichnet werden, welche Voraussetzungen für eine Übertragung erfüllt sein müssen. Auf dieser Grundlage baut sich das folgende mehrstufige Konzept auf: Teil 1: Analyse des dänischen Auktionsmodells, Teil 2: Erarbeitung der Roadmap zur Übertragung auf Deutschland (in Planung), Teil 3: Einführung des Auktionsmodells in Deutschland (in Planung) Das Vorhaben zielt ausschließlich auf "Teil 1" ab. Die erarbeiteten Projektergebnisse werden in einer professionell gestalteten Broschüre für Entscheider und in einer Powerpoint-Präsentation zusammengefasst. Diese Dokumente bilden die Grundlage für die weiterführenden Inhalte, die in Teil 2 und 3 erarbeitet werden. Teil 1 und Teil 2 sind als Folgeprojekte vorgesehen. Der regionale Schwerpunkt liegt auf Mecklenburg-Vorpommern.Dipl. Geogr. André Brosowski
Tel.: +49 341 2434-718
andre.brosowski@dbfz.de
DBFZ Deutsches Biomasseforschungszentrum gemeinnützige GmbH
Torgauer Str. 116
04347 Leipzig
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22029315Verbundvorhaben: Co-Kultivierung von Algen und Hefen zur umweltfreundlichen Gewinnung von Biokraftstoffen und Carbonsäuren (CoKult); Teilvorhaben 2: Maßstabsübertragung - Akronym: CoKultZiel des Verbundvorhabens ist die Entwicklung von Bioverfahren zur Co-Kultivierung von phototrophen Mikroalgen und heterotrophen Hefen für die Herstellung von Biofuels und hochwertigen Biochemikalien. Die Co-Kultivierungen von Algen und Hefen ermöglichen durch einen in situ O2/CO2-transfer eine Effizienzsteigerung der Bioproduktion in der Form, dass die Hefen einen in situ Kohlendioxidproduzenten für die photosynthetische CO2-Fixierung der Mikroalgen darstellt, während die Algen den Sauerstoff für das aerobe Hefewachstum produzieren. Zwei Varianten bezüglich der Zielprodukte werden mit dem Vorhaben angestrebt: 1. Mischkultivierungen lipidbildender Algen und Hefen mit dem Ziel höherer Gesamtlipidmengen und -konzentrationen im Vergleich zu den Monokulturen, 2. Erstmalig werden carbonsäurebildende Hefen und lipidbildende Algen gemeinsam kultiviert, sodass zusätzlich zu der lipidhaltigen Algenbiomasse vor allem industriell wichtige organische Säuren (z.B. Citronensäure) in hoher Konzentration extrazellulär akkumuliert werden. Als heterotrophe Kohlenstoffquellen für Wachstum und Produktbildung der Hefen werden nachwachsende Rohstoffe und preiswerte Reststoffen der Lebensmittel- und Biokraftstoffindustrie vorgesehen. Die mit dem Projekt zu entwickelnden innovativen Co-Kultivierungsprozesse zielen durch die angestrebten geschlossenen O2/CO2-Kreisläufe auf eine höhere ökologische Effizienz und sollen die Nachhaltigkeit der Gewinnung von lipidhaltigen Biomassen und vermarktungsfähigen Carbonsäuren verbessern. Der Arbeitsplan des Vorhabens umfasst die folgenden Arbeitspakete: 1. Evaluierung von Algen/Hefen-Kombinationen für die Lipidproduktion, 2. Evaluierung von Algen/Hefen-Kombinationen für die Produktion von Carbonsäuren, 3. Substratscreening und Optimierung der Kultivierungsmedien, 4. Entwicklung und Optimierung der Bioverfahren, 5. Maßstabsübertragung der optimierten Bioprozesse unter Outdoor-Bedingungen, 6. Downstream processing, 7. Wirtschaftlichkeitsanalysen.Die Ergebnisse der Laborversuche des UFZ wurden von der Firma TZ-Leipzig und der Linbec UG erfolgreich als Basis für die Übertragung in ein Flat-Panel-System im Technikumsmaßstab verwendet. Die Entwicklung, der Aufbau und die Inbetriebnahme im Indoor und im Outdoor-Bereich des Flat-Panel-Photobioreaktorsystem wurden durchgeführt und lieferten Daten zur Stabilität des Systems. Die Co-Kultivierungen erfolgten vor allem mit der Vorzugsvarianten Dunaliella. tertiolecta 13.86 und Yarrowia. lipolytica H181 sowie der Mikroalge Scenedesmus spec. Für die Na-Citrat Versuche wurden mathematische Modelle aufgestellt und zur Prozessführung eingesetzt. Das Anlagensystem mit 3 innovativen Flat-Panel Bioreaktoren (je 25 L) mit externer Anbindung der genutzten Kreiselpumpe (Fördermenge max. 5 m³h-1) sowie einem Konditionierungsgefäßes (40 L Edelstahlbioreaktor) ermöglichte eine quasikontinuierliche Prozessführung (Ernte und Zugabe von Substrat). Die Reaktoren bestehen aus speziell gefertigten Kopf- und Fußteilen (PVC), die auf die Hohlkammer-Stegplatten (Acrylat/Polycarbonat) montiert sind. In den Kopf-/Fußteilen erfolgt die Aufteilung des Flüssigkeitsstromes auf 30 Kammern so, dass die Kammern in Reihenschaltung durchströmt werden. Damit erfolgt jeweils eine aufwärts neben einer abwärts gerichteten Strömung. Im Fußteil eines jeden Reaktors wird in den Eingangskanal des Substrates gleichzeitig das Luft/CO2 – Gemisch mittels Kompressor zu dosiert. Als Voraussetzung für eine gezielte Vermarktung der erzeugten Biomasse/Wertstoffe (Na-Citrat) ergaben die Untersuchungen die Eignung der Aufbereitungsverfahren: - Sedimentation mit Zeolith (der Hilfsstoff kann bei der Vermarktung in der Biomasse verbleiben) - Crossflow Mikrofiltration für partikelfreie Permeate. Da das untersuchte Produkt Na-Citrat nicht zu den hochpreisigen Wertstoffen gehört, ergab eine Kosten-Bilanzierung, dass ein wirtschaftliches Verfahren erst bei Anlagensystemen mit mehr als 10.000 Liter pro Batch möglich ist.Dipl.-Ing. Wigand Fitzner
Tel.: +49 341 4803-172
info@tz-leipzig.de
TZ Technisches Zentrum Entwicklungs- & Handelsgesellschaft mbH
Karl-Heine-Str. 99
04229 Leipzig
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22029514Präzisierung der Holzernteinformation durch Kalkulationshilfen für die Energieholzsortimentierung und vollständige Stoffbilanzen - Akronym: HE-VSBDas geplante Vorhaben zielt im Rahmen des Förderschwerpunkts "Nachhaltige Waldwirtschaft" auf eine Präzisierung der Informationslage von Erntemaßnahmen durch eine rechnergestützte Mengenabschätzung von Energieholzsortimenten und der Erstellung von vollständigen Stoffbilanzen. Diese Informationen sollen im Rahmen des weit verbreiteten und bundesweit einsetzbaren Softwareprodukts HOLZERNTE den Bearbeitern und Bearbeiterinnen vor Ort zur Verfügung gestellt werden und dienen der Sicherung der natürlichen Ressourcen und der Kontrolle der Holzvorratsentwicklung und der Sortennachhaltigkeit. Für die Umsetzung sind zwei Teilaufgaben geplant. Für Modul 1 muss aufgrund der steigenden Energieholznachfrage und der Sortimentsdifferenzierung eine bundesweite Aktualisierung und Standardisierung dieser Sortimente erfolgen. In Modul 2 soll ein statistisch abgesicherter methodischer Rahmen entwickelt werden, der die Berechnung des ausgeschiedenen Vorrats (in Form von Bhd-Höhen-Verteilungen) aus routinemäßig erfassten Daten (z.B. Holzlisten) ermöglicht. Die Durchführung dieser "inversen Sortierung" soll auf verschiedenen administrativen und räumlichen Aggregationsebenen möglich sein, sodass neben Einzelhieben, auch Betriebe oder Regionen betrachtet werden können. In einem weiteren Schritt werden die Daten des ausgeschiedenen Vorrats verwendet um über kompartimentweise Biomassefunktionen und Nährelementgehalte die auftretenden Stoffmengen zu berechnen.Dr. Gerald Kändler
Tel.: +49 761 4018-120
gerald.kaendler@forst.bwl.de
Forstliche Versuchs- und Forschungsanstalt Baden-Württemberg
Wonnhaldestr. 4
79100 Freiburg im Breisgau
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22029915Verbundvorhaben: Gemischbildungsverhalten Bio-Ethanol-haltiger Kraftstoffe unter dieselrelevanten Bedingungen; Teilvorhaben 2: Stofftransport Quantifizierung - Akronym: GemischbildungIn der Vergangenheit wurde in mehreren Ursache-Wirkungs-Untersuchungen der Einfluss der Beimischung von Bioethanol zu Dieselkraftstoffen auf die Schadstoffemissionen und die Verbrennungseffizienz untersucht. Es wurde bislang NICHT untersucht, wie der Bioethanolanteil die Kraftstoff/Luft-Gemischbildung (Luft meist im überkritischen Zustand) beeinflusst, so dass die eigentlichen Gründe für die Bioethanol-induzierte Veränderung der Schadstoffemissionen und der Verbrennungseffizienz nicht bekannt sind. Darum wird in diesem Forschungsvorhaben die Strahl-/Jetvermischung zwischen dem bioethanolhaltigen Dieselkraftstoff und dem Umgebungsfluid unter dieselrelevanten Druck- und Temperaturbedingungen experimentell und in situ quantitativ analysiert und in einem numerischen Model abgebildet. Aus dem daraus erwachsenen Verständnis über die durch die Bioethanolzugabe entstandenen Veränderungen in der Kraftstoff/Luft-Gemischbildung kann die Prozessführung (Einspritzdruck, Einspritzzeitpunkt, ...) auf den Bioethanolgehalt angepasst werden und so das eigentliche Potenzial (Herabsetzung der Viskosität, erhöhte Verdampfungsenthalpie, Sauerstoffanteil im Ethanol) der Bioethanolzumischung erst richtig ausgeschöpft werden. Das Vorhaben unterteilt sich in vier ineinandergreifende Arbeitspakete, die jeweils von einer Forschungsstelle mit der entsprechenden Expertise bearbeitet werden. Im Arbeitspaket (AP) I werden in einer optisch zugänglichen Einspritzkammer die verschiedenen Gemischbildungs-regime charakterisiert. Im AP II wird die Gemischbildung an ausgesuchten Betriebspunkten quantitativ analysiert, so dass sie im AP III numerisch abgebildet werden kann. Im AP IV wird die praktische Relevanz durch die Einbindung eines Industriepartners sichergestellt.PD. Dr.-Ing. habil. Andreas Bräuer
Tel.: +49 9131 85-25858
andreas.braeuer@fau.de
Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg - Graduate School in Advanced Optical Technologies (SAOT)
Paul-Gordan-Str. 6
91052 Erlangen
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2203011510. Rostocker Bioenergieforum - Akronym: 10_BEFIm Jahr 2016 feiert das Rostocker Bioenergieforum sein 10. Jubiläum und möchte bei dieser Gelegenheit Zwischenbilanz ziehen sowie auf aktuelle Entwicklungen, sowie auf die Perspektiven und Zukunftsfelder der Bioenergie hinweisen. Daher stehen im Fokus unserer diesjährigen Tagung Konzepte, Forschungsarbeiten und technologische Entwicklungen für Bioenergie. Weiterhin spielen die Optimierung der Wärmenutzung sowie der Einsatz neuer Inputstoffe eine zentrale Rolle. Der Beitrag biogener Abfallmasse und Reststoffe für Bioenergie zur Bioökonomie ist ebenfalls Thema. Insbesondere das direkte Gespräch zwischen Forschern, Praktikern und Politikern soll zu einem Erkenntnisgewinn für alle und zu neuen Lösungsansätzen führen. Das inzwischen etablierte Rostocker Bioenergieforum bietet dafür eine ideale Plattform. Januar bis März AP1: Tagungsprogramm März bis Juni AP2: Tagungsband Januar bis April AP3: Öffentlichkeitsarbeit (Ankündigungen, Pressearbeit, Werbung) April, Juni AP4: Catering Januar bis Juni AP5: Organisation Tagung 16.-17. Juni AP6: Durchführung Tagung Juni bis November AP7: Nachbereitung Tagung Oktober bis Dezember AP8: Vorarbeiten (Termin, Anträge, Thema, Call for Papers)Prof. Dr. Michael Nelles
Tel.: +49 381 498-3400
michael.nelles@uni-rostock.de
Universität Rostock - Agrar- und Umweltwissenschaftliche Fakultät - Institut für Umweltingenieurwesen - Professur Abfall- und Stoffstromwirtschaft
Justus-v.-Liebig-Weg 6
18059 Rostock

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22030315Verbundvorhaben: Gemischbildungsverhalten Bio-Ethanol-haltiger Kraftstoffe unter dieselrelevanten Bedingungen; Teilvorhaben 3: Simulation - Akronym: GemischbildungIn der Vergangenheit wurde in mehreren Ursache-Wirkungs-Untersuchungen der Einfluss der Beimischung von Bioethanol zu Dieselkraftstoffen auf die Schadstoffemissionen und die Verbrennungseffizienz untersucht. Es wurde bislang NICHT untersucht, wie der Bioethanolanteil die Kraftstoff/Luft-Gemischbildung (Luft meist im überkritischen Zustand) beeinflusst, so dass die eigentlichen Gründe für die Bioethanol-induzierte Veränderung der Schadstoffemissionen und der Verbrennungseffizienz nicht bekannt sind. Darum wird in diesem Forschungsvorhaben die Strahl-/Jetvermischung zwischen dem bioethanolhaltigen Dieselkraftstoff und dem Umgebungsfluid unter dieselrelevanten Druck- und Temperaturbedingungen experimentell und in situ quantitativ analysiert und in einem numerischen Model abgebildet. Aus dem daraus erwachsenen Verständnis über die durch die Bioethanolzugabe entstandenen Veränderungen in der Kraftstoff/Luft-Gemischbildung kann die Prozessführung (Einspritzdruck, Einspritzzeitpunkt, ...) auf den Bioethanolgehalt angepasst werden und so das eigentliche Potenzial (Herabsetzung der Viskosität, erhöhte Verdampfungsenthalpie, Sauerstoffanteil im Ethanol) der Bioethanolzumischung erst richtig ausgeschöpft werden. Das Vorhaben unterteilt sich in vier ineinandergreifende Arbeitspakete, die jeweils von einer Forschungsstelle mit der entsprechenden Expertise bearbeitet werden. Im Arbeitspaket (AP) I werden in einer optisch zugänglichen Einspritzkammer die verschiedenen Gemischbildungs-regime charakterisiert. Im AP II wird die Gemischbildung an ausgesuchten Betriebspunkten quantitativ analysiert, so dass sie im AP III numerisch abgebildet werden kann. Im AP IV wird die praktische Relevanz durch die Einbindung eines Industriepartners sichergestellt.Prof. Dr.-Ing. Christian Hasse
Tel.: +49 6151 1624142
hasse@stfs.tu-darmstadt.de
Technische Universität Darmstadt - Fachbereich Maschinenbau - FG Simulation reaktiver Thermo-Fluid-Systeme (STFS)
Otto-Berndt-Str. 2
64287 Darmstadt
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22031015Verbundvorhaben: Potenzialfelder einer ländlichen Bioökonomie; Teilvorhaben 2: Technisch-betriebswirtschaftliche Bewertung von Wertschöpfungsketten - Akronym: PotLaendBiooekonomieZiel des Vorhabens des IfaS ist das Aufzeigen von Potenzialfeldern einer ländlichen Bioökonomie durch die technisch-betriebswirtschaftliche Bewertung von Wertschöpfungsketten unterschiedlicher Verwertungspfade und Anwendungsbereiche einer nachhaltigen Koppel- und Kaskadennutzung von nachwachsenden Rohstoffen. Zu Beginn des Vorhabens wird in Abstimmung mit dem Projektpartner IÖW der aktuelle Stand der Praxis herausgearbeitet. Dabei werden bestehende Ansätze und Erfahrungen im Hinblick auf Chancen, Herausforderungen, Hemmnisse, F+E-Bedarf sowie künftige Potenziale für die stofflich-energetische Nutzung (z.B. Bioraffinerien, Biomassehöfe) und eine ländliche Bioökonomie aus Sicht der Praxis aufbereitet. Anschließend an die gemeinsame Auswahl besonders vielversprechender Wertschöpfungsketten mit dem Fördermittelgeber und dem IÖW erfolgt eine vertiefende Analyse dieser im Hinblick auf die technologischen Zusammenhänge, infrastrukturellen Voraussetzungen und die jeweiligen Stoffströme. Im Anschluss an diese Arbeiten, die als Grundlage für die weitergehenden Modellbetrachtungen des IÖW dienen, erfolgt dann eine betriebswirtschaftliche Analyse und die Identifizierung relevanter Stellschrauben für eine (zukünftige) Wirtschaftlichkeit der ausgewählten Wertschöpfungsketten. Aufbauend auf den modellbasierten Szenarien des IÖW, den Erfahrungen aus der Technologie- und Infrastrukturanalyse und den betriebswirtschaftlichen Betrachtungen werden letztlich Handlungsempfehlungen für die praktische (Weiter-) Entwicklung einer ländlichen Bioökonomie formuliert. Methodische Grundlagen des Vorhabens sind Literaturauswertungen, vor allem aber Interviews von Experten und Praktikern, SWOT-Analysen & Workshops. Stoffströme werden mit Hilfe excelbasierter Modelle und ggf. der Software Umberto abgebildet. Die Ergebnisverbreitung findet im Rahmen mehrerer Praxisworkshops statt. Die bisherigen Praxiserfahrungen werden durch eine Broschüre mit "Best-practice"-Beispielen dokumentiert und verbreitet. Jörg Böhmer
Tel.: +49 6782 17-2626
j.boehmer@umwelt-campus.de
Hochschule Trier - Trier University of Applied Sciences - Umwelt-Campus Birkenfeld - Institut für angewandtes Stoffstrommanagement (IfaS)
Campusallee 9926
55768 Hoppstädten-Weiersbach
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22031718Verbundvorhaben: Biomasse-Integration zur Systemoptimierung in der Energieregion Hümmling mit ganzheitlichem sektorübergreifenden Ansatz; Teilvorhaben 2: Energieeffizientes Wärmenetz und Modellbetriebe - Akronym: BISONZiel ist die Konzeption und Demonstration eines vollständig regenerativen dezentralen Energiesystems für eine energieautarke Region (virtuelle Kraftwerksregion) unter besonderer Berücksichtigung der Systemintegration von Biomasse. Dies soll mittels eines ganzheitlichen sektorübergreifenden Ansatzes am konkreten Beispiel der "Energieregion Hümmling" erfolgen. Hierbei wollen die Projektpartner eine real existierende Region in allen Sektoren im Lauf mehrerer Jahre so ausgestalten, dass Treibhausgas (THG)-Emissionen zu minimalen volkswirtschaftlichen Kosten vermieden werden können. Zugleich sollen positive Impulse auf Wirtschaftswachstum und Technologieführerschaft in der Region entstehen. Unter der Berücksichtigung eines möglichen Zielzustandes des Energiesystems mit nahezu 100% erneuerbarer Energie in allen Sektoren (im Folgenden kurz "Zielzustand" genannt) und ausgehend vom heutigen "Ist-Zustand" sollen also optimale Transformationspfade ("Zwischenzustand") entwickelt und real beschritten werden. Da die Region Hümmling schon heute auf Viertelstunden-Basis durch nahezu 100% erneuerbaren Strom versorgt wird, kann davon ausgegangen werden, dass der Zielzustand im Laufe der nächsten 5 - 15 Jahre erreicht werden kann. Der Abschluss der Transformation wäre damit in der Region Hümmling also wesentlich früher abgeschlossen, als Deutschland oder die EU diesen Zielzustand erreichen werden. Die in dieser Region frühzeitig gewonnenen Erkenntnisse, welche auf dem Weg zum "Zielzustand", einem Energieversorgungssystem mit nahezu 100% erneuerbarer Energien in allen Sektoren, durch den Realbetrieb neuer Technologien im industriellen Maßstab gesammelt werden, lassen sich auf andere Regionen übertragen und können somit wertvolle Informationen für die Ausgestaltung der deutschen und europäischen Energiewende liefern.Prof. Dr.-Ing. Stefan Holler
Tel.: +49 551 5032-287
stefan.holler@hawk.de
Hochschule für angewandte Wissenschaft und Kunst-Fachhochschule Hildesheim/Holzminden/Göttingen - Fakultät Ressourcenmanagement Göttingen - Fachgebiet Nachhaltige Umwelt- und Energietechnik NEUTec
Rudolf-Diesel-Str. 12
37075 Göttingen
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22031818Verbundvorhaben: Biomasse-Integration zur Systemoptmierung in der Energieregion Hümmling mit ganzheitlichem sektorübergreifendem Ansatz; Teilvorhaben 3: Szenarienerstellung und Bewertung - Akronym: BISONZiel ist die Konzeption und Demonstration eines vollständig regenerativen dezentralen Energiesystems für eine energieautarke Region (virtuelle Kraftwerksregion) unter besonderer Berücksichtigung der Systemintegration von Biomasse. Dies soll mittels eines ganzheitlichen sektorübergreifenden Ansatzes am konkreten Beispiel der "Energieregion Hümmling" erfolgen. Hierbei wollen die Projektpartner eine real existierende Region in allen Sektoren im Lauf mehrerer Jahre so ausgestalten, dass Treibhausgas (THG)-Emissionen zu minimalen volkswirtschaftlichen Kosten vermieden werden können. Zugleich sollen positive Impulse auf Wirtschaftswachstum und Technologieführerschaft in der Region entstehen.Dr.-Ing. Jens zum Hingst
Tel.: +49 5321 3816-8054
jens.zum.hingst@cutec.de
Technische Universität Clausthal - Clausthaler Umwelttechnik Forschungszentrum
Leibnizstr. 23
38678 Clausthal-Zellerfeld
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22032018Verbundvorhaben: Messung und Bilanzierung von Stoffströmen in AgrarSystemen zur TreibhausgasEmissionsReduktion; Teilvorhaben 2: Messung und Modellierung von Treibhausgasemissionen und Stickstoffauswaschung in Rohstoffpflanzenfruchtfolgen - Akronym: MASTERZiel des Verbundvorhabens ist die grundlegende Erweiterung des Wissenstandes zu Treibhausgasemissionen, zur Kohlenstoffbindung und -dynamik in Rohstoffpflanzen-Anbausystemen als Grundlage für die Ableitung praxisumsetzbarer, standortspezifischer Minderungsstrategien. Darin eingebettet ist es die Zielstellung des Teilvorhabens "Modellierung und Messung von Treibhausgasemissionen und Stickstoffauswaschung aus Rohstoffpflanzenfruchtfolgen" die langfristige Entwicklung von Treibhausgasemissionen und N Auswaschung in Rohstoffpflanzenfruchtfolgen zu quantifizieren und die beobachteten Zusammenhänge mittels kalibrierter Modelle auf andere Regionen Deutschland zu übertragen. Hierzu werden prozessbasierte Modelle an zeitlich hochauflösend gemessenen Prozessen in Rohstoffpflanzenfruchtfolgen auf Langzeitexperimenten kalibriert und an unabhängigen Daten validiert. Dies ist Grundlage für die zeitliche und räumliche Extrapolation der experimentell beobachteten Prozesse. Die zeitliche Extrapolation erlaubt die Analyse langfristiger Effekte von Rohstoffpflanzenfruchtfolgen auf die Interaktion von Treibhausgasflüssen, Bodenkohlenstoffsequestrierung und Nitratauswaschung für Zeiträume, die über die experimentelle Versuchsdauer hinausgehen. Die räumliche Extrapolation beinhaltet die Rechnung von Modellszenarien zu Stoffflüssen in Rohstoffpflanzensystemen für Boden und Klimaregionen Deutschlands, so dass naturräumliche Effekte analysierbar werden, was über bisherige STUFE I Methoden der Treibhausgasbilanzierung hinausgeht. Innerhalb des Verbundprojekts übernimmt das Thünen Institut die Analyse der Gasproben und Auswertung der Flussmessung.Prof. Dr. Heinz Flessa
Tel.: +49 531 596-2601
heinz.flessa@thuenen.de
Johann Heinrich von Thünen-Institut Bundesforschungsinstitut für Ländliche Räume, Wald und Fischerei - Institut für Agrarklimaschutz
Bundesallee 65
38116 Braunschweig
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22032118Verbundvorhaben: Messung und Bilanzierung von Stoffströmen in AgrarSystemen zur TreibhausgasEmissionsReduktion; Teilvorhaben 3: Messung, Bilanzierung und Modellierung von Treibhausgasemissionen in Fruchtfolgen mit Nachwachsenden Rohstoffen unter besonderer Berücksichtigung trocken, warmer Standorte - Akronym: MASTERZiel des Vorhabens ist die grundlegende Erweiterung des Wissenstandes zu Treibhausgas-emissionen, zur Kohlenstoffbindung und -dynamik in Rohstoffpflanzen-Anbausystemen. Dies soll als Grundlage für die Ableitung praxisumsetzbarer, standortspezifischer Minderungsstrategien für Treibhausgase dienen. Hierzu werden in Dauerfeldexperimenten N2O-Emissionen zeitlich hochauflösend gemessen und Prozesse der Bildung von Treibhausgasen (mikrobielle Prozesse, Speicherung und Abbau von Kohlenstoff) analysiert. Die Messung von N2O-Flüssen dient der Aufklärung von Mechanismen und Einflussfaktoren auf die N2O-Bildung. Eine wesentliche Innovation besteht darin, die Analyse der N-Dynamik der Böden und der N2O-Flüsse mit C-Umsatzprozessen der Böden in Verbindung zu setzen. Die N2O-Messdaten dienen zudem der Modellvalidierung. Die Analyse der Langzeitdynamik der Humus- und Kohlenstoffvorräte erlaubt die Ableitung von Humusreproduktionskoeffizienten für Energiepflanzen und Gärreste. In Feldversuchen am Standort Trossin (Bayern) werden praxisnahe und standorttypische Fruchtfolgen mit den Rohstoffpflanzen Mais, Raps, Winterroggen und Luzernegras untersucht. Trockenresistente Sorghum-Futterhirsen sollen besonders im Vergleich zum Mais auf Treibhausgase untersucht werden. Sorghum ist für die Region mit trocken warmen Böden prädestiniert und wird deshalb mit untersucht. Organische und mineralische Dünger-Varianten und ein intensiver Zwischenfruchtanbau werden in die Auswertungen einbezogen. Die Anbausysteme werden hinsichtlich ihrer Bodenprozesse, der Ertragsbildung und der Produktqualität sowie hinsichtlich Umwelt, Klima- und Ressourceneffizienz analysiert. Bisher noch nicht quantifizierbare Langzeitwirkungen von Fruchtfolgen und Düngungssystemen werden untersucht. Auf der Grundlage von Messdaten aus eigenen Versuchen und experimentellen Daten vorangegangener Versuche werden Stoff-, Energie- und Treibhausgasbilanzen berechnet.Dr. Kerstin Jäkel
Tel.: +49 35242 631-7204
kerstin.jaekel@smul.sachsen.de
Sächsisches Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie - Abt. 7 Landwirtschaft - Ref. 72 Pflanzenbau
Waldheimer Str. 219
01683 Nossen
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22032614Verbundvorhaben: Optimierung der Fraktionsabscheidegrade elektrostatischer Staubabscheider beim Einsatz in Biomassefeuerungen (FRESBI); Teilvorhaben 1: Leistungsbereich >50 kW - Akronym: FRESBIZiel des Vorhabens ist es wirkungsvolle Maßnahmen für elektrostatische Abscheider zu identifizieren und zu erproben, um die Partikelemissionen, insbesondere der gesundheitsgefährdenden Feinstaubfraktionen, die bei der Biomasseverbrennung entstehen, durch eine gezielte Optimierung des Fraktionsabscheidegrades zu reduzieren. Dieser Aspekt wurde bisher nicht hinreichend wissenschaftlich untersucht und ist daher technisch noch nicht optimiert. Im Rahmen des Projekts wird an wirtschaftlichen und leistungsfähigen Partikelabscheidern zur Ausrüstung von kleinen und mittleren Heizkesseln geforscht. Es werden Partikelabscheider erprobt und bewertet, darauf aufbauend werden Maßnahmen zur Weiterentwicklung erarbeitet und diese dann wiederum erprobt und bewertet. Durch das Projekt werden die Fraktionsabscheidegrade marktverfügbarer Filteranlagen vermessen und Ansätze für deren Optimierung entwickelt. Zu Beginn des Projektes erfolgt die Vorbereitung, Planung und Detailabstimmung des Versuchsprogramms. Die projektspezifischen Filtersysteme werden in die Technika der Partner OTH und Fraunhofer UMSICHT integriert und an die bestehenden Feuerungen angeschlossen. Zur Ermittlung des Ist-Zustands der Partikelabscheidung der gewählten Filtertypen 1-3 werden anschließend Feuerungsversuche unter Einbeziehung der vorhandenen Partikel- und Emissionsmesstechnik durchgeführt. Die Ergebnisse dieser Versuche werden umfassend ausgewertet und daraus Optimierungskonzepte erarbeitet, die Maßnahmen an den Filtern umgesetzt, in weiteren Versuchsreihen evaluiert und daraus Dimensionierungs- und Betriebsstrategien formuliert.M.Eng. Martin Meiller
Tel.: +49 9661 908-419
martin.meiller@umsicht.fraunhofer.de
Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik (UMSICHT) - Institutsteil Sulzbach-Rosenberg
An der Maxhütte 1
92237 Sulzbach-Rosenberg
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22032714Durchführung von Feldmessungen an Biomassekesseln zur Bewertung der Grenzwertüberwachung nach 1. BImSchV - Akronym: FeldmessungenDie Verordnung über kleine und mittlere Feuerungsanlagen (1. BImSchV) aus dem Jahr 2010 beinhaltet eine stufenweise Verschärfung der Grenzwerte für Feuerungsanlagen für feste Brennstoffe, eine Ausweitung der Messpflichten und die Berücksichtigung der Messunsicherheit. Die verschärften Staubgrenzwerte machten eine Entwicklung neuer Staubmessverfahren notwendig. Dies führte zur Erarbeitung von VDI-Richtlinien zur Qualitätssicherung bei den Überwachungsmessungen. In diesem Projekt soll u.a. untersucht werden, inwieweit die dort getroffenen Regelungen, die z..T. auf den Ergebnisse von Prüfstandsmessungen beruhen, in die Praxis übertragbar sind bzw. in welchen Punkten ein Änderungsbedarf besteht, um z..B. eine höhere Repräsentativität der Überwachungsmessungen zu erreichen. Da das Emissionsverhalten der betreffenden Feuerungsanlagen u.a. vom eingesetzten Brennstoff, der Einstellung der Feuerungsanlage, dem Wartungszustand und den Randbedingungen bei den Messungen abhängt, sollen in dem Vorhaben diese Einflussgrößen untersucht und bewertet werden. Anhand der Vorhabensergebnisse sollen konkrete Handlungsempfehlungen für eine verbesserte praktische Durchführung der Überwachungsmessungen abgeleitet werden. Diese können dann in die einschlägigen Richtlinien zur Qualitätssicherung der Überwachungsmessungen aufgenommen werden. Prüfstandsmessungen mit eignungsgeprüften Staubmessgeräten an insgesamt drei unterschiedlichen Feuerungsanlagen mit Stückholz und Holzpellets bei unterschiedlichen Betriebsbedingungen. Durch die Prüfstandsmessungen wird eine vergleichende Bewertung der ausgewählten eignungsgeprüften Messgeräte bei den Praxismessungen sichergestellt, da auf dem Prüfstand optimale Bedingungen für die Staubprobenahmen vorliegen. Durchführung von Feldmessungen mit diesen Staubmessgeräten an insgesamt 5 verschiedenen Heizkesseln für Pellets, Hackschnitzel und Stückholz über einen Zeitraum von jeweils ca. 4 Wochen.Dr.-Ing. Michael Struschka
Tel.: +49 711 685-67776
michael.struschka@ifk.uni-stuttgart.de
Universität Stuttgart - Fakultät 4 Energie-, Verfahrens- und Biotechnik - Institut für Feuerungs- und Kraftwerkstechnik (IFK)
Pfaffenwaldring 23
70569 Stuttgart
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22032818Verbundvorhaben: Regionalspezifische Maßnahmen zur kosteneffizienten Reduktion von Treibhausgasemissionen beim Anbau von Rohstoffpflanzen; Teilvorhaben 2: Datenanalyse und ökologische Bewertung zur Weiterentwicklung der Berechnungsmethodik für die Ableitung von Maßnahmen - Akronym: RekoRTMit dem Klimaschutzplan 2050 der Bundesregierung wurde festgelegt, dass im Bereich der Landwirtschaft bis zum Jahr 2030 bei den Treibhausgasen 31 bis 34 Prozent eingespart werden sollen. Gleichzeitig sieht die auf EU-Ebene gültige Richtlinie über nationale Emissionshöchstgrenzen eine Minderung der Ammoniakemissionen um 29% bis 2030 gegenüber 2005 vor. Zum Erreichen dieser Vorgaben ist die Erarbeitung von Maßnahmen zur Minderung von Emissionen bei der landwirtschaftlichen Produktion von Rohstoffpflanzen ein wesentlicher Baustein. Ziel des Gesamtvorhabens RekoRT ist es daher, regionalspezifische Maßnahmen als praxisrelevante Handlungsempfehlungen für eine kosteneffiziente Reduktion von THG-Emissionen unter Berücksichtigung anderer gekoppelter Umweltwirkungen wie beispielsweise Gewässer- und Bodenschutz bei der Bereitstellung von Rohstoffpflanzen zu erarbeiten. Das Vorhaben ist in drei Arbeitspakete (AP) gegliedert, die von den Antragstellern des Gesamtverbundes gemeinsam bearbeitet werden: 1. Regionalspezifische Analyse und Bewertung von Daten aus vorherigen Projekten 2. Methodische Aspekte der Umweltbewertung 3. Entwicklung von Maßnahmen für eine THG- optimierte und umweltverträgliche Produktion von Rohstoffpflanzen Die aus den Arbeitspaketen 1 und 2 abgeleiteten Maßnahmen sollen zu konkreten Handlungsempfehlungen weiterentwickelt werden, um von Multiplikatoren (z. B. pflanzenbaulichen Fachberatern) in der Beratungspraxis angewendet werden zu können. Hierfür werden die Handlungsempfehlungen an das geplante bundesweite Experten-Netzwerk "Treibhausgasbilanzierung und Klimaschutz in der Landwirtschaft (THeKLa)" weitergegeben, sodass die Ergebnisse in einem iterativen Prozess direkt mit den Praktikern und Fachberatern abgestimmt werden können.Dr. Heinz Stichnothe
Tel.: +49 531 596-4163
heinz.stichnothe@thuenen.de
Johann Heinrich von Thünen-Institut Bundesforschungsinstitut für Ländliche Räume, Wald und Fischerei - Institut für Agrartechnologie
Bundesallee 47
38116 Braunschweig
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31.08.2022
22032918Verbundvorhaben: Regionalspezifische Maßnahmen zur kosteneffizienten Reduktion von Treibhausgasemissionen beim Anbau von Rohstoffpflanzen; Teilvorhaben 3: Datenanalyse und ökonomische Bewertung zur Ableitung von Maßnahmen - Akronym: RekoRTMit dem Klimaschutzplan 2050 der Bundesregierung wurde festgelegt, dass im Bereich der Landwirtschaft bis zum Jahr 2030 bei den Treibhausgasen 31 bis 34 Prozent eingespart werden sollen. Gleichzeitig sieht die auf EU-Ebene gültige Richtlinie über nationale Emissionshöchstgrenzen eine Minderung der Ammoniakemissionen um 29% bis 2030 gegenüber 2005 vor. Zum Erreichen dieser Vorgaben ist die Erarbeitung von Maßnahmen zur Minderung von Emissionen bei der landwirtschaftlichen Produktion von Rohstoffpflanzen ein wesentlicher Baustein. Ziel des Gesamtvorhabens RekoRT ist es daher, regionalspezifische Maßnahmen als praxisrelevante Handlungsempfehlungen für eine kosteneffiziente Reduktion von THG-Emissionen unter Berücksichtigung anderer gekoppelter Umweltwirkungen wie beispielsweise Gewässer- und Bodenschutz bei der Bereitstellung von Rohstoffpflanzen zu erarbeiten. Das Vorhaben ist in drei Arbeitspakete (AP) gegliedert, die von den Antragstellern des Gesamtverbundes gemeinsam bearbeitet werden: 1. Regionalspezifische Analyse und Bewertung von Daten aus vorherigen Projekten 2. Methodische Aspekte der Umweltbewertung 3. Entwicklung von Maßnahmen für eine THG- optimierte und umweltverträgliche Produktion von Rohstoffpflanzen Die aus den Arbeitspaketen 1 und 2 abgeleiteten Maßnahmen sollen zu konkreten Handlungsempfehlungen weiterentwickelt werden, um von Multiplikatoren (z. B. pflanzenbaulichen Fachberatern) in der Beratungspraxis angewendet werden zu können. Hierfür werden die Handlungsempfehlungen an das geplante bundesweite Experten-Netzwerk "Treibhausgasbilanzierung und Klimaschutz in der Landwirtschaft (THeKLa)" weitergegeben, sodass die Ergebnisse in einem iterativen Prozess direkt mit den Praktikern und Fachberatern abgestimmt werden können.Dr. Sebastian Wulf
Tel.: +49 6151 7001-166
s.wulf@ktbl.de
Kuratorium für Technik und Bauwesen in der Landwirtschaft e.V. (KTBL)
Bartningstr. 49
64289 Darmstadt
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01.07.2019

2023-01-31

31.01.2023
22033218Emissionsminderung durch angepasste Kesselsteuerung auf der Basis von Daten aus der kontinuierlichen online-NIR-Brennstoffanalyse - Akronym: oNIReduceZusätzlich zu den strengen Emissionsgrenzwerten bezüglich CO und Feinstaub, deren Einhaltung im Bereich der Kleinfeuerungsanlagen durch die 1. BImSchV verlangt wird, ist zukünftig auch die Ökodesignrichtlinie für Kleinfeuerungen zu beachten. Durch diese Richtlinie kommen für automatische beschickte Holzfeuerungsanlagen zusätzliche Anforderungen bezüglich NOx-Emissionen und organischer gasförmiger Komponenten (OGC) im Abgas aber auch hinsichtlich der Anlageneffizienz hinzu. Gleichzeitig führt die Umstellung der erdöl- auf eine biomassebasierte Ökonomie zu einer Verknappung hochqualitativer Rohmaterialsortimente, da deren stoffliche Nutzung Vorrang vor deren energetischer Nutzung hat. Entsprechend müssen für die Bioenergieerzeugung zunehmend Reststoffe und biogene Nebenprodukte aus der Land- und Forstwirtschaft als Brennstoffe mobilisiert werden. Diese zeichnen sich im Vergleich zu den derzeitig hauptsächlich genutzten hochqualitativen Holzsortimenten durch schwierigere Brennstoffeigenschaften (u.a. höherer Gehalt an Aerosolbildnern und Stickstoff) und in der Regel auch durch eine höhere Heterogenität aus. Daher ist es notwendig, dass Kesselanlagen flexibel und automatisch auf die Brennstoffzusammensetzung reagieren können. Die Steuerung moderner Kesselanlagen verfügt häufig über verschiedene Programme, die für bestimmte Brennstoffqualitäten die optimalen Parameter zur Minimierung der Emissionen und zur Maximierung der Effizienz bieten. Allerdings wird dabei meist lediglich der vollständige Abbrand und damit niedrige CO-Emissionen angestrebt, die Auswirkung auf andere gasförmige Emissionen wie z.B. NOx bleibt dagegen unberücksichtigt. Insofern soll im Rahmen des Projektes die Erfassung relevanter Brennstoffeigenschaften mittels kostengünstiger, marktverfügbarer NIR-Kompaktgeräte in der Brennstoffzuführung und deren Einbindung in die automatische Kesselsteuerung realisiert werden.Für die Betreiber von Holzfeuerungsanlagen in Deutschland ergibt sich kurz- und mittelfristig ein wirtschaftlicher Vorteil durch die Möglichkeit der Nutzung preiswerterer Holzsortimente. Gerade für dezentrale Holzfeuerungsanlagen z.B. im kommunalen Bereich ist ein geringes Risiko von Betriebsstörungen und niedrigen Emissionen zur Einhaltung der geforderten Grenzwerte essentiell, um die Akzeptanz und damit das Interesse weiterer Investoren zu erhöhen. Mittelfristig kann somit mit diesem Projekt der weitere Ausbau der nachhaltigen Nutzung von Biomassebrennstoffen vorangetrieben werden. Damit unterstützt das Projekt auch die mittelständischen Hersteller von Verbrennungsanlagen in Deutschland, da bislang noch keine Alternativen zur integrierten Brennstofferkennung in diesem Preissegment marktverfügbar sind und deutsche Kesselanlagenhersteller damit ein Alleinstellungsmerkmal entwickeln können. Die Erkenntnisse aus dem Projekt werden in die entsprechenden Gremien und Normungsausschüsse eingebracht, um einen höheren Grad der Standardisierung und damit die Vereinfachung der Nutzung zu erreichen. Damit können die Erkenntnisse im Bereich der Online-Prozesskontrolle auch auf weitere Bereiche ausstrahlen, bei denen diese Erfahrungen von großer Bedeutung sind, z.B. die Torrefizierung und eine automatisierte Mischung von verschiedenen Ausgangsstoffen für BioraffinerieprozesseDr. Annett Pollex
Tel.: +49 341 2434-484
annett.pollex@dbfz.de
DBFZ Deutsches Biomasseforschungszentrum gemeinnützige GmbH
Torgauer Str. 116
04347 Leipzig
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2016-11-01

01.11.2016

2020-12-31

31.12.2020
22034211Verbundvorhaben: Biomasse-Asche-Monitoring (BAM); Teilvorhaben 1: Koordination und Monitoring - Akronym: BAMBiomasseaschen, insbesondere Halmgutaschen sind zurzeit keinem nach DüMV 2012 zugelassenen Düngemitteltyp zuzuordnen und gelten formal als Abfallstoff. Die teils fehlende, jedoch notwendige Fraktionierung von Feuerraum- bzw. Filteraschen steht einer ackerbaulichen Verwertung dieser Aschen entgegen. Ziel dieses Projekt ist es, die bei der Monoverbrennung von naturbelassenen pflanzlichen Ausgangsmaterialien entstehenden Aschen in der Landwirtschaft zu verwerten und somit einen gesetzeskonformen Verwertungspfad im Sinne des Kreislaufwirtschaftsgesetzes zu etablieren. Dazu sind ein Monitoring, die Prüfung der Düngewirkung sowie eine Anerkennung der Biomasseaschen notwendig. Gefäßversuche mit verschiedenen Fruchtarten und Bodenarten liefern Erkenntnisse zur Düngewirkung und zu Applikationsformen von Biomasseaschen, um Empfehlungen zur sachgerechten Anwendung formulieren zu können. Im Rahmen eines Monitorings werden Aschen von unterschiedlichen naturbelassenen Biobrennstoffen aus verschiedenen Konversionsanlagen bzw. Leistungsklassen untersucht. Dabei werden Schwankungsbreiten für Nähr- und Schadstoffe bestimmt. Für die Einschätzung der Qualität der Aschen wird das Feuerungsverhalten der Konversionsanlagen bewertet. Um die physikalische Verfügbarkeit der Nährstoffe zu untersuchen, erfolgt ggf. eine Aufbrechung und Aufmahlung gröberer Aschefraktionen. Die Aschen werden in verschiedene Applikationsformen überführt um die Wirksamkeit und Verfügbarkeit der Nährstoffe zu bewerten. Auf zwei Bodenarten werden die Pflanzenverfügbarkeit von P und K in verschiedenen Aschevarianten und Aufbereitungsformen für diverse Fruchtarten einschließlich der P-Fraktionen in den Aschen und im Boden sowie die Wirkung der Aschen auf bodenbiologische Parameter untersucht. Dadurch wird die Einordnung der Biomasseaschen in geeigneten Düngemitteltypen möglich. Im Rahmen eines Ringversuches werden die Messgenauigkeit und -verfahren für die Ascheanalytik validiert.Über 60 % der ersten Aschefraktion halten laut DüMV alle Anforderungen an die Schadstoffgehalte ein. Aschen der o.g Fraktion, die nicht alle Anforderungen laut DüMV einhielten, überschritten zumeist Grenzwerte einzelner Parameter (Cd und/oder Cr-VI bzw. den PCDD/F oder Ni-Gehalt). Bei Prüfung der Aschen nach BioAbfV sind die Cu-, Cd-, Cr- und Ni-Konzentrationen zu beachten. Teilweise ist den Biomasseaschen (nf. nur als Asche bezeichnet) organisches Material (Kompost, Stroh oder Holz) hinzuzufügen, um den geforderten Mindestgehalt von 10 % organischem Anteil zu erfüllen. Alle Aschen sind aufgrund ihrer Nährstoffe einem Düngemitteltyp zuzuordnen und entsprechend durch Siebung, evtl. Trocknung, Aufmahlung, Kompaktierung bzw. Staubbindung aufzubereiten. In umfangreichen Gefäßversuchen zur P- und K-Düngewirkung wurde anhand von sechs ausgewählten Aschen nachgewiesen, dass die Düngewirkung von Aschen bezüglich der o.g Elemente P und Kin Bezug auf deren Pflanzenverfügbarkeit mit Mineraldüngern vergleichbar ist. Aschen, insbesondere Rohaschen sowie einzelne Granulate von Halmgutaschen sind zur Neutralisation saurer Böden geeignet. Sie zeigten jedoch eine mit der CaCO3 -Kalkung vergleichbare, teils etwas verzögerte Reaktion. Im Hinblick auf eine Ascheverwertung sollte die Aschelogistik optimiert werden. Dies schließt sowohl eine konsequente, fraktionierte Entaschung der Feuerungsanlage als Voraussetzung für eine land- bzw. forstwirtschaftliche Aschenutzung als auch die Etablierung eines Qualitätsmanagementsystems (regelmäßige Nähr- und Schadstofftests) bis hin zur gesetzeskonformen Aufbereitung (Granulierung, Siebung, Befeuchtung oder Beimischung organischen Materials) sowie die Förderung betriebsinterner bzw. regionaler Stoffkreisläufe ein. Thomas Hering
Tel.: +49 3641 683-259
thomas.hering@tll.thueringen.de
Thüringer Landesamt für Landwirtschaft und Ländlichen Raum (TLLLR)
Naumburger Str. 98
07743 Jena
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2019-02-01

01.02.2019

2019-12-31

31.12.2019
2203481813. Rostocker Bioenergieforum - Akronym: 13_BEFMit der Einführung der EEG 2016/2017 Novelle startete kürzlich eine neue Phase der Energiewende. Die Novellierung zielt auf einen Systemwechsel vom Modell der Einspeisevergütungen hin zum Ausschreibungsverfahren. Diese Wettbewerbsumstellung traf nicht nur auf Befürworter. Kritiker fürchteten, dass die geplanten Maßnahmen den weiteren Ausbau der erneuerbaren Energien sowie das Erreichen der Pariser Klimaschutzziele behindern und den Arbeitsmarkt gefährden. Drei Jahre nach Einführung der Novelle stellt sich die Frage, ob sich diese Vorhersagen bestätigen konnten und inwiefern sich die Wettbewerbsumstellung tatsächlich auf die erneuerbaren Energien und speziell die Bioenergie als wichtigster Energieträger ausgewirkt hat. Neben der EEG-Novellierung spielt auch die Bioökonomie eine immer bedeutendere Rolle für die Weiterentwicklung der Bioenergie. Durch die stetige Entwicklung neuer Rohstoffe, Herstellungsverfahren und Technologien, Energiespeichermethoden, sowie der Symbiose aus energetischer und stofflicher Verwertung von biogenen Reststoffen, soll speziell das stoffliche Potenzial der biogenen Reststoffe ausgeschöpft werden, um innovative, international wettbewerbsfähige biobasierte Produkte zu schaffen. Als Antwort auf diese aktuellen Entwicklungen konzentriert sich das kommende Rostocker Bioenergieform auf die Weiterentwicklung der nachhaltigen Bioökonomie. Schwerpunkte bilden hier die Nachhaltigkeit in der Erzeugung, Bereitstellung, Auf- und Verarbeitung von nachwachsenden Rohstoffen und biogenen Reststoffen, die Entwicklung neuer biobasierter Produkte und Bioenergieträger sowie der gesellschaftliche Dialog. Dazu zählen Themen wie das nachhaltige Stoffstrom-Management, die Ressourcenschonung, innovative Konversionsverfahren, Dezentralisierung, die Erschließung von Recycling-Potenzialen von Reststoffen, die Entwicklung effizienter Wärmeversorgungskonzepte sowie die Sektorenkopplung. Gute Praxisbeispiele aus den Bundesländern sollen präsentiert und diskutiert werdProf. Dr. Michael Nelles
Tel.: +49 381 498-3400
michael.nelles@uni-rostock.de
Universität Rostock - Agrar- und Umweltwissenschaftliche Fakultät - Institut für Umweltingenieurwesen - Professur Abfall- und Stoffstromwirtschaft
Justus-v.-Liebig-Weg 6
18059 Rostock
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2019-04-01

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31.03.2022
22038418Verbundvorhaben: Emissionsminderungsstrategien zur umweltverträglichen Verbrennung (UVV) auf Basis von aktuellen Forschungsergebnissen; Teilvorhaben 1: Theoretische und Experimentelle Untersuchungen, Koordination - Akronym: UVVErgebnisse und Erkenntnisse aus kürzlich ausgelaufenen und aktuellen Forschungsprojekten (z.B. "SenSTEF", "SCR-Filter", "SCRCOAT", "Wood Stove 2020", "Wärme aus Holz", "BMU-Kat-II") haben gezeigt, dass bei Anwendung von innovativen Verbrennungsluft-Regelungsmethoden und katalytisch gestützter Emissionsminderung und entsprechender zusätzlicher Abscheidertechnik Verbesserungen der Emissionen um mehr als 80 % gegenüber dem heutigen Stand der Technik realistisch sind. Allerdings waren bisher weder langzeitstabile Sensoren noch Oxidationskatalysatoren und ausgereifte Abscheidetechnik marktnah und wirtschaftlich verfügbar, um diese neue Feuerungstechnologie im Markt der Kleinfeuerungsanlagen einzuführen. Die sehr vielversprechenden Erkenntnisse aus den oben genannten Vorläuferprojekten sollen nun herangezogen werden, um unter Nutzung von jüngsten, bedeutenden Fortschritten auf dem Gebiet der in-situ-Hochtemperatur-Gassensorik sowie Katalysator- und Abscheidertechnik umfassende Emissionsminderungsstrategien und auf diesem Weg die "Nächste Generation Biomassefeuerungsanlagen" zu entwickeln, die erstmals substanzielle Emissionsminderungen im Praxisbetrieb versprechen, welche die aktuellen Grenzwerte der 1. BImSchV, der TA Luft und der MCPD-Richtlinie weit unterschreiten werden. Die Wirksamkeit dieses neuen Emissionsminderungsansatzes soll an zwei marktnahen nichtkommerziellen Prototypfeuerungen vom Typ: 1. vollautomatischer Holzhackschnitzelkessel 2. handbeschickte Scheitholzeinzelraumfeuerungen demonstriert werden. Die praxisnahen Entwicklungsergebnisse sollen nach Projektende an beiden Feuerungstypen für eine zügige Marktumsetzung genutzt werden, um die zukünftig steigenden gesetzlichen Emissionsanforderungen (1. BImSchV, novellierte TA Luft und nationale Umsetzung MCPD-Richtlinie) erfüllen zu können und damit die umweltverträgliche Holzbrennstoffnutzung zu sichern.Die im Projekt erarbeiteten Ergebnisse stellen die Basis für eine breit gefächerte Sensorik dar. Mischpotentialsensoren sind nicht nur zur Detektion von COe sehr gut geeignet, sondern lassen sich neben der, in diesem Projekt anvisierten Anwendungen auch vielseitig z.B. zur Überwachung und Regelung von Wasserstoffprozessen einsetzten. Die gewonnenen Erkenntnisse aus der Fertigungsoptimierung sowie das im Projekt tiefergehend kennengelernte Feld der Siebdruckpastenherstellung und damit der Möglichkeit zur Sensitivierung und Selektivierung der Gassensoren werden in Zukunft das Wissen der Lamtec deutlich erweitern und die Wertschöpfung verbessern. Anvisiert ist die Kombination der verfügbaren COe- bzw. H2-Messung mit einer O2-Messung auf einer Sensor-Plattform. Insbesondere die Robustheit der in diesem Projekt entwickelten CarboSen-Plattform samt Gehäusekonzept D sowie die Möglichkeit zur weiteren Sensitivierung und Selektivierung der COe-Elektrode z.B. auf H2 eröffnen neue zukunftsfähige Märkte und Anwendungen, z.B. zur in-Situ Prozessüberwachung bei der Wasserstoffverbrennung, der H2-Erzeugung in der Elektrolysezelle oder H2-Verstromung in der Brennstoffzelle. In diesen Zukunftsmärkten wird sich LAMTEC bzw. die Sensortechnologie des COe/O2 bzw. H2/O2 KombiSen schließlich aus eigener Kraft am Markt platzieren können. Der Zeithorizont hierfür beträgt etwa 5-10 Jahre. Die Lamtec sieht ein großes Potential, dass nach Abschluss im Bereich der Biomassefeuerungen eine weitere Zusammenarbeit mit dem ISIS der HS Karlsruhe, der Universität Bayreuth und dem DBFZ erfolgt. Erste Gespräche mit Prof. Graf (Nachfolger von Prof. Kohler am ISIS) und Prof. Moos (Uni Bayreuth) und mit Prof. Hartmann vom DBFZ wurden diesbezüglich bereits geführt.Dr. rer. nat. Ingo Hartmann
Tel.: +49 341 2434-541
ingo.hartmann@dbfz.de
DBFZ Deutsches Biomasseforschungszentrum gemeinnützige GmbH
Torgauer Str. 116
04347 Leipzig
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2019-04-01

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22038518Verbundvorhaben: Emissionsminderungsstrategien zur umweltverträglichen Verbrennung (UVV) auf Basis von aktuellen Forschungsergebnissen; Teilvorhaben 5: Einsatz von Sensorelementen und experimentelle Untersuchungen, Validierung - Akronym: UVVErgebnisse und Erkenntnisse aus kürzlich ausgelaufenen und aktuellen Forschungsprojekten (z.B. "SenSTEF", "SCR-Filter", "SCRCOAT", "Wood Stove 2020", "Wärme aus Holz", "BMU-Kat-II") haben gezeigt, dass bei Anwendung von innovativen Verbrennungsluft-Regelungsmethoden und katalytisch gestützter Emissionsminderung und entsprechender zusätzlicher Abscheidertechnik Verbesserungen der Emissionen um mehr als 80 % gegenüber dem heutigen Stand der Technik realistisch sind. Allerdings waren bisher weder langzeitstabile Sensoren noch Oxidationskatalysatoren und ausgereifte Abscheidetechnik marktnah und wirtschaftlich verfügbar, um diese neue Feuerungstechnologie im Markt der Kleinfeuerungsanlagen einzuführen. Die sehr vielversprechenden Erkenntnisse aus den oben genannten Vorläuferprojekten sollen nun herangezogen werden, um unter Nutzung von jüngsten, bedeutenden Fortschritten auf dem Gebiet der in-situ-Hochtemperatur-Gassensorik sowie Katalysator- und Abscheidertechnik umfassende Emissionsminderungsstrategien und auf diesem Weg die "Nächste Generation Biomassefeuerungsanlagen" zu entwickeln, die erstmals substanzielle Emissionsminderungen im Praxisbetrieb versprechen, welche die aktuellen Grenzwerte der 1. BImSchV, der TA Luft und der MCPD-Richtlinie weit unterschreiten werden. Die Wirksamkeit dieses neuen Emissionsminderungsansatzes soll an zwei marktnahen nichtkommerziellen Prototypfeuerungen vom Typ: 1. vollautomatischer Holzhackschnitzelkessel 2. handbeschickte Scheitholzeinzelraumfeuerungen demonstriert werden. Die praxisnahen Entwicklungsergebnisse sollen nach Projektende an beiden Feuerungstypen für eine zügige Marktumsetzung genutzt werden, um die zukünftig steigenden gesetzlichen Emissionsanforderungen (1. BImSchV, novellierte TA Luft und nationale Umsetzung MCPD-Richtlinie) erfüllen zu können und damit die umweltverträgliche Holzbrennstoffnutzung zu sichern.Die im Projekt erarbeiteten Ergebnisse stellen die Basis für eine breit gefächerte Sensorik dar. Mischpotentialsensoren sind nicht nur zur Detektion von COe sehr gut geeignet, sondern lassen sich neben der, in diesem Projekt anvisierten Anwendungen auch vielseitig z.B. zur Überwachung und Regelung von Wasserstoffprozessen einsetzten. Die gewonnenen Erkenntnisse aus der Fertigungsoptimierung sowie das im Projekt tiefergehend kennengelernte Feld der Siebdruckpastenherstellung und damit der Möglichkeit zur Sensitivierung und Selektivierung der Gassensoren werden in Zukunft das Wissen der Lamtec deutlich erweitern und die Wertschöpfung verbessern. Anvisiert ist die Kombination der verfügbaren COe- bzw. H2-Messung mit einer O2-Messung auf einer Sensor-Plattform. Insbesondere die Robustheit der in diesem Projekt entwickelten CarboSen-Plattform samt Gehäusekonzept D sowie die Möglichkeit zur weiteren Sensitivierung und Selektivierung der COe-Elektrode z.B. auf H2 eröffnen neue zukunftsfähige Märkte und Anwendungen, z.B. zur in-Situ Prozessüberwachung bei der Wasserstoffverbrennung, der H2-Erzeugung in der Elektrolysezelle oder H2-Verstromung in der Brennstoffzelle. In diesen Zukunftsmärkten wird sich LAMTEC bzw. die Sensortechnologie des COe/O2 bzw. H2/O2 KombiSen schließlich aus eigener Kraft am Markt platzieren können. Der Zeithorizont hierfür beträgt etwa 5-10 Jahre. Die Lamtec sieht ein großes Potential, dass nach Abschluss im Bereich der Biomassefeuerungen eine weitere Zusammenarbeit mit dem ISIS der HS Karlsruhe, der Universität Bayreuth und dem DBFZ erfolgt. Erste Gespräche mit Prof. Graf (Nachfolger von Prof. Kohler am ISIS) und Prof. Moos (Uni Bayreuth) und mit Prof. Hartmann vom DBFZ wurden diesbezüglich bereits geführt.Dr.-Ing. Gunter Hagen
Tel.: +49 921 55-7406
gunter.hagen@uni-bayreuth.de
Universität Bayreuth - Angewandte Naturwissenschaften Fakultät - Lehrstuhl für Funktionsmaterialien
Universitätsstr. 30
95447 Bayreuth
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22038618Verbundvorhaben: Emissionsminderungsstrategien zur umweltverträglichen Verbrennung (UVV) auf Basis von aktuellen Forschungsergebnissen; Teilvorhaben 4: Entwicklung von Gassensoren, Aufbau Prototypen, Tests und Langzeitstabilität - Akronym: UVVErgebnisse und Erkenntnisse aus kürzlich ausgelaufenen und aktuellen Forschungsprojekten (z.B. "SenSTEF", "SCR-Filter", "SCRCOAT", "Wood Stove 2020", "Wärme aus Holz", "BMU-Kat-II") haben gezeigt, dass bei Anwendung von innovativen Verbrennungsluft-Regelungsmethoden und katalytisch gestützter Emissionsminderung und entsprechender zusätzlicher Abscheidertechnik Verbesserungen der Emissionen um mehr als 80 % gegenüber dem heutigen Stand der Technik realistisch sind. Allerdings waren bisher weder langzeitstabile Sensoren noch Oxidationskatalysatoren und ausgereifte Abscheidetechnik marktnah und wirtschaftlich verfügbar, um diese neue Feuerungstechnologie im Markt der Kleinfeuerungsanlagen einzuführen. Die sehr vielversprechenden Erkenntnisse aus den oben genannten Vorläuferprojekten sollen nun herangezogen werden, um unter Nutzung von jüngsten, bedeutenden Fortschritten auf dem Gebiet der in-situ-Hochtemperatur-Gassensorik sowie Katalysator- und Abscheidertechnik umfassende Emissionsminderungsstrategien und auf diesem Weg die "Nächste Generation Biomassefeuerungsanlagen" zu entwickeln, die erstmals substanzielle Emissionsminderungen im Praxisbetrieb versprechen, welche die aktuellen Grenzwerte der 1. BImSchV, der TA Luft und der MCPD-Richtlinie weit unterschreiten werden. Die Wirksamkeit dieses neuen Emissionsminderungsansatzes soll an zwei marktnahen nichtkommerziellen Prototypfeuerungen vom Typ: 1. vollautomatischer Holzhackschnitzelkessel 2. handbeschickte Scheitholzeinzelraumfeuerungen demonstriert werden. Die praxisnahen Entwicklungsergebnisse sollen nach Projektende an beiden Feuerungstypen für eine zügige Marktumsetzung genutzt werden, um die zukünftig steigenden gesetzlichen Emissionsanforderungen (1. BImSchV, novellierte TA Luft und nationale Umsetzung MCPD-Richtlinie) erfüllen zu können und damit die umweltverträgliche Holzbrennstoffnutzung zu sichern.Die im Projekt erarbeiteten Ergebnisse stellen die Basis für eine breit gefächerte Sensorik dar. Mischpotentialsensoren sind nicht nur zur Detektion von COe sehr gut geeignet, sondern lassen sich neben der, in diesem Projekt anvisierten Anwendungen auch vielseitig z.B. zur Überwachung und Regelung von Wasserstoffprozessen einsetzten. Die gewonnenen Erkenntnisse aus der Fertigungsoptimierung sowie das im Projekt tiefergehend kennengelernte Feld der Siebdruckpastenherstellung und damit der Möglichkeit zur Sensitivierung und Selektivierung der Gassensoren werden in Zukunft das Wissen der Lamtec deutlich erweitern und die Wertschöpfung verbessern. Anvisiert ist die Kombination der verfügbaren COe- bzw. H2-Messung mit einer O2-Messung auf einer Sensor-Plattform. Insbesondere die Robustheit der in diesem Projekt entwickelten CarboSen-Plattform samt Gehäusekonzept D sowie die Möglichkeit zur weiteren Sensitivierung und Selektivierung der COe-Elektrode z.B. auf H2 eröffnen neue zukunftsfähige Märkte und Anwendungen, z.B. zur in-Situ Prozessüberwachung bei der Wasserstoffverbrennung, der H2-Erzeugung in der Elektrolysezelle oder H2-Verstromung in der Brennstoffzelle. In diesen Zukunftsmärkten wird sich LAMTEC bzw. die Sensortechnologie des COe/O2 bzw. H2/O2 KombiSen schließlich aus eigener Kraft am Markt platzieren können. Der Zeithorizont hierfür beträgt etwa 5-10 Jahre. Die Lamtec sieht ein großes Potential, dass nach Abschluss im Bereich der Biomassefeuerungen eine weitere Zusammenarbeit mit dem ISIS der HS Karlsruhe, der Universität Bayreuth und dem DBFZ erfolgt. Erste Gespräche mit Prof. Graf (Nachfolger von Prof. Kohler am ISIS) und Prof. Moos (Uni Bayreuth) und mit Prof. Hartmann vom DBFZ wurden diesbezüglich bereits geführt.Dr. Frank Hammer
Tel.: +49 6227 605275
hammer@lamtec.de
LAMTEC Meß- und Regeltechnik für Feuerungen GmbH & Co. KG
Josef-Reiert-Str. 26
69190 Walldorf

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Tel.: +49 721 925-1282
heinz.kohler@hs-karlsruhe.de
Hochschule Karlsruhe - Technik und Wirtschaft
Moltkestr. 30
76133 Karlsruhe
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31.03.2022
22038818Verbundvorhaben: Emissionsminderungsstrategien zur umweltverträglichen Verbrennung (UVV) auf Basis von aktuellen Forschungsergebnissen; Teilvorhaben 3: Konzeptentwicklung von Kessel und Abscheider, experimentelle Untersuchungen - Akronym: UVVErgebnisse und Erkenntnisse aus kürzlich ausgelaufenen und aktuellen Forschungsprojekten (z.B. "SenSTEF", "SCR-Filter", "SCRCOAT", "Wood Stove 2020", "Wärme aus Holz", "BMU-Kat-II") haben gezeigt, dass bei Anwendung von innovativen Verbrennungsluft-Regelungsmethoden und katalytisch gestützter Emissionsminderung und entsprechender zusätzlicher Abscheidertechnik Verbesserungen der Emissionen um mehr als 80 % gegenüber dem heutigen Stand der Technik realistisch sind. Allerdings waren bisher weder langzeitstabile Sensoren noch Oxidationskatalysatoren und ausgereifte Abscheidetechnik marktnah und wirtschaftlich verfügbar, um diese neue Feuerungstechnologie im Markt der Kleinfeuerungsanlagen einzuführen. Die sehr vielversprechenden Erkenntnisse aus den oben genannten Vorläuferprojekten sollen nun herangezogen werden, um unter Nutzung von jüngsten, bedeutenden Fortschritten auf dem Gebiet der in-situ-Hochtemperatur-Gassensorik sowie Katalysator- und Abscheidertechnik umfassende Emissionsminderungsstrategien und auf diesem Weg die "Nächste Generation Biomassefeuerungsanlagen" zu entwickeln, die erstmals substanzielle Emissionsminderungen im Praxisbetrieb versprechen, welche die aktuellen Grenzwerte der 1. BImSchV, der TA Luft und der MCPD-Richtlinie weit unterschreiten werden. Die Wirksamkeit dieses neuen Emissionsminderungsansatzes soll an zwei marktnahen nichtkommerziellen Prototypfeuerungen vom Typ: 1. vollautomatischer Holzhackschnitzelkessel 2. handbeschickte Scheitholzeinzelraumfeuerungen demonstriert werden. Die praxisnahen Entwicklungsergebnisse sollen nach Projektende an beiden Feuerungstypen für eine zügige Marktumsetzung genutzt werden, um die zukünftig steigenden gesetzlichen Emissionsanforderungen (1. BImSchV, novellierte TA Luft und nationale Umsetzung MCPD-Richtlinie) erfüllen zu können und damit die umweltverträgliche Holzbrennstoffnutzung zu sichern.Die im Projekt erarbeiteten Ergebnisse stellen die Basis für eine breit gefächerte Sensorik dar. Mischpotentialsensoren sind nicht nur zur Detektion von COe sehr gut geeignet, sondern lassen sich neben der, in diesem Projekt anvisierten Anwendungen auch vielseitig z.B. zur Überwachung und Regelung von Wasserstoffprozessen einsetzten. Die gewonnenen Erkenntnisse aus der Fertigungsoptimierung sowie das im Projekt tiefergehend kennengelernte Feld der Siebdruckpastenherstellung und damit der Möglichkeit zur Sensitivierung und Selektivierung der Gassensoren werden in Zukunft das Wissen der Lamtec deutlich erweitern und die Wertschöpfung verbessern. Anvisiert ist die Kombination der verfügbaren COe- bzw. H2-Messung mit einer O2-Messung auf einer Sensor-Plattform. Insbesondere die Robustheit der in diesem Projekt entwickelten CarboSen-Plattform samt Gehäusekonzept D sowie die Möglichkeit zur weiteren Sensitivierung und Selektivierung der COe-Elektrode z.B. auf H2 eröffnen neue zukunftsfähige Märkte und Anwendungen, z.B. zur in-Situ Prozessüberwachung bei der Wasserstoffverbrennung, der H2-Erzeugung in der Elektrolysezelle oder H2-Verstromung in der Brennstoffzelle. In diesen Zukunftsmärkten wird sich LAMTEC bzw. die Sensortechnologie des COe/O2 bzw. H2/O2 KombiSen schließlich aus eigener Kraft am Markt platzieren können. Der Zeithorizont hierfür beträgt etwa 5-10 Jahre. Die Lamtec sieht ein großes Potential, dass nach Abschluss im Bereich der Biomassefeuerungen eine weitere Zusammenarbeit mit dem ISIS der HS Karlsruhe, der Universität Bayreuth und dem DBFZ erfolgt. Erste Gespräche mit Prof. Graf (Nachfolger von Prof. Kohler am ISIS) und Prof. Moos (Uni Bayreuth) und mit Prof. Hartmann vom DBFZ wurden diesbezüglich bereits geführt.MSc Philipp Schneider
Tel.: +49 9608 9230128
p.schneider@oeko-therm.net
A. P. Bioenergietechnik GmbH
Träglhof 6
92242 Hirschau
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30.09.2022
22038918Verbundvorhaben: Entwicklung eines realitätsnahen Prüfzyklus für Holz-Zentralheizungen; Teilvorhaben 2: Entwicklung, theoretische und experimentelle Untersuchungen - Akronym: CycleTestIm Rahmen des Projekts wird zunächst – aufbauend auf den Ergebnissen vergangener Projekte – eine Prüfstandmethodik für die Bewertung der Effizienz und des Emissionsverhaltens von automatisch beschickten Pellet- und Hackschnitzelkesseln entwickelt. Diese basiert auf einem Lastzyklus, der den Lastverlauf eines Kessels über das Jahr hinweg proportional und praxisnah abbildet. Dadurch wird, anders als bei Anwendung der in der DIN EN 303-5 definierten Methode für die Typenprüfung, eine realitätsnahe Bewertung der Kessel möglich. Im zu entwickelnden Prüfhandbuch werden neben dem definierten Lastzyklus eine einheitliche Mess- und Auswertungsmethodik sowie die zu verwendenden Prüfbrennstoffe festgelegt, um die Vergleichbarkeit der Messungen sicherzustellen. In einem zweiten Schritt wird die neue Prüfmethode in einem Ringversuch durch erfahrene Institute im Hinblick auf ihre Anwendbarkeit und die Reproduzierbarkeit bewertet und gegebenenfalls angepasst. Die neu entwickelte Prüfmethode soll als Grundlage für ein Zertifizierungsprogramm für Holz-Zentralheizungen dienen. Das Programm soll es den Herstellern hochwertiger Holzkessel ermöglichen, die Effizienz und das auch im Benutzungsalltag günstige Emissionsverhalten ihrer Produkte nachzuweisen. Planer, Installateure, Energieagenturen und Fördermittelgeber sollen die Möglichkeit bekommen, verschiedene Kessel zu bewerten und besonders fortschrittliche Technologien zu identifizieren und hervorzuheben. Gegen Ende der Projektlaufzeit sollen Kommunikationsstrategien entwickelt werden, um den Kesselherstellern als möglichen Zertifikatnehmern sowie den oben genannten weiteren Zielgruppen die neu entwickelte Prüfmethodik und die Ansätze für die Zertifizierung zu vermitteln. Vertreter der genannten Zielgruppen werden frühzeitig über einen projektbegleitenden Ausschuss in das Projekt eingebunden.Es werden verschiedene Anstrengungen unternommen, das System bei möglichst vielen Akteuren der Branche bekannt zu machen und durch wachsende Akzeptanz eine Etablierung zu erreichen. Hier sollen auch Erkenntnisse aus der Einführung des mittlerweile weithin verbreiteten Zertifizierungsprogramms ENplus zur Standardisierung für Holzpellets einbezogen werden. Die neue Methodik für das Zyklus-Messsystem und das darauf aufbauende Zertífizierungsprogramm bieten eine realistische Chance, dass das Verfahren allgemein anerkannt wird und sich bei der Bewertung der Effizienz sowie des Emissionsverhaltens von Holzkesseln durchsetzen kann.Dr. Hans Hartmann
Tel.: +49 9421 300-172
hans.hartmann@tfz.bayern.de
Technologie- und Förderzentrum im Kompetenzzentrum für Nachwachsende Rohstoffe
Schulgasse 18A
94315 Straubing
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30.09.2022
22039118Verbundvorhaben: Entwicklung eines realitätsnahen Prüfzyklus für Holz-Zentralheizungen; Teilvorhaben 1: Entwicklung und Koordination - Akronym: CycleTestIm Rahmen des Projekts wird zunächst – aufbauend auf den Ergebnissen vergangener Projekte – eine Prüfstandmethodik für die Bewertung der Effizienz und des Emissionsverhaltens von automatisch beschickten Pellet- und Hackschnitzelkesseln entwickelt. Diese basiert auf einem Lastzyklus, der den Lastverlauf eines Kessels über das Jahr hinweg proportional und praxisnah abbildet. Dadurch wird, anders als bei Anwendung der in der DIN EN 303-5 definierten Methode für die Typenprüfung, eine realitätsnahe Bewertung der Kessel möglich. Im zu entwickelnden Prüfhandbuch werden neben dem definierten Lastzyklus eine einheitliche Mess- und Auswertungsmethodik sowie die zu verwendenden Prüfbrennstoffe festgelegt, um die Vergleichbarkeit der Messungen sicherzustellen. In einem zweiten Schritt wird die neue Prüfmethode in einem Ringversuch durch erfahrene Institute im Hinblick auf ihre Anwendbarkeit und die Reproduzierbarkeit bewertet und gegebenenfalls angepasst. Die neu entwickelte Prüfmethode soll als Grundlage für ein Zertifizierungsprogramm für Holz-Zentralheizungen dienen. Das Programm soll es den Herstellern hochwertiger Holzkessel ermöglichen, die Effizienz und das auch im Benutzungsalltag günstige Emissionsverhalten ihrer Produkte nachzuweisen. Planer, Installateure, Energieagenturen und Fördermittelgeber sollen die Möglichkeit bekommen, verschiedene Kessel zu bewerten und besonders fortschrittliche Technologien zu identifizieren und hervorzuheben. Gegen Ende der Projektlaufzeit sollen Kommunikationsstrategien entwickelt werden, um den Kesselherstellern als möglichen Zertifikatnehmern sowie den oben genannten weiteren Zielgruppen die neu entwickelte Prüfmethodik und die Ansätze für die Zertifizierung zu vermitteln. Vertreter der genannten Zielgruppen werden frühzeitig über einen projektbegleitenden Ausschuss in das Projekt eingebunden.Es werden verschiedene Anstrengungen unternommen, das System bei möglichst vielen Akteuren der Branche bekannt zu machen und durch wachsende Akzeptanz eine Etablierung zu erreichen. Hier sollen auch Erkenntnisse aus der Einführung des mittlerweile weithin verbreiteten Zertifizierungsprogramms ENplus zur Standardisierung für Holzpellets einbezogen werden. Die neue Methodik für das Zyklus-Messsystem und das darauf aufbauende Zertífizierungsprogramm bieten eine realistische Chance, dass das Verfahren allgemein anerkannt wird und sich bei der Bewertung der Effizienz sowie des Emissionsverhaltens von Holzkesseln durchsetzen kann.Dipl.-Ing. (FH), MSc Jakob Bosch
Tel.: +49 30 6881599-56
bosch@depi.de
DEPI Deutsches Pelletinstitut GmbH
Neustädtische Kirchstr. 8
10117 Berlin
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22039318Verbundvorhaben: Entwicklung einer emissionsarmen Einzelraumfeuerung für bedarfsgerecht erzeugte und qualitätsgesicherte Holzhackschnitzel; Teilvorhaben 2: Verfahrenstechnische Entwicklung und Bewertung - Akronym: SITROFENDas Ziel des Projektes ist die Entwicklung eines ökonomisch vielversprechenden Technologiedemonstrators für einen Hackschnitzelofen sowie die Demonstration der Praxistauglichkeit inklusive der notwendigen Brennstoffkette in einer realen Einsatzumgebung. Dieser innovative Ansatz ist durch zwei Grundüberlegungen geprägt. Zum einen soll die grundlegende Erforschung und Entwicklung des Kaminofens inklusive der notwendigen HHS-Bereitstellungs- und Logistikkette unabhängig von speziellen Herstellerinteressen vorangetrieben werden, um eine später breite Markteinführung zu ermöglichen. Zum anderen soll aber auch sichergestellt werden, dass die Entwicklung zu einem marktfähigen Produkt führen kann. Daher ist das Projekt zweistufig angelegt. Zunächst soll eine effiziente und wirtschaftliche Alternative zum Scheitholz-Erlebnisofen entwickelt werden. Hierbei steht vor allem ein stabiler und emissionsarmer Betrieb mit hohem Wirkungsgrad im Vordergrund. Obwohl sich die Nennleistung des Ofens unterhalb von 4 kW und damit außerhalb der Messpflicht der 1. BImSchV befindet, ist die Minderung von Emissionen ein primäres Projektziel. Es besteht der Anspruch, die für Einzelraumfeuerungen geltenden Grenzwerte der 1. BImSchV für Staub und CO auch im üblichen Realbetrieb zu unterschreiten und gleichzeitig hohe Wirkungsgrade zu erzielen. Anhand von Versuchen im Labor- und Technikumsmaßstab soll die Anlage am DBFZ und der Fachhochschule Südwestfalen entsprechend in der ersten Projektphase entwickelt und optimiert werden. In dieser Zeit soll bereits über einen Projektbeirat die Industrie eingebunden werden. Deren Rückmeldungen sollen in die Entwicklung Eingang finden und im engen Austausch soll die Bereitschaft zur Beteiligung an der zweiten Phase gewonnen werden. In der zweiten Phase soll dann mindestens ein Unternehmen einsteigen, einen Prototypen auf der Grundlage des entwickelten Demonstrators bauen und diesen in einer realen Einsatzumgebung testen.Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Wiest
Tel.: +49 291 99104912
wiest.wolfgang@fh-swf.de
Fachhochschule Südwestfalen - Standort Meschede - Fachbereich Ingenieur- und Wirtschaftswissenschaften - Fachgebiet Thermische Energietechnik
Jahnstr. 23
59872 Meschede
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28.02.2021
22039718Verbundvorhaben: Regionalspezifische Maßnahmen zur kosteneffizienten Reduktion von Treibhausgasemissionen beim Anbau von Rohstoffpflanzen; Teilvorhaben 4: Modellierung relevanter Stickstoffspezies - Akronym: RekoRTMit dem Klimaschutzplan 2050 der Bundesregierung wurde festgelegt, dass im Bereich der Landwirtschaft bis zum Jahr 2030 bei den Treibhausgasen 31 bis 34 Prozent eingespart werden sollen. Gleichzeitig sieht die auf EU-Ebene gültige Richtlinie über nationale Emissionshöchstgrenzen eine Minderung der Ammoniakemissionen um 29% bis 2030 gegenüber 2005 vor. Zum Erreichen dieser Vorgaben ist die Erarbeitung von Maßnahmen zur Minderung von Emissionen bei der landwirtschaftlichen Produktion von Rohstoffpflanzen ein wesentlicher Baustein. Ziel des Gesamtvorhabens RekoRT ist es daher, regionalspezifische Maßnahmen als praxisrelevante Handlungsempfehlungen für eine kosteneffiziente Reduktion von THG-Emissionen unter Berücksichtigung anderer gekoppelter Umweltwirkungen wie beispielsweise Gewässer- und Bodenschutz bei der Bereitstellung von Rohstoffpflanzen zu erarbeiten. Das Vorhaben ist in drei Arbeitspakete (AP) gegliedert, die von den Antragstellern des Gesamtverbundes gemeinsam bearbeitet werden: 1. Regionalspezifische Analyse und Bewertung von Daten aus vorherigen Projekten 2. Methodische Aspekte der Umweltbewertung 3. Entwicklung von Maßnahmen für eine THG- optimierte und umweltverträgliche Produktion von Rohstoffpflanzen Die aus den Arbeitspaketen 1 und 2 abgeleiteten Maßnahmen sollen zu konkreten Handlungsempfehlungen weiterentwickelt werden, um von Multiplikatoren (z. B. pflanzenbaulichen Fachberatern) in der Beratungspraxis angewendet werden zu können. Hierfür werden die Handlungsempfehlungen an das geplante bundesweite Experten-Netzwerk "Treibhausgasbilanzierung und Klimaschutz in der Landwirtschaft (THeKLa)" weitergegeben, sodass die Ergebnisse in einem iterativen Prozess direkt mit den Praktikern und Fachberatern abgestimmt werden können.Prof. Dr. Rolf Nieder
Tel.: +49 531 391-5917
r.nieder@tu-bs.de
Technische Universität Carolo-Wilhelmina zu Braunschweig - Fakultät 3 - Architektur, Bauingenieurwesen und Umweltwissenschaften - Institut für Geoökologie - Abt. Bodenkunde und Bodenphysik
Langer Kamp 19c
38106 Braunschweig
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22040018Verbundvorhaben: Kombinierte technische und toxikologische Bewertung von Emissions-Minderungsmaßnahmen für Scheitholzfeuerungen; Teilvorhaben 3: Experimentelle Untersuchungen zur Aufklärung zellbiologischer Wirkungen und Validierung - Akronym: TeToxBeScheitScheitholz-Einzelraumfeuerungen emittieren eine komplexe Mischung aus partikulären und gasförmigen Schadstoffen. Effiziente Minderungsmaßnahmen sind erforderlich, um die potentiell schädlichen Auswirkungen auf Mensch, Umwelt und Klima zu reduzieren. Das übergeordnete Ziel von TeToxBeScheit ist die Erarbeitung einer wissenschaftlich fundierten Grundlage für eine umfassende, praxisrelevante Bewertung marktverfügbarer, primärer und sekundärer Minderungseinrichtungen für Einzelraumfeuerungen. Technische sowie human- und ökotoxikologische Methoden werden hierzu für eine kombinierte Bewertungsstrategie zusammengeführt. Das Vorhaben knüpft somit an die Herausforderungen bezüglich der THG- und Schadstoffminderung für Biomassefeuerungen an und adressiert insbesondere eine aktuell unzureichende Bewertungsgrundlage. In TV 2 erfolgen humantoxikologische Untersuchungen (in-vitro), die es ermöglichen, das Gefährdungspotential einer Exposition gegenüber Verbrennungsaerosolen gesundheitlich zu bewerten. Der Einsatz einer mehrstufigen biologischen Testbatterie in für die Exposition relevanten Zell- und Gewebemodellen des Respirationstraktes ermöglicht die Ableitung möglicher Gesundheitsfolgen. Der Fokus der molekularbiologischen Analysen liegt auf relevanten mechanistischen Endpunkten, wie z.B. die Induktion von oxidativem Stress, Freisetzung von Entzündungsfaktoren, Bildung von DNA-Strangbrüchen oder der Identifizierung signifikanter Veränderungen auf Ebene der Genexpression. Die im Projektverlauf generierten humantoxikologischen Daten werden mit physikochemischen Analysen korreliert und in einer Bewertungsmatrix verarbeitet. Die Zielsetzung der Untersuchungen am Universitätsklinikum Freiburg im Verbundvorhaben ist es, eine wissenschaftlich fundierte Bewertungsgrundlage zu schaffen, die der weiterführenden Beurteilung der Effizienz von technischen Minderungseinrichtungen dient und eine Priorisierung von effektiven Maßnahmen zur Emissions- und Schadstoffminderung ermöglicht.Dr. rer. nat. Manuel Garcia-Käufer
Tel.: +49 761 270-83410
manuel.garcia-kaeufer@uniklinik-freiburg.de
Albert-Ludwigs-Universität Freiburg - Universitätsklinikum Freiburg - Institut für Infektionsprävention und Krankenhaushygiene
Engesser Str. 4
79108 Freiburg im Breisgau
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22041118Verbundvorhaben: Kombinierte technische und toxikologische Bewertung von Emissions-Minderungsmaßnahmen für Scheitholzfeuerungen; Teilvorhaben 1: Verfahrenstechnische und experimentelle Untersuchungen - Akronym: TeToxBeScheitEinzelraumfeuerungen für Scheitholz emittieren eine komplexe Mischung aus partikulären und gasförmigen Schadstoffen. Effiziente Minderungsmaßnahmen sind notwendig, um die schädlichen Auswirkungen auf Mensch, Umwelt und Klima zu reduzieren. Das übergeordnete Ziel des Vorhabens TeToxBeScheit ist die Erarbeitung einer wissenschaftlich fundierten Grundlage für eine umfassende, praxisrelevante Bewertung marktverfügbarer, primärer und sekundärer Minderungsmaßnahmen für Einzelraumfeuerungen. Technische sowie human- und ökotoxikologische Methoden werden für eine kombinierte Bewertung zusammengeführt. Das Vorhaben knüpft damit an die Herausforderungen bezüglich der THG- und Schadstoffminderung für Biomassefeuerungen an und adressiert insbesondere die aktuell unzureichende Bewertungsgrundlage. Die Datengrundlage wird experimentell von einem interdisziplinären Konsortium mit vier Partnern aus den Bereichen Verfahrenstechnik, Toxikologie, Umweltforschung sowie Arbeits- und Umweltmedizin erarbeitet. Um die Wirkung der Minderungsmaßnahmen vergleichend zu beurteilen, wird das native Verbrennungsaerosol (Partikel und Gasphase) vor und nach dem Einsatz der jeweiligen Emissionsminderungseinrichtung auf mehreren Ebenen untersucht. Eine umfassende physikalische und chemische Analyse der Rauchgasbestandteile wird durch die Untersuchung der zellbiologischen und der ökotoxikologischen Effekte in relevanten Testsystemen ergänzt. Die Teilergebnisse werden abschließend zusammengeführt und dienen einer kombinierten Bewertung der betrachteten Minderungsmaßnahmen. Auf Grundlage dieser Bewertung kann die THG- und schadstoffspezifische Leistungsfähigkeit praxisrelevanter, technischer Minderungseinrichtungen umfänglich verglichen werden. Auf Grundlage des Vergleichs können Handlungsempfehlungen zur Einhaltung hoher Umweltstandards abgeleitet werden. Lisa Feikus
Tel.: +49 241 80 96695
feikus@teer.rwth-aachen.de
Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen - Fakultät 5 - Georessourcen und Materialtechnik - Lehr- und Forschungsgebiet Technologie der Energierohstoffe (TEER)
Wüllnerstr. 2
52062 Aachen
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22041218Verbundvorhaben: Effizientes Biogas aus biologisch behandeltem Stroh; Teilvorhaben 2: Betrieb Pilotanlage - Akronym: EBBBSZiel des Forschungsvorhabens war die Entwicklung der biologischen Vorbehandlungstechnologie "Turbomaische" für Getreidestroh als Substrat für Biogasanlagen inklusive Errichtung und Betrieb einer großmaßstäbigen Pilotanlage. Mit der Technologie werden hocheffizient klassische nachwachsende Rohstoffe ersetzt, ohne dass technische Umrüstungen an der Biogasanlage erfolgen müssen und trotzdem eine unverändert hohe Biogasproduktion sichergestellt wird. Damit wird eine Basis für die Zukunftsfähigkeit vieler heute noch auf nachwachsenden Rohstoffen beruhenden Biogasanlagen geschaffen, in denen die Technologie eingesetzt werden kann. Die Pilotanlage wurde errichtet und wurde in zwei Kampagnen betrieben. Es waren havariebedingt und zur Sicherung des Betriebes verschiedene Umbauten erforderlich. Aus dem Vergleich der modellierten und gemessenen Biogaserträge ist ein deutlicher Mehrertrag nach Einsatz der Turbomaische sichtbar. Konkret ist dieser bei der Bilanzierung des Hauptfermenters 3 sichtbar, in dem ein Biogas-Mehrertrag zwischen 13% und 18% erreicht werden konnte, allein bezogen auf das in der Turbomaische behandelte Material in den Zeiträumen des stabilen Turbomaische-Betriebes deutlich oberhalb von 30%. Der Anlagenbetrieb war allerdings mit vielen Herausforderungen verbunden, sodass die Turbomaische nicht über die gesamte ursprünglich geplante Versuchszeit betrieben werden konnte. Dabei wurde eine Vielzahl an erstmaligen Erkenntnissen gewonnen, unter welchen Bedingungen die Turbomaische im Realmaßstab stabil läuft und welche Einflussfaktoren beherrscht werden müssen. Aus einem Versuch zu den Flexibilisierungsmöglichkeiten der Biogasanlage über das Fütterungsregime der Turbomaische wurde geschlussfolgert, dass die Fütterungsmengen der Pilotanlage zu gering waren, um einen Regelungseffekt an der gesamten BGA Grabsleben nachzuweisen. Thomas Balling
Tel.: +49 9773-8320
balling@agrarenergie.eu
GraNott Gas GmbH
Nottleber Str. 3
99869 Drei Gleichen
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22041418Verbundvorhaben: Effizientes Biogas aus biologisch behandeltem Stroh; Teilvorhaben 1: Prozesskonzeption und Modellierung - Akronym: EBBBSZiel des Forschungsvorhabens war die Entwicklung der biologischen Vorbehandlungstechnologie "Turbomaische" für Getreidestroh als Substrat für Biogasanlagen inklusive Errichtung und Betrieb einer großmaßstäbigen Pilotanlage. Mit der Technologie werden hocheffizient klassische nachwachsende Rohstoffe ersetzt, ohne dass technische Umrüstungen an der Biogasanlage erfolgen müssen und trotzdem eine unverändert hohe Biogasproduktion sichergestellt wird. Damit wird eine Basis für die Zukunftsfähigkeit vieler heute noch auf nachwachsenden Rohstoffen beruhenden Biogasanlagen geschaffen, in denen die Technologie eingesetzt werden kann. Ergebnisse der Prozessmodellprogrammierung Die durchgeführten Laborversuche lieferten keine Ergebnisse, um die Simulation mit individuellen Kinetikparametern für die unbehandelten und in der Turbomaische vorbehandelten Substrate durchführen zu können. Um dennoch das Modell zur Validierung der Turbomaische nutzen zu können, wurden Simulationen mit Hilfe der aus der Literatur und Erfahrungswerten abgeleiteten substratspezifischen Modellparameter für die unbehandelten Substrate durchgeführt und die Simulationsergebnisse mit den messtechnisch erfassten Gasmengen verglichen. Der Prozess in der Biogasanlage mit und ohne Turbomaische konnte sehr gut nachgebildet werden und die Laborergebnisse stützen die Erkenntnisse aus dem praktischen Anlagenbetrieb. Ergebnisse des Betriebes der Pilotanlage und analytische Begleitung Aus dem Vergleich der modellierten und gemessenen Biogaserträge ist ein deutlicher Mehrertrag nach Einsatz der Turbomaische sichtbar. Konkret ist dieser bei der Bilanzierung des Hauptfermenters 3 sichtbar, in dem ein Biogas-Mehrertrag zwischen 13% und 18% erreicht werden konnte, allein bezogen auf das in der Turbomaische behandelte Material in den Zeiträumen des stabilen Turbomaische-Betriebes deutlich oberhalb von 30%. Der Anlagenbetrieb war allerdings mit vielen Herausforderungen verbunden, sodass die Turbomaische nicht über die gesamte ursprünglich geplante Versuchszeit betrieben werden konnte. Dabei wurde eine Vielzahl an erstmaligen Erkenntnissen gewonnen, unter welchen Bedingungen die Turbomaische im Realmaßstab stabil läuft und welche Einflussfaktoren beherrscht werden müssen. Aus einem Versuch zu den Flexibilisierungsmöglichkeiten der Biogasanlage über das Fütterungsregime der Turbomaische wurde geschlussfolgert, dass die Fütterungsmengen der Pilotanlage zu gering waren, um einen Regelungseffekt an der gesamten BGA Grabsleben nachzuweisen. Dr.-Ing. Frank Scholwin
Tel.: +49 3643 54489-120
scholwin@biogasundenergie.de
Institut für Biogas, Kreislaufwirtschaft und Energie
Steubenstr. 15
99423 Weimar
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22042318T2O2-Regelung - Entwicklung und Dauererprobung einer vermarktungsfähigen Verbrennungsregelung zur Schadstoffminderung und Effizienzerhöhung in freistehenden Raumheizern nach DIN EN 13240 - Akronym: T2O2-RegelungIm Rahmen dieses Forschungsvorhabens soll ein bereits bestehendes Regelsystem, welches auf der Grundlage der Energiebilanzmethode, die sogenannte T2O2-Regelung, basiert und bereits im Rahmen von vorangegangenen Forschungs- und Entwicklungsarbeiten entwickelt wurde, für den Einsatz in Einzelraumfeuerungsanlagen nach DIN EN 13240 bis zur Marktreife weiterentwickelt werden. Hierfür soll im Unterauftrag mit der Sabo Elektronik GmbH, welche das bisher auf einer SPS basierende Regelsystem auf einen geeigneten Mikrocontroller übertragen soll, der Firma Kutzner + Weber GmbH als potentieller Systemlieferant sowie mit der Firma Wodtke GmbH und der Firma Hase Kaminofenbau GmbH als Feuerungsanlagenhersteller eng zusammengearbeitet und das Regelsystem in der Praxis, durch den Einsatz in realen Raumheizern, dauererprobt werden. Die Weiterentwicklungen des Regelsystems sollen sich speziell auf Raumheizer für feste Brennstoffe nach DIN EN 13240 beziehen. Als Grundlage für eine erfolgreiche Zulassung und Vermarktung des Regelsystems ist es außerordentlich wichtig, dass die Weiterentwicklungen im Praxisbetrieb für reale Anwendungen d. h. in Haushalten beim Endkunden, über mindestens zwei Heizperioden dauererprobt werden. Das Hauptziel dieses Forschungsvorhabens besteht darin, dass das Regelsystem im Anschluss an die durchzuführenden Weiterentwicklungs- und Optimierungsarbeiten eine Marktreife erlangt, sodass nach Abschluss des geplanten Forschungsvorhabens ein vermarktungsfähiges Produkt angeboten werden kann.Dr.-Ing. Mohammadshayesh Aleysa
Tel.: +49 711 970-3455
mohammadshayesh.aleysa@ibp.fraunhofer.de
Fraunhofer-Institut für Bauphysik (IBP)
Nobelstr. 12
70569 Stuttgart
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2219NR023Feinstaub- und Depositionsreduktion durch Additive bei der Biomassefeuerung - Akronym: BioAddBei der Biomassefeuerung stellt die Freisetzung von Depositions- und Feinstaubbildnern eine große Problematik dar. Je nach Anlagengröße verursachen die Auswirkungen dieser Freisetzung unterschiedliche Schwierigkeiten beim Betrieb der Anlage. In Kleinfeuerungsanlagen gelten gesetzlich vorgeschriebene Grenzwerte zur Feinstaubemission in die Umwelt, die bei Verwendung von biogenen Feststoffen nur bedingt eingehalten werden können. Bei größeren Feuerungsanlagen bis 50 MW stellt die Depositionsbildung an Wärmeübertragerflächen die größte Herausforderung dar. Diese Depositionen weisen starkes Korrosionspotential auf und führen zu Lebensdauerverkürzungen der Bauteile bis hin zum Materialversagen. Sowohl die Feinstaub- als auch die Depositionsbildung werden durch die Freisetzung von Spurenstoffen bei der Verbrennung verursacht. Durch Zugabe von Additiven in die Feuerung kann die Konzentration dieser Depositions- und Feinstaubbildner in der Gasphase reduziert werden. Im Forschungsvorhaben sind experimentelle Untersuchungen für die Einbindung von Feinstaub- und Depositionsbildner in Additive vorgesehen, die für verschiedene Brennstoffe, Bauarten der Feuerungsanlage und Arten der Additiveinbringung angewandt werden können. Im nächsten Schritt des Forschungsvorhabens soll mittels Modellierung geprüft werden, für welches Feuerungssystem welche Art der Additiveinbringung aus technologischer und wirtschaftlicher Sicht am sinnvollsten ist.Prof. Dr.-Ing. Hartmut Spliethoff
Tel.: +49 89 289-16270
spliethoff@tum.de
Technische Universität München - Fakultät für Maschinenwesen - Lehrstuhl für Energiesysteme
Boltzmannstr. 15
85748 Garching b. München
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2219NR026Verbundvorhaben: Effizientes Biogas aus biologisch behandeltem Stroh; Teilvorhaben 3: Fermentationsversuche - Akronym: EBBBSZiel des Forschungsvorhabens war die Entwicklung der biologischen Vorbehandlungstechnologie "Turbomaische" für Getreidestroh als Substrat für Biogasanlagen inklusive Errichtung und Betrieb einer großmaßstäbigen Pilotanlage. Mit der Technologie werden hocheffizient klassische nachwachsende Rohstoffe ersetzt, ohne dass technische Umrüstungen an der Biogasanlage erfolgen müssen und trotzdem eine unverändert hohe Biogasproduktion sichergestellt wird. Damit wird eine Basis für die Zukunftsfähigkeit vieler heute noch auf nachwachsenden Rohstoffen beruhenden Biogasanlagen geschaffen, in denen die Technologie eingesetzt werden kann. In Versuchen in den Laboren der Bionova konnte gezeigt werden, dass die bisher bei der Turbomaische- Technologie verwendete Belüftung auch für den Einsatz von Stroh als Hauptsubstrat nutzbar ist. Der Zuwachs der Gasbildung lag im Mittel bei 14 %. Der Methangehalt konnte im Mittel durch den Einsatz der Turbomaische-Technologie um 3 % gesteigert werden. Insgesamt konnte in den Laborversuchen die Methanausbeute durch die Turbomaische um etwa 20,5 % gesteigert werden. Die Ergebnisse der Pilotanlage offenbaren, dass eine Einbringung der Substrate mittels Querstromzerspaner für die Nutzung von Stroh im Zusammenhang mit der Turbomaische nicht geeignet ist, da der nötige TS-Gehalt nicht erreicht werden kann. Dr. Petra Rabe
Tel.: +49 33762 2250-45
rabe@bionova-biogas.de
BIONOVA Biogas GmbH
Am großen Zug 24a
15713 Königs Wusterhausen
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2219NR027Verbundvorhaben: Effizientes Biogas aus biologisch behandeltem Stroh; Teilvorhaben 4: Konzeption und Errichtung Pilotanlage - Akronym: EBBBSZiel des Forschungsvorhabens war die Entwicklung der biologischen Vorbehandlungstechnologie "Turbomaische" für Getreidestroh als Substrat für Biogasanlagen inklusive Errichtung und Betrieb einer großmaßstäbigen Pilotanlage. Mit der Technologie werden hocheffizient klassische nachwachsende Rohstoffe ersetzt, ohne dass technische Umrüstungen an der Biogasanlage erfolgen müssen und trotzdem eine unverändert hohe Biogasproduktion sichergestellt wird. Damit wird eine Basis für die Zukunftsfähigkeit vieler heute noch auf nachwachsenden Rohstoffen beruhenden Biogasanlagen geschaffen, in denen die Technologie eingesetzt werden kann. Aus dem Betrieb der Pilotanlage ließ sich ableiten, dass sich die grundlegende Bauweise bewährt hat. Es wurde jedoch deutlich, dass (zumindest die verbaute) Flüssigfütterung nicht geeignet ist, einen ausreichend hohen TS-Gehalt in der Maische herzustellen. Auch einige andere technische Details waren unzufriedenstellend und konnten teilweise während Betriebspausen behoben werden. Ferner zeigte sich, dass der Maischeprozess eine erhebliche Reaktionswärme erzeugt, der durch Fremdkühlung oder kühlem Fugat entgegnet werden muss. Während des Betriebs wurden Grenzwerte in bei Prozessparametern ermittelt, bei deren Überschreitung sich eine Prozessstörung andeutet. Ulrich Spitzner
Tel.: +49 (0)3375 2808 465
spitzner@mtm-anlagenbau.de
MTM Anlagenbau GmbH
Zailach 6
91611 Lehrberg
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2219NR091Verbundvorhaben: Kombinierte technische und toxikologische Bewertung von Emissions-Minderungsmaßnahmen für Scheitholzfeuerungen; Teilvorhaben 2: Theoretische toxikologische Untersuchungen, chemisch- physikalisch Charakterisierung der Emissionen - Akronym: TeToxBeScheitScheitholz-Einzelraumfeuerungen emittieren eine komplexe Mischung aus partikulären und gasförmigen Schadstoffen. Effiziente Minderungsmaßnahmen sind erforderlich, um die potentiell schädlichen Auswirkungen auf Mensch, Umwelt und Klima zu reduzieren. Das übergeordnete Ziel des Vorhabens TeToxBeScheit ist die Erarbeitung einer wissenschaftlich fundierten Grundlage für eine umfassende, praxisrelevante Bewertung marktverfügbarer, primärer und sekundärer Minderungsmaßnahmen für Einzelraumfeuerungen. Technische sowie human- und ökotoxikologische Methoden werden für eine kombinierte Bewertungsstrategie zusammengeführt. Das Vorhaben knüpft damit an die Herausforderungen bezüglich der THG- und Schadstoffminderung für Biomassefeuerungen an und adressiert insbesondere die aktuell unzureichende Bewertungsgrundlage. Im Teilvorhaben 3 hat das Institut für Arbeits-, Sozial- und Umweltmedizin die Aufgabe, am Versuchsstand des TEER geeignete chemisch – physikalische Methoden zur Charakterisierung der Emissionen aus Scheitholzfeuerungen zu etablieren und diese Methoden mit den Testsystemen der Human- (TV2) und Ökotoxikologie (TV1) zu koordinieren.Dr. rer.nat. Manfred Möller
Tel.: +49 241 80870-07
mamoeller@ukaachen.de
Universitätsklinikum Aachen - Institut für Arbeits- und Sozialmedizin
Pauwelsstr. 30
52074 Aachen
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31.05.2022
2219NR135Durchführbarkeitsstudie: Regenerative Energieversorgung im ländlichen Raum auf Basis der Bereitstellung flexibler Bioenergie - Akronym: REBooTZiel der Durchführbarkeitsstudie war es, ein Energieversorgungskonzept für eine ländliche Region, repräsentativ dargestellt durch die Evangelische Stiftung Neuerkerode (esn), zu entwickeln, das wesentlich auf dem Baustein der Bioenergie basiert. Das Konzept sollte dazu beitragen, dass zum einen der Bioenergieanteil und der Autarkiegrad in den Sektoren Strom, Wärme und Mobilität deutlich erhöht wird und zum anderen eine zukünftige wirtschaftliche Betriebsweise der versorgenden Biogasanlage auch nach dem Auslaufen der bislang erfolgten staatlichen Förderung auf Basis des Erneuerbare-Energien-Gesetzes möglich ist. Die Ziele sollten durch eine an den schwankenden Energiebedarf angepasste Biogasproduktion durch eine variable Fütterung der Biogasanlage erreicht werden. Hierzu wurde die flexible Betriebsweise der Biogas-anlage sowohl mit Hilfe von dynamischen Simulationen als auch experimentell im Labor- und im Pilotanlagenmaßstab untersucht. Im Rahmen des Konzeptes sollte die existierende energetische Infrastruktur der esn modifiziert werden, um das Biogas noch effizienter nutzen zu können. Neben der Strom- und Wärmebedarfsdeckung wurde auch der Sektor Mobilität durch die verstärkte Nutzung von E-Fahrzeugen und deren Einbindung in das entwickelte Energieversorgungskonzept untersucht.Im Rahmen der Durchführbarkeitsstudie konnte in Absprache mit den Projektbeteiligten ein Energie-versorgungskonzept basierend auf einer flexiblen, biogasbasierten Energieversorgung erstellt werden. Hierzu wurde ein zeitabhängiges Simulationsmodell aufgebaut, das die vorliegende energetische Infrastruktur und die Modellierung des Biogasprozesses umfasst und auf den realen Verbrauchs- und Betriebsdaten basiert. In den parallel dazu durchgeführten Laborversuchen zeigte sich, dass eine substratbasierte flexible Biogasproduktion in einem gewissen Rahmen technisch und biologisch definitiv möglich ist, die erreichbare Variabilität ist dabei von den eingesetzten Technologien (Trocken- oder Nassfermentation) abhängig. Durch begleitende Laborversuche konnten zudem die entwickelten Simulationsmodelle validiert werden. Die Ergebnisse der Simulationen zeigten, dass eine Erhöhung des biogasbasierten Bioenergieanteils zur Versorgung der dörflichen Infrastruktur (esn) von 36 % auf bis zu 85 % erreicht werden kann. Dabei stellte sich das Konzept in der auf den Simulationsergebnissen basierenden Wirtschaftlichkeitsanalyse und Treibhausgasbilanz ökonomisch wie auch ökologisch als vorteilhaft heraus. Die entwickelten Modelle und Bewertungsmethoden lassen sich problemlos zur Untersuchung weiterer Energieversorgungskonzepte ähnlicher oder alternativer Infrastrukturen einsetzen, da sie entsprechend an verschiedene lokale Gegebenheiten anpassbar sind. Der Ansatz des Projektes schafft damit eine zukunftsorientierte Entscheidungsgrundlage bei der Etablierung eines Energieversorgungskonzepts für alle beteiligten Personen, Instanzen und Institutionen.Prof. Dr. rer. nat. Corinna Klapproth
Tel.: +49 5331 939-39670
c.klapproth@ostfalia.de
Ostfalia Hochschule für angewandte Wissenschaften-Hochschule Braunschweig/Wolfenbüttel- Fakultät Versorgungstechnik- Institut für energieoptimierte Systeme (EOS)
Salzdahlumer Str. 46/48
38302 Wolfenbüttel
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30.09.2023
2219NR161Ökobilanzielle und ökonomische Analyse von Wärmebereitstellungstechnologien für Gebäude - Akronym: OekoWGDie Emissionen von Heizungsanlagen im Gebäudesektor haben einen deutlichen Anteil an den anthropogenen Umweltbelastungen in Deutschland. Daher ist es wichtig, belastbare Informationen zu den Umweltauswirkungen der Heizungsanlagen zu ermitteln. Ziel des Projektes ist es, die Umweltauswirkungen von Heizungssystemen entlang des gesamten Produktlebenszyklus zu quantifizieren, eine ökonomische Bewertung durchzuführen und über eine dynamische Ökobilanzierung die Auswirkungen in der Zukunft zu prognostizieren. Daraus lässt sich das Heizungssystem mit den geringsten Umweltauswirkungen und niedrigsten Kosten identifizieren. Im Vorhaben werden zwei unterschiedliche Gebäude exemplarisch untersucht. Die Umweltauswirkungen werden dabei anhand der Produktlebensphasen der Heizungsanlagen sowie des Orts der Emissionen unterschieden. Dafür werden die Heizungsanlagen und Kombinationen von Heizungsanlagen gebäudespezifisch ausgelegt und mit detaillierten Massen- und Energiebilanzen über ihren Lebenszyklus beschrieben. Mögliche zu untersuchende Heizungsanlagen sind neben biomassebasierten Systemen beispielsweise auch Wärmepumpen oder Solarthermie. Nach einer ökologischen Betrachtung wird auch die Wirtschaftlichkeit der Systeme untersucht. Anschließend kann eine Ökoeffizienzanalyse durchgeführt werden. Anhand einer dynamischen Ökobilanz soll die Umweltwirkung in der Zukunft abgeschätzt werden.Prof. Dr.-Ing. Matthias Gaderer
Tel.: +49 9421 187-100
gaderer@tum.de
Technische Universität München - Professur für Regenerative Energiesysteme
Schulgasse 16
94315 Straubing

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31.12.2022
2219NR273Energetische Nutzung von Scheitholz durch die Entwicklung einer effizienten und emissionsarmen, kleinen Scheitholzfeuerung mittels kontinuierlicher Brennstoffzuführung - Akronym: HypoBioDas Ziel des Vorhabens ist eine Weiterentwicklung von Stückholz-Kleinfeuerungsanlagen. Mittels einer kontinuierlichen Brennstoffzuführung soll die Phase der intensiven Verbrennung bei hohen Temperaturen möglichst lange ausgedehnt werden. Die bei Chargenabbränden sonst zyklisch auftretenden An- und Ausbrandphasen mit einem erhöhten Schadstoffausstoß werden dadurch minimiert. Für die Scheitholzfeuerung ist die Entwicklung der nachfolgend benannten Anlagenkomponenten erforderlich: - Kontinuierliche Beschickung einer kleinen Holzfeuerung mit Scheitholz - Brennraumgestaltung (Konzept und Auslegung) - Zuluft-Regelung (Primär-, Sekundär- und ggf. Tertiärluft) - Emissionsminderungsmaßnahmen (Katalysatoren, Abscheider) Mit dem zu entwickelnden Prototyp wird eine deutliche Unterschreitung der heute geltenden Grenzwerte nach 1. BImSchV anvisiert. Rene´ Bindig
Tel.: +49 341 2434-746
rene.bindig@dbfz.de
DBFZ Deutsches Biomasseforschungszentrum gemeinnützige GmbH
Torgauer Str. 116
04347 Leipzig

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31.12.2021
2219NR289Die nächste Generation an Holzgas-KWK-Anlagen: ein höheres Level an technischer Verfügbarkeit und Kundenservice - Akronym: NawaroEnergyIm Fokus des Projektes steht die Weiterentwicklung von Holzgas-KWK-Anlagen. Diese finden ihre Anwendung vorwiegend im ländlichen Raum bei Betrieben der Holzbearbeitung, Nahwärmeversorgung und Landwirtschaft mit Tierzucht. Unser Ziel ist, dass auch in Zukunft eine effiziente und umweltschonende Ressourcennutzung, einschließlich der Vermeidung von Treibhausgasen (CO2) bei der nachhaltigen Produktion von Strom- und Wärmeenergie gewährleistet ist. Die Schwerpunkte der angestrebten F&E-Maßnahmen liegen in der Anlagenrobustheit, - steuerung sowie in der Wartung und im Betrieb der Anlagen. Die Anlagenrobustheit wird durch die Reduktion von brennstoffbedingten Schwankungen sowie der Optimierung des Komponenteneinbaus in der zentralen Steuerungseinrichtung erreicht. Um die Last der sicheren Betriebsführung vom betreibenden Personal in die eigentliche Anlage zu bringen, erfolgt die Weiterentwicklung der Steuerung zur intelligenten Vollautomatisierung. Der Service wird im Bereich der vorausschauenden Wartung und Instandhaltung weiterentwickelt. Dabei gilt es, mittels Big Data- Verfahren übergeordnete Steuerungsalgorithmen abzuleiten, um daraus mittels KI-Elementen Wartungseinsätze intelligent und dynamisch zu planen und sie ressourcenschonender auszuführen. Auf dieser Grundlage soll die Anlagenverfügbarkeit als Ganzes bei gleichzeitig geringeren Betriebskosten gesteigert werden.Ein Teil der resultierenden Verbesserungsmaßnahmen ist zum jetzigen Zeitpunkt Serienstand und wurde zudem bereits bei einigen Bestandsanlagen nachgerüstet. Die übrigen Maßnahmen werden im ersten Quar-tal 2022 in die Serie überführt werden. Einzelne Aufgabenstellungen werden nach dem Vorhaben durch zusätzlichen F&E-Einsatz bei Burkhardt weiter bearbeitet. Hierzu ist vor allem die automatische Erkennung kritischer Anlagenzustände über KI-Elemente, z.B. Machine Learning, zu nennen. Diese Methodik wurde u.a. zur Erfassung des Zustands der Wirbelschicht im Gasreaktor angewendet. Das Ziel, die Wirbelschicht im Gasreaktor zuverlässig zu klassifi-zieren, wurde erreicht. In einem Folgeprojekt wird der Aufbau der Vorrichtung zur Datenerfassung (Kamera) so weiterentwickelt werden, dass er für den Dauerbetrieb geeignet ist. Hierfür gibt es bereits erste Lösungs-ansätze, welche nach Abschluss des Vorhabens umgesetzt werden. Es werden bei Burkhardt mehrere in-terne Entwicklungsprojekte folgen, die auf der durch das Vorhaben geschaffenen Wissensbasis aufbauen werden. Durch die Anwendung der gewonnen Erkenntnisse können weitere Entwicklungsschritte realisiert werden.Dipl. Ing. FH Holger Burkhardt
Tel.: +49 9185 9401-720
h.burkhardt@burkhardt-gmbh.de
Burkhardt GmbH (Mühlhausen)
Kreutweg 2
92360 Mühlhausen
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31.01.2023
2219NR296Kombi Power System mit Gegenstromvergasung - Verbesserung der Anlagenrobustheit und Weiterentwicklung der Anlagenkonzepte - Akronym: Kleinvergaser1. Marktdurchbruch über die Erreichung von wirtschaftlichen Projekten abseits von Nischen - durch den Einsatz günstigerer Brennstoffsortimente - durch die Erreichung höherer Vollaststundenzahlen - durch die Verringerung des Betreuungsaufwandes seitens des Betreibers - durch die Erweiterung der Nutzungsmöglichkeiten für das anfallende Pyrolyseöl 2. Ausbau und Festigung des bereits gewonnenen Know-hows 3. Etablierung der Technologie "KWK mit Gegenstromvergasung" 4. Erhaltung bestehender und Schaffung weiterer Arbeitsplätze im Unternehmen Alexander Schwarzberger
Tel.: +49 9443 929-222
a.schwarzberger@regawatt.de
ReGaWatt GmbH
Kagrastr. 30
93326 Abensberg
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31.01.2021
2220NR00214. Rostocker Bioenergieforum - Akronym: 14_BEFDie Bioenergie ist ein unverzichtbarer Baustein für eine nachhaltige Energieversorgung und die Erreichung der Klimaschutzziele. Zusätzlich zu der bedarfsgerechten, flexiblen Strombereitstellung, speziell durch Biogasanlagen, spielt die Bioenergie eine wichtige Rolle im Wärme- und Transportsektor. Aber die Bioenergie-Branche muss sich derzeit vielfältigen Fragestellungen widmen: Themen wie die EEG Novellierung, die langsam voranschreitende Wärmewende, strengere Emissionsgrenzwerte, neue Vorschriften für Biokraftstoffe sowie andere gesetzliche Neuerungen stellen die Weiterentwicklung der Bioenergie vor immer neue Herausforderungen. Um auch langfristig noch innovative und international wettbewerbsfähige biobasierte Lösungen zu realisieren, müssen solche Fragestellungen diskutiert werden. Als Antwort auf diese aktuellen Entwicklungen konzentriert sich das diesjährige Rostocker Bioenergieform auf die Vorstellung zukunftsfähiger Konzepte, welche zur nachhaltigen Energieversorgung und zum Klimaschutz beitragen können. Anhand von Beispielen und Pilotprojekten aus der Praxis werden die Erzeugung, Bereitstellung, Auf- und Verarbeitung von Biomasse sowie die Entwicklung neuer biobasierter Produkte und Bioenergieträger behandelt. Dazu zählen diverse Themen wie die Ressourcenschonung, innovative Konversionsverfahren, Bioökonomie, die Erschließung von Potenzialen biogener Reststoffe, die Entwicklung effizienter Wärmeversorgungskonzepte sowie die Sektorenkopplung. Ferner wird auch wieder die Rolle der Bioenergie im Mobilitätssektor eingehend behandelt, wobei der Schwerpunkt auf Kraftstoffen der Zukunft in der Landwirtschaft, Schifffahrt, Schwerlast- und im Straßenverkehr liegt. Interessante Themen umfassen hierbei die Nutzung von alternativen Einsatzstoffen, Emissionsquoten sowie die neuesten politischen Entwicklungen.Prof. Dr. Michael Nelles
Tel.: +49 381 498-3400
michael.nelles@uni-rostock.de
Universität Rostock - Agrar- und Umweltwissenschaftliche Fakultät - Institut für Umweltingenieurwesen - Professur Abfall- und Stoffstromwirtschaft
Justus-v.-Liebig-Weg 6
18059 Rostock
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30.06.2023
2220NR021AVerbundvorhaben: Gemischbildung und Verbrennung von Alkoholen und anderer biogener Kraftstoffe in mischungskontrollierten Brennverfahren; Teilvorhaben 1: Experimentelle Untersuchung von Gemischbildung und Verbrennung biogener Kraftstoffe in Modellsystemen - Akronym: MiFoCo-bioDas Vorhaben fokussierte sich auf Biokraftstoffe (HVO, Ethanol, 1-Octanol), die neben Potentialen bei Bereitstellungsemissionen aufgrund ihres chemischen Aufbaus auch geeignet sind, direkte motorische Emissionen zu mindern und Konflikte wie die Ruß-NOx-Schere aufzulösen. In API wurden optische Messtechniken verwendet, um am Einspritzkammerprüfstand Gemischbildung und Verbrennung biogener Kraftstoffe zu untersuchen. Der Fokus lag auf dem Einfluss der Kraftstoffe auf die Schritte der motorischen Prozesskette. Es wurde untersucht, ob physikalische Eigenschaften einen Einfluss auf die Gemischbildung haben. Außerdem wurde analysiert, inwieweit physikalische und chemische Eigenschaften die Verbrennung beeinflussen. Für Verbrennungsmotoren ist nicht mehr der Pkw-Motor der maßgebliche Anwendungsfall, sondern der Bereich der Großmotoren (z.B. Schiffe). Deshalb wurde in allen Aspekten verglichen, welche Einflüsse von unterschiedlichen Injektoren ausgehen. Hierzu wurden ein Großinjektor und ein Pkw-Injektor, für den noch eine breitere Datenbasis besteht, gegenübergestellt. Für die Durchführung von APII zur Stoffdatenermittlung wurde das Institut für Thermische Verfahrenstechnik, Umwelt- und Naturstoffverfahrenstechnik (ITUN) der TU Freiberg im FuE-Auftrag von der FAU eingebunden, um die drei Arbeitspakete zu bearbeiten. In APII.1 wurden Dampfdruckkurven von Alternativkraftstoffen untersucht und Daten bis zum kritischen Punkt ermittelt. Der Hauptfokus lag auf APII.2, in dem die Ermittlung von Dampf/Flüssigkeit-Phasengleichgewichtsdaten (VLE) von Kraftstoff/N2- und Kraftstoff/O2-Gemischen mittels Raman-Spektroskopie untersucht wurden. Es wurden VLE-Daten bei dieselrelevanten Drücken und Temperaturen mit Raman-Spektroskopie ermittelt. In APII.3 wurde die Gemischbildung in Kraftstoffsprays mit Raman-Spektroskopie an einer Einspritzkammer untersucht. Die Messtechnik liefert hierbei direkt quantitative Ergebnisse der Gemischzusammensetzung aus Kraftstoff und Umgebungsgas (N2/Luft).Der Einfluss physikalischer Eigenschaften auf den Mischungsprozess ist für alle untersuchten Kraftstoffe vernachlässigbar, es resultiert die gleiche Kraftstoff/Luft-Massenverteilung für den jeweiligen Injektor. Dieser beeinflusst das Gemischfeld über Lochdurchmesser und Kegelwinkel. Die physikalische Beschreibung ist dabei für Pkw- und Großinjektoren identisch. Injektoren und Kraftstoffe beeinflussen Zeit, Ort und Wärmefreisetzung der Verbrennung. Injektoreinflüsse können dabei von reaktionschemischen Einflüssen systematisch getrennt werden. Der relative reaktions-chemische Einfluss bei unterschiedlichen Injektoren ist gleich. Diese Charakteristika bezüglich Kraftstoff und Injektor treten auch unter Dual-Fuel-Bedingung auf. Generell mindern biogene Kraftstoffe mit molekularem O2-Gehalt als Reinstoff und Mischungskomponente die Rußbildung deutlich. Injektor- und Kraftstoffeinflüsse sind bei Gemischbildung und Verbrennung systematisch gleich und trennbar und können unabhängig voneinander charakterisiert werden. Großinjektoren können mit denselben Modellen wie Pkw-Injektoren erfasst, biogene auf derselben Basis wie konventionelle Kraftstoffe beschrieben werden. Auf dieser Basis ermöglichten Messungen der quantitativen Gemischzusammensetzung bei der Einspritzung im Einspritzkammerprüfstand (APII.3) die allgemeingültige Validierung von 2D-Spraymodellen. Mit diesen ist nun eine quantitative Beschreibung der Gemischverteilung verschiedener Injektoren und Kraftstoffe variabel möglich. In APII wurden neuwertige thermodynamische Dampfdruck- und VLE-Daten für Ethanol und 1-Octanol sowie die binären Systeme 1-Octanol/N2, 1-Octanol/O2, n-Tridecan/N2, n-Pentadecan/N2, n-Hexadecan/N2 und n-Heptadecan/N2 ermittelt. Zusätzlich wurden Zustandsgleichungen zur kontinuierlichen Modellierung der VLE-Daten herangezogen. Diese und weitere Daten (Siedeverlaufskurve von HVO) wurden direkt in die Simulation integriert und die Qualität der jeweiligen Ergebnisse dadurch signifikant gesteigert.Prof. Dr.-Ing. Michael Wensing
Tel.: +49 9131 85-29782
michael.wensing@fau.de
Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg - Lehrstuhl für Technische Thermodynamik (LTT)
Am Weichselgarten 8
91058 Erlangen
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30.06.2023
2220NR021BVerbundvorhaben: Gemischbildung und Verbrennung von Alkoholen und anderer biogener Kraftstoffe in mischungskontrollierten Brennverfahren; Teilvorhaben 2: Numerische Untersuchung von Gemischbildung und Verbrennung biogener Kraftstoffe - Akronym: MiFoCo-bioZiel dieses Teilvorhabens ist die Aufklärung der physikalischen Zusammenhänge entlang der motorischen Wirkkette: Einspritzung ¿ Gemischbildung ¿ Verbrennung anhand experimenteller Daten in Kombination mit den Ergebnissen numerischer Simulationen. Mit Hilfe der numerischen Simulation werden in steigender Komplexität die Prozesse entlang der Wirkkette betrachtet. Dies ermöglicht gekoppelte Vorgänge detailliert untersuchen zu können. Dieser systematische Ansatz führt am Ende zu einer Gesamtbetrachtung der physikalischen und chemischen Wirkmechanismen. Da die korrekte Beschreibung des Phasengleichgewichtes an der Grenzfläche einen wesentlichen Einfluss auf das Verdampfungsverhalten haben kann, werden die experimentell bestimmten Ergebnisse der Reinstoff- und Gemischphasenthermodynamik an die bestehenden Spraymodelle von Mehrkomponentenmischungen gekoppelt. Hierdurch können hochgenaue 3D-CFD Simulation der Gemischbildung durchgeführt werden. Aufbauend auf den Messungen in der Hochdruckkammer liefern inerte Spraysimulationen einen tieferen Einblick auf die Einspritzung und Gemischbildung der biogenen Kraftstoffe, wodurch ein vertieftes Verständnis der experimentellen Erkenntnisse bzgl. Verdampfung und Gemischbildung von Hochdrucksprays alternativer Kraftstoffe geleistet werden kann. Darauf aufbauend wird in reaktiven Simulationen die Zündung betrachtet. Damit kann eine Analyse der komplexen Wirkzusammenhänge zwischen Gemischbildung und anschließender Verbrennung erfolgen. Dieses Arbeitspaket ist von zentraler Bedeutung für die Quantifizierung des Potentials alternativer Kraftstoffe zur Schadstoffreduktion. Abschließend wird eine Potentialstudie für sogenannte "Dual-Fuel" Verfahren durchgeführt. Hierbei liegt der Fokus darauf aufbauend auf dem im Projekt verwendeten tabellierte Chemieansatz ein Verbrennungsmodell für vorgemischte und nicht-vorgemischte Verbrennung im Dual-Fuel Verfahren zu entwickeln.IIn diesem Teilvorhaben wurden komplexe Phasengleichgewichte in die Simulationsumgebung integriert. Hierzu wurde die Methodik für die Tabellierung experimentell und numerisch bestimmter Phasengleichgewichte implementiert. Damit steht eine Methodik für komplexe thermophysikalische Eigenschaften von biogenen Dieselkraftstoffen in der Simulationsumgebung bereit. Mit Hilfe der gemessenen thermophysikalischen Eigenschaften und eines Optimierungstools wurde ein Surrogat für HVO identifiziert, dass sowohl die Gemischbildung, als auch die Verbrennung sehr gut beschreiben kann. Die Grobstruktur Spraysimulationen unter inerten Bedingungen zeigten eine exzellente Übereinstimmung mit den experimentellen Messungen. Anhand der detaillierten Simulationsdaten konnten komplexe Gemischbildungsprozesse für biogene Kraftstoffe und verschiedene Spritzlochdurchmesser identifiziert werden. Darüber hinaus liefern die Simulationen wichtige Informationen, wie z.B. Temperaturverteilungen im Spray, die im Experiment nicht zugänglich sind. Für die reaktiven Spraysimulationen wurden geeignete Reaktionsmechanismen für HVO und 1-Oktanol identifiziert und getestet. Eine Neuheit im Projekt ist die detaillierte Bestimmung der Temperaturverteilung aus den inerten Spraysimulationen. Besonders für biogene Kraftstoffe hat die Verdunstungskälte einen signifikanten Einfluss auf das Zündverhalten. Auch für konventionelle Kraftstoffe wie n-Dodekan als Referenzkraftstoff wurde ein Einfluss für große Spritzlochdurchmesser bzw. eingespritzte Masse beobachtet. Mit diesen Informationen wurde ein Verbrennungsmodell entwickelt, dass die Verdunstungskälte berücksichtigt, dass die Modellgüte deutlich verbessert. Zuletzt wurde eine Potentialstudie zu "Dual-Fuel" Verfahren erfolgreich durchgeführt. Hierzu wurde ein Verbrennungsmodell auf Basis des tabellierte Chemieansatz entwickelt, bei dem sowohl die vorgemischte Verbrennung des Hintergrundgemisches sowie die Diffusionsflamme des Zündstrahls beschrieben werden kann.Prof. Dr.-Ing. Christian Hasse
Tel.: +49 6151 1624142
hasse@stfs.tu-darmstadt.de
Technische Universität Darmstadt
Karolinenplatz 5
64289 Darmstadt
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2220NR021CVerbundvorhaben: Gemischbildung und Verbrennung von Alkoholen und anderer biogener Kraftstoffe in mischungskontrollierten Brennverfahren; Teilvorhaben 3: Motornahe Applikation und experimentelle Untersuchung biogener Kraftstoffe am Motor - Akronym: MiFoCo-bioDie Durchführung der ersten Projektphase führte zu Erkenntnissen, die die charakteristischen Eigenschaften während der Spraybildung und im stationären Zustand des Sprays beschreiben. Die hieraus gewonnen Ergebnisse zeigen, dass das Massenverhältnis von Kraftstoff und Umgebungsgas vor dem Start der Verbrennung unabhängig von der Kraftstoffzusammensetzung ist. Die Betrachtung von lokal, stationären Sprayzuständen weist das gleiche Massenverhältnis für unterschiedliche Kraftstoffzusammensetzungen auf. Diese Spraycharakteristik entsteht durch die physikalischen Beeinflussungsmechanismen und kann gezielt durch das Einspritzsystem verändert und gesteuert werden. Mit dem Start der Verbrennung wird das Kraftstoffspray durch die chemischen Prozesse, die von der Kraftstoffzusammensetzung abhängig sind, beeinflusst. Für die Betrachtung von alternativen Biokraftstoffen können Kraftstoffe oder Kraftstoffgemische verwendet werden, die durch ihre chemischen Charakteristika die Erzeugung der Verbrennungsprodukte in einen angestrebten Bereich halten. Das Ziel dieser Auswahl ist die direkte Reduzierung der Emissionen. In der zweiten Projektphase sollen Ethanol, HVO und 1-Octanol betrachtet werden. Die Beurteilung eines möglichen Kraftstoffeinflusses auf mikroskopischer Ebene soll durch die Beurteilung der Mischungshomogenität durch die Raman-Spektroskopie durchgeführt werden. Die Verbrennungseigenschaften der alternativen Kraftstoffe werden durch Untersuchungen an einer Einspritzkammer, einer Rapid Compressed Machine und einem Einzylindermotor herausgearbeitet. Dabei werden möglichst reale Betriebsbedingungen angefahren. Die ausgewählten Betriebspunkte sollen eine möglichst geringe Emission erzeugen. Der Erkenntnisgewinn der jeweiligen Prüfstandsysteme soll durch Simulationen bestätigt werden. Die Simulationen sollen eine Vergleichbarkeit der Ergebnisse untereinander ermöglichen.Das Arbeitspaket APIV wurde im Laufe dieses Projektes vom NMA bearbeitet und abgeschlossen. Der Umfang und die Anforderungen an die Durchführung der Messungen wurden mit und zwischen den Projektpartnern besprochen. Im Laufe der Projektlaufzeit sind dadurch Änderungen in den ursprünglichen Projektumfang eingeflossen. Der Kraftstoff HVO wurde durch die gewonnenen Erkenntnisse der Simulationen für weiterführende experimentelle und simulative Untersuchungen ausgeschlossen. In Absprache zwischen MTU und NMA wurden die möglichen Motorbetriebspunkte für die Messkampagne, die am Einzylinder-Forschungsmotor durchgeführt werden sollten, festgelegt. Die benötigten mit Messtechnik versehenden Bauteile wurden dem NMA von MTU und Woodward L’Orange zu Verfügung gestellt. Der Umbau des Prüfstandes und die Durchführung der Messungen wurden nacheinander abgearbeitet. Die anschließende Auswertung bestätigt die in den Simulationen gewonnen Erkenntnisse. Die genaueren Ausführungen und Informationen werden im "Schlussbericht" aufgeführt.Dr.-Ing. Maximilian Prager
Tel.: +49 89 289 24-106
maximilian.prager@tum.de
Technische Universität München - TUM School of Engineering and Design - Lehrstuhl für Nachhaltige Mobile Antriebssysteme
Schragenhofstr. 31
80992 München
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2220NR034AVerbundvorhaben: Multifunktionale Bioenergienutzung im ländlichen Raum; Teilvorhaben 1: Untersuchungen zu Potenzialen, Bilanzierung, Zukunftsoptionen und Sektorenkopplung bestehender und zukünftiger Bioenergieanlagen im ländlichen Raum südlicher Landkreis Mittelsachsen - Akronym: MultiBioLRZiel des Verbundvorhabens ist die Ausführung einer Durchführbarkeitsstudie zur multifunktionalen Bioenergienutzung im ländlichen Raum. Dabei sollen Stärken und Schwächen von möglichen Bioenergiepilotanlagen, insbesondere zu den Punkten Energiebereitstellung, Ökonomie und Treibhausgas (THG) - Einsparung dargestellt werden. Zusammen mit den für die Errichtung der untersuchten Pilotanlagen notwendigen Ressourcen sollen im Ergebnis des Vorhabens die Erfolgsaussichten für die Etablierung dieser Pilotanlagen dargestellt und für die Bewertung (bzgl. einer weiteren Projektphase) für die anschließende Begutachtung aufbereitet werden. Mit diesem Vorhaben werden Bioenergiepotentiale im ländlichen Raum erfasst, analysiert und bewertet. Die Bewertung erfolgt interdisziplinär unter ökonomischen, ökologischen und gesellschaftspolitischen Gesichtspunkten und schließt die Bereiche Strom, Wärme und Mobilität mit ein. Es werden Möglichkeiten beleuchtet für eine stärkere Integration von Bioenergie in ein zukunftsorientiertes Energiekonzept sowie für eine Sektorenkopplung erneuerbarer Energien. Die sich daraus ergebende Zukunftsoptionen beziehen sich im Konkreten auf einen landwirtschaftlichen Betrieb, stets unter Berücksichtigung der Übertragbarkeit auf andere ländliche Regionen. Neben den technischen Zielstellungen, wie Steigerung der Flexibilität und Effizienz, werden den Zielen Arten- und Insektenschutz, Akzeptanz und Kommunizierbarkeit eine große Bedeutung beigemessen. In der Durchführbarkeitsstudie zur multifunktionalen Bioenergienutzung im ländlichen Raum konnten mit einer Potenzial- und Standortanalyse im südlichen Landkreis Mittelsachsen und speziell für die Agrargenossenschaft "Bergland" Clausnitz e.G. Möglichkeiten für den Ausbau der Bioenergienutzung untersucht werden. Die in diesem Zusammenhang analysierte Machbarkeit für Biogasnetze zur zentralen Gasaufbereitung und Einspeisung von Biomethan in das Erdgasnetz sowie eine Wärmeabsatzanalyse für Biogasanlagen im Betrachtungsgebiet erbrachte gute Ergebnisse. Die aufgestellte Energiebilanz der Agrargenossenschaft "Bergland" Clausnitz e.G. weist sehr hohe Anteile an Erneuerbaren Energien auf, die zum großen Teil auf der Nutzung von Bioenergie basieren. Für die Berechnung der THG-Bilanzen der Bioenergieanlagen (Biogas, Holzwärme und Rapsölkraftstoff) und für künftige Nutzungsvarianten wurde ein THG-Rechner nach den Vorgaben der EU-Richtlinie RED II entwickelt. Für den Weiterbetrieb der Biogasanlage an der MVA ab dem Jahr 2025 wurden die Optionen eines Satelliten-BHKW am Nahwärmenetz und der Biogasaufbereitung und Einspeisung in das Erdgasnetz untersucht. Weiterhin wurden der Bau von Nahwärmenetzen und Varianten für Heizkessel und Holzgasanlage mit BHKW betrachtet. Mit dem jährlichen Anbau und Nutzung von Blühpflanzen von ca. 30 ha wird ein wichtiger Beitrag zum Arten- und Naturschutz geleistet. Ein Versuchsanbau mit drei verschiedenen Blühpflanzenmischungen und Biogasertragstests (Biogasertrag von ca. 400 l/kg oTS) erfolgten. Folgende Maßnahmen für weitere Betrachtungen konnten selektiert werden: •Bau Nahwärmenetz auf Basis Holzhackschnitzel •Bau Satelliten-BHKW am Nahwärmenetz mit Biogasfernleitung •Erweiterung vorhandener Nahwärmenetze Mit den vorgeschlagenen Maßnahmen kann der Anteil der regionalen Bioenergienutzung im Agrarbetrieb sowie in der Kommune erhöht und vorhandene Ressourcen an Biomasse lokal genutzt werden. Prof. Dr.-Ing. Hartmut Krause
Tel.: +49 3731 39-3940
hartmut.krause@iwtt.tu-freiberg.de
Technische Universität Bergakademie Freiberg - Fakultät für Maschinenbau, Verfahrens- und Energietechnik - Institut für Wärmetechnik und Thermodynamik
Gustav-Zeuner-Str. 7
09599 Freiberg
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2220NR034BVerbundvorhaben: Multifunktionale Bioenergienutzung im ländlichen Raum; Teilvorhaben 2: Bioenergienutzung - Eine Zukunftschance für den ländlichen Raum im südlichen Landkreis Mittelsachsen - Akronym: MultiBioLRZiel des Verbundvorhabens ist die Ausführung einer Durchführbarkeitsstudie zur multifunktionalen Bioenergienutzung im ländlichen Raum. Dabei sollen Stärken und Schwächen von möglichen Bioenergiepilotanlagen, insbesondere zu den Punkten Energiebereitstellung, Ökonomie und Treibhausgas (THG) - Einsparung dargestellt werden. Zusammen mit den für die Errichtung der untersuchten Pilotanlagen notwendigen Ressourcen sollen im Ergebnis des Vorhabens die Erfolgsaussichten für die Etablierung dieser Pilotanlagen dargestellt und für die Bewertung (bzgl. einer weiteren Projektphase) für die anschließende Begutachtung aufbereitet werden. Mit diesem Vorhaben werden Bioenergiepotentiale im ländlichen Raum erfasst, analysiert und bewertet. Die Bewertung erfolgt interdisziplinär unter ökonomischen, ökologischen und gesellschaftspolitischen Gesichtspunkten und schließt die Bereiche Strom, Wärme und Mobilität mit ein. Ziel und Gegenstand ist die Untersuchung der Multiplizierbarkeit gewonnener Erkenntnisse in die Praxis und in andere Regionen, die Unterstützung bei Erstellung der Energie- und THG-Bilanzen des Agrarbetriebes sowie die Öffentlichkeitsarbeit. Es werden Möglichkeiten beleuchtet für eine stärkere Integration von Bioenergie in ein zukunftsorientiertes Energiekonzept sowie für eine Sektorenkopplung erneuerbarer Energien. Die sich daraus ergebende Zukunftsoptionen beziehen sich im Konkreten auf einen landwirtschaftlichen Betrieb, stets unter Berücksichtigung der Übertragbarkeit auf andere ländliche Regionen. Neben den technischen Zielstellungen, wie Steigerung der Flexibilität und Effizienz, werden den Zielen Arten- und Insektenschutz, Akzeptanz und Kommunizierbarkeit eine große Bedeutung beigemessen. In der Durchführbarkeitsstudie zur multifunktionalen Bioenergienutzung im ländlichen Raum konnten mit einer Standortanalyse im südlichen Landkreis Mittelsachsen und speziell für die Agrargenossenschaft "Bergland" Clausnitz e.G. Möglichkeiten für den Ausbau der Bioenergienutzung untersucht werden. Die aufgestellte Energiebilanz der Agrargenossenschaft in Clausnitz weist sehr hohe Anteile an Erneuerbaren Energien auf, die zum großen Teil auf der Nutzung von Bioenergie basieren. Für den Weiterbetrieb der Biogasanlage an der MVA ab dem Jahr 2025 wurden die Optionen eines Satelliten- BHKW am Nahwärmenetz und der Biogasaufbereitung und Einspeisung in das Erdgasnetz untersucht. Weiterhin wurden der Bau von Nahwärmenetzen und Varianten für Heizkessel und Holzgasanlage mit BHKW betrachtet. Die Produktion und der Einsatz von Eiweißfutter und Rapsölkraftstoff in der Agrargenossenschaft "Bergland" soll bei entsprechenden wirtschaftlichen und technischen Rahmenbedingungen weiter erfolgen. Mit dem jährlichen Anbau und Nutzung von Blühpflanzen von ca. 30 ha wird ein wichtiger Beitrag zum Arten- und Naturschutz geleistet. Ein Versuchsanbau mit drei verschiedenen Blühpflanzenmischungen und Biogasertragstests erfolgten. Folgende Maßnahmen für weitere Betrachtungen konnten selektiert werden: ¿Bau Nahwärmenetz auf Basis Holzhackschnitzel ¿Bau Satelliten-BHKW am Nahwärmenetz mit Biogasfernleitung ¿Erweiterung vorhandener Nahwärmenetze Der Ortsteil Clausnitz könnte sich nach Abschluss der empfohlenen Maßnahmen Bioenergiedorf nennen, da über 50% der erzeugten Strom- und Wärmemenge aus Bioenergie stammt. Mit den vorgeschlagenen Maßnahmen kann der Anteil der regionalen Bioenergienutzung im Agrarbetrieb sowie in der Kommune erhöht und vorhandene Ressourcen an Biomasse lokal genutzt werden. Jens Beyer
Tel.: +49 373 6914-034
jens.beyer@bauernland-ag.de
Sächsisches Netzwerk Biomasse e.V.
Hauptstr. 13
09623 Rechenberg-Bienenmühle
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30.06.2022
2220NR034CVerbundvorhaben: Multifunktionale Bioenergienutzung im ländlichen Raum; Teilvorhaben 3: Paradigmenwechsel – Biogas von der Stromerzeugung zur Bio-CNG Tankstelle im ländlichen Raum - Akronym: MultiBioLRZiel des Verbundvorhabens ist die Ausführung einer Durchführbarkeitsstudie zur multifunktionalen Bioenergienutzung im ländlichen Raum. Dabei sollen Stärken und Schwächen von möglichen Bioenergiepilotanlagen, insbesondere zu den Punkten Energiebereitstellung, Ökonomie und Treibhausgas (THG) - Einsparung dargestellt werden. Zusammen mit den für die Errichtung der untersuchten Pilotanlagen notwendigen Ressourcen sollen im Ergebnis des Vorhabens die Erfolgsaussichten für die Etablierung dieser Pilotanlagen dargestellt und für die Bewertung (bzgl. einer weiteren Projektphase) für die anschließende Begutachtung aufbereitet werden. Ziel und Gegenstand des Teilvorhabens ist die Entwicklung und Prüfung von Konzepten zum wirtschaftlichen Weiterbetrieb von Biogasanlagen nach der EEG-Phase. Dabei spielen die Optionen der Aufbereitung von Biogas zu Biomethan mit Einspeisung und/oder Betreiben einer Tankstelle und der höheren Nutzung von Wärme in Wärmenetzen eine Rolle. Weiterhin sind die Sektorenkopplung und die Alternativen zur bisherigen Stromvermarktung ein Thema dieses Vorhabens.Für den Weiterbetrieb der Biogasanlage an der MVA ab dem Jahr 2025 wurden die Optionen eines Satelliten- BHKW am Nahwärmenetz und der Biogasaufbereitung und Einspeisung in das Erdgasnetz untersucht. Weiterhin wurden der Bau von Nahwärmenetzen und Varianten für Heizkessel und Holzgasanlage mit BHKW betrachtet. Als Vorteil der Varianten Satelliten-BHKW am geplanten Nahwärmenetz im Ort können die Substratmengen der Biogasanlage bleibehalten werden und die Flexibilität steigt deutlich an. Durch die höhere Nutzung der vorhandenen Abwärme der Biogasverstromung im Nahwärmenetz können fossile Energieträger und damit Emissionen von ca. 32,5 t CO2eq vermieden werden. Die Einsatzmenge von Holz für die Versorgung des Nahwärmenetzes kann reduziert und für weitere Nutzungen zur Verfügung stehen. Für die Variante Gasaufbereitung auf Biomethan und die Gaseinspeisung in das Erdgasnetz ist vorgesehen, die Gaserzeugung bilanziell zu teilen in Biogas aus Rindergülle, welches als Biomethan eingespeist wird sowie Biogas aus Grassilage und Getreide. Damit können hohe THG-Vergütungen für Biomethan aus Gülle erreicht und zusätzliche Einnahmen bei der Verwendung dieses Gases als Kraftstoff generiert werden. Das Biogas, erzeugt aus Grassilage und Getreide, würde in den zwei vorhanden BHKW vor Ort verstromt und sichert damit die Wärmeversorgung am Standort. Optional könnte eine Hoftankstelle für Biomethan errichtet werden, um eigene Landmaschinen mit dem selbsterzeugten Kraftstoff zu versorgen, sowie ein Vertrieb als Kraftstoff (inner- und außerbetrieblich). Folgende Maßnahmen für weitere Betrachtungen konnten selektiert werden: ¿Bau Nahwärmenetz auf Basis Holzhackschnitzel ¿Bau Satelliten-BHKW am Nahwärmenetz mit Biogasfernleitung ¿Erweiterung vorhandener Nahwärmenetze Mit den vorgeschlagenen Maßnahmen kann der Anteil der regionalen Bioenergienutzung im Agrarbetrieb sowie in der Kommune erhöht und vorhandene Ressourcen an Biomasse lokal genutzt werden.Dipl.-Ing. Alfons Himmelstoß
Tel.: +49 351 46713-01
a.himmelstoss@aev-energy.de
AEV Energy GmbH
Hohendölzschener Str. 1a
01187 Dresden
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2220NR104AVerbundvorhaben: Ofenoptimierung zur Schadstoffminderung mittels technologischer und katalytischer Maßnahmen; Teilvorhaben 1: Katalytische Maßnahmen - Akronym: OSmintekatZiel dieses Vorhabens ist es, ein Ofensystem mit intelligentem Bypassdesign, gegendruckoptimierten Katalysator und Lambda-Regelung zu entwickeln, welches gegenüber Systemen mit klassischem Bypass eine um 20% verringerte Schadstoffemissionen aufweist.Die im Projekt erzielten Ergebnisse sollen in Kaminöfen der Fa. LEDA eingesetzt werden. Durch das Alleinstellungsmerkmal wird von einem höheren Absatz von Kaminöfen der Fa. LEDA ausgegangen. Die Fa. Emission Partner profitiert dabei von dem Absatz einer höheren Menge an Katalysatoren. Die technischen Voraussetzungen für eine Serienproduktion der Katalysatoren bei der Fa. Emission Partner sind erfüllt. Auf Basis der gewonnenen Projektergebnisse sollen weitere Projektideen, wie z.B. die Stickoxydminderung durch eine aktive Bypassklappensteuerung oder die Installation eines edelmetallfreien Katalysators im Hochtemperaturbereich formuliert werden.Dr. Martin Lammert
Tel.: +49 4498 92326-209
martin.lammert@emission-partner.de
Emission Partner GmbH & Co. KG
Industriestr. 5
26683 Saterland
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2220NR104BVerbundvorhaben: Ofenoptimierung zur Schadstoffminderung mittels technologischer und katalytischer Maßnahmen; Teilvorhaben 2: Technologische Maßnahmen - Akronym: OSmintekatZiel dieses Vorhabens ist es, ein Ofensystem mit intelligentem Bypassdesign, gegendruckoptimierten Katalysator und Lambda-Regelung zu entwickeln, welches gegenüber Systemen mit klassischem Bypass eine um 20% verringerte Schadstoffemissionen aufweist.Die im Projekt erzielten Ergebnisse sollen in Kaminöfen der Fa. LEDA eingesetzt werden. Durch das Alleinstellungsmerkmal wird von einem höheren Absatz von Kaminöfen der Fa. LEDA ausgegangen. Die Fa. Emission Partner profitiert dabei von dem Absatz einer höheren Menge an Katalysatoren. Die technischen Voraussetzungen für eine Serienproduktion der Katalysatoren bei der Fa. Emission Partner sind erfüllt. Auf Basis der gewonnenen Projektergebnisse sollen weitere Projektideen, wie z.B. die Stickoxydminderung durch eine aktive Bypassklappensteuerung oder die Installation eines edelmetallfreien Katalysators im Hochtemperaturbereich formuliert werden. Onno Cramer
Tel.: +49 491 6099-134
ocramer@www.leda.de
LEDA Werk GmbH & Co. KG
Groninger Str. 10
26789 Leer (Ostfriesland)
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2220NR105AVerbundvorhaben: Entwicklung und Praxisdauererprobung einer elektrostatischen und katalytisch wirkenden Einbautentechnik zur simultanen Minderung von staub- und gasförmigen Emissionen in Einzelraumfeuerungsanlagen; Teilvorhaben 1: Wissenschaftliche, entwicklungstechnische Gestaltung und Umsetzung der EKE-Technik - Akronym: EKE-TechnikDer Einsatz von Biomasse ist zwar einerseits Kohlenstoffdioxidneutral, bei unsachgemäßer Nutzung entstehen bei der Verbrennung jedoch toxikologisch relevante Luftschadstoffe, welche für die Menschen und die Umwelt gefährlich sein können. Die bevorstehende nationale Umsetzung von EU-Emissionsrichtlinien für Biomassefeuerungsanlagen (Ökodesign-Richtlinie für Kleinfeuerungen) sowie neu eingeführte Umweltzeichen wie z. B. "Blauer Engel" werden mittelfristig zu deutlich strengeren Emissionsanforderungen, besonders hinsichtlich dem Ausstoß von Partikeln (Feinstaub) und Kohlenstoffmonoxid, aber auch weiteren Schadstoffen wie NOx und gasförmigen organischen Kohlenstoffverbindungen (OGC) führen. Im Rahmen des geplanten Forschungsvorhabens soll eine neuartige integrierbare Nachoxidationstechnologie speziell für den Einsatz in handbeschickten Einzelraumfeuerungsanlagen entwickelt und in der Praxis dauererprobt werden. Die elektrostatische und katalytisch wirkende Einbautentechnik, sogenannte EKE-Technik, zur simultanen Minderung von staub- und gasförmigen Emissionen soll die verbesserte Oxidation der Einbautentechnik mit einer zusätzlich optimierten Agglomeration der organischen und anorganischen Feinstaubpartikel vereinen. Dieser Effekt soll durch eine gezielte elektrostatische Ionisation bzw. durch die zusätzliche Besprühung des Abgases mit Elektronen erzielt werden. Die dabei gebildeten Agglomerate werden an der Oberfläche des Einbautenmoduls adhäsiert, verbrannt und auf diesem Weg nachhaltig reduziert. Ziel ist es, dass die EKE-Technik nach erfolgreichem Abschluss dieses Forschungsvorhabens den Status der Marktreife erfährt.Dr.-Ing. Mohammadshayesh Aleysa
Tel.: +49 711 970-3455
mohammadshayesh.aleysa@ibp.fraunhofer.de
Fraunhofer-Institut für Bauphysik (IBP)
Nobelstr. 12
70569 Stuttgart

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2220NR105BVerbundvorhaben: Entwicklung und Praxisdauererprobung einer elektrostatischen und katalytisch wirkenden Einbautentechnik zur simultanen Minderung von staub- und gasförmigen Emissionen in Einzelraumfeuerungsanlagen; Teilvorhaben 2: Kooperative Entwicklung einer Hochspannungseinheit und Sprühelektrode - Akronym: EKE-TechnikDer Einsatz von Biomasse ist zwar einerseits Kohlenstoffdioxidneutral, bei unsachgemäßer Nutzung entstehen bei der Verbrennung jedoch toxikologisch relevante Luftschadstoffe, welche für die Menschen und die Umwelt gefährlich sein können. Die bevorstehende nationale Umsetzung von EU-Emissionsrichtlinien für Biomassefeuerungsanlagen (Ökodesign-Richtlinie für Kleinfeuerungen) sowie neu eingeführte Umweltzeichen wie z. B. "Blauer Engel" werden mittelfristig zu deutlich strengeren Emissionsanforderungen, besonders hinsichtlich dem Ausstoß von Partikeln (Feinstaub) und Kohlenstoffmonoxid, aber auch weiteren Schadstoffen wie NOx und gasförmigen organischen Kohlenstoffverbindungen (OGC) führen. Im Rahmen des geplanten Forschungsvorhabens soll eine neuartige integrierbare Nachoxidationstechnologie speziell für den Einsatz in handbeschickten Einzelraumfeuerungsanlagen entwickelt und in der Praxis dauererprobt werden. Die elektrostatische und katalytisch wirkende Einbautentechnik, sogenannte EKE-Technik, zur simultanen Minderung von staub- und gasförmigen Emissionen soll die verbesserte Oxidation der Einbautentechnik mit einer zusätzlich optimierten Agglomeration der organischen und anorganischen Feinstaubpartikel vereinen. Dieser Effekt soll durch eine gezielte elektrostatische Ionisation bzw. durch die zusätzliche Besprühung des Abgases mit Elektronen erzielt werden. Die dabei gebildeten Agglomerate werden an der Oberfläche des Einbautenmoduls adhäsiert, verbrannt und auf diesem Weg nachhaltig reduziert. Ziel ist es, dass die EKE-Technik nach erfolgreichem Abschluss dieses Forschungsvorhabens den Status der Marktreife erfährt. Ferenc Wandres
Tel.: +49 8141 957-118
wandres@kutzner-weber.de
Kutzner + Weber GmbH
Frauenstr. 32
82216 Maisach

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2220NR105CVerbundvorhaben: Entwicklung und Praxisdauererprobung einer elektrostatischen und katalytisch wirkenden Einbautentechnik zur simultanen Minderung von staub- und gasförmigen Emissionen in Einzelraumfeuerungsanlagen; Teilvorhaben 3: Bereitstellung der Versuchanlagen u. Durchführung der Feldversuche - Akronym: EKE-TechnikDer Einsatz von Biomasse ist zwar einerseits Kohlenstoffdioxidneutral, bei unsachgemäßer Nutzung entstehen bei der Verbrennung jedoch toxikologisch relevante Luftschadstoffe, welche für die Menschen und die Umwelt gefährlich sein können. Die bevorstehende nationale Umsetzung von EU-Emissionsrichtlinien für Biomassefeuerungsanlagen (Ökodesign-Richtlinie für Kleinfeuerungen) sowie neu eingeführte Umweltzeichen wie z. B. "Blauer Engel" werden mittelfristig zu deutlich strengeren Emissionsanforderungen, besonders hinsichtlich dem Ausstoß von Partikeln (Feinstaub) und Kohlenstoffmonoxid, aber auch weiteren Schadstoffen wie NOx und gasförmigen organischen Kohlenstoffverbindungen (OGC) führen. Im Rahmen des geplanten Forschungsvorhabens soll eine neuartige integrierbare Nachoxidationstechnologie speziell für den Einsatz in handbeschickten Einzelraumfeuerungsanlagen entwickelt und in der Praxis dauererprobt werden. Die elektrostatische und katalytisch wirkende Einbautentechnik, sogenannte EKE-Technik, zur simultanen Minderung von staub- und gasförmigen Emissionen soll die verbesserte Oxidation der Einbautentechnik mit einer zusätzlich optimierten Agglomeration der organischen und anorganischen Feinstaubpartikel vereinen. Dieser Effekt soll durch eine gezielte elektrostatische Ionisation bzw. durch die zusätzliche Besprühung des Abgases mit Elektronen erzielt werden. Die dabei gebildeten Agglomerate werden an der Oberfläche des Einbautenmoduls adhäsiert, verbrannt und auf diesem Weg nachhaltig reduziert. Ziel ist es, dass die EKE-Technik nach erfolgreichem Abschluss dieses Forschungsvorhabens den Status der Marktreife erfährt. Michael Russ
Tel.: +49 7071 7003-18
michael.russ@wodtke.com
wodtke GmbH
Rittweg 55-57
72070 Tübingen

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2220NR108AVerbundvorhaben: Langzeitmonitoring und Funktionalität von Staubabscheidern für Einzelraumfeuerungen im Feld; Teilvorhaben 1: Projektkoordination, Schornsteinfeger-Messverfahren und EN-PME Verfahren - Akronym: LangEFeldDas Vorhaben "LangEFeld" zielt auf ein Langzeit-Monitoring von Elektroabscheidern im Feld an Kleinfeuerungsanlagen wie dem Pellet- und Kaminofen ab. Hierbei soll es um die Verfügbarkeit und mögliche Alterungseffekte der Elektroabscheider im Feld gehen und die Abscheideeffizienz vor und nach dem Feldversuch werden ermittelt. Für die Beurteilung der Abscheidegrade sind geeignete Messverfahren zu suchen. Außerdem werden verschiedene Messmethoden zur Bestimmung der Partikelanzahl und Partikelgrößenverteilung in Prüfständen vor und nach dem Abscheider miteinander verglichen. Daraus sollen Empfehlungen an die Praxis hinsichtlich der Betriebssicherheit und der Vermeidung von Fehlbedienungen abgeleitet werden. Gleichzeitig werden auch die Grundlagen erarbeitet, um zukünftig effektive Staubminderungsmaßnahmen entwickeln zu können sowie wirkungsvolle Benutzerregeln und Fördermaßnahmen für solche nachrüstbaren Komponenten ableiten zu können. Neben den Elektroabscheidern gibt es auch vielversprechende Katalysatorlösungen als integrierte Emissionsminderungsmaßnahme, die jedoch bisher keinen Langzeittests ausgesetzt wurden, weshalb momentan noch keine belastbaren Aussagen zu Standzeiten von Katalysatoren in Einzelraumfeuerungen getroffen werden können. Damit werden die im Projekt ohnehin erforderlichen Datenerfassungen und Dokumentationen an den Praxisanlagen zusätzlich dazu verwendet, die Einsatzbedingungen bei der gezielt herbeigeführten Katalysatoralterung über längere Betriebszeiten zu charakterisieren.Dr. Hans Hartmann
Tel.: +49 9421 300-172
hans.hartmann@tfz.bayern.de
Technologie- und Förderzentrum im Kompetenzzentrum für Nachwachsende Rohstoffe
Schulgasse 18A
94315 Straubing

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31.12.2025
2220NR108BVerbundvorhaben: Langzeitmonitoring und Funktionalität von Staubabscheidern für Einzelraumfeuerungen im Feld; Teilvorhaben 2: Recherche, Prüfstandsuntersuchungen, Zählende und Online-Messverfahren, Katalysatoralterung - Akronym: LangEFeldDas Vorhaben "LangEFeld" zielt auf ein Langzeit-Monitoring von Elektroabscheidern im Feld an Kleinfeuerungsanlagen wie dem Pellet- und Kaminofen ab. Hierbei soll es um die Verfügbarkeit und mögliche Alterungseffekte der Elektroabscheider im Feld gehen und die Abscheideeffizienz vor und nach dem Feldversuch werden ermittelt. Für die Beurteilung der Abscheidegrade sind geeignete Messverfahren zu suchen. Außerdem werden verschiedene Messmethoden zur Bestimmung der Partikelanzahl und Partikelgrößenverteilung in Prüfständen vor und nach dem Abscheider miteinander verglichen. Daraus sollen Empfehlungen an die Praxis hinsichtlich der Betriebssicherheit und der Vermeidung von Fehlbedienungen abgeleitet werden. Gleichzeitig werden auch die Grundlagen erarbeitet, um zukünftig effektive Staubminderungsmaßnahmen entwickeln zu können sowie wirkungsvolle Benutzerregeln und Fördermaßnahmen für solche nachrüstbaren Komponenten ableiten zu können. Neben den Elektroabscheidern gibt es auch vielversprechende Katalysatorlösungen als integrierte Emissionsminderungsmaßnahme, die jedoch bisher keinen Langzeittests ausgesetzt wurden, weshalb momentan noch keine belastbaren Aussagen zu Standzeiten von Katalysatoren in Einzelraumfeuerungen getroffen werden können. Damit werden die im Projekt ohnehin erforderlichen Datenerfassungen und Dokumentationen an den Praxisanlagen zusätzlich dazu verwendet, die Einsatzbedingungen bei der gezielt herbeigeführten Katalysatoralterung über längere Betriebszeiten zu charakterisieren. Mario König
Tel.: +49 341 2434-569
mario.koenig@dbfz.de
DBFZ Deutsches Biomasseforschungszentrum gemeinnützige GmbH
Torgauer Str. 116
04347 Leipzig

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31.12.2025
2220NR108CVerbundvorhaben: Langzeitmonitoring und Funktionalität von Staubabscheidern für Einzelraumfeuerungen im Feld; Teilvorhaben 3: Charakterisierung der Brennstoffe und Stäube, gemeinsame Analytik - Akronym: LangEFeldDas Vorhaben "LangEFeld" zielt auf ein Langzeit-Monitoring von Elektroabscheidern im Feld an Kleinfeuerungsanlagen wie dem Pellet- und Kaminofen ab. Hierbei soll es um die Verfügbarkeit und mögliche Alterungseffekte der Elektroabscheider im Feld gehen und die Abscheideeffizienz vor und nach dem Feldversuch werden ermittelt. Für die Beurteilung der Abscheidegrade sind geeignete Messverfahren zu suchen. Außerdem werden verschiedene Messmethoden zur Bestimmung der Partikelanzahl und Partikelgrößenverteilung in Prüfständen vor und nach dem Abscheider miteinander verglichen. Daraus sollen Empfehlungen an die Praxis hinsichtlich der Betriebssicherheit und der Vermeidung von Fehlbedienungen abgeleitet werden. Gleichzeitig werden auch die Grundlagen erarbeitet, um zukünftig effektive Staubminderungsmaßnahmen entwickeln zu können sowie wirkungsvolle Benutzerregeln und Fördermaßnahmen für solche nachrüstbaren Komponenten ableiten zu können. Neben den Elektroabscheidern gibt es auch vielversprechende Katalysatorlösungen als integrierte Emissionsminderungsmaßnahme, die jedoch bisher keinen Langzeittests ausgesetzt wurden, weshalb momentan noch keine belastbaren Aussagen zu Standzeiten von Katalysatoren in Einzelraumfeuerungen getroffen werden können. Damit werden die im Projekt ohnehin erforderlichen Datenerfassungen und Dokumentationen an den Praxisanlagen zusätzlich dazu verwendet, die Einsatzbedingungen bei der gezielt herbeigeführten Katalysatoralterung über längere Betriebszeiten zu charakterisieren.Prof. Dr. Stefan Pelz
Tel.: +49 7472 951-235
pelz@hs-rottenburg.de
Hochschule für Forstwirtschaft Rottenburg
Schadenweiler Hof
72108 Rottenburg am Neckar

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2220NR113XElektrochemische Flexibilisierung von Biogasanlagen - mit Biogas und Strom zur flexiblen eRaffinerie - Akronym: eBiFlexDas Ziel der geplanten Arbeiten des Forschungsvorhabens eBiFlex ist die Flexibilisierung von Biogasanlagen. Dabei soll Bio-Methanol als speicherbares und gut vermarktbares Produkt durch selektive elektrochemische Oxidation von Methan gewonnen werden und somit zur Sektorkopplung zwischen Landwirtschaft und chemischer Industrie beitragen. Das entwickelte Konzept der elektrochemischen Raffinerie (eRaffinerie) soll konzeptionell in den Betrieb von Biogasanlagen integriert werden und sowohl zur kontinuierlichen Methanolsynthese als auch bei geringer Residuallast flexibel als Ergänzung zur konventionellen thermischen Nutzung von Biogas eingesetzt werden können.Dr. Markus Stöckl
Tel.: +49 69 7564-642
markus.stoeckl@dechema.de
DECHEMA Forschungsinstitut
Theodor-Heuss-Allee 25
60486 Frankfurt am Main

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2220NR119AVerbundvorhaben: Entwicklung eines Vergaserkessels mit unterem Abbrand und extremer Zonierung für minimierte Emissionen; Teilvorhaben 1: Implementierung Technikum, Montage, Inbetriebnahme und erste Tests, Optimierungen - Akronym: CLAIREIm Rahmen von CLAIRE soll ein automatisch beschickter Biomassekessel mit einer Leistung von 50 kW entwickelt werden. Durch die Verknüpfung zweier Innovationen, dem patentierten Verfahren (DE102017215337B3) von Fraunhofer UMSICHT einerseits und dem Komposit-Roststab von IKN andererseits, soll eine robuste Feuerungsanlage entstehen, deren Emissionen von Schadstoffen wie Kohlenmonoxid (CO), organischen gasförmigen Komponenten (OGC), Stickoxiden (NOx) und Feinstaub deutlich unter dem Niveau aktueller Technik liegen. Erreicht wird dies durch die extreme Zonierung der Anlage, was eine optimale Gestaltung der Prozess- und Reaktionsbedingungen ermöglicht. Die Komposit-Roststäbe von IKN sind auf Grund der Freiheitsgrade hinsichtlich Temperaturstabilität, Permeabilität und der geometrischen Gestaltung die ideale Ergänzung des CLAIRE-Vergaserkessels, der im Rahmen des Vorhabens erstmalig erprobt werden soll. Das Konsortium aus Fraunhofer UMSICHT, IKN GmbH und A.P. Bioenergietechnik GmbH verknüpft somit nicht nur Wissenschaft und Industrie sowie Praxis und Theorie in sinnvoller Weise, sondern auch verfahrenstechnische und materialwis-senschaftliche Innovationen. Martin Meiller
Tel.: +49 9661 8155-421
martin.meiller@umsicht.fraunhofer.de
Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHTATZ
An der Maxhütte 1
92237 Sulzbach-Rosenberg

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2220NR119BVerbundvorhaben: Entwicklung eines Vergaserkessels mit unterem Abbrand und extremer Zonierung für minimierte Emissionen; Teilvorhaben 2: Detail-Engineering, Einbringung feuerfester Werkstoffe für Rost- und Anlagenkomponenten, Roststäbe, Luftzuführung (Kühlung) durch einen Vorschub - Akronym: CLAIREIm Rahmen von CLAIRE soll ein automatisch beschickter Biomassekessel mit einer Leistung von 50 kW entwickelt werden. Durch die Verknüpfung zweier Innovationen, dem patentierten Verfahren (DE102017215337B3) von Fraunhofer UMSICHT einerseits und dem Komposit-Roststab von IKN andererseits, soll eine robuste Feuerungsanlage entstehen, deren Emissionen von Schadstoffen wie Kohlenmonoxid (CO), organischen gasförmigen Komponenten (OGC), Stickoxiden (NOx) und Feinstaub deutlich unter dem Niveau aktueller Technik liegen. Erreicht wird dies durch die extreme Zonierung der Anlage, was eine optimale Gestaltung der Prozess- und Reaktionsbedingungen ermöglicht. Die Komposit-Roststäbe von IKN sind auf Grund der Freiheitsgrade hinsichtlich Temperaturstabilität, Permeabilität und der geometrischen Gestaltung die ideale Ergänzung des CLAIRE-Vergaserkessels, der im Rahmen des Vorhabens erstmalig erprobt werden soll. Das Konsortium aus Fraunhofer UMSICHT, IKN GmbH und A.P. Bioenergietechnik GmbH verknüpft somit nicht nur Wissenschaft und Industrie sowie Praxis und Theorie in sinnvoller Weise, sondern auch verfahrenstechnische und materialwissenschaftliche Innovationen.Dr. Thomas Weiß
Tel.: +49 5032 895-164
t.weiss@ikn.eu
IKN GmbH Ingenieurbüro-Kühlerbau-Neustadt
Herzog-Erich-Allee 1
31535 Neustadt am Rübenberge

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30.06.2025
2220NR119CVerbundvorhaben: Entwicklung eines Vergaserkessels mit unterem Abbrand und extremer Zonierung für minimierte Emissionen; Teilvorhaben 3: Fertigung und Montage, Ansprechpartner für alle Fragen im Bereich thermischer Verbrennungsprozesse von Biomasse und der dazugehörigen Emissionsminderungsstrategien - Akronym: CLAIREIm Rahmen von CLAIRE soll ein automatisch beschickter Biomassekessel mit einer Leistung von 50 kW entwickelt werden. Durch die Verknüpfung zweier Innovationen, dem patentierten Verfahren (DE102017215337B3) von Fraunhofer UMSICHT einerseits und dem Komposit-Roststab von IKN andererseits, soll eine robuste Feuerungsanlage entstehen, deren Emissionen von Schadstoffen wie Kohlenmonoxid (CO), organischen gasförmigen Komponenten (OGC), Stickoxiden (NOx) und Feinstaub deutlich unter dem Niveau aktueller Technik liegen. Erreicht wird dies durch die extreme Zonierung der Anlage, was eine optimale Gestaltung der Prozess- und Reaktionsbedingungen ermöglicht. Die Komposit-Roststäbe von IKN sind auf Grund der Freiheitsgrade hinsichtlich Temperaturstabilität, Permeabilität und der geometrischen Gestaltung die ideale Ergänzung des CLAIRE-Vergaserkessels, der im Rahmen des Vorhabens erstmalig erprobt werden soll. Das Konsortium aus Fraunhofer UMSICHT, IKN GmbH und A.P. Bioenergietechnik GmbH verknüpft somit nicht nur Wissenschaft und Industrie sowie Praxis und Theorie in sinnvoller Weise, sondern auch verfahrenstechnische und materialwissenschaftliche Innovationen. Alfons Fellner
Tel.: +49 9608 9230128
a.fellner@oeko-therm.net
A. P. Bioenergietechnik GmbH
Träglhof 6
92242 Hirschau

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31.12.2024
2220NR121AVerbundvorhaben: Untersuchung der Freisetzung partikulärer und gasförmiger Luftschadstoffe aus Kaminöfen in den Innenraum; Teilvorhaben 1: Hauptverantwortlichkeit bei Laboruntersuchungen der Schadstofffreisetzung und Laborüberprüfung der Partikelsensoren und Gassensoren - Akronym: PAGALUKAZiel des Vorhabens PAGALUKA ist die Schaffung einer Datenbasis zur Freisetzung von gas- und partikelförmigen Luftschadstoffen aus Kaminöfen in den Innenraum. Mit dem besseren Verständnis der Freisetzung lassen sich Maßnahmen ableiten, um diese so weit wie möglich zu vermeiden. Eine große Wissenslücke besteht derzeit noch im Bereich der Partikelkonzentrationen in Innenräumen mit Kleinfeuerungsanlagen. Zwar wurden mitunter erhöhte Partikelkonzentrationen nachgewiesen, nach dem derzeitigen Kenntnisstand ist aber nicht eindeutig geklärt, welche Partikel tatsächlich aus dem Brennraum des Ofens emittiert und welche erst außerhalb des Ofens aufgrund thermischer Einwirkung durch Nukleation neu entstehen. Die Erarbeitung eines besseren Verständnisses der Partikelemissions- und Partikelneubildungsprozesse stellt daher ein zentrales Ziel dieses Vorhabens dar. Ein Novum dieses Vorhabens ist die extrazelluläre Untersuchung des ROS-Bildungspotenzials der Partikel, das einen Aufschluss über mögliche gesundheitliche Auswirkungen liefert. Weiterhin sollen die Emissionen aus Kaminöfen auch bezüglich ihrer Gaszusammensetzung umfänglich charakterisiert werden. Auf Basis der gewonnenen Informationen sollen einerseits Konstruktionsempfehlungen für möglichst emissionsarme Kaminöfen und andererseits Handlungsempfehlungen für den emissionsarmen Betrieb erarbeitet werden. Basierend auf den Erkenntnissen zur Freisetzung von Luftschadstoffen soll ferner eine sensorgestützte Überwachung der Innenraumluftqualität beim Betrieb von Kaminöfen entwickelt und in die Abbrandsteuerung eines Kaminofens integriert werden, um so den Ofen energie- und emissionsoptimiert betreiben zu können.Prof. Dr.-Ing. Christof Asbach
Tel.: +49 2065 418-409
asbach@iuta.de
Institut für Umwelt & Energie, Technik & Analytik e.V. (IUTA)
Bliersheimer Str. 58-60
47229 Duisburg

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31.12.2024
2220NR121BVerbundvorhaben: Untersuchung der Freisetzung partikulärer und gasförmiger Luftschadstoffe aus Kaminöfen in den Innenraum; Teilvorhaben 2: Prüfraumaufbau, Einbindung der Sensorinformationen und Handlungsempfehlungen für Konstruktion - Akronym: PAGALUKAZiel des Vorhabens PAGALUKA ist die Schaffung einer Datenbasis zur Freisetzung von gas- und partikelförmigen Luftschadstoffen aus Kaminöfen in den Innenraum. Mit dem besseren Verständnis der Freisetzung lassen sich Maßnahmen ableiten, um diese so weit wie möglich zu vermeiden. Eine große Wissenslücke besteht derzeit noch im Bereich der Partikelkonzentrationen in Innenräumen mit Kleinfeuerungsanlagen. Zwar wurden mitunter erhöhte Partikelkonzentrationen nachgewiesen, nach dem derzeitigen Kenntnisstand ist aber nicht eindeutig geklärt, welche Partikel tatsächlich aus dem Brennraum des Ofens emittiert und welche erst außerhalb des Ofens aufgrund thermischer Einwirkung durch Nukleation neu entstehen. Die Erarbeitung eines besseren Verständnisses der Partikelemissions- und Partikelneubildungsprozesse stellt daher ein zentrales Ziel dieses Vorhabens dar. Ein Novum dieses Vorhabens ist die extrazelluläre Untersuchung des ROS-Bildungspotenzials der Partikel, das einen Aufschluss über mögliche gesundheitliche Auswirkungen liefert. Weiterhin sollen die Emissionen aus Kaminöfen auch bezüglich ihrer Gaszusammensetzung umfänglich charakterisiert werden. Auf Basis der gewonnenen Informationen sollen einerseits Konstruktionsempfehlungen für möglichst emissionsarme Kaminöfen und andererseits Handlungsempfehlungen für den emissionsarmen Betrieb erarbeitet werden. Basierend auf den Erkenntnissen zur Freisetzung von Luftschadstoffen soll ferner eine sensorgestützte Überwachung der Innenraumluftqualität beim Betrieb von Kaminöfen entwickelt und in die Abbrandsteuerung eines Kaminofens integriert werden, um so den Ofen energie- und emissionsoptimiert betreiben zu können. Benedikt Wagner
Tel.: +49 252 2590-1145
wagner@skantherm.de
Skantherm GmbH & Co. KG
Von-Büren-Allee 16
59302 Oelde

2022-07-01

01.07.2022

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30.06.2024
2220NR123XEntwicklung einer integrierten Abgasbehandlungstechnik für Scheitholz-Einzelraumfeuerungsanlagen zur langzeitstabilen Einhaltung der Grenzwertanforderungen des Blauen Umweltengels - Ultrafeinstaub-Filter- und Katalysatortechnologie, Regelungskonzept,Gesamtsystem - Akronym: CleanKFADas Ziel des Vorhabens besteht in der Entwicklung und Erprobung eines innovativen Konzepts für ein integriertes Abgasbehandlungssystem in Einzelraumfeuerstätten, mit dem eine langzeitstabile Einhaltung der Emmisionsgrenzwerte des neuen Umweltzeichens "Blauer Engel" für Kaminöfen für Holz DE-ZU 212 erreicht werden kann. Auf Basis neuartiger Kombinationen aus zellulären und dichten keramischen Strukturen sollen geeignete Filter, Katalysatoren und Wärmespeicherelemente für die Integration in Feuerstätten ermittelt und deren optimale Einsatzbedingungen in Kombination mit einer geregelten Verbrennungsführung ausgetestet werden. Der besondere Fokus beim Funktionalitätsnachweis unter erweiterten Typprüfbedingungen gemäß der Kriterien des Umweltzeichens sowie in Langzeitversuchen liegt auf einer Verminderung der Feinstpartikel zur Einhaltung des neuen anzahlbezogenen Partikelgrenzwertes von 5.000.000/cm³. Darüber hinaus sind die Minderung von Kohlenstoffmonoxid um mindestens 65 % im Vergleich zu konventionellen Feuerstätten sowie die Reduzierung von gasförmigen organischen Verbindungen und Stickstoffoxiden gemäß den Emissionsanforderungen nachzuweisen.Dr. rer. nat. Uwe Petasch
Tel.: +49 351 2553-7616
uwe.petasch@ikts.fraunhofer.de
Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme (IKTS)
Winterbergstr. 28
01277 Dresden

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30.04.2024
2220NR128AVerbundvorhaben: Transferarbeitsgruppe für Bioenergieanlagen im zukünftigen Energiesystem; Teilvorhaben 1: Datenkonsolidierung und Methodenharmonisierung - Akronym: TRANSBIOBei dem geplanten Vorhaben Transferarbeitsgruppe für Bioenergieanlagen im zukünftigen Energiesystem (TRANSBIO) handelt es sich primär um ein Multiplikations- und Kommunikationsprojekt, das auf einer fundierten und konsistenten Daten- und Methodenbasis aufbaut. Es dient dazu, zentrale Ergebnisse und Handlungsoptionen der bis dahin abgeschlossenen Post-EEG Projekte innerhalb Deutschlands und ggf. ausgewählte EU-Projekte mit Bezug zum Rechtsrahmen von bspw. Vergütungsmechanismen in Deutschland oder ähnlichen Instrumenten zu bündeln, zu harmonisieren sowie verständlich aufzubereiten und an die jeweiligen Zielgruppen heranzutragen. Damit sollen zuvorderst Betreibende von Bioenergieanlagen dazu befähigt werden, anhand einer transparenten Informationsbasis anstehende Entscheidungen für den möglichen Weiterbetrieb zu treffen. In einem zweiten Schwerpunkt konzentrieren sich die Projektnehmenden darauf, die Ergebnisse an ein möglichst breites und bisher nicht Bioenergie-spezifisches energiewirtschaftliches Umfeld zu kommunizieren und hier die Verknüpfung mit intersektoralen Fragestellungen zu berücksichtigen. Dabei ist es von großer Bedeutung, das Abstraktionsniveau der Ergebnisse zielgruppengerecht anzupassen, um eine gute Verständlichkeit zu erreichen. Tino Barchmann
Tel.: +49 341 2434-375
tino.barchmann@dbfz.de
DBFZ Deutsches Biomasseforschungszentrum gemeinnützige GmbH
Torgauer Str. 116
04347 Leipzig

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30.04.2024
2220NR128BVerbundvorhaben: Transferarbeitsgruppe für Bioenergieanlagen im zukünftigen Energiesystem; Teilvorhaben 2: Post EEG Thesen und Kommunikation - Akronym: TRANSBIOBei dem Vorhaben Transferarbeitsgruppe für Bioenergieanlagen im zukünftigen Energiesystem (TRANSBIO) handelt es sich primär um ein Multiplikations- und Kommunikationsprojekt, das auf einer fundierten und konsistenten Daten- und Methodenbasis aufbaut. Es dient dazu, zentrale Ergebnisse und Handlungsoptionen der bis dahin abgeschlossenen Post-EEG Projekte innerhalb Deutschlands und ggf. ausgewählte EU-Projekte mit Bezug zum Rechtsrahmen von bspw. Vergütungsmechanismen in Deutschland oder ähnlichen Instrumenten zu bündeln, zu harmonisieren sowie verständlich aufzubereiten und an die jeweiligen Zielgruppen heranzutragen. Damit sollen zuvorderst Betreibende von Bioenergieanlagen dazu befähigt werden, anhand einer transparenten Informationsbasis anstehende Entscheidungen für den möglichen Weiterbetrieb zu treffen. In einem zweiten Schwerpunkt konzentrieren sich die Projektnehmenden darauf, die Ergebnisse an ein möglichst breites und bisher nicht Bioenergie-spezifisches energiewirtschaftliches Umfeld zu kommunizieren und hier die Verknüpfung mit intersektoralen Fragestellungen zu berücksichtigen. Dabei ist es von großer Bedeutung, das Abstraktionsniveau der Ergebnisse zielgruppengerecht anzupassen, um eine gute Verständlichkeit zu erreichen. Bernhard Wern
Tel.: +49 176 10270-285
wern@izes.de
IZES gGmbH
Altenkesseler Str. 17 Geb. A1
66115 Saarbrücken

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30.04.2024
2220NR128CVerbundvorhaben: Transferarbeitsgruppe für Bioenergieanlagen im zukünftigen Energiesystem; Teilvorhaben 3: Multimedialer Informationstransfer - Akronym: TRANSBIOBei dem geplanten Vorhaben Transferarbeitsgruppe für Bioenergieanlagen im zukünftigen Energiesystem (TRANSBIO) handelt es sich primär um ein Multiplikations- und Kommunikationsprojekt, das auf einer fundierten und konsistenten Daten- und Methodenbasis aufbaut. Es dient dazu, zentrale Ergebnisse und Handlungsoptionen der bis dahin abgeschlossenen Post-EEG Projekte innerhalb Deutschlands und ggf. ausgewählte EU-Projekte mit Bezug zum Rechtsrahmen von bspw. Vergütungsmechanismen in Deutschland oder ähnlichen Instrumenten zu bündeln, zu harmonisieren sowie verständlich aufzubereiten und an die jeweiligen Zielgruppen heranzutragen. Damit sollen zuvorderst Betreibende von Bioenergieanlagen dazu befähigt werden, anhand einer transparenten Informationsbasis anstehende Entscheidungen für den möglichen Weiterbetrieb zu treffen. In einem zweiten Schwerpunkt konzentrieren sich die Projektnehmenden darauf, die Ergebnisse an ein möglichst breites und bisher nicht Bioenergiespezifisches energiewirtschaftliches Umfeld zu kommunizieren und hier die Verknüpfung mit intersektoralen Fragestellungen zu berücksichtigen. Dabei ist es von großer Bedeutung, das Abstraktionsniveau der Ergebnisse zielgruppengerecht anzupassen, um eine gute Verständlichkeit zu erreichen. Mark Paterson
Tel.: +49 6151 7001-234
m.paterson@ktbl.de
Kuratorium für Technik und Bauwesen in der Landwirtschaft e.V. (KTBL)
Bartningstr. 49
64289 Darmstadt

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30.04.2024
2220NR128DVerbundvorhaben: Transferarbeitsgruppe für Bioenergieanlagen im zukünftigen Energiesystem; Teilvorhaben 4: Markt- und Risikobewertung - Akronym: TransBioBei dem geplanten Vorhaben Transferarbeitsgruppe für Bioenergieanlagen im zukünftigen Energiesystem (TRANSBIO) handelt es sich primär um ein Multiplikations- und Kommunikationsprojekt, das auf einer fundierten und konsistenten Daten- und Methodenbasis aufbaut. Es dient dazu, zentrale Ergebnisse und Handlungsoptionen der bis dahin abgeschlossenen Post-EEG Projekte innerhalb Deutschlands und ggf. ausgewählte EU-Projekte mit Bezug zum Rechtsrahmen von bspw. Vergütungsmechanismen in Deutschland oder ähnlichen Instrumenten zu bündeln, zu harmonisieren sowie verständlich aufzubereiten und an die jeweiligen Zielgruppen heranzutragen. Damit sollen zuvorderst Betreibende von Bioenergieanlagen dazu befähigt werden, anhand einer transparenten Informationsbasis anstehende Entscheidungen für den möglichen Weiterbetrieb zu treffen. In einem zweiten Schwerpunkt konzentrieren sich die Projektnehmenden darauf, die Ergebnisse an ein möglichst breites und bisher nicht Bioenergiespezifisches energiewirtschaftliches Umfeld zu kommunizieren und hier die Verknüpfung mit intersektoralen Fragestellungen zu berücksichtigen. Dabei ist es von großer Bedeutung, das Abstraktionsniveau der Ergebnisse zielgruppengerecht anzupassen, um eine gute Verständlichkeit zu erreichen.Dr. Ludger Eltrop
Tel.: +49 711 685-87816
ludger.eltrop@ier.uni-stuttgart.de
Universität Stuttgart - Fakultät 4 Energie-, Verfahrens- und Biotechnik - Institut für Energiewirtschaft und rationelle Energieanwendung (IER)
Heßbrühlstr. 49 a
70565 Stuttgart

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30.09.2024
2220NR132AVerbundvorhaben: Elektro-thermische Nachverbrennung für Einzelraumfeuerstätten; Teilvorhaben 1: Fertigung erforderlicher Komponenten, die nicht zugekauft werden können, Bereitstellung des Prüfstandes, Durchführung der Messkampagne zur Detektierung von Verschleißerscheinungen und etwaigen Schäden - Akronym: E-TNVSaubere, emissionsarme Verbrennung von Kaminöfen und das in allen Phasen der Verbrennung und nicht nur auf dem Prüfstand! Um das zu erreichen, setzt unser Vorhaben E-TNV an der Wurzel des Problems an. Die Wurzel des Problems ist, dass während der Start- und der Ausbrandphase sowie beim Nachlegen von Holzscheiten in Kaminöfen die nötigen Temperaturen bzw. Prozessbedingungen, die für eine vollständige Verbrennung benötigt werden, nicht vorliegen. Daher treten in diesen Phasen Emissionen mit hoher toxischer und auch klimaschädlicher Wirkung auf. Mit unserem System zur elektro-thermischen Nachverbrennung stellen wir binnen Sekunden die nötigen Temperaturen bereit und ermöglichen eine vollständige Verbrennung bereits kurz nach der Zündung des Kaminofens. Über eine automatische Anschaltung des E-TNV-Systems kann die Aktivierung unabhängig vom Nutzer erfolgen. So wollen wir negative Einflüsse durch den Nutzer ausgleichen. Kein marktgängiges Verfahren besitzt das Potenzial die Herausforderungen bei Einzelfeuerstätten in diesem Umfang zu lösen. Martin Meiller
Tel.: +49 9661 8155-421
martin.meiller@umsicht.fraunhofer.de
Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHTATZ
An der Maxhütte 1
92237 Sulzbach-Rosenberg

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2220NR132BVerbundvorhaben: Elektro-thermische Nachverbrennung für Einzelraumfeuerstätten; Teilvorhaben 2: Bereitstellung des Testofens und Einbau des Funktionsmusters, Versuche mit dem optimierten Funktionsmuster unter Typprüfbedingungen und als Vergleich Prüfungen nach Blauem Engel bzw. BeReal - Akronym: E_TNVSaubere, emissionsarme Verbrennung von Kaminöfen und das in allen Phasen der Verbrennung und nicht nur auf dem Prüfstand! Um das zu erreichen, setzt unser Vorhaben E-TNV an der Wurzel des Problems an. Die Wurzel des Problems ist, dass während der Start- und der Ausbrandphase sowie beim Nachlegen von Holzscheiten in Kaminöfen die nötigen Temperaturen bzw. Prozessbedingungen, die für eine vollständige Verbrennung benötigt werden, nicht vorliegen. Daher treten in diesen Phasen Emissionen mit hoher toxischer und auch klimaschädlicher Wirkung auf. Mit unserem System zur elektro-thermischen Nachverbrennung stellen wir binnen Sekunden die nötigen Temperaturen bereit und ermöglichen eine vollständige Verbrennung bereits kurz nach der Zündung des Kaminofens. Über eine automatische Anschaltung des E-TNV-Systems kann die Aktivierung unabhängig vom Nutzer erfolgen. So wollen wir negative Einflüsse durch den Nutzer ausgleichen. Kein marktgängiges Verfahren besitzt das Potenzial die Herausforderungen bei Einzelfeuerstätten in diesem Umfang zu lösen. Onno Cramer
Tel.: +494916099134
ocramer@www.leda.de
LEDA Werk GmbH & Co. KG
Groninger Str. 10
26789 Leer (Ostfriesland)

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30.09.2024
2220NR132CVerbundvorhaben: Elektro-thermische Nachverbrennung für Einzelraumfeuerstätten; Teilvorhaben 3: Engineering und Entwicklung des ersten Prototyps (Funktionsmuster), Optimierung auf Basis der Ergebnisse von Messkampagne im Technikum von Fraunhofer Umsicht - Akronym: E-TNVSaubere, emissionsarme Verbrennung von Kaminöfen und das in allen Phasen der Verbrennung und nicht nur auf dem Prüfstand! Um das zu erreichen, setzt unser Vorhaben E-TNV an der Wurzel des Problems an. Die Wurzel des Problems ist, dass während der Start- und der Ausbrandphase sowie beim Nachlegen von Holz-scheiten in Kaminöfen die nötigen Temperaturen bzw. Prozessbedingungen, die für eine vollständige Verbrennung benötigt werden, nicht vorliegen. Daher treten in diesen Phasen Emissionen mit hoher toxischer und auch klimaschädlicher Wirkung auf (vgl. Kapitel II.1). Mit unserem System zur elektrothermischen Nachverbrennung stellen wir binnen Sekunden die nötigen Temperaturen bereit und ermöglichen eine vollständige Verbrennung bereits kurz nach der Zündung des Kaminofens. Über eine automatische Anschaltung des E-TNV-Systems kann die Aktivierung unabhängig vom Nutzer erfolgen. So wollen wir negative Einflüsse durch den Nutzer ausgleichen. Kein marktgängiges Verfahren besitzt das Potenzial die Herausforderungen bei Einzelfeuerstätten in diesem Umfang zu lösen.Dr. Dragan Stevanovic
Tel.: +49 9661 889-155
office@pebble-heater.com
Dr. Dragan Stevanovic - Engineering & Consulting
Knorr-von-Rosenrot Str. 44
92237 Sulzbach-Rosenberg

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30.09.2025
2220NR135AVerbundvorhaben: Innovativer Plattenelektrofilter mit automatischer Abreinigung zur Abscheidung der Staubemissionen aus häuslichen Kleinfeuerungsanlagen im Wohnbereich; Teilvorhaben 1: Entwicklung der elektronischen und mechanischen Komponenten, Prüfstand- und Feldtests mit anschließender Optimierung - Akronym: I_WESP_intelligentZiel des Vorhabens I_WESP intelligent (innovative_wood elecrostatic presipitator) ist die Entwicklung eines innovativen, kompakten und intelligenten elektrostatischen Abscheiders für Staubemissionen aus häuslichen mit Holz beheizten Kleinfeuerungsanlagen zur Aufstellung im Wohnraum. Der Kleinelektrofilter soll sowohl für die Installation bei Neuanlagen als auch als Nachrüstlösung für Bestandsanlagen zur Verfügung stehen. Innovativer Kern des Projekts ist vor allem die Ausführung der Kleinfilteranlage als Plattenfilter, die es ermöglicht, den Filter in seiner Bauweise flacher und kompakter zu gestalten. Bisher wurden Kleinelektrofilter ausschließlich als Röhrenfilter konzipiert, was bei Aufstellung nach automatisch betriebenen Kesselanlagen mit höherer thermischer Leistung kein Problem darstellt. Hinsichtlich einer Integration in den Wohnbereich werden hinsichtlich Kompaktheit, Gestaltung und Geräuschemissionen des Apparates weitaus höhere Ansprüche gestellt. Ein weiterer Schwerpunkt wird die Entwicklung eines neuartigen Abreinigungs- und Austragssystems sein, das eine staubfreie Entsorgung der abgeschiedenen Rückstände ermöglicht. Im Einzelnen lassen folgende wesentliche Entwicklungsziele und Anforderungen formulieren: - E-Filter muss betriebs-, funktionssicher sein und dabei sicher und dauerhaft die vorgegebenen Staubgrenzwerte unterschreiten - geringer Energieverbrauch durch automatische Anpassung an die Betriebsbedingungen - kompakte, stabile Ausführung mit geringem Platzbedarf (Nachrüstung, Wohnbereich) - einfache Methode der Abreinigung, wartungsfreier staubfreier Austrag - geringe Geräuschentwicklung, elektromagnetische Verträglichkeit - einfache Bedienbarkeit, geringer Wartungsaufwand - Integration einer einfachen Sensorik zur Messung der Staubkonzentration - niedriqe Anschaffunqskosten ( ca. 600 €)Prof. Dr.-Ing. Thomas Metz
Tel.: +49 911 5880-1199
thomas.metz@th-nuernberg.de
Technische Hochschule Nürnberg Georg Simon Ohm
Keßlerplatz 12
90489 Nürnberg

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2220NR135BVerbundvorhaben: Innovativer Plattenelektrofilter mit automatischer Abreinigung zur Abscheidung der Staubemissionen aus häuslichen Kleinfeuerungsanlagen im Wohnbereich; Teilvorhaben 2: Konstruktionen, Detailplanungen, Werkstoffuntersuchungen und Fertigung der Versuchsmuster sowie Prototypen - Akronym: I_WESP_intelligentZiel des Vorhabens I_WESP intelligent (innovative_wood elecrostatic presipitator) ist die Entwicklung eines innovativen, kompakten und intelligenten elektrostatischen Abscheiders für Staubemissionen aus häuslichen mit Holz beheizten Kleinfeuerungsanlagen zur Aufstellung im Wohnraum. Der Kleinelektrofilter soll sowohl für die Installation bei Neuanlagen als auch als Nachrüstlösung für Bestandsanlagen zur Verfügung stehen. Innovativer Kern des Projekts ist vor allem die Ausführung der Kleinfilteranlage als Plattenfilter, die es ermöglicht, den Filter in seiner Bauweise flacher und kompakter zu gestalten. Bisher wurden Kleinelektrofilter ausschließlich als Röhrenfilter konzipiert, was bei Aufstellung nach automatisch betriebenen Kesselanlagen mit höherer thermischer Leistung kein Problem darstellt. Hinsichtlich einer Integration in den Wohnbereich werden hinsichtlich Kompaktheit, Gestaltung und Geräuschemissionen des Apparates weitaus höhere Ansprüche gestellt. Ein weiterer Schwerpunkt wird die Entwicklung eines neuartigen Abreinigungs- und Austragssystems sein, das eine staubfreie Entsorgung der abgeschiedenen Rückstände ermöglicht. Im Einzelnen lassen folgende wesentliche Entwicklungsziele und Anforderungen formulieren: - E-Filter muss betriebs-, funktionssicher sein und dabei sicher und dauerhaft die vorgegebenen Staubgrenzwerte unterschreiten - geringer Energieverbrauch durch automatische Anpassung an die Betriebsbedingungen - kompakte, stabile Ausführung mit geringem Platzbedarf (Nachrüstung, Wohnbereich) - einfache Methode der Abreinigung, wartungsfreier staubfreier Austrag - geringe Geräuschentwicklung, elektromagnetische Verträglichkeit - einfache Bedienbarkeit, geringer Wartungsaufwand - Integration einer einfachen Sensorik zur Messung der Staubkonzentration - niedriqe Anschaffunqskosten ( ca. 600 €) Richard Greil
Tel.: +49 91727-181
info@metallbau-greil.de
Metallbau Greil GmbH
Industriestr. 3
91187 Röttenbach

2021-09-01

01.09.2021

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31.08.2024
2220NR139XEinsatz gering aufbereiteter Waldresthölzer im Rosenheimer Verfahren zur Holzvergasung - Akronym: ROWaHGelingt es, die klimafreundliche Technologie der Holzvergasung an gering aufbereitetes Waldrestholz anzupassen, steigert dies die Wirtschaftlichkeit und Attraktivität von Holzvergaser-Kleinanlagen. Der Einsatz dieser Bioenergieerzeugung in ländlichen, waldreichen Kommunen wäre durch ihre gute Integration in den flexiblen Energiemarkt und Nahwärmenetze möglich. Im Sinne der Politikstrategie Bioökonomie fördert dies regionale Investitionen und schafft dezentrale Wertschöpfungsketten und Absatzmärkte, sowohl in der Forstwirtschaft, als auch in der Energiewirtschaft. Die CO2-neutrale Strom- und Wärmebereitstellung leistet einen Beitrag zur Energiewende und kann durch Nutzung eines Reststoffes, trotz steigendem Energiebedarf, den Flächenverbrauch für den Anbau weiterer nachwachsender Rohstoffe verhindern. Im Rahmen des hier vorgeschlagenen Projekts sollen nur gering aufbereitete Waldresthölzer im Rosenheimer Verfahren zur Holzvergasung genutzt werden. Gering aufbereitet bedeutet im Kontext dieser Projektskizze lediglich biologisch getrocknet und gehackt. Hierzu wird die interne Brennstoffaufbereitung der Vergasungsanlage hinsichtlich verschiedener Störstoffe ertüchtigt. Die von den Stadtwerken Rosenheim entwickelte Lambda-Steuerung des Vergasungsprozesses, welche sich im Betrieb mit sog. "Premium Hackschnitzeln" der Qualitätsklasse "ENplus A1" bewährt hat, soll im Einsatz nur gering aufbereiteter Waldhackschnitzel erprobt und ggf. angepasst werden. In Versuchsreihen soll ein Vergaserkennfeld entwickelt werden, in welchem der Vergasungsprozess in Abhängigkeit der Brennstoffeigenschaften (Wassergehalt, Korngröße, Feinanteil) und bei variabler Last zuverlässig und bei hohem Gesamtwirkungsgrad betrieben werden kann. Angesichts des höheren Wassergehalts nicht thermisch getrockneter Ware gilt der Feuchte des erzeugten Holzgases besonderes Interesse: Im Sinne einer Doppelstrategie soll das Produktgas nach den Ansprüchen der Gasverwertung im BHKW zusätzlich entfeuchtet werden. Lukas Tanzer
Tel.: +49 8031 365 2204
lukas.tanzer@swro.de
Stadtwerke Rosenheim GmbH & Co. KG
Bayerstr. 5
83022 Rosenheim

2022-10-01

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2025-03-31

31.03.2025
2220NR147AVerbundvorhaben: Partikelabscheider mit Filterpackungen aus texturierten Garnen zur Abgasreinigung an Stückholzfeuerungen; Teilvorhaben 1: Verfahrenstechnische Auslegung und analytische Bewertung des Filtermediums, experimentelle Untersuchungen - Akronym: PartEX4AbholzDas Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung eines hocheffizienten speichernden Abscheiders für die Reduktion partikulärer Emissionen aus dem Abgas von handbeschickten Stückholzfeuerungen, insbesondere von Einzelraumfeuerungen (ERF). Der Abscheider setzt dabei auf die Mechanismen der mechanischen Filtration. Die größtenteils ultrafeinen Partikel und die an ihnen anhaftenden, organischen Substanzen, wie polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe, werden innerhalb eines offenporigen, faserigen Filtermediums sicher abgeschieden und sequestriert. Dadurch werden die toxikologisch relevanten Partikel der Umwelt unwiderruflich entzogen. Das offenporige Filtermedium bildet den innovativen Kern des Abscheiders. Texturierte Garne werden zu strukturierten Filterpackungen und diese zum innovativen Filtermedium zusammengesetzt. Der Ansatz verspricht im Vergleich zu konventionellen Speicherfiltern aus Wirrfaservliesen eine hohe Speicherkapazität bei gleichzeitig hoher Abscheidewirkung. Der Abscheider ist zunächst als Dachaufsatz konzipiert. In Betrieb wird das Abgas mittels eines Lüfters mit geringer Leistung aktiv durch das Filtermedium geleitet und gereinigt. Der Abscheidegrad beträgt bis zu 90 %. Damit werden die Grenzwerte des Blauen Engels für emissionsarme Kaminöfen sicher eingehalten, sowohl in Bezug auf die Partikelmasse (15 mg/m3), als auch hinsichtlich der Partikelanzahl (5·10^6 Partikel/cm3). Die Speicherung der Partikel stellt im Vergleich zu aktuell marktverfügbaren Abscheidern für ERF das Alleinstellungsmerkmal der Entwicklung dar. Ziel ist es, eine Standzeit von bis zu 500 Holzauflagen zu erreichen. Der Nachweis der Funktionsfähigkeit des Konzeptes wurde im Technikumsmaßstab erbracht (TRL 3). Im beantragten Vorhaben soll das Verfahren mit Partnern aus den Bereichen Textil- und Feuerungstechnik optimiert und der Abscheider bis zum Entwicklungsstand TRL 6 weiterentwickelt werden. Das Projekt schließt mit der Demonstration des Abscheiders in einem Praxistest. Daniel Wohter
Tel.: +49 241 80 96694
wohter@teer.rwth-aachen.de
Lehr- und Forschungsgebiet Technologie der Energierohstoffe
Wüllnerstr. 2
52062 Aachen

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31.03.2025
2220NR147BVerbundvorhaben: Partikelabscheider mit Filterpackungen aus texturierten Garnen zur Abgasreinigung an Stückholzfeuerungen; Teilvorhaben 2: Adaption des Abscheidersystems an das innovative Filtermedium, Design und Konstruktion sowie die Fertigung der Abscheidergehäuse, in der Entwicklungs- und Validierungsphase - Akronym: PartEX4AbholzDas Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung eines hocheffizienten speichernden Abscheiders für die Reduktion partikulärer Emissionen aus dem Abgas von handbeschickten Stückholzfeuerungen, insbesondere von Einzelraumfeuerungen (ERF). Der Abscheider setzt dabei auf die Mechanismen der mechanischen Filtration. Die größtenteils ultrafeinen Partikel und die an ihnen anhaftenden, organischen Substan-zen, wie polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe, werden innerhalb eines offenporigen, faserigen Filtermediums sicher abgeschieden und sequestriert. Dadurch werden die toxikologisch relevanten Partikel der Umwelt unwiderruflich entzogen. Das offenporige Filtermedium bildet den innovativen Kern des Abscheiders. Texturierte Garne werden zu strukturierten Filterpackungen und diese zum innovativen Filtermedium zusammengesetzt. Der Ansatz verspricht im Vergleich zu konventionellen Speicherfiltern aus Wirrfaservliesen eine hohe Speicherkapazität bei gleichzeitig hoher Abscheidewirkung. Der Abscheider ist zunächst als Dachaufsatz konzipiert. In Betrieb wird das Abgas mittels eines Lüfters mit geringer Leistung aktiv durch das Filtermedium geleitet und gereinigt. Der Abscheidegrad beträgt bis zu 90 %. Damit werden die Grenzwerte des Blauen Engels für emissionsarme Kaminöfen sicher eingehalten, sowohl in Bezug auf die Partikelmasse (15 mg/m3), als auch hinsichtlich der Partikelanzahl (5·10^6Partikel/cm3). Die Speicherung der Partikel stellt im Vergleich zu aktuell marktverfügbaren Abscheidern für ERF das Alleinstellungsmerkmal der Entwicklung dar. Ziel ist es, eine Standzeit von bis zu 500 Holzauflagen zu erreichen. Der Nachweis der Funktionsfähigkeit des Konzeptes wurde im Technikumsmaßstab erbracht (TRL 3). Im beantragten Vorhaben soll das Verfahren mit Partnern aus den Bereichen Textil- und Feuerungstechnik optimiert und der Abscheider bis zum Entwicklungsstand TRL 6 weiterentwickelt werden. Das Projekt schließt mit der Demonstration des Abscheiders in einem Praxistest. Benedikt Wagner
Tel.: +49 252 2590-1145
wagner@skantherm.de
Skantherm GmbH & Co. KG
Von-Büren-Allee 16
59302 Oelde

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31.03.2025
2220NR147CVerbundvorhaben: Partikelabscheider mit Filterpackungen aus texturierten Garnen zur Abgasreinigung an Stückholzfeuerungen; Teilvorhaben 3: Entwicklung & Fertigung des Filterelementes, Konstruktion einer kostengünstigen Trägerstruktur zur Aufnahme des Filtermediums, Ausarbeitung von Vertriebs-und Entsorgungswegen - Akronym: PartEX4AbholzDas Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung eines hocheffizienten speichernden Abscheiders für die Reduktion partikulärer Emissionen aus dem Abgas von handbeschickten Stückholzfeuerungen, insbesondere von Einzelraumfeuerungen (ERF). Der Abscheider setzt dabei auf die Mechanismen der mechanischen Filtration. Die größenteils ultrafeinen Partikel und die an ihnen anhaftenden, organischen Substanzen, wie polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe, werden innerhalb eines offenporigen, faserigen Filtermediums sicher abgeschieden und sequestriert. Dadurch werden die toxikologisch relevanten Partikel der Umwelt unwiderrufliche entzogen. Das offenporige Filtermedium bildet den innovativen Kern des Abscheiders. Texturierte Garne werden zu strukturierten Filterpackungen und diese zum innovativen Filtermedium zusammengesetzt. Der Ansatz verspricht im Vergleich zu konventionellen Speicherfiltern aus Wirrfaservliesen eine hohe Speicherkapazität bei gleichzeitig hoher Abscheidewirkung. Der Abscheider ist zunächst als Dachaufsatz konzipiert. In Betrieb wird das Abgas mittels eines Lüfters mit geringer Leistung aktiv durch das Filtermedium geleitet und gereinigt. Der Abscheidegrad beträgt bis zu 90%. Damit werden die Grenzwerte des Blauen Engels für emissionsarme Kaminöfen sicher eingehalten, sowohl in Bezug auf die Partikelmasse (15 mg/m³), als auch hinsichtlich der Partikelanzahl (5*10^6 Partikel/cm³). Die Speicherung der Partikel stellt im Vergleich zu aktuell marktverfügbaren Abscheidern für ERF das Alleinstellungsmerkmal der Entwicklung dar. Ziel ist es, eine Standzeit von bis zu 500 Holzauflagen zu erreichen. Der Nachweis der Funktionsfähigkeit des Konzeptes wurde im Technikumsmaßstab erbracht (TRL 3). Im beantragten Vorhaben soll das Verfahren mit Partnern aus den Bereichen Textil- und Feuerungstechnik optimiert und der Abscheider bis zum Entwicklungsstand TRL6 weiterentwickelt werden. Das Projekt schließt mit der Demonstration des Abscheiders in einem Praxistest.Dr. Florian Winter
Tel.: +49 5439 9416-53
fwinter@culimeta.de
Culimeta Textilglas-Technologie GmbH & Co. KG
Werner-von-Siemens-Str. 9
49593 Bersenbrück

2022-10-01

01.10.2022

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31.03.2025
2220NR147DVerbundvorhaben: Partikelabscheider mit Filterpackungen aus texturierten Garnen zur Abgasreinigung an Stückholzfeuerungen; Teilvorhaben 4: Weiterentwicklung der innovativen textiltechnischen Strukturen des Filtermediums, Optimierung der Garneigenschaften und der Gelegestruktur - Akronym: PartEX4AbholzDas Ziel des Vorhabens PartEX4Abholz ist die Reduzierung partikulärer Emissionen aus dem Abgas von Stückholzfeuerungen. Der Lösungsansatz stellt die Entwicklung eines hocheffizienten speichernden Abscheiders dar, welcher auf der untersten Ebene aus einem innovativen Filtermedium besteht, welches in ein patronenförmiges Filterelement eingebettet ist. Das Filtermedium basiert auf texturierten (aufgebauschten) feinen Glasfasergarnen, an denen sich sowohl flüssige als auch feste Partikel sehr gut anlagern. Das ITA übernimmt innerhalb dieses Teilvorhabens die Aufgabe der Entwicklung der innovativen textiltechnischen Strukturen des Filtermediums. Hierzu zählt einerseits die Weiterentwicklung des Filtermediums auf Garnebene. Das Ziel ist es, die Partikelabscheidung im Vergleich zu einem Standardgarn deutlich zu steigern. Aufbauend auf den optimierten texturierten Garnen wird durch das ITA in enger Zusammenarbeit mit dem Projektpartner Culimeta zudem eine geeignete Gelegestruktur (einzelne Filterschicht) entwickelt, welche wirtschaftlich herstellbar ist und im nachfolgenden Prozessschritt durch Culimeta maschinell in eine drei-dimensionale Struktur überführt und in das Filterelement (Filterpatrone) integriert werden kann. Carsten Uthemann
Tel.: +49 241 80 23486
carsten.uthemann@ita.rwth-aachen.de
Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen - Fakultät 4 - Maschinenwesen - Institut für Textiltechnik der RWTH Aachen University
Otto-Blumenthal-Str. 1
52074 Aachen

2021-12-01

01.12.2021

2024-11-30

30.11.2024
2220NR169AVerbundvorhaben: Genom-basierte Strategien zur Züchtung von Hybridsorten bei Grünroggen als nachwachsender Rohstoff für die energetische Nutzung; Teilvorhaben 1: Genotypisierung und Phänotypisierung - Akronym: HyGreeNGrünschnittroggen ist ein nachwachsender Rohstoff für die Biogaserzeugung. Obwohl Hybridzüchtung beim Roggen etabliert ist, wird die volle Heterosis bislang nicht für die Optimierung des Biomasseertrags von Grünschnittroggen genutzt. Primäres Projektziel ist es, Saatelterlinien für die Grünschnittroggen-Hybridzüchtung zu entwickeln und molekulare Marker für die Selektion auf Ertragsparameter sowie Nährstoffeffizienz und Trockentoleranz zu identifizieren. Hierzu werden Grünschnittroggen- Populationssorten den bekannten heterotischen Gruppen der Körnerroggenzüchtung zugeordnet. Dabei wird die genetische Vielfalt innerhalb der Sorten grob erfasst. Parallel werden 200 diverse Roggenlinien im Feld hinsichtlich Ertragsbildung und Ressourceneffizienz untersucht. Mit Drohnen und moderner Sensortechnik werden einfache agronomische Parameter wie Wuchshöhe und Merkmale, welche die Stressantwort beschreiben, erfasst. Unter kontrollierten Bedingungen werden insbesondere die Anpassung der Wurzelarchitektur an Situationen abiotischen Stresses und Mechanismen der P-Aufnahme charakterisiert. Die Linien werden mit einem 600k SNP-Array genotypisiert und genomweite Assoziationsstudien zur Identifizierung relevanter Loci für die genannten Merkmale durchgeführt. Zur Entwicklung der Saatelterlinien werden aus zwei Populationssorten 300 Kreuzungen mit einer selbstfertilen Roggenlinie erstellt. Mittels Allele-Mining werden aus jeder Population die 30 interessantesten Nachkommen selektiert und als Maintainer weitergeführt. Die Einlagerung in CMS-induzierendes Zytoplasma beginnt nach Projektende. In einer geplanten zweiten Projektphase werden die CMS-Linien zur BC3 weitergeführt, Testhybride aus dem Diversitätsset erstellt und in Leistungsprüfungen getestet. Zu Projektende wird erstes Ausgangsmaterial für die Hybridzüchtung von Grünschnittroggen erstellt und charakterisiert sein. Weitere fünf Jahre sind für die Entwicklung erster marktreifer Sorten zu veranschlagen.Prof. Dr. Ralf Uptmoor
Tel.: +49 381 498-3060
ralf.uptmoor@uni-rostock.de
Universität Rostock - Agrar- und Umweltwissenschaftliche Fakultät - Professur Pflanzenbau
Justus-von-Liebig-Weg 6
18059 Rostock

2021-12-01

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2024-11-30

30.11.2024
2220NR169BVerbundvorhaben: Genom-basierte Strategien zur Züchtung von Hybridsorten bei Grünroggen als nachwachsender Rohstoff für die energetische Nutzung; Teilvorhaben 2: Entwicklung von Saateltern - Akronym: HyGreeNGrünschnittroggen ist ein nachwachsender Rohstoff für die energetische Nutzung in Biogasanlagen. Obwohl Hybridzüchtung beim Roggen etabliert ist, wird das biologische Phänomen der Heterosis bislang nicht für die Optimierung des Biomasseertrags von Grünschnittroggen genutzt. Grünschnittroggen unterscheidet sich von den Körnernutzungsorten durch seine frühere und schnellere Entwicklung im Frühjahr, die eine frühzeitige Ernte Mitte April - Anfang Mai möglich macht. Ziele des Projektes HyGreeN sind, ein heterotisches Muster von Grünschnittroggen in aktuellem Zuchtmaterial zu identifizieren, Saatelterlinien für die Grünschnittroggen-Hybridzüchtung zu entwickeln und molekulare Marker für die Selektion auf Ertragsparameter sowie Nährstoffeffizienz und Trockentoleranz zu identifizieren. HyGreeN wird die züchterische Verbesserung von Grünschnittroggen wesentlich flexibler gestalten und einen schnelleren Zuchtfortschritt insbesondere bezüglich der Ertragsfähigkeit neuer Sorten ermöglichen. Moderne Grünschnitthybride sollen sich dabei zukünftig nicht nur durch die Maximierung der Trockenmasseproduktion auszeichnen. Über die Entwicklung von Inzuchtlinien kann neben Ertragsfähigkeit und Ertragsstabilität erstmals genetische Vielfalt im Hinblick auf Nährstoff- und Wassernutzungseffizienz erschlossen, systematisch evaluiert und für die Entwicklung von Sorten zur Unterstützung einer ressourceneffizienten Rohstoffproduktion genutzt werden. Leistungsstarke Grünschnittroggenhybride werden einen wesentlichen Beitrag zur ressourcenschonenden und effizienten Biogasproduktion leisten, zur Erweiterung von Biogasfruchtfolgen beitragen sowie die Flächenkonkurrenz zur Lebensmittelproduktion weiter entlasten.Dr. Bernd Hackauf
Tel.: +49 38209 45 207
bernd.hackauf@julius-kuehn.de
Julius Kühn-Institut Bundesforschungsinstitut für Kulturpflanzen (JKI) - Institut für Züchtungsforschung an landwirtschaftlichen Kulturen
Rudolf-Schick-Platz 3 a
18190 Sanitz

2021-11-15

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2024-12-31

31.12.2024
2220NR200AVerbundvorhaben: Nutzbarmachung und Speicherung fluktuierender regenerativer Energien und CO2-Emissionsminderung – Anwendungsorientierte Qualifizierung des ABRW-Verfahrens zur Biomethanisierung; Teilvorhaben 1: Entwicklung, Optimierung und Bewertung des ABRW-Verfahrens - Akronym: CO2BiÜbergeordnetes Ziel des Vorhabens ist die Integration der Biomethanisierung im innovativen ABRW-Verfahren in den Energieverbund von Windkraftanlagen, emissionsintensiven Industrieprozessen und Biogas-/Biomethananlagen bzw. mechanisch-biologischer Abfallbehandlungsanlagen zur Methaneinspeisung ins Erdgasnetz. Zentraler Gegenstand ist die Nutzung regenerativ erzeugten Wasserstoffs unter Reaktion mit CO2 und Erzeugung von einspeisefähigem Methan. Dadurch soll die indirekte Nutzung von erneuerbarem Strom vorangetrieben und dessen Speicherung bzw. Transport erreicht werden. Zusätzlich ist durch die hier angestrebte technologische Lösung die Verminderung der Treibhausgasemissionen verbunden. Statt der Abtrennung erfolgt die Nutzbarmachung von CO2, sodass von einer realen CO2-Kreislaufwirtschaft gesprochen werden kann. Das hier angestrebte Vorhaben dient vorrangig der Erforschung und Entwicklung des ABRW-Verfahrens für den praxisorientierten Anwendungsfall. Es wird die Integration des ABRW-Verfahrens für regionale und überregionale Standorte in verschiedenen Szenarien angestrebt. Mit dieser weiterentwickelten technischen Lösung soll insbesondere die Umrüstung, Erweiterung, Effizienzsteigerung und Wirtschaftlichkeit von Biogas- bzw. Biomethananlagen aber auch von Mechanisch-Biologischen Abfallbehandlungsanlagen im Post-EEG-Zeitalter erreicht werden. Es erfolgt die weitergehende Optimierung und Qualifizierung des ABRW-Verfahrens, um die Leistungsgrenze, das Betriebs- und Lastverhalten und Kennwerte für den scale-up zu ermitteln. Zudem sollen verschiedene potenzielle CO/CO2-Quellen (Brenngase, Biogas) erschlossen und hinsichtlich Ihrer Einsetzbarkeit untersucht werden. Die Technologieentwicklung wird begleitet von einer Biofilmcharakterisierung auf der Mikro- und Makroskala. Im Ergebnis ist das Gesamtpotenzial des Verfahrens darstellbar. Abschließend erfolgt auf Basis einer Grobauslegung eine überschlägige Kosten-/Nutzenanalyse, die eine Aussage zur Wirtschaftlichkeit zulässtDr.-Ing. Marko Burkhardt
Tel.: +49 355 69-4328
burkhardt@b-tu.de
Brandenburgische Technische Universität Cottbus-Senftenberg - Fakultät Umweltwissenschaften und Verfahrenstechnik - Institut für Umwelttechnik - Lehrstuhl Abfallwirtschaft
Siemens-Halske-Ring 8
03046 Cottbus

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2220NR200BVerbundvorhaben: Nutzbarmachung und Speicherung fluktuierender regenerativer Energien und CO2-Emissionsminderung – Anwendungsorientierte Qualifizierung des ABRW-Verfahrens zur Biomethanisierung; Teilvorhaben 2: Integration, Bereitstellung und Bewertung anwendungsnaher Edukte zur biologischen Methanisierung - Akronym: CO2BiÜbergeordnetes Ziel des Vorhabens ist die Integration der Biomethanisierung im innovativen ABRW-Verfahren in den Energieverbund von Windkraftanlagen, emissionsintensiven Industrieprozessen und Biogas-/Biomethananlagen bzw. mechanisch-biologischer Abfallbehandlungsanlagen zur Methaneinspeisung ins Erdgasnetz. Zentraler Gegenstand ist die Nutzung regenerativ erzeugten Wasserstoffs unter Reaktion mit CO2 und Erzeugung von einspeisefähigem Methan. Dadurch soll die indirekte Nutzung von erneuerbarem Strom vorangetrieben und dessen Speicherung bzw. Transport erreicht werden. Zusätzlich ist durch die hier angestrebte technologische Lösung die Verminderung der Treibhausgasemissionen verbunden. Statt der Abtrennung erfolgt die Nutzbarmachung von CO2, sodass von einer realen CO2-Kreislaufwirtschaft gesprochen werden kann. Das hier angestrebte Vorhaben dient vorrangig der Erforschung und Entwicklung des ABRW-Verfahrens für den praxisorientierten Anwendungsfall. Es wird die Integration des ABRW-Verfahrens für regionale und überregionale Standorte in verschiedenen Szenarien angestrebt. Mit dieser weiterentwickelten technischen Lösung soll insbesondere die Umrüstung, Erweiterung, Effizienzsteigerung und Wirtschaftlichkeit von Biogas- bzw. Biomethananlagen aber auch von Mechanisch-Biologischen Abfallbehandlungsanlagen im Post-EEG-Zeitalter erreicht werden. Es erfolgt die weitergehende Optimierung und Qualifizierung des ABRW-Verfahrens, um die Leistungsgrenze, das Betriebs- und Lastverhalten und Kennwerte für den scale-up zu ermitteln. Zudem sollen verschiedene potenzielle CO/CO2-Quellen (Brenngase, Biogas) erschlossen und hinsichtlich Ihrer Einsetzbarkeit untersucht werden. Die Technologieentwicklung wird begleitet von einer Biofilmcharakterisierung auf der Mikro- und Makroskala. Im Ergebnis ist das Gesamtpotenzial des Verfahrens darstellbar. Abschließend erfolgt auf Basis einer Grobauslegung eine überschlägige Kosten-/Nutzenanalyse, die eine Aussage zur Wirtschaftlichkeit zulässtProf. Dr. Lars Röntzsch
Tel.: +49 355 69-4501
lars.roentzsch@b-tu.de
Brandenburgische Technische Universität Cottbus-Senftenberg - Fachgebiet Thermische Energietechnik - Prof. Dr. Lars Röntzsch
Siemens-Halske-Ring 13
03046 Cottbus

2021-11-15

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31.12.2024
2220NR200CVerbundvorhaben: Nutzbarmachung und Speicherung fluktuierender regenerativer Energien und CO2-Emissionsminderung – Anwendungsorientierte Qualifizierung des ABRW-Verfahrens zur Biomethanisierung; Teilvorhaben 3: Entwicklung von ABRW-Modulen zur Biomethanisierung auf Basis Drahtgewebe - Akronym: CO2Bi_HBÜbergeordnetes Ziel des Vorhabens ist die Integration der Biomethanisierung im innovativen ABRW-Verfahren in den Energieverbund von Windkraftanlagen, emissionsintensiven Industrieprozessen und Biogas-/Biomethananlagen bzw. mechanisch-biologischer Abfallbehandlungsanlagen zur Methaneinspeisung ins Erdgasnetz. Zentraler Gegenstand ist die Nutzung regenerativ erzeugten Wasserstoffs unter Reaktion mit CO2 und Erzeugung von einspeisefähigem Methan. Dadurch soll die indirekte Nutzung von erneuerbarem Strom vorangetrieben und dessen Speicherung bzw. Transport erreicht werden. Zusätzlich ist durch die hier angestrebte technologische Lösung die Verminderung der Treibhausgasemissionen verbunden. Statt der Abtrennung erfolgt die Nutzbarmachung von CO2, sodass von einer realen CO2-Kreislaufwirtschaft gesprochen werden kann. Das hier angestrebte Vorhaben dient vorrangig der Erforschung und Entwicklung des ABRW-Verfahrens für den praxisorientierten Anwendungsfall. Es wird die Integration des ABRW-Verfahrens für regionale und überregionale Standorte in verschiedenen Szenarien angestrebt. Mit dieser weiterentwickelten technischen Lösung soll insbesondere die Umrüstung, Erweiterung, Effizienzsteigerung und Wirtschaftlichkeit von Biogas- bzw. Biomethananlagen aber auch von Mechanisch-Biologischen Abfallbehandlungsanlagen im Post-EEG-Zeitalter erreicht werden. Es erfolgt die weitergehende Optimierung und Qualifizierung des ABRW-Verfahrens, um die Leistungsgrenze, das Betriebs- und Lastverhalten und Kennwerte für den scale-up zu ermitteln. Zudem sollen verschiedene potenzielle CO/CO2-Quellen (Brenngase, Biogas) erschlossen und hinsichtlich Ihrer Einsetzbarkeit untersucht werden. Die Technologieentwicklung wird begleitet von einer Biofilmcharakterisierung auf der Mikro- und Makroskala. Im Ergebnis ist das Gesamtpotenzial des Verfahrens darstellbar. Abschließend erfolgt auf Basis einer Grobauslegung eine überschlägige Kosten-/Nutzenanalyse, die eine Aussage zur Wirtschaftlichkeit zulässt Frank Meyer
Tel.: +49 2522 30-219
f.meyer@haverboecker.com
Haver & Boecker OHG
Carl-Haver-Platz 3
59302 Oelde

2022-09-01

01.09.2022

2023-01-31

31.01.2023
2220NR257XStudie zu Einsatzmöglichkeiten von Bioethanol als Kraftstoff für handgehaltene Arbeitsgeräte unter besonderer Beachtung der Land- und Forstwirtschaft - Akronym: BioethanolIm Bereich der handgehaltenen Arbeitsgeräte hat es in den letzten 10 Jahren eine starke Elektrifizierung gegeben, trotzdem ist der Absatz von handgehaltenen Arbeitsgeräten mit Verbrennungsmotoren nicht zurückgegangen. Durch die große Anzahl von Motoren, die weltweit in der Land- und Forstwirtschaft im Einsatz sind, werden erhebliche Mengen von klimaschädlichem CO2 und anderen Schadstoffemissionen emittiert. Zudem werden diese Motoren aus Gewichtsgründen ohne Katalysator zur Abgasnachbehandlung betrieben. Damit besteht der Bedarf eine Strategie zu entwickeln, mit welchen Kraftstoffen diese Motoren in Zukunft betrieben werden können, um eine schadstoffarme Verbrennung auch ohne Abgasnachbehandlung zu ermöglichen und gleichzeitig CO2-Emissionen in diesem Bereich zu reduzieren. Markteingeführt für diese Motoren, ist derzeit ein iso-paraffinischer, fossiler Sonderkraftstoff, der optimal auf diese Kleinmotoren abgestimmt ist. Durch den Einsatz von Bioethanol als Kraftstoff von Arbeitsgeräten kann sowohl eine schadstoffarme als auch eine CO2-neutrale Verbrennung realisiert werden. Vorteilhaft ist auch, dass Bioethanol aus verschiedensten Reststoffen weltweit regional gewonnen werden kann und preiswerter ist, als der bisher genutzte Sonderkraftstoff. Die Recherche ergab, dass die hygroskopischen Eigenschaften von Ethanol die Kleinmotorenhersteller bisher von einem breiten Einsatz dieses Kraftstoffes abgehalten haben. Wasser im Kraftstoff kann zu Korrosion im Kraftstoffsystem führen, was Motorschäden zur Folge haben könnte. Erschwerend kommt hinzu, dass Kraftstoffe für Kleinmotoren in Behältern mit geringen Volumina gelagert werden, welche diesbezüglich besonders empfindlich sind. Um den aus Klimaschutzgründen sinnvollen Einsatz von Bioethanol zu fördern, sind Forschungsaktivitäten notwendig, die sich mit den konkreten Auswirkungen der hygroskopischen Eigenschaften von Ethanol auf den Motor beschäftigen und geeignete Maßnahmen zur Verhinderung von Motorschäden zu ermitteln.Im Rahmen der Literaturstudie wurde eine Marktrecherche zu folgenden Schwerpunkten durchgeführt: • Ermittlung der Anzahl von Motoren in handgehaltenen Arbeitsgeräten in der Land- und Forstwirtschaft sowie ihren geografischen Einsatzbereichen • Spezifikation der genutzten Motoren nach Größe und Einsatzdauer pro Jahr • Abschätzung des Jahresverbrauchs an Kraftstoff für die genannten Motoren nach geografischen Einsatzbereichen • Ermittlung des Einsatzes von Bioethanol in Kleinmotoren in den letzten 10 Jahren Basierend auf den Rechercheergebnissen wurde das Treibhausgaseinsparungspotential bei Einsatz von Bioethanol in Kleinmotoren handgehaltener Arbeitsmaschinen in der Land- und Forstwirtschaft ermittelt. Es wurden die Vorteile des Einsatzes von Bioethanol im Bereich der Abgasemissionen (Feinstaub, Aromaten), insbesondere in Ottomotoren ohne Dreiwegekatalysator und ohne Lambda 1 Regelung herausgearbeitet und der zukünftige Forschungsbedarf für den Einsatz von Bioethanol als Kraftstoff im Bereich der handgehaltenen Arbeitsgeräte abgeleitet.Prof. Dr.-Ing. Bert Buchholz
Tel.: +49 381 498-9150
bert.buchholz@uni-rostock.de
Universität Rostock - Fakultät für Maschinenbau und Schiffstechnik - Lehrstuhl für Kolbenmaschinen und Verbrennungsmotoren
Albert-Einstein-Str. 2
18059 Rostock
X

2021-09-01

01.09.2021

2024-12-31

31.12.2024
2220NR258XAnalyse der Anbaueignung eingeführter Baumarten im Klimawandel anhand bestehender Bestände - Akronym: AnBauKlimDas Projekt AnBauKlim hat das Gesamtziel, die Anbauwürdigkeit eingeführter Baumarten durch Erhebungen in bereits etablierten, älteren Rein- und Mischbeständen in Nordrhein-Westfalen zu prüfen. Eine systematische Auswertung der bisherigen Anbauten in Nordrhein-Westfalen fehlt bisher, obwohl die Geschichte des flächenmäßig nicht unerheblichen Fremdländeranbaus bis 1880 zurückverfolgt werden kann (von Loe, 1989). Anhand dieser Bestände werden im Projekt Erkenntnisse zum Wachstum, zu abiotischen und biotischen Risiken, dem Verhalten im Klimawandel, zum Konkurrenzverhalten, zu möglichen Mischungsformen und Mischungsanteilen und zum Naturverjüngungspotenzial der vorhandenen eingeführten Baumarten generiert. Als Ergebnis sollen der Forstpraxis auf gesicherter Grundlage Empfehlungen gegeben werden können, ob die geprüften eingeführten Baumarten im Vergleich zu den heimischen Baumarten unter den gegebenen standörtlichen Bedingungen positive ökologische und ökonomische Eigenschaften aufweisen oder ob von ihrem Anbau abgeraten werden muss. Mit empfehlenswerten neuen Baumarten kann das Baumarten-Portfolio erweitert werden, sodass eine breitere Risikostreuung als Anpassungsstrategie an den Klimawandel ermöglicht wird. Die im Projekt erarbeiteten Erkenntnisse können in bestehende Konzepte wie das Waldbaukonzept NRW integriert werden. Bisher gelten in diesem lediglich die eingeführten Baumarten Weißtanne (Abies alba), Große Küstentanne (Abies grandis), Douglasie (Pseudotsuga menziesii) und Roteiche (Quercus rubra) als wissenschaftlich abgesichert, was den Forschungsbedarf an den anderen eingeführten Baumarten vor allem in Nordrhein-Westfalen verdeutlicht.Dr. Bertram Leder
Tel.: +49 2931 7866-100
zwh@wald-und-holz.nrw.de
Landesbetrieb Wald und Holz Nordrhein-Westfalen - Wald und Holz NRW Zentrum für Wald und Holzwirtschaft (FBV)
Obereimer 13
59821 Arnsberg

2021-12-01

01.12.2021

2024-11-30

30.11.2024
2220NR268XEinsatz resistenter Sorten zur Kontrolle von Cercospora beticola im integrierten Pflanzenschutz zur Sicherung der Ertragsstabilität bei Zuckerrüben für die Biogasproduktion - Akronym: CERESDie Wirtschaftlichkeit der Nutzung von Zuckerrüben für die Biogasproduktion hängt maßgeblich vom Gesundheitszustand der Zuckerrübe ab. Die Cercospora-Blattfleckenkrankheit, verursacht durch den Erreger Cercospora beticola, repräsentiert die wichtigste Blattkrankheit, da ein früher Befall den Zucker- und Rübenertrag reduziert, so dass erhebliche Verluste in der Biogasproduktion auftreten können. Moderne Hochleistungssorten mit ihren Resistenzeigenschaften leisten einen wichtigen Beitrag zur Bekämpfung der Krankheit. Daher ist es Gesamtziel des Projektes, den Einsatz resistenter Sorten im integrierten Pflanzenschutz zu fördern, indem ein besseres Verständnis der Interaktion aus Sortenresistenz und Erregerepidemiologie erarbeitet wird. Dazu gehören die Beschreibung des Einflusses der Sortenresistenz auf die Produktion von Vermehrungs- bzw. Ausbreitungseinheiten (Sporen) des Erregers. Des Weiteren soll die genetische Variabilität natürlicher C. beticola Populationen in Abhängigkeit des Standortes und der angebauten Sorte untersucht werden. Zur Einschätzung der Resistenzstabilität soll geprüft werden, ob der durch die Sortenresistenz verursachte Selektionsdruck zu einer genetischen Veränderung und Anpassung der C. beticola Population führt. Zur Erreichung der Ziele werden im Projekt mehrere technische Methoden etabliert und weiterentwickelt. Dazu gehört der Einsatz von Sporenfallen, um Sorten spezifisch das Auftreten von C. beticola Sporen zu bestimmen. Des Weiteren sollen molekulare Marker und die Hochdurchsatzsequenzierung eingesetzt werden, um die genetische Variabilität natürlicher C. beticola Populationen zu charakterisieren. Mit Hilfe der künstlichen Inokulation wird unter Feldbedingungen ein starker Selektionsdruck auf C. beticola Populationen erzeugt, um die Anpassung des Erregers an die Sortenresistenz zu prüfen. Die Ergebnisse sind Grundlage für die Optimierung von Anbau- und Bekämpfungsverfahren im Sinne des integrierten Pflanzenschutzes.Prof. Dr. Mark Varrelmann
Tel.: +49 551 50562-70
varrelmann@ifz-goettingen.de
Verein der Zuckerindustrie e.V. - Institut für Zuckerrübenforschung
Holtenser Landstr. 77
37079 Göttingen

2021-11-01

01.11.2021

2024-10-31

31.10.2024
2220NR279AVerbundvorhaben: Entwicklung eines innovativen Reaktorkonzeptes für die Nutzung von Kohlendioxid aus Biogasanlagen; Teilvorhaben 1: Reaktor und Anlagenbau - Akronym: ICOCAD2Ziel des Vorhabens ist die Hochskalierung eines Verfahrens zur Methanisierung von Kohlenstoffdioxid, welches in Rohbiogas enthalten ist. Kernelement des Verfahrens ist ein zweistufiges Reaktorkonzept, das für die spezifischen Bedingungen eines Biogasstroms in dem vom BMEL im Förderprogramm Nachwachsende Rohstoffe geförderten Projektes ICOCAD entwickelt wurde. Es soll eine mobile Anlage unter Nutzung dieses innovativen Methanisierungkonzeptes bei einem Biogasanlagenbetreiber vor Ort in Betrieb genommen werden und die praktische Machbarkeit des entwickelten Verfahrens verifiziert werden. Zweites wichtiges Ziel ist die Analyse verschiedener Alternativen, um die Erzeugung von Bioerdgas in derzeit in Betrieb befindlichen Biogasanlagen rentabel zu machen. In einer systemischen Perspektive wird die Umstellung von Biogasanlagen als Stromproduzenten (aktuelles Szenario) auf Bioerdgas- und Wärmeerzeugungsanlagen (Zukunftsszenario) untersucht. Die Analyse wird im Kontext der Energiewende und aller damit verbundenen politischen Dimensionen durchgeführt, d.h. der Entwicklung von PtG-Technologien als Schlüsselelement der Sektorkopplung, der Entwicklung von Fernwärmenetzen der neuen Generation u.a.Prof. Dr. rer. nat. Gunther Kolb
Tel.: +49 6131 990-341
gunther.kolb@imm.fraunhofer.de
Fraunhofer-Institut für Mikrotechnik und Mikrosysteme (IMM)
Carl-Zeiss-Str. 18-20
55129 Mainz

2021-11-01

01.11.2021

2024-10-31

31.10.2024
2220NR279BVerbundvorhaben: Entwicklung eines innovativen Reaktorkonzeptes für die Nutzung von Kohlendioxid aus Biogasanlagen; Teilvorhaben 2: Anlageninbetriebnahme - Akronym: ICOCAD2Das Gesamtziel des vorliegenden Vorhabens ist die Hochskalierung eines Verfahrens zur Methanisierung von Kohlenstoffdioxid, welches in Rohbiogas enthalten ist. Das Kernele- ment des Verfahrens ist ein zweistufiges Reaktorkonzept, das für die spezifischen Bedin- gungen eines Biogasstroms in dem vom Ministerium für Ernährung und Landwirtschaft im Rahmen des Förderprogrammes für Nachwachsende Rohstoffe geförderten Projektes ICOCAD entwickelt wurde. Es soll eine mobile Anlage unter Nutzung dieses innovativen Methanisierungkonzeptes bei einem Biogasanlagenbetreiber vor Ort in Betrieb genom- men werden und die praktische Machbarkeit des entwickelten Verfahrens verifiziert wer- den. Henrik Meyer
Tel.: +49 2841 9990-207
meyer@etw-energie.de
ETW Energietechnik GmbH
Ferdinand-Zeppelin-Str. 19
47445 Moers

2021-11-01

01.11.2021

2024-10-31

31.10.2024
2220NR279CVerbundvorhaben: Entwicklung eines innovativen Reaktorkonzeptes für die Nutzung von Kohlendioxid aus Biogasanlagen; Teilvorhaben 3: Anlagenkonzeption und Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen - Akronym: ICOCAD2Das Gesamtziel des vorliegenden Vorhabens ist die Hochskalierung eines Verfahrens zur Methanisierung von Kohlenstoffdioxid, welches in Rohbiogas enthalten ist. Das Kernelement des Verfahrens ist ein zweistufiges Reaktorkonzept, das für die spezifischen Bedingungen eines Biogasstroms in dem vom Ministerium für Ernährung und Landwirtschaft im Rahmen des Förderprogrammes für Nachwachsende Rohstoffe geförderten Projektes ICOCAD entwickelt wurde. Es soll eine mobile Anlage unter Nutzung dieses innovativen Methanisierungkonzeptes bei einem Biogasanlagenbetreiber vor Ort in Betrieb genommen werden und die praktische Machbarkeit des entwickelten Verfahrens verifiziert werden. Ein zweites wichtiges Ziel ist die Analyse verschiedener Alternativen, um die Erzeugung von Bioerdgas in derzeit in Betrieb befindlichen Biogasanlagen rentabel zu machen. In einer systemischen Perspektive wird die Umstellung von Biogasanlagen als Stromproduzenten (aktuelles Szenario) auf Bioerdgas- und Wärmeerzeugungsanlagen (Zukunftsszenario) untersucht. Die Analyse wird im Kontext der Energiewende und aller damit verbundenen politischen Dimensionen durchgeführt, d.h. der Entwicklung von PtG-Technologien als Schlüsselelement der Sektorkopplung, der Entwicklung von Fernwärmenetzen der neuen Generation (d.h. Wärmenetze 4.0) u.a. Jürgen Schumacher
Tel.: +49 241 94623-16
j.schumacher@bueroberg.de
Ingenieurbüro H. Berg & Partner GmbH
Gewerbepark Brand 48
52078 Aachen

2021-05-01

01.05.2021

2024-04-30

30.04.2024
2220NR281CVerbundvorhaben: Implementierung eines drohnengestützten Borkenkäferfrühdetektionsverfahrens in die FORSTliche PRAXis; Teilvorhaben 3: Entwicklung einer Drohnenplattform mit Hochleistungs-GPS und Abstandssensorik für den baumkronennahen Konturflug für die effektive geruchsbasierte Borkenkäferdetektion - Akronym: FORSTPRAXIm Rahmen des Projektes FORSTPRAX wird ein Halbleitergassensor-Prototyp für die forstliche Praxis angepasst und in den Forstbetriebsablauf implementiert. Auf der Basis von Vorergebnissen aus dem FNR Projekt ProtectForest wurden drei wesentliche und notwendige Entwicklungsschritte für die Betriebsintegration identifiziert: 1) Installation eines Abstandssensors zur Hinderniserkennung in der Flugbahn, wie z.B. Äste, da dadurch keine Höhenprofilberechnung und entsprechende Multispektralflüge vor dem Sensorfluglug mehr notwendig sind. Dies spart 65 % der Gesamtzeit für das Verfahren. 2) Installation eines PPP (Precise Point Positioning) Systems zur referenzpunktlosen und zentimetergenauen Positionsbestimmung. Dies spart 15 % der Gesamtzeit (5 % bei Flugplanung und 10 % bei Datenauswertung), da keine Positionsmarker im Fluggebiet verteilt werden müssen und keine Nachjustierung der Geodaten zum Verschneiden von Sensordaten und Basiskarte (z.B. Google Maps) mehr notwendig ist. 3) Entwicklung einer Auswerteroutine zur Datenübertragung, Analyse, Darstellung und serverbasierten Veröffentlichung. Dies spart 10 % der Datenauswertungszeit, da sämtliche Prozesse vollautomatisch ablaufen und die HeatMap danach im Internet verfügbar ist. Geltende Datenschutzrichtlinien müssen entsprechend beachtet werden. Diese drei Entwicklungsschritte sollen im Rahmen des Projektes in enger Zusammenarbeit mit Forstbetrieben (Niedersächsische Landesforsten, Bundesforsten, mehrere Privatbetriebe) durchgeführt werden, um die Praxisnähe des zu entwickelnden Systems zu beweisen.Dipl. Johann Ziereis
Tel.: +49 9402 94821-3
j.ziereis@cadmic.de
CADmium GmbH Solutioncenter für CAD & CAM
Bayernstr. 3
93128 Regenstauf

2021-11-15

15.11.2021

2024-11-14

14.11.2024
2221NR014AVerbundvorhaben: Trichoderma-Kolbenfäule an Mais - Risikoanalyse und Entwicklung von Managementstrategien für ein neues Maispathogen; Teilvorhaben 1: Bewertung des Schadpotentials und Durchführung einer epidemiologischen Untersuchung mit Risikoanalyse - Akronym: Tricho-MaisDurch die Zunahme des Anbaus von Mais in Weizenfruchtfolgen haben auch die Probleme durch Befall mit pilzlichen Schaderregern zugenommen. Im Jahr 2018 konnte zudem erstmalig auch ein neues Pathogen am Maiskolben in Deutschland beschrieben werden, welches an mehreren Feldversuchsstandorten in Süddeutschland zu massivem Befall führte. Alle Kolben der dort angebauten 20 Maissorten waren mit dem Pilz überwachsen. Aufgrund mikroskopischer und molekularbiologischer Untersuchungen konnte der dort auftretende Pilz als Trichoderma afroharzianum identifiziert werden. Bisher wurde die Gattung Trichoderma noch nie als pathogen an Maiskolben in Europa auffällig. Ziel der vorgeschlagenen Untersuchungen ist es daher, in einem europaweiten Monitoring, das Vorkommen von Trichoderma-Arten an Maiskolben bevorzugt in den wärmeren Anbaugebieten zu erfassen und die Schadwirkung an Mais zu ermitteln, insbesondere die mögliche Ertrags- und Qualitätsminderung. Hierbei soll auch eine mögliche Belastung des Ernteguts mit bislang unbekannten Mykotoxinen untersucht werden. Die aus dem Monitoring gewonnenen Isolate sollen taxonomisch und phylogenetisch bestimmt werden und die daraus resultierenden Ergebnisse werden als Grundlage zur Erarbeitung einer Diagnosemethode dienen. Mittels Inokulationsversuchen im Gewächshaus und Feld soll zunächst das Schadpotenzial ermittelt werden. Die Daten aus dem Monitoring sollen in eine Risikoanalyse für dieses neue Maispathogen einfließen, die in Zusammenarbeit mit dem JKI durchgeführt werden soll. Im Hinblick auf ein erforderliches Management der Krankheit sind weiterhin Untersuchungen zu Inokulumquellen, Verbreitungswegen und alternativen Wirten geplant. In diesem Rahmen soll repräsentatives Maiszuchtmaterial in Feldprüfungen auf vorhandene Resistenzen geprüft werden. Hierbei sind auch simultane Inokulationen am Maiskolben mit Trichoderma und Fusarium geplant, um gegebene Wechselwirkungen hinsichtlich Schädigung und Mykotoxinbelastung zu untersuchen.Prof. Andreas von Tiedemann
Tel.: +49 551 39-23701
atiedem@gwdg.de
Georg-August-Universität Göttingen - Fachgebiet Allgemeine Pflanzenpathologie und Pflanzenschutz
Grisebachstr. 6
37077 Göttingen

2021-11-15

15.11.2021

2024-11-14

14.11.2024
2221NR014BVerbundvorhaben: Trichoderma-Kolbenfäule an Mais - Risikoanalyse und Entwicklung von Managementstrategien für ein neues Maispathogen; Teilvorhaben 2: Phylogenetische Charakterisierung der Isolate und zusammenfassende Risikoanalyse - Akronym: Tricho-MaisIm Jahr 2018 wurde ein neues Pathogen, Trichoderma afroharzianum, am Maiskolben in Deutschland beschrieben, welches an mehreren Feldversuchsstandorten in Süddeutschland zu massivem Befall führte. Alle Kolben der dort angebauten waren mit dem Pilz überwachsen. Das Projekt soll in einem europaweiten Monitoring, das Vorkommen von Trichoderma-Arten an Maiskolben bevorzugt in den wärmeren Anbaugebieten erfassen und die Schadwirkung wie Ertrags- und Qualitätsminderung an Mais ermitteln. Die gewonnenen Isolate sollen taxonomisch und phylogenetisch bestimmt werden und die daraus resultierenden Ergebnisse werden als Grundlage zur Erarbeitung einer Diagnosemethode dienen. Die Daten aus dem Monitoring zur Verbreitung und aus den Inokulationsversuchen zum Schadpotenzial sollen in eine Risikoanalyse für dieses neue Maispathogen einfließen.Dr. Clovis Douanla-Meli
Tel.: +49 531 299-4370
clovis.douanla-meli@julius-kuehn.de
Julius Kühn-Institut Bundesforschungsinstitut für Kulturpflanzen (JKI) - Institut für nationale und internationale Angelegenheit der Pflanzengesundheit
Messeweg 11/12
38104 Braunschweig

2023-02-01

01.02.2023

2025-07-31

31.07.2025
2221NR031AVerbundvorhaben: Identifikation von Enzymkombinationen aus dem Verdauungstrakt des Eurasischen Bibers und Möglichkeiten der Anwendung zur Vergärung von lignifizierter Biomasse; Teilvorhaben 1: Charakterisierung der typischen Nahrung des Bibers und Vergärungsversuche mit den isolierten Enzymen - Akronym: BiberZymIn dem Vorhaben soll untersucht werden, ob sich die Enzyme oder Enzymkombinationen, die den Eurasischen Biber zu einer effizienten Zelluloseverdauung befähigen, für technische Zwecke nutzbar machen lassen. Der Schwerpunkt der Untersuchungen zur technischen Nutzung liegt dabei auf der Vergärung von lignocellulosehaltigen Abfall- und Reststoffen in Biogasanlagen, wie z. B. Landschaftspflegematerial, Rapsstroh oder Getreidespelzen.Dr.-Ing. Nils Engler
Tel.: +49 341 2434-389
nils.engler@dbfz.de
DBFZ Deutsches Biomasseforschungszentrum gemeinnützige GmbH
Torgauer Str. 116
04347 Leipzig

2023-02-01

01.02.2023

2025-07-31

31.07.2025
2221NR031BVerbundvorhaben: Identifikation von Enzymkombinationen aus dem Verdauungstrakt des Eurasischen Bibers und Möglichkeiten der Anwendung zur Vergärung von lignifizierter Biomasse; Teilvorhaben 2: Identifizierung, Charakterisierung und Produktion der Enzyme und Bakterien - Akronym: BiberzymMit dem Vorhaben soll untersucht werden, ob sich die Enzyme oder Enzymkombinationen, die den Eurasischen Biber zu einer effizienten Zelluloseverdauung befähigen, für technische Zwecke nutzbar machen lassen. Der Schwerpunkt der Untersuchungen zur technischen Nutzung liegt dabei auf der Vergärung von lignocellulosehaltigen Abfall- und Reststoffen in Biogasanlagen, wie z. B. Landschaftspflegematerial, Rapsstroh oder Getreidespelzen. Dazu soll zunächst das Darm- Mikrobiom des Bibers mit molekularbiologischen Methoden untersucht und die in verschiedenen Darmabschnitten vorhandenen Mikroorganismen (MO) identifiziert werden. Darauf aufbauend sind Versuche zur Kultivierung der identifizierten MO sowie zur Produktion der betreffenden Enzyme im Labormaßstab vorgesehen. Der für die Untersuchungen notwendige Darminhalt wird ausschließlich von Tieren entnommen, die im Rahmen des Bestandsmanagements regulär getötet werden. Mit dem Gewässer- und Deichverband Oderbruch ist diesbezüglich bereits eine erste Kontaktaufnahme erfolgt und die generelle Zusage zur Unterstützung des Vorhabens liegt vor. In anschließenden Labor- und Technikumsversuchen sollen die Enzyme hinsichtlich ihrer möglichen Anwendung im Biogasprozess geprüft werden. Die erwarteten Ergebnisse des Forschungsvorhabenssollen die Basis für die Entwicklung neuartiger Enzympräparate für den Einsatz in Biogasanlagen bilden. Übergeordnetes Ziel ist es, Biogasanlagen zu befähigen, die großen derzeit noch ungenutzten Potenziale an lignocellulosehaltiger Biomasse zu erschließen. Die Untersuchungen an der TU Dresden werden in enger Zusammenarbeit mit dem Deutschen Biomasseforschungszentrum Leipzig realisiert.Dr. Anett Werner
Tel.: +49 351 463-32594
anett.werner@tu-dresden.de
Technische Universität Dresden - Bereich Ingenieurwissenschaften - Fakultät Maschinenwesen - Institut für Naturstofftechnik - Professur für Bioverfahrenstechnik
Bergstr. 120
01069 Dresden

2024-01-01

01.01.2024

2026-06-30

30.06.2026
2221NR075XEvaluierung klimarelevanter Emissionen bei der Lagerung von Holzhackschnitzeln - Akronym: Lager-THGZiel des Projekts "Lager-THG¿ ist die experimentelle Erforschung und Bewertung möglicher THG-Emissionen (v. a. CO2, CH4) bei der Lagerung von Holzhackschnitzeln im Freiland. Ausgehend von den Ergebnissen soll eine tatsächliche Gefährdung dieses Prozessschritts für die land- und forstwirtschaftliche Praxis evaluiert werden. Das Vorhaben unterteilt sich in folgende Schwerpunkte: 1) Erfassung der gängigen Lagerpraxis von Holzhackschnitzeln in der Bundesrepublik Deutschland inkl. einer Abschätzung der bundesweit benötigten Lagerkapazitäten. 2) Experimentelle Analyse klimarelevanter Emissionen (CO2, CH4, NO2, etc.) sowie Änderungen in der Trockenmasse und der Brennstoffqualität bei der Lagerung von Holzhackschnitzeln in Praxisversuchen im Freiland sowie in größerer Abstufung im Labormaßstab. 3) Erste Einschätzung des Gefährdungspotenzials der Hackschnitzellagerung im Freiland auf die THG-Bilanz des Sektor Land- und Forstwirtschaft.Dr. Hans Hartmann
Tel.: +49 9421 300-172
hans.hartmann@tfz.bayern.de
Technologie- und Förderzentrum im Kompetenzzentrum für Nachwachsende Rohstoffe
Schulgasse 18A
94315 Straubing

2023-07-01

01.07.2023

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30.06.2026
2222MT001AVerbundvorhaben: Veredelung von Nassgrünland-Biomasse zu Plattformchemikalien, Verpackungen, Faserguss und Papier; Teilvorhaben 1: Koordination, Wissenstransfer, Öffentlichkeitsarbeit & Ökologische und Ökonomische Bewertung - Akronym: EDELNASSEDELNASS fokussiert auf die stoffliche Verwertung von Aufwüchsen von wiedervernässten Moor-Grünland, welches heterogen in der Artenzusammensetzung ist und oft Bewirtschaftungseinschränkungen unterliegt (z.B. Erntezeitpunkt). Biomasse und ihre Standortparameter von 5 Moorstandorten in ganz Deutschland werden analysiert und hinsichtlich ihrer Anwendbarkeit in 2 Verwertungsverfahren untersucht, getestet und bewertet: (i) Umwandlung in Bioraffinerien zu den biobasierten, hochwertigen Basischemikalien HMF und Furfural und der Optimierung der Verfahren an der Universität Hohenheim. Ebenso wird Lignin als weiteres Produkt hergestellt. Das HMF kann zur Herstellung des recyclebaren, biobasierten Hochleistungskunststoff PEF weiterverarbeitet werden, woraus die Hochschule Albstadt-Sigmaringen nachhaltige Verpackungslösungen entwickelt, (ii) Das Leibniz-Institut für Agrartechnik und Bioökonomie stellt zusammen mit seinen Partnern Faserstoffe aus der Biomasse her und verarbeiten diese weiter zu Papieren und Fasergussformteilen. Kopplungspotentiale von Stoffströmen der Rohstofffraktionen zwischen den Verfahren untersucht, indem Zwischen- und Nebenprodukte der Verfahren in die jeweils anderen Prozesse eingespeist werden. Ziel der Untersuchungen ist es, neue Wertschöpfungsketten auf der Grundlage von Nasswiesen-Bewirtschaftung zu entwickeln, die eine produktive Nutzung von Nassgrünland mit dem Erreichen von Naturschutz- und Klimaschutzzielen verbindet. Für eine zukünftige Honorierung von Ökosystemdienstleistungen vernässter Moore werden Datengrundlagen erstellt: CO2-Bilanz der Verfahren und möglicher Produkte (inkl. bodenbürtiger Emissionen), Entwicklung von Artenvielfalt und Wasserqualität. Die Kosten von der Rohstoffbereitstellung bis zum Endprodukt werden analysiert, um geeignete Betriebsmodelle für die einzelnen Verfahren abzuleiten und beispielhaft in Moorregionen zu projektieren.Prof. Dr. Gerald Jurasinski
Tel.: +49 3834 420-4177
gerald.jurasinski@uni-greifswald.de
Universität Greifswald - Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät - Fachbereich Biologie - Institut für Botanik und Landschaftsökologie - Arbeitsgruppe Moorkunde & Paläoökologie
Soldmannstr. 15
17489 Greifswald

2023-07-01

01.07.2023

2026-06-30

30.06.2026
2222MT001BVerbundvorhaben: Veredelung von Nassgrünland-Biomasse zu Plattformchemikalien, Verpackungen, Faserguss und Papier; Teilvorhaben 2: Entwicklung und exemplarische Realisierung von Verfahren zur Gewinnung und Aufbereitung von Faserrohstoffen für den Einsatz im Sektor Pulp & Paper - Akronym: EDELNASSEDELNASS fokussiert auf die stoffliche Verwertung von Aufwüchsen von wiedervernässten Moor-Grünland, welches heterogen in der Artenzusammensetzung ist und oft Bewirtschaftungseinschränkungen unterliegt (z.B. Erntezeitpunkt). Biomasse und ihre Standortparameter von 5 Moorstandorten in ganz Deutschland werden analysiert und hinsichtlich ihrer Anwendbarkeit in 2 Verwertungsverfahren untersucht, getestet und bewertet: (i) Umwandlung in Bioraffinerien zu den biobasierten, hochwertigen Basischemikalien HMF und Furfural und der Optimierung der Verfahren an der Universität Hohenheim. Ebenso wird Lignin als weiteres Produkt hergestellt. Das HMF kann zur Herstellung des recyclebaren, biobasierten Hochleistungskunststoff PEF weiterverarbeitet werden, woraus die Hochschule Albstadt-Sigmaringen nachhaltige Verpackungslösungen entwickelt, (ii) Das Leibniz-Institut für Agrartechnik und Bioökonomie stellt zusammen mit seinen Partnern Faserstoffe aus der Biomasse her und verarbeiten diese weiter zu Papieren und Fasergussformteilen. Kopplungspotentiale von Stoffströmen der Rohstofffraktionen zwischen den Verfahren untersucht, indem Zwischen- und Nebenprodukte der Verfahren in die jeweils anderen Prozesse eingespeist werden. Ziel der Untersuchungen ist es, neue Wertschöpfungsketten auf der Grundlage von Nasswiesen-Bewirtschaftung zu entwickeln, die eine produktive Nutzung von Nassgrünland mit dem Erreichen von Naturschutz- und Klimaschutzzielen verbindet. Für eine zukünftige Honorierung von Ökosystemdienstleistungen vernässter Moore werden Datengrundlagen erstellt: CO2-Bilanz der Verfahren und möglicher Produkte (inkl. bodenbürtiger Emissionen), Entwicklung von Artenvielfalt und Wasserqualität. Die Kosten von der Rohstoffbereitstellung bis zum Endprodukt werden analysiert, um geeignete Betriebsmodelle für die einzelnen Verfahren abzuleiten und beispielhaft in Moorregionen zu projektieren.Dr. Hans-Jörg Gusovius
Tel.: +49 331 5699-316
hjgusovius@atb-potsdam.de
Leibniz-Institut für Agrartechnik und Bioökonomie e. V. (ATB)
Max-Eyth-Allee 100
14469 Potsdam

2023-12-01

01.12.2023

2026-11-30

30.11.2026
2222NR098AVerbundvorhaben: Effizientere Biogasproduktion aus lignocellulosereichen Reststoffen durch Zusatz aerober und anaerober Pilze; Teilvorhaben 1: LCR-Vorbehandlung mit anaeroben Pilzen - Akronym: LCR-PilzeZiel des vorgeschlagenen Projekts ist es, das große Potenzial aerober und anaerober Pilze zum Aufschluss lignocellulosereicher Reststoffe (LCR) für die Biogasproduktion zu nutzen. Insbesondere landwirtschaftliche Biomasse, wie anfallendes Rest-Stroh, stellt bisher eine fast ungenutzte Ressource dar, denn der Aufschluss schwerverdaulicher LCR im Biogasprozess ist immer noch eine Herausforderung. Der trotz langer Verweilzeiten schlechte Faseraufschluss im anaeroben Milieu, damit verbundene mechanische und biologische Prozessstörungen und unbefriedigende Methanausbeuten limitieren daher bisher den Einsatz solcher LCR. Pilze gehören zu den effektivsten Verwertern pflanzlicher Biomasse. Durch den spezifischen Zusatz aerober und anaerober Pilze und damit der synergistischen Nutzung ihrer speziellen Abbaustrategien soll ein besserer Aufschluss und eine gesteigerte Methanproduktion aus schwerverdaulichen LCR erzielt werden. Technische Grundlage sind zweistufige Biogasanlagen mit einer dem anaeroben Fermenter vorgeschalteten, geschlossenen aeroben Hydrolysestufe. Durch gezielte Integration von Kulturen geeigneter Pilze, die entsprechend den Bedingungen ihres natürlichen Lebensraums (aerob bzw. anaerob; Flüssig- bzw. Festsubstrat) angezogen werden, wird eine gesteigerte biologische LCR-Nutzung angestrebt, wie sie im konventionellen Betrieb mit Enzymcocktails oder physikalischer Vorbehandlung unter ökonomischen Gesichtspunkten kaum erreicht werden kann.Dr. Veronika Flad
Tel.: +49 8161 8640-3611
veronika.flad@lfl.bayern.de
Bayerische Landesanstalt für Landwirtschaft (LfL) - Abt. Qualitätssicherung und Untersuchungswesen
Lange Point 4
85354 Freising

2023-12-01

01.12.2023

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30.11.2026
2222NR098BVerbundvorhaben: Effizientere Biogasproduktion aus lignocellulosereichen Reststoffen durch Zusatz aerober und anaerober Pilze; Teilvorhaben 2: Einflussanalyse aerober filamentöser Pilze - Akronym: LCR-PilzeZiel des vorgeschlagenen Projekts ist es, das große Potenzial aerober und anaerober Pilze zum Aufschluss lignocellulosereicher Reststoffe (LCR) für die Biogasproduktion zu nutzen. Insbesondere landwirtschaftliche Biomasse, wie anfallendes Rest-Stroh, stellt bisher eine fast ungenutzte Ressource dar, denn der Aufschluss schwerverdaulicher LCR im Biogasprozess ist immer noch eine Herausforderung. Der trotz langer Verweilzeiten schlechte Faseraufschluss im anaeroben Milieu, damit verbundene mechanische und biologische Prozessstörungen und unbefriedigende Methanausbeuten limitieren daher bisher den Einsatz solcher LCR. Pilze gehören zu den effektivsten Verwertern pflanzlicher Biomasse. Durch den spezifischen Zusatz aerober und anaerober Pilze und damit der synergistischen Nutzung ihrer speziellen Abbaustrategien soll ein besserer Aufschluss und eine gesteigerte Methanproduktion aus schwerverdaulichen LCR erzielt werden. Technische Grundlage sind zweistufige Biogasanlagen mit einer dem anaeroben Fermenter vorgeschalteten, geschlossenen aeroben Hydrolysestufe. Durch gezielte Integration von Kulturen geeigneter Pilze, die entsprechend den Bedingungen ihres natürlichen Lebensraums (aerob bzw. anaerob; Flüssig- bzw. Festsubstrat) angezogen werden, wird eine gesteigerte biologische LCR-Nutzung angestrebt, wie sie im konventionellen Betrieb mit Enzymcocktails oder physikalischer Vorbehandlung unter ökonomischen Gesichtspunkten kaum erreicht werden kann.Prof. Dr. J. Philipp Benz
Tel.: +49 8161 71-4590
benz@hfm.tum.de
Technische Universität München - TUM School of Life Sciences - Holzforschung München - Professur für Pilz-Biotechnologie in der Holzwissenschaft
Hans-Carl-von-Carlowitz-Platz 2
85354 Freising

2024-05-01

01.05.2024

2027-04-30

30.04.2027
2223NR016AVerbundvorhaben: Verbesserung der Resilienz einheimischer Baumarten gegen Klimawandel-verursachten Stress durch Nutzung der Schwefel-induzierten Resistenz/Toleranz; Teilvorhaben 1: Molekularbiologische Marker für Schwefel-Insuffizienz und Analyse zur Verbesserung der Resilienz gestresster Pflanzen - Akronym: SiRTNaturnahe Wirtschaftswald-Ökosysteme sind nicht nur wichtige Produzenten des nachwachsenden Rohstoffes "Holz", sondern auch von großer ökologischer Bedeutung. Um deren nachhaltige Bewirtschaftung auch unter den Stress-Bedingungen des globalen Klimawandels zu ermöglichen, ist die Resilienz gegenüber abiotischen und biotischen Stressoren von zentraler Bedeutung. Schwefel (S) kommt hierbei als Makroelement eine besondere Rolle zu. Zahlreiche pflanzliche Resilienz-vermittelnde Metabolite wie Thiole und Defensine sind unmittelbar abhängig von einer optimalen S-Versorgung. Schwefel war seit der Industrialisierung durch atmosphärischen Eintrag in ausreichender Menge in Böden vorhanden. Durch Luftreinhaltungsmaßnahmen wurde in den letzten 40 Jahren der Eintrag auf nahezu Null gesenkt. Dies führte jedoch in der Landwirtschaft bereits Anfang der 90er Jahre zur starker Wachstumsdepressionen an Kulturpflanzen sowie zu einer erhöhten Pathogenen-Empfindlichkeit. Als Konsequenz werden heute zwischen 20 und 80 kg S pro ha und Jahr als Dünger ausgebracht. Dieser Effekt scheint nun zeitverzögert auch in Wäldern anzukommen. Bedarf und Einlagerung des S in den Holzkörper entziehen dem Boden kontinuierlich Sulfat, das in vielen Fällen nicht nachgeliefert werden kann. Die damit verbundene verringerte S-Verfügbarkeit dürfte die Anfälligkeit von Bäumen gegenüber Stressoren dramatisch erhöhen. Um dies an einheimischen Bäumen zu untersuchen und anzuwenden, sollen im vorliegenden Projekt (a) vorhandene Datensätze analysiert, (b) Proben aus verschiedenen Wäldern und Topfexperimente untersucht, sowie (c) wissenschaftlich begleitete S-Düngung im Bestand durchgeführt und so (d) die Schwefel-induzierte Resistenz/Toleranz (SiRT) nachgewiesen werden. Darauf aufbauend soll (e) eine SIRT-Dünge-Karte entwickelt werden, die Forstwirt*innen als Anwender*innen gezielt Empfehlungen für eine optimale SVersorgung geben kann. Die Problematik und die Ergebnisse sollen bei den Anwendern bekannt gemacht werden.Professor Robert Hänsch
Tel.: +49 531 391-5867
r.haensch@tu-braunschweig.de
Technische Universität Carolo-Wilhelmina zu Braunschweig - Fakultät 2 - Lebenswissenschaften - Institut für Pflanzenbiologie
Humboldtstr. 1
38106 Braunschweig

2024-05-01

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30.04.2027
2223NR016BVerbundvorhaben: Verbesserung der Resilienz einheimischer Baumarten gegen Klimawandel-verursachten Stress durch Nutzung der Schwefel-induzierten Resistenz/Toleranz; Teilvorhaben 2: Analyse der in Boden vorhandenen Nährstoffe und Evaluation der Veränderungen mittels Topfexperimenten - Akronym: SiRTNaturnahe Wirtschaftswald-Ökosysteme sind nicht nur wichtige Produzenten des nachwachsenden Rohstoffes "Holz", sondern auch von großer ökologischer Bedeutung. Um deren nachhaltige Bewirtschaftung auch unter den Stress-Bedingungen des globalen Klimawandels zu ermöglichen, ist die Resilienz gegenüber abiotischen und biotischen Stressoren von zentraler Bedeutung. Schwefel (S) kommt hierbei als Makroelement eine besondere Rolle zu. Zahlreiche pflanzliche Resilienz-ermittelnde Metabolite wie Thiole und Defensine sind unmittelbar abhängig von einer optimalen S-Versorgung. Schwefel war seit der Industrialisierung durch atmosphärischen Eintrag in ausreichender Menge in Böden vorhanden. Durch Luftreinhaltungsmaßnahmen wurde in den letzten 40 Jahren der Eintrag auf nahezu Null gesenkt. Dies führte jedoch in der Landwirtschaft bereits Anfang der 90er Jahre zur starker Wachstumsdepressionen an Kulturpflanzen sowie zu einer erhöhten Pathogenen-Empfindlichkeit. Als Konsequenz werden heute zwischen 20 und 80 kg S pro ha und Jahr ausgebracht. Dieser Effekt scheint nun zeitverzögert auch in Wäldern anzukommen. Bedarf und Einlagerung des S in den Holzkörper entziehen dem Boden kontinuierlich Sulfat, das in vielen Fällen nicht nachgeliefert werden kann. Die damit verbundene verringerte S-Verfügbarkeit dürfte die Anfälligkeit von Bäumen gegenüber Stressoren dramatisch erhöhen. Um dies an einheimischen Bäumen zu untersuchen und anzuwenden, sollen im vorliegenden Projekt (a) vorhandene Datensätze analysiert, (b) Proben aus verschiedenen Wäldern und Topfexperimente untersucht, sowie (c) wissenschaftlich begleitete S-Applikation im Bestand durchgeführt und so (d) die Schwefel-induzierte Resistenz/Toleranz (SiRT) nachgewiesen werden. Darauf aufbauend soll (e) eine SIRT-Applikations-Karte entwickelt werden, die Forstwirt*innen als Anwender*innen gezielt Empfehlungen für eine optimale S-Versorgung geben kann. Die Problematik und die Ergebnisse sollen bei den Anwendern bekannt gemacht werden.PD Dr. Elke Bloem
Tel.: +49 531 596 2312
elke.bloem@julius-kuehn.de
Julius Kühn-Institut Bundesforschungsinstitut für Kulturpflanzen (JKI) - Institut für Pflanzenbau und Bodenkunde
Bundesallee 58
38116 Braunschweig

2024-05-01

01.05.2024

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30.04.2027
2223NR016CVerbundvorhaben: Verbesserung der Resilienz einheimischer Baumarten gegen Klimawandel-verursachten Stress durch Nutzung der Schwefel-induzierten Resistenz/Toleranz; Teilvorhaben 3: Auswahl und Bonitierung von Waldarealen im Kontext ihrer Schwefel-Verfügbarkeit - Akronym: SiRTNaturnahe Wirtschaftswald-Ökosysteme sind nicht nur wichtige Produzenten des nachwachsenden Rohstoffes "Holz", sondern auch von großer ökologischer Bedeutung. Um deren nachhaltige Bewirtschaftung auch unter den Stress-Bedingungen des globalen Klimawandels zu ermöglichen, ist die Resilienz gegenüber abiotischen und biotischen Stressoren von zentraler Bedeutung. Schwefel (S) kommt hierbei als Makroelement eine besondere Rolle zu. Zahlreiche pflanzliche Resilienz-ermittelnde Metabolite wie Thiole und Defensine sind unmittelbar abhängig von einer optimalen S-Versorgung. Schwefel war seit der Industrialisierung durch atmosphärischen Eintrag in ausreichender Menge in Böden vorhanden. Durch Luftreinhaltungsmaßnahmen wurde in den letzten 40 Jahren der Eintrag auf nahezu Null gesenkt. Dies führte jedoch in der Landwirtschaft bereits Anfang der 90er Jahre zur starker Wachstumsdepressionen an Kulturpflanzen sowie zu einer erhöhten Pathogenen-Empfindlichkeit. Als Konsequenz werden heute zwischen 20 und 80 kg S pro ha und Jahr ausgebracht. Dieser Effekt scheint nun zeitverzögert auch in Wäldern anzukommen. Bedarf und Einlagerung des S in den Holzkörper entziehen dem Boden kontinuierlich Sulfat, das in vielen Fällen nicht nachgeliefert werden kann. Die damit verbundene verringerte S-Verfügbarkeit dürfte die Anfälligkeit von Bäumen gegenüber Stressoren dramatisch erhöhen. Um dies an einheimischen Bäumen zu untersuchen und anzuwenden, sollen im vorliegenden Projekt (a) vorhandene Datensätze analysiert, (b) Proben aus verschiedenen Wäldern und Topfexperimente untersucht, sowie (c) wissenschaftlich begleitete S-Applikation im Bestand durchgeführt und so (d) die Schwefel-induzierte Resistenz/Toleranz (SiRT) nachgewiesen werden. Darauf aufbauend soll (e) eine SIRT-Applikations-Karte entwickelt werden, die Forstwirt*innen als Anwender*innen gezielt Empfehlungen für eine optimale S-Versorgung geben kann. Die Problematik und die Ergebnisse sollen bei den Anwendern bekannt gemacht werden.Dr. Henrik Hartmann
Tel.: +49 3946 47 4000
henrik.hartmann@julius-kuehn.de
Julius Kühn-Institut Bundesforschungsinstitut für Kulturpflanzen (JKI) - Institut für Waldschutz
Erwin-Baur-Str. 27
06484 Quedlinburg

2017-04-01

01.04.2017

2019-05-31

31.05.2019
22400315Wirtschaftlichkeit verschiedener Wertschöpfungsketten von halmgutbefeuerten Heizwerken mit Nahwärmenetzen - Akronym: WWHHEine wissenschaftliche Betrachtung verschiedener praxisrelevanter Konzepte von Heizungsanlagen bzw. Heizkraftanlagen von der Brennstoffproduktion einschließlich Wärme- bzw. Energienutzung soll hinsichtlich Ökonomie und Nachhaltigkeit Hinweise für Optimierungsmöglichkeiten der gesamten Wertschöpfungskette sowie objektive Kriterien als Entscheidungshilfen für geplante Investitionen liefern. Die Analysen der Wertschöpfungsketten beinhalten die Bereiche Rohstofflieferung - Verbrennung/Konversion - Wärmenutzung - Aschenutzung /Kreislaufwirtschaft. Für ausgewählte Heizwerke mit angeschlossener Wärmenutzung werden in einem ersten Schritt ökonomische Planungsrichtwerte abgeleitet. In einem nachfolgenden Schritt werden die Erfolgsfaktoren der Wertschöpfungsketten in einem Leitfaden aufgezeigt. Es werden sechs Anlagen erfasst, die überwiegend in Thüringen bzw. Mecklenburg-Vorpommern bewirtschaftet werden. Die Auswahl der Betriebe soll ein gewisses Spektrum verschiedener Anlagenkonzepte aufnehmen. Zusammen mit der TLL wird ein Fragebogen erstellt, der als Grundlage für die Bearbeitung der beiden Forschungsprojekte dient. Erfragt werden Leistungsdaten, Technologie, Feuerungsart, Brennstoffart, Brennstoffmengen, Emissionsminderungsmaßnahmen, Abscheidetechnologien, Entaschungssysteme sowie Aschemengen und Reststoffverwertungsoptionen. Des Weiteren sind Kennzahlen zur Investition, Arbeitskraftbedarf, Eigenbedarf der Anlage sowie Ausfallzeiten für weitere Betrachtungen von Interesse. Damit wird eine Datengrundlage geschaffen, um bestehende Anlagenkonfigurationen auf verschiedenen Ebenen (Wirtschaftlichkeitsbetrachtung unterschiedlicher Anlagenkonfigurationen und Ressourceneffizienz verschiedener Anlagenkonfigurationen) bewerten und weitergehende Aussagen in einem übergeordneten Kontext ableiten zu können. Telse Vogel
Tel.: +49 3843 789 254
t.vogel@lfa.mvnet.de
Landesforschungsanstalt für Landwirtschaft und Fischerei Mecklenburg-Vorpommern
Dorfplatz 1
18276 Gülzow-Prüzen
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2018-09-01

01.09.2018

2022-08-31

31.08.2022
22400318Verbundvorhaben: Entwicklung einer selbstlernenden Steuerung zur Integration von Biogasanlagen in Netze mit hohem Anteil fluktuierender Stromerzeuger; Teilvorhaben 2: Optimierung Einstrahlungsvorhersage - Akronym: NETFLEXZiel des Projekts ist die Entwicklung von innovativen Regelungsstrategien und Geschäftsmodellen sowie die Entwicklung einer selbstlernenden Steuerung für Biogasanlagen (BGAs) zur Vermeidung kurzfristiger, tageszeitlich auftretender Netzüberlastung im ländlichen Verteilnetz. Die Steuerung soll die lokalen Bedürfnisse des Verteilnetzes mit hohem Anteil fluktuierender Energieerzeuger ins Zentrum der vorausschauenden Fahrplanerstellung für BGAs rücken. Die Steuerung soll auf Schwankungen von Photovoltaikanlagen (PV) kurzfristig und selbstlernend reagieren. Hierzu werden laufend Wetterprognosen aus Modellen und modernen Nowcasting-Verfahren sowie PV-Strom-Einspeiseprofile, realer am Stromnetz angeschlossener PV-Anlagen, in den Steuerungsablauf integriert. Es werden Verbesserungen bisher verfügbarer Wetterprognosen hinsichtlich kleinräumiger und kurzfristiger Schwankungen bei sehr kurzen Vorhersagehorizonten auf Basis hochaufgelöster Satelliten- und Wetterkameradaten integriert. Die Stromerzeugung und die gleichzeitige Versorgung von Wärmenetzen durch BGAs werden untersucht. Zusätzlich soll die Steuerung der BGA Zellerfeld auf Netzbedürfnisse sensibilisiert und verbessert sowie das bestehende Monitoring weitergeführt werden.Zentrales Ergebnis des Teilvorhabens sind die entwickelten kamera- und satellitenbasierten Vorhersagesysteme für Einstrahlung auf PV-Anlagen, sowie deren Optimierung und Validierung. Mit Hilfe eines neuronalen Netzes können Wolken zuverlässig in Bildern von unbewölktem Himmel unterschieden werden und durch weitere Bildverarbeitung kann die Wolkenhöhe und -bewegung berechnet werden. Die Validierung der Einstrahlungsvorhersagen mit Messungen vom Gelände der Anlage zeigte deutliche Verbesserungen gegenüber einfacheren Vergleichsvorhersagen. Vorteile durch die Verwendung von zwei bodengestützten Kameras gegenüber der Nutzung einer einzelnen Kamera konnten gezeigt werden. In theoretischen Experimenten konnte gezeigt werden, dass der Vorhersagefehler für Flächenvorhersagen geringer ist als für Punktvorhersagen und damit die im Vorhaben genutzte Vorhersage für das PV-Feld erwartbar bessere Werte liefert. Durch die Vereinigung der kamerabasierten Einstrahlungsprognose mit dem PV-Modell zur PV-Prognose konnte der praktische Nutzen demonstriert werden. Die PV-Prognose kann den Fehler in der erwarteten PV-Leistung für Vorhersagehorizonte über 6 Minuten im Vergleich zu der über diese Zeiträume üblichen Annahme konstanter Stromerzeugung verringern, trotz der zusätzlichen Ungenauigkeiten des PV-Modells. Zusammen mit den Projektpartnern konnte die Einstrahlungsvorhersage erfolgreich in die intelligente Steuerung der Biogasanlage eingebunden und im Testbetrieb genutzt werden. Über den ursprünglichen Fokus dieses Vorhabens hinaus wurden mit den Projektpartnern Anforderungen für mögliche zusätzliche Vorhersagetypen diskutiert, mit denen z.B. durch Abschätzung der erwarteten Vorhersagefehler ein zusätzlicher Mehrwert für die Steuerung von Biogasanlagen generiert werden könnte.Prof. Dr. Bernhard Mayer
Tel.: +49 89 2180-4383
bernhard.mayer@lmu.de
Ludwig-Maximilians-Universität München - Fakultät für Physik - Lehrstuhl für Experimentelle Meteorologie
Theresienstr. 37
80333 München
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2018-09-01

01.09.2018

2022-08-31

31.08.2022
22400418Verbundvorhaben: Entwicklung einer selbstlernenden Steuerung zur Integration von Biogasanlagen in Netze mit hohem Anteil fluktuierender Stromerzeuger; Teilvorhaben 3: Praxisimplementierung selbstlernende Biogasanlagensteuerung - Akronym: NETFLEXZiel des Projekts ist die Simulation von innovativen Regelungsstrategien und Geschäftsmodellen sowie die Entwicklung einer selbstlernenden Steuerung für Biogasanlagen zur Vermeidung kurzfristiger, tageszeitlich auftretender Netzüberlastung im ländlichen Verteilnetz. Es soll eine Steuerung entwickelt werden, die die lokalen Bedürfnisse des Verteilnetzes mit hohem Anteil fluktuierender Energieerzeuger ins Zentrum der vorausschauenden Fahrplanerstellung für Biogasanlagen rückt Franz Burghart
Tel.: +49 8082 22662-22
franz.burghart@elektro-burghart.de
Burghart GmbH & Co. KG
Mühldorfer Str. 64
84419 Schwindegg
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2017-09-01

01.09.2017

2022-11-30

30.11.2022
22400517Verbundvorhaben: Pilotierung der ethanolischen nativen Extraktion geschälter Rapssaat (EthaNa); Teilvorhaben 1: Pilotierung des Ethana-Verfahrens und Untersuchungen zur Aufarbeitung der Rohprodukte - Akronym: EthaNaGesamtziel des Vorhabens ist die Entwicklung eines neuartigen Konzepts zur Aufbereitung von Raps. Das Konzept beinhaltet die Prozessentwicklung sowie die Demonstration des Gesamtverfahrens im Pilotmaßstab. Im Vordergrund steht dabei die Entwicklung und Optimierung eines neuartigen Verfahrenskonzepts, das im Kern auf einer ethanolischen, nativen Extraktion geschälter Rapssaat basiert, mit dem Ziel der Etablierung von Prozessen für eine Raps-Bioraffinerie am Standort Deutschland und die Bereitstellung neuer Produkte bzw. von Produkten mit verbesserter Produktspezifikationen zur Steigerung der Wertschöpfung von Raps.Dr. Robert Hartmann
Tel.: +49 3461 43-9111
robert.hartmann@igb.fraunhofer.de
Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung eingetragener Verein - Fraunhofer-Zentrum für Chemisch-Biotechnologische Prozesse CBP
Am Haupttor 1251
06237 Leuna
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2018-11-01

01.11.2018

2022-03-31

31.03.2022
22400518Verbundvorhaben: Optimierung der Biomasseproduktion auf nassen Moorstandorten und deren thermische Verwertung; Teilvorhaben 1: Biomasseproduktion, ökobilanzielle und ökonomische Bewertung - Akronym: BOnaMoorDie herkömmliche entwässerungsbasierte Moornutzung verursacht enorme Treibhausgasemissionen sowie fortschreitenden Moorverlust. Durch Umsetzung von Paludikultur können die Emissionen erheblich reduziert, eine weitere Degradierung des Torfkörpers gestoppt und ein wesentlicher Beitrag zum Klimaschutz geleistet werden. BonaMoor untersucht daher Möglichkeiten der Optimierung der Bereitstellung, Aufbereitung und thermischen Verwertung von Biomasse nasser Moorstandorte. In dem Verbundprojekt verfolgen Forschung und Praxis in enger Zusammenarbeit das Ziel, ausgehend von einem konkreten Pilotvorhaben (Biomasseheizwerk Malchin), die thermische Verwertung von Niedermoorbiomasse zu evaluieren und zu optimieren und damit die Grundlage für die Übertragbarkeit dieser Stoffstromkette zu legen. Die Anpassung des Produktionsmanagements auf der Fläche (Erntezeitraum) und verschiedene Brennstoffvarianten sollen durch Praxisversuche getestet werden. Empfehlungen zur Optimierung der Wärmeproduktion bei der Verfeuerung von Halmgütern werden abgeleitet. Weiterhin wird untersucht, wie durch die Wahl des Erntezeitpunktes die Gehalte verbrennungskritischer Inhaltstoffe reduziert sowie der Nährstofftransfer mit der Biomasse reguliert werden kann. Darauf basierend werden Managementempfehlungen für die Rohstoffbereitstellung entwickelt. Die Wirtschaftlichkeit von Ernte und Verwertung der Biomasse wird analysiert. Für die betrachteten Stoffstromketten werden Betriebszweiganalysen durchgeführt und eine Ökobilanz erstellt. Optimierungsmöglichkeiten aus Sicht des Klimaschutzes werden herausgearbeitet. Da mit dem Heizwerk Malchin der Stoffstrom bereits in einem Pilotbetrieb realisiert ist, wird von einem großen Übertragbarkeitspotential ausgegangen. Daher stellt die Wissensaufbereitung, Öffentlichkeitsarbeit und individuelle Beratung zum Praxistransfer einen weiteren wichtigen Projektbaustein dar. Ziel ist die Ableitung von Handlungsempfehlungen für eine Übertragung des untersuchten Ansatzes.Dr. Wendelin Wichtmann
Tel.: +49 3834 8354216
wichtmann@succow-stiftung.de
Universität Greifswald - Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät - Biologie - Institut für Botanik und Landschaftsökologie
Soldmannstr. 15
17489 Greifswald
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22400616Erforschung von dezentraler Regler Technologie zum dezentralen Einsatz bei Anlagen zur Energieerzeugung aus erneuerbaren Quellen und bei Verbrauchern - Akronym: ReglerBei dem Projekt "Regler" geht es um die Erforschung und spätere Entwicklung eines Reglers, welcher bei Erzeugern und Verbrauchern im Einsatz ist, um die Flexibilität zu erhöhen, Lastspitzen abzufahren und den erzeugten Strom zu einem maximalen Preis abzusetzen. Durch ein solches Gerät soll die regional erzeugte Energie möglichst auch regional genutzt werden, um Schwankungen auszugleichen und ein netzdienliches Verhalten zu generieren. Außerdem soll dadurch der Netzausbau reduziert werden, da es vermieden wird Energie über weite Strecken zu transportieren sondern sie möglich regional zu verbrauchen. Dieses Konzept ist in diesem Zusammenspiel der Komponenten spezifisch darauf ausgelegt den kleinen Energieanlagen und privaten Verbrauchern einen Regler zu bieten, welcher sich gerade auch in der Anschaffung wirtschaftlich darstellen lässt. Das Projekt lässt sich grob in 4 Phasen unterteilen. Zunächst wird das Vorhaben gründlich geplant, um alle wirtschaftlichen, technischen und normativen Aspekte im vollen Umfang zu berücksichtigen. Dabei werden auch Entwicklungsziele festgelegt und ein Pflichtenheft erstellt, um die späteren Arbeitsschritte zu vereinfachen und Fehlern vorzubeugen. Der nächste Abschnitt beschäftigt sich mit der Forschung des Reglers und seiner Funktionalitäten. Dabei stellt das Zusammenspiel der verschiedener Hardware Komponenten, der vielen verschiedenen Schnittstellen und der entsprechende Software die größte Herausforderung dar. Nach Abschluss dieser Phase wird mit dem Bau des Prototypen und seiner Testphase begonnen. Dabei wird dieser in möglichst vielfältigen und realistischen Szenarien umfänglich getestet und es werden Optimierungen vorgenommen. In der letzten Phase geht es vor allem um die Auswertung der Ergebnisse, einer Wirtschaftlichkeitsbetrachtung und um die anschließende Verbreitung der Ergebnisse.Dipl. Ing. Reiner Buss
Tel.: +49 2561 44910-21
reiner_buss@ib-buss.de
IBB Ingenieurbüro Buss
Kapellenweg 7
48683 Ahaus
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22400617Verbundvorhaben: Pilotierung der ethanolischen nativen Extraktion geschälter Rapssaat (EthaNa); Teilvorhaben 2: Gewinnung von Minorkomponenten aus den Extrakten - Akronym: EthaNaGesamtziel des Vorhabens ist die Entwicklung eines neuartigen Konzepts zur ganzheitlichen Aufbereitung von Raps. Das Konzept beinhaltet die Prozessentwicklung sowie die Demonstration des Gesamtverfahrens im Pilotmaßstab. In Pflanzenölen sind verschiedene bioaktive Minorkomponenten wie beispielsweise Tocopherole, Carotenoide oder Tocotrienole mit antioxidativen Eigenschaften oder auch andere sekundäre Pflanzeninhaltsstoffe wie Sinapinsäure oder Phytinsäure enthalten. Ziel des Teilvorhabens ist es durch spezifische Adsorber Minorkomponenten aus der etablierte Ölsaatenverarbeitung im Gesamtprozess zu erlösen. Dabei werden grundlegende Untersuchungen zur Aufbereitung des Extraktmix zur Gewinnung hochwertiger Inhaltsstoffe durchgeführt. Am Fraunhofer IGB werden polymere Adsorberpartikel für die Abtrennung dieser Minorkomponenten aus Pflanzenölen hergestellt, im Prozess eingesetzt und charakterisiert.Dr. rer. nat. Achim Weber
Tel.: +49 711 970-4022
achim.weber@igb.fraunhofer.de
Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik (IGB)
Nobelstr. 12
70569 Stuttgart
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28.02.2019
22400716Konsistente Förderung erneuerbarer Energien durch eine Ausweitung des europäischen Emissionshandels (ETSPLUS) - Akronym: ETSPLUSDerzeit existiert keine systematische Förderung, die verschiedenen erneuerbaren Energien gleiche Wettbewerbsbedingungen bezüglich ihres Beitrags zum Klimaschutz garantiert. Dies hat zu beträchtlichen Verzerrungen geführt und verursacht hohe volkswirtschaftliche Kosten. Ziel des Projektes ist die Ausarbeitung von Optionen für eine Ausweitung des Europäischen Emissionshandelssystems (EU-ETS) auf alle Treibhausgase (THGs) und weitere Emissionsquellen, um ein konsistentes, mit den Klimazielen der Bundesregierung übereinstimmendes und wirtschaftlich effizientes Anreizsystem für erneuerbare Energien zu schaffen. Schwerpunkt des Projektes ist dabei die Ausgestaltung eines neuen EU-ETS+, bei dem alle THG-Emissionen entlang der verschiedenen Wertschöpfungsketten erfasst werden. Außerdem werden die Möglichkeiten einer Ausweitung des EU-ETS auf Kleinanlagen im Wärme- und Strommarkt und damit einer weitreichenden Einbindung von erneuerbaren Energien untersucht. Ein angesichts der Vorreiterrolle der Bundesrepublik und der EU wichtiger Aspekt betrifft die Behandlung von importierten Gütern, die keiner klimapolitischen Regulierung unterliegen. Die Zuteilung der Emissionsrechte und die Bestimmung einer neuen Höchstgrenze für die Emissionen spielen eine wichtige Rolle für die Lastenverteilung der klimapolitischen Ziele und für die Effektivität des neuen klimapolitischen Instrumentariums. Eine Reform des EU-ETS und die dadurch erforderliche Anpassung nationaler klimapolitischer Instrumente müssen im Rahmen eines komplexen rechtlichen Systems nationaler und europarechtlicher Regelungen stattfinden. Dazu werden in dem Projekt explizit die rechtlichen Aspekte beleuchtet, unter denen die Reform des EU-ETS zu einem EU-ETS+ stattfinden könnte.Prof. Dr. Gernot Klepper
Tel.: +49 431 8814-485
gernot.klepper@ifw-kiel.de
Institut für Weltwirtschaft (IfW) an der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel - Forschungsbereich Umwelt und natürliche Ressourcen
Kiellinie 66
24105 Kiel
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22400717Verbundvorhaben: Pilotierung der ethanolischen nativen Extraktion geschälter Rapssaat (EthaNa); Teilvorhaben 3: Charakterisierung der Rapsmehlkonzentrate zur Gewinnung von Rapsproteinen und Bewertung der Anwendungsmöglichkeiten - Akronym: EthaNaGesamtziel des Vorhabens ist die Entwicklung eines neuartigen Konzepts zur Aufbereitung von Raps. Das Konzept beinhaltet die Prozessentwicklung sowie die Demonstration des Gesamtverfahrens im Pilotmaßstab. Im Vordergrund steht dabei die Entwicklung und Optimierung eines neuartigen Verfahrenskonzepts, das im Kern auf einer ethanolischen, nativen Extraktion geschälter Rapssaat basiert, mit dem Ziel der Etablierung von Prozessen für eine Raps-Bioraffinerie am Standort Deutschland und die Bereitstellung neuer Produkte bzw. von Produkten mit verbesserter Produktspezifikationen zur Steigerung der Wertschöpfung von Raps. Im Rahmen des Teilvorhabens 3 ist das Ziel die Charakterisierung der Rapsmehlkonzentrate zur Gewinnung von Rapsproteinen und Bewertung der Anwendungsmöglichkeiten in technischen Applikationen vorrangig in Klebstoffen und Dispersionsfarben.Dr.-Ing. Thomas Herfellner
Tel.: +49 8161 491-447
thomas.herfellner@ivv.fraunhofer.de
Fraunhofer-Institut für Verfahrenstechnik und Verpackung (IVV)
Giggenhauser Str. 35
85354 Freising
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22400816Verbundvorhaben: Erforschung neuer Lösungen für textile Biogasspeichersysteme; Teilvorhaben 2: Entwicklung von Grundlagen für eine Softwarelösung - Akronym: BiGTextile Biogasspeichersysteme stellen bei geeigneter technischer Auslegung aufgrund geringer Investitions- und Unterhaltsaufwände eine ökonomisch attraktive und technisch sinnvolle Methode der Biogasspeicherung dar. Nach Stand der Technik ist eine zuverlässig belastungsgerechte Auslegung der Biogasspeicher allerdings nicht möglich, da weder die durch Wettereinflüsse und Betriebszustände einwirkenden Lasten noch deren Weiterleitung und Verteilung auf einzelne Systemkomponenten wie Gasmembran, Außenhülle, Befestigung / Behälterkrone bekannt sind. Aufgrund dieses lückenhaften Technikstands sind aktuell bei 70 - 85 % der Biogasanlagen Mängel festzustellen und innerhalb der kommenden 5 Jahre bundesweit ca. 80 % der Speicher auszutauschen. Zugleich wird die Genehmigung und Versicherung neuer Anlagen mangels verbindlicher Vorgaben und Standards immer schwieriger. Vor diesem Hintergrund zielt das Vorhaben auf die Erforschung der wissenschaftlichen Grundlagen zur Beschreibung der Lasten und resultierenden Strukturreaktionen, auf die Erarbeitung von Methoden für die schnelle, sichere und bedarfsgerechte Berechnung, Auslegung und Fertigung neuartiger Biogasspeicher und auf die Entwicklung neuer technischer Lösungsansätze für Material, Konstruktion und Betriebssteuerung. Zugleich werden die Ergebnisse aktiv in die Normung und Etablierung verbindlicher Qualitätsmaßstäbe eingebracht. Die Arbeitsplanung gliedern sich in umfassende Messungen von Lasten, Systemzuständen und -reaktionen an einer speziellen Versuchsanlage, in laborbasierte Messungen zu anisotropen Materialeigenschaften und Pneumatik, sowie in die Erforschung theoretischer Konzepte und quantitativer Modellierungsansätze und deren softwarebasierte Nutzung für die Entwicklung eines Berechnungstools für die optimierte Auslegung neuer und effiziente Bewertung bestehender Anlagen. Abgerundet werden die Arbeiten durch die Entwicklung konkreter Vorgaben und Lösungen für Membranzuschnitt, -befestigung und -fügemethoden.Dr.-Ing. Dieter Ströbel
Tel.: +49 711 901-8297
dieter.stroebel@technet-gmbh.com
technet GmbH gründig + partner - Standort Stuttgart
Breitscheidstr. 4
70174 Stuttgart
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22400817Verbundvorhaben: Pilotierung der ethanolischen nativen Extraktion geschälter Rapssaat (EthaNa); Teilvorhaben 4: Untersuchung des Rapsmehlkonzentrats zur Applikation als Futtermittel - Akronym: EthaNaIm Rahmen des Verbundprojekts EthaNa soll durch Etablierung einer Raps-Bioraffinerie die Steigerung der Wertschöpfung von Raps durch Bereitstellung neuer Produkte bzw. verbesserter Produktspezifikationen erreicht werden. Ziel ist hierbei u.a. die Eliminierung antinutritiver Substanzen und Bitterstoffe sowie unerwünschter Farbkomponenten, um hochwertige Öle, Ausgangsprodukte für die Herstellung von Rapsproteinen und höherwertige Futtermittel bereitstellen zu können. Den Einsatz von Rapskuchen und Rapsextraktionsschroten aus der herkömmlichen Verarbeitung in der Nutztierfütterung begrenzen die enthaltenen Gehalte an Glucosinolaten, die zu einer verminderten Futteraufnahme und zu gesundheitlichen Störungen führen können. Da diese Komponenten im Rapsmehlkonzentrat entfernt werden, lässt dies den Schluss zu, dass hiervon eine größere Menge in der Tierernährung oder negative Auswirkungen eingesetzt werden kann.Dipl.-Ing (FH) Verena Kiehne
Tel.: +49 5307 9222-0
iff@iff-braunschweig.de
Internationale Forschungsgemeinschaft Futtermitteltechnik e.V. - Forschungsinstitut Futtermitteltechnik
Frickenmühle 1 A
38110 Braunschweig
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22400916Verbundvorhaben: Erforschung neuer Lösungen für textile Biogasspeichersysteme; Teilvorhaben 3: Entwicklung und Umsetzung einer Versuchsanlage - Akronym: BiGTextile Biogasspeichersysteme stellen bei geeigneter technischer Auslegung aufgrund geringer Investitions- und Unterhaltsaufwände eine ökonomisch attraktive und technisch sinnvolle Methode der Biogasspeicherung dar. Nach Stand der Technik ist eine zuverlässig belastungsgerechte Auslegung der Biogasspeicher allerdings nicht möglich, da weder die durch Wettereinflüsse und Betriebszustände einwirkenden Lasten noch deren Weiterleitung und Verteilung auf einzelne Systemkomponenten wie Gasmembran, Außenhülle, Befestigung / Behälterkrone bekannt sind. Aufgrund dieses lückenhaften Technikstands sind aktuell bei 70 - 85 % der Biogasanlagen Mängel festzustellen und innerhalb der kommenden 5 Jahre bundesweit ca. 80 % der Speicher auszutauschen. Zugleich wird die Genehmigung und Versicherung neuer Anlagen mangels verbindlicher Vorgaben und Standards immer schwieriger. Vor diesem Hintergrund zielt das Vorhaben auf die Erforschung der wissenschaftlichen Grundlagen zur Beschreibung der Lasten und resultierenden Strukturreaktionen, auf die Erarbeitung von Methoden für die schnelle, sichere und bedarfsgerechte Berechnung, Auslegung und Fertigung neuartiger Biogasspeicher und auf die Entwicklung neuer technischer Lösungsansätze für Material, Konstruktion und Betriebssteuerung. Zugleich werden die Ergebnisse aktiv in die Normung und Etablierung verbindlicher Qualitätsmaßstäbe eingebracht. Die Arbeitsplanung gliedern sich in umfassende Messungen von Lasten, Systemzuständen und -reaktionen an einer speziellen Versuchsanlage, in laborbasierte Messungen zu anisotropen Materialeigenschaften und Pneumatik, sowie in die Erforschung theoretischer Konzepte und quantitativer Modellierungsansätze und deren softwarebasierte Nutzung für die Entwicklung eines Berechnungstools für die optimierte Auslegung neuer und effiziente Bewertung bestehender Anlagen. Abgerundet werden die Arbeiten durch die Entwicklung konkreter Vorgaben und Lösungen für Membranzuschnitt, -befestigung und -fügemethoden.Dipl.-Wirt.-Ing. Christopher Seybold
Tel.: +49 24 216905-65
cs@seybold-dueren.de
H. Seybold GmbH & Co. KG
Dr.-Christian-Seybold-Str. 4
52349 Düren
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22400917Verbundvorhaben: Pilotierung der ethanolischen nativen Extraktion geschälter Rapssaat (EthaNa); Teilvorhaben 5: Ökonomische und ökologische Begleitforschung im Verbundprojekt - Akronym: EthaNaDas KIT IIP widmet sich im Rahmen des Gesamtprojektes der Bewertung der relevanten ökonomischen und ökologischen Aspekte der einzelnen Teilprozesse sowie des Gesamtprozesses. Es bildet damit eine wesentliche Grundlage für die industrielle Anwendung und Vermarktung des entwickelten Konzeptes. Entwicklungsbegleitend werden ökonomische und ökologische Bewertungsmodelle zu dem Konzept aufgebaut und Bewertungen durchgeführt. Hierzu werden Methoden der Stoff- und Energiebilanzierung (u.a. verfahrenstechnische Simulation), der Investitions- und Betriebskostenschätzung sowie der Ökobilanzierung (u.a. Sachbilanz der gesamten Wertschöpfungskette) eingesetzt. Die Ergebnisse werden kontinuierlich in die technischen Arbeitspakete gespielt und mit den beteiligten Partnern diskutiert. Somit werden die Entwicklungsarbeiten auf die Erreichung von wirtschaftlich und ökologisch vorteilhaften Konzepten konzentriert und notwendige Grundlagen für eine Umsetzung der Verfahren sowie die Einbeziehung aller beteiligten Stakeholder gelegt. Dies dient der Erreichung entscheidender Verbesserungen in der Bewertung der Nachhaltigkeit bei der Rapsverarbeitung als weiterer signifikanter Beitrag zur Industrieeinführung. Gesamtziel des Vorhabens ist die Entwicklung eines neuartigen Konzepts zur Aufbereitung von Raps. Das Konzept beinhaltet die Prozessentwicklung sowie die Demonstration des Gesamtverfahrens im Pilotmaßstab. Im Vordergrund steht dabei die Entwicklung und Optimierung eines neuartigen Verfahrenskonzepts, das im Kern auf einer ethanolischen, nativen Extraktion geschälter Rapssaat basiert, mit dem Ziel der Etablierung von Prozessen für eine Raps-Bioraffinerie am Standort Deutschland und die Bereitstellung neuer Produkte bzw. von Produkten mit verbesserten Produktspezifikationen zur Steigerung der Wertschöpfung von Raps.Prof. Dr. Frank Schultmann
Tel.: +49 721 608-44469
frank.schultmann@kit.edu
Karlsruher Institut für Technologie (KIT) - Institut für Industriebetriebslehre und Industrielle Produktion (IIP)
Hertzstr. 16
76187 Karlsruhe
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22401015Nutzung von Leguminosenuntersaaten zur Senkung des N-Düngereinsatzes im Winterraps - Akronym: Legukraft2Die mit Abstand größte Quelle für die THG-Emissionen im landwirtschaftlichen Produktionsverfahren ist die mineralische Düngung. Hier addieren sich die Emissionen aus der Herstellung und die Feldemissionen. Weiterhin kann durch die Substitution von fossilen Kraftstoffen durch Rapsöl die Emission von THG reduziert werden. Aus der Produktion von Raps bzw. Rapsölkraftstoffen entstehen ebenfalls Nebenprodukte, die in der Tierernährung genutzt werden und importierte Futtermittel aus Soja ersetzen, wobei wiederum Emissionen reduziert werden. Um die Vorgaben der Klimaschutzquote zu erreichen und somit die Versorgungssicherheit mit Biokraftstoffen zu gewährleisten, müssen Anbauverfahren hinsichtlich ihrer Nachhaltigkeit verbessert werden. Im Projekt wurde seit 2017 die Möglichkeit untersucht, durch die Nutzung von Leguminosenuntersaaten mineralische Stickstoffdünger einzusparen. Dazu werden in einer Serie von Feldversuchen die Auswirkungen von Untersaaten von Ackerbohnen und Blauen Lupinen im Vergleich zum Standardverfahren untersucht. Der Vergleich zur Herbstdüngung ist ebenfalls Untersuchungsgegenstand. Aus den Ertragsergebnissen wurden Stickstoffproduktionsfunktionen in Abhängigkeit von der Untersaatvariante erstellt und auf signifikante Unterschiede geprüft. So kann die Stickstoffdüngung unter den Aspekten Ökonomie, Treibhausgasemissionen und Wasserschutzanforderungen optimiert werden.Im Ergebnis der Feldversuche liegen vier Stickstoff-Produktionsfunktionen in Abhängigkeit von der Untersaatvariante vor. Diese unterscheiden sich allerdings nicht signifikant. Tendenziell ergeben sich im Bereich der reduzierten Stickstoffdüngung Vorteile für die Nutzung von Leguminosen als Untersaaten. Der Ertragsvorteil der Variante mit Leguminosenuntersaaten beträgt maximal 2 dt/ha und liegt damit unter den Erwartungen. Die ergebnisoffene Betrachtung zeigt, dass gerade unter trockenen Bedingungen die Potenziale der Leguminosen stark eingeschränkt sein können. Insgesamt führte die Ertragssteigerung durch Leguminosen auch dazu, dass im Sinne von Ökonomie, Treibhausgasreduzierung und Gewässerschutz das N-düngungspotenzial besser ausgeschöpft werden kann als ohne Untersaaten. Die zum Vergleich angelegte Variante mit 40 kg/ha Herbstdüngung schnitt hier am ungünstigsten ab. Der Stickstoffdünger sollte auf die Zeiträume verlagert werden, wo er am effizientesten wirken kann, also in das Frühjahr. Im Projektverlauf zeigte sich, dass die Ackerbohnen auch bei einer Aussaat im Spätsommer noch sehr üppige Bestände bilden können, die in milden Wintern nicht sicher abfrieren. Demgegenüber froren die Blauen Lupinen relativ sicher ab. Die Varianten mit Leguminosenuntersaaten konnten zwar beim Raps eine höhere N-Aufnahme der Pflanzen im Frühjahr bewirken, der aufgenommene Stickstoff konnte nur eingeschränkt in höhere Kornerträge umgesetzt werden. eine entscheidende Rolle dabei dürfte die außerordentliche Trockenheit während des Versuchszeitraumes gespielt haben. Trotz der nur relativ geringen Effekte sind die Ergebnisse vielversprechend und sollten in der Praxis angewendet werden, da durch die Nutzung von Leguminosen auf mittlere und lange Sicht viele Vorteile bestehen.Dr. Andreas Gurgel
Tel.: +49 385 588-60220
a.gurgel@lfa.mvnet.de
Landesforschungsanstalt für Landwirtschaft und Fischerei Mecklenburg-Vorpommern - Institut für Pflanzenproduktion und Betriebswirtschaft
Dorfplatz 1
18276 Gülzow-Prüzen
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22401016Verbundvorhaben: Erforschung neuer Lösungen für textile Biogasspeichersysteme; Teilvorhaben 4: Untersuchung der meteorologischen Einflussfaktoren - Akronym: BiGTextile Biogasspeichersysteme stellen bei geeigneter technischer Auslegung aufgrund geringer Investitions- und Unterhaltsaufwände eine ökonomisch attraktive und technisch sinnvolle Methode der Biogasspeicherung dar. Nach Stand der Technik ist eine zuverlässig belastungsgerechte Auslegung der Biogasspeicher allerdings nicht möglich, da weder die durch Wettereinflüsse und Betriebszustände einwirkenden Lasten noch deren Weiterleitung und Verteilung auf einzelne Systemkomponenten wie Gasmembran, Außenhülle, Befestigung / Behälterkrone bekannt sind. Aufgrund dieses lückenhaften Technikstands sind aktuell bei 70 - 85 % der Biogasanlagen Mängel festzustellen und innerhalb der kommenden 5 Jahre bundesweit ca. 80 % der Speicher auszutauschen. Zugleich wird die Genehmigung und Versicherung neuer Anlagen mangels verbindlicher Vorgaben und Standards immer schwieriger. Vor diesem Hintergrund zielt das Vorhaben auf die Erforschung der wissenschaftlichen Grundlagen zur Beschreibung der Lasten und resultierenden Strukturreaktionen, auf die Erarbeitung von Methoden für die schnelle, sichere und bedarfsgerechte Berechnung, Auslegung und Fertigung neuartiger Biogasspeicher und auf die Entwicklung neuer technischer Lösungsansätze für Material, Konstruktion und Betriebssteuerung. Zugleich werden die Ergebnisse aktiv in die Normung und Etablierung verbindlicher Qualitätsmaßstäbe eingebracht. Die Arbeitsplanung gliedern sich in umfassende Messungen von Lasten, Systemzuständen und -reaktionen an einer speziellen Versuchsanlage, in laborbasierte Messungen zu anisotropen Materialeigenschaften und Pneumatik, sowie in die Erforschung theoretischer Konzepte und quantitativer Modellierungsansätze und deren softwarebasierte Nutzung für die Entwicklung eines Berechnungstools für die optimierte Auslegung neuer und effiziente Bewertung bestehender Anlagen. Abgerundet werden die Arbeiten durch die Entwicklung konkreter Vorgaben und Lösungen für Membranzuschnitt, -befestigung und -fügemethoden.Dipl.-Ing. Michael Buselmeier
Tel.: +49 7082 94443-15
m.buselmeier@wacker-ingenieure.de
Wacker Bauwerksaerodynamik GmbH
Gewerbestr. 2
75217 Birkenfeld
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22401017Verbundvorhaben: Pilotierung der ethanolischen nativen Extraktion geschälter Rapssaat (EthaNa); Teilvorhaben 6: Technische Begleitung und Engineering der Pilotanlage - Akronym: EthaNaGesamtziel des Vorhabens ist die Entwicklung eines neuartigen Konzepts zur Aufbereitung von Raps. Das Konzept beinhaltet die Prozessentwicklung sowie die Demonstration des Gesamtverfahrens im Pilotmaßstab. Im Vordergrund steht dabei die Entwicklung und Optimierung eines neuartigen Verfahrenskonzepts, das im Kern auf einer ethanolischen, nativen Extraktion geschälter Rapssaat basiert, mit dem Ziel der Etablierung von Prozessen für eine Raps-Bioraffinerie am Standort Deutschland und die Bereitstellung neuer Produkte bzw. von Produkten mit verbesserter Produktspezifikationen zur Steigerung der Wertschöpfung von Raps. B+B konzipiert Verfahren und Anlagentechnik der Pilotanlage im Detail und entwickelt die technischen Auslegungsgrundlagen. Für die einzelnen Verfahren werden die Grundlagen für ein scale-up in den Industriemaßstab entwickelt und die erforderlichen Zuarbeiten geliefert, um die ökonomisch und ökologisch sinnvolle Realisierung einer ersten Raps-Bioraffinerie vorbereiten zu können. Mit Abschluss der Entwicklungsarbeiten wird B+B in die Lage versetzt, das Gesamtverfahren als Generalunternehmer vermarkten zu können.M.Eng. Agnes Piór
Tel.: +49 3915054-9676
a.pior@b-b-engineering.de
B+B Engineering GmbH
Otto-von-Guericke-Str. 50
39104 Magdeburg

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22401116Verbundvorhaben: Oberflächenwassermanagement auf Biogasanlagen - Dezentrale Verwertung von organisch belastetem Oberflächenwasser auf Biogasanlagen mittels FLEXBIO-Verfahren (BGA-FLEXBIO); Teilvorhaben 1: Wissenschaftliche Begleitung - Akronym: BGA-FLEXBIOMit zunehmender Anzahl von Biogasanlagen steigt das Problem der Belastung der umliegenden Böden bzw. des Grundwassers sowie der Vorfluter aufgrund der Einleitung von verunreinigtem Regenwasser, das auf den Flächen der Biogasanlagen gesammelt wird und oft stark organisch belastet ist. Immer mehr Behörden streben eine Reinigung des gesammelten Regenwassers einer Biogasanlage an, um eine möglichst umweltverträgliche Entsorgung realisieren zu können. Alternativen zur Reinigung des Niederschlagswassers auf dem Standort der Biogasanlage stellen die i.d.R. mit hohen Kosten verbundenen Verfahren der Ausbringung auf landwirtschaftliche Flächen oder der Entsorgung über die kommunalen Kläranlagen dar. Das Ziel des vorliegenden Vorhabens besteht in der Überführung einer Verfahrensinnovation in die Praxis. Hierzu soll das im Technikumsmaßstab untersuchte FLEXBIO-Verfahren erstmalig zur Behandlung von verunreinigtem Regenwasser auf einer Biogasanlage installiert und betrieben werden. Der erste Praxiseinsatz wird durch die Hochschule HAWK, Fachgebiet NEUTec wissenschaftlich begleitet. Zur Umsetzung der neuen Technologie in die Praxis wird die erste Referenzanlage bei Firma BioEnergie Bad Gandersheim eingesetzt. Die Untersuchungen ermöglichen eine geordnete Implementierung des Verfahrens unter Berücksichtigung der Rahmenbedingungen sowie eine Optimierung des Betriebes mit dem Ziel der sicheren Einhaltung von Grenzwerten. Geplant ist die Erprobung von mehreren Anlagenzuständen bzw. Fahrweisen um die Einflussmöglichkeiten auf den Anlagenbetrieb zu identifizieren und die Optimierung vorzunehmen. Unter Berücksichtigung der im Vorhaben gewonnenen Erkenntnisse wird eine Wirtschaftlichkeitsbetrachtung durchgeführt, um die wirtschaftlichen Perspektiven des Verfahrens für die Zukunft besser abschätzen zu können. Die Projektergebnisse werden eine Datengrundlage für die Behörden sowie eine Entscheidungshilfe für die Auswahl eines geeigneten Verfahrens für die Biogasanlagenbetreiber liefern.Prof. Dr.-Ing. Achim Loewen
Tel.: +49 551 5032-257
achim.loewen@hawk.de
Hochschule für angewandte Wissenschaft und Kunst-Fachhochschule Hildesheim/Holzminden/Göttingen - Fakultät Ressourcenmanagement Göttingen - Fachgebiet Nachhaltige Umwelt- und Energietechnik NEUTec
Rudolf-Diesel-Str. 12
37075 Göttingen
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22401117Verbundvorhaben: Pilotierung der ethanolischen nativen Extraktion geschälter Rapssaat (EthaNa); Teilvorhaben 7: Bereitstellung von Ölsaaten und Bewertung des Gesamtverfahrens - Akronym: EthaNaGesamtziel des Vorhabens ist die Entwicklung eines neuartigen Konzepts zur Aufbereitung von Raps. Das Konzept beinhaltet die Prozessentwicklung sowie die Demonstration des Gesamtverfahrens im Pilotmaßstab. Im Vordergrund steht dabei die Entwicklung und Optimierung eines neuartigen Verfahrenskonzepts, das im Kern auf einer ethanolischen, nativen Extraktion geschälter Rapssaat basiert, mit dem Ziel der Etablierung von Prozessen für eine Raps-Bioraffinerie am Standort Deutschland und die Bereitstellung neuer Produkte bzw. von Produkten mit verbesserter Produktspezifikationen zur Steigerung der Wertschöpfung von Raps. Gerhard Wittmann
Tel.: +49 2131 2604-1
gerhard.wittmann@cthywissenoel.de
C. Thywissen GmbH
Industriestr. 34
41460 Neuss
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22401216Verbundvorhaben: Oberflächenwassermanagement auf Biogasanlagen - Dezentrale Verwertung von organisch belastetem Oberflächenwasser auf Biogasanlagen mittels FLEXBIO-Verfahren (BGA-FLEXBIO); Teilvorhaben 2: Errichtung einer Pilotanlage - Akronym: BGA-FLEXBIOMit zunehmender Anzahl von Biogasanlagen steigt das Problem der Belastung der umliegenden Böden bzw. des Grundwassers sowie der Vorfluter aufgrund der Einleitung von verunreinigtem Oberflächenwasser, das auf den Flächen der Biogasanlagen (Fahrwege, Hoffläche) und der Fahrsilos anfällt und oft stark organisch belastet ist. Immer mehr Behörden streben eine Reinigung des gesammelten Oberflächenwassers einer Biogasanlage an, um eine möglichst umweltverträgliche Entsorgung realisieren zu können. Alternativen zur Reinigung des Niederschlagswassers auf dem Standort der Biogasanlage stellen die i.d.R. mit hohen Kosten verbundenen Verfahren der Ausbringung auf landwirtschaftliche Flächen oder der Entsorgung über die kommunalen Kläranlagen dar. Das Ziel des vorliegenden Vorhabens besteht in der Überführung einer Verfahrensinnovation in die Praxis. Hierzu soll das im Technikumsmaßstab untersuchte FLEXBIO-Verfahren erstmalig zur Behandlung von verunreinigtem Oberflächenwasser auf einer Biogasanlage installiert und betrieben werden. Der erste Praxiseinsatz wird durch die Hochschule HAWK, Fachgebiet Nachhaltige Energie- und Umwelttechnik (NEUTec) wissenschaftlich begleitet. Zur Umsetzung der neuen Technologie in die Praxis wird die erste Referenzanlage bei Firma BioEnergie Bad Gandersheim GmbH&Co.KG eingesetzt. Die wissenschaftliche Begleitung ermöglicht eine geordnete Implementierung des Verfahrens unter Berücksichtigung der Rahmenbedingungen und Zielvorgaben sowie eine Optimierung des Betriebes mit dem Ziel der sicheren Einhaltung von definierten Grenzwerten. Geplant ist die Erprobung von mehreren Anlagenzuständen bzw. Fahrweisen um die Einflussmöglichkeiten auf den Anlagenbetrieb zu identifizieren und die Optimierung vorzunehmen. Die Projektergebnisse werden eine fundierte Datengrundlage für die Genehmigungsbehörden sowie eine Entscheidungshilfe für die Auswahl eines geeigneten Verfahrens für die Biogasanlagenbetreiber liefern. Hendrik Pferdmenges
Tel.: +49 5563 705591
hpferdmenges@web.de
BioEnergie Bad Gandersheim GmbH & Co. KG
Hilprechtshausen 1
37581 Bad Gandersheim
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22401217Verbundvorhaben: Pilotierung der ethanolischen nativen Extraktion geschälter Rapssaat (EthaNa); Teilvorhaben 8: Pilotierung der kontinuierlichen Schälung von Raps und technische Begleitung - Akronym: EthaNaBasierend auf den vorangegangenen Untersuchungen lag der Arbeitsschwerpunkt der AVA GmbH auf der Weiterentwicklung der Anlagentechnik der Rapsschälung zu einem Pilotmaßstab des Verfahrens, mit der Zielstellung der Entwicklung einer Rapsschälanlage in einem industriellen Maßstab. Die Aufgabenstellung der AVA beinhaltete damit die Entwicklung und Errichtung einer ersten kontinuierlich arbeitenden Pilotanlage zur Schälung von Rapssaat. Schwerpunkt dieser Arbeiten ist die Übertragung der bisher genutzten Berechnungsmethoden und Modelle auf die kontinuierliche Fahrweise der Pilotanlage mit Berücksichtigung der Trocknung während des Schälprozesses, um die für den Zellaufschluss erforderliche Restfeuchte der Saat zu erlangen. Ausgehend von den Ergebnissen der vorherigen Entwicklungsarbeiten wurden das Verfahren und die Anlagentechnik für die Pilotanlage im Detail konzipiert, die technischen Auslegungsgrundlagen weiterentwickelt und die Anlage berechnet und entworfen. Dies war auch eine Voraussetzung für das weitere Scale-Up und für die erste großtechnische Industrieanlage. Die Arbeiten beinhalten weiterhin die technische Begleitung des Aufbaus der Pilotanlage, d.h. die wissenschaftlich-technischen Leistungen zur Vorbereitung des Baus der Pilotanlage, die Begleitung der Anlagenerrichtung und die Leistungen zur Inbetriebnahme der Anlage bis zur Erreichung der geforderten Leistungsparameter. Die Pilotanlage ist im Rahmen eines zu entwickelnden Versuchsprogrammes in Betrieb zu nehmen, der Testbetrieb zur Herstellung der erforderlichen Produktmuster wissenschaftlich-technisch zu begleiten und der Prozess zu optimieren. Die Ergebnisse des Testbetriebes werden ausgewertet und finden Eingang in die Entwicklung der notwendigen Algorithmen für das Scale-Up zur Dimensionierung von Industrieanlagen. Darüber hinaus bestand die Aufgabe einer industriellen Begleitung des Verbundpartners CBP hinsichtlich des Anlagenbetriebes und der Unterstützung bei ingenieurtechnischen Fragestellungen.Dr. Markus Henneberg
Tel.: +49 391 634 1967-20
henneberg@ava-web.de
AVA - Anhaltinische Verfahrens- und Anlagentechnik GmbH
Werner-Heisenberg-Str. 33
39106 Magdeburg
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22401315Verbundvorhaben: Entwicklung und Demonstration eines biokraftstoffbetriebenen Range-Extender-Systems zur Reichweitenverlängerung elektrisch betriebener Nutzfahrzeuge im Wirtschaftsverkehr (BioRexWiVe); Teilvorhaben 1: Biokraftstoffe - Akronym: BioREXWiVeDeutschland hat das erklärte Ziel, zum Leitanbieter und Leitmarkt im Bereich Elektromobilität zu werden. Die Erweiterung einer vollständig elektrisierten Mobilität im Wirtschaftsverkehr (insbes. kleinere Nutzfahrzeuge wie Paketdienste und Apothekenlieferanten) steht jedoch noch aus und kann insbesondere bei regional begrenzten Anwendungen mit regenerativ betriebenen und mit Range-Extender ausgestatteten Elektrofahrzeugen eingeleitet werden. In Phase 1 des Projektes erfolgt die Darstellung eines Elektrofahrzeuges für den urbanen und suburbanen Wirtschaftsverkehr ab. Ein integrierter Range-Extender soll dabei die stark limitierte Reichweite elektrisch angetriebener Nutzfahrzeuge aufheben und zusätzliche Einschränkungen der Fahrraum- und ggf. Laderaumklimatisierung aufweichen. Der biokraftstoffbasierte Range-Extender soll in Phase 2 (Phase 2 ist nicht Bestandteil des Vorhabens) als Demonstrator inklusive Abgasnachbehandlung in einem ausgewählten Fahrzeug bis hin zur Straßenzulassung entwickelt werden. Im ersten Schritt erfolgt die Erzeugung eines Lastenheftes, in dem die technischen Randbedingungen, Leistungsparameter und Entwicklungsziele definiert und eine zeitliche Verknüpfung dieser Aktivitäten erstellt werden. Im Anschluss erfolgt die Auswahl des Range-Extender-Systems. Weiterhin soll die Auswahl an Kraftstoffen und Abgasnachbehandlungssystemen weiter eingegrenzt bzw. für die Erstauslegung des Prototypen festgelegt werden. Die Phase 1 des Projektes gliedert sich in vier Arbeitspakete: (i) Erstellung Lastenheft, (ii) Auswahl Range-Extender-System, (iii) Biokraftstoffqualität und (iv) Abgasnachbehandlung. Phase 2 beinhaltet (v) Aufbau und Test des Demonstrators, (vi) Integration und Test im Fahrzeug sowie (vii) Umsetzungsstrategie für breite Anwendung. Das Projekt hat eine Laufzeit von 18 Monaten. Spätestens im 15. Projektmonat soll auf Grundlage der bis dahin erzielten Projektergebnisse eine Bewertung bezüglich der Beantragung der Phase 2 erfolgen. Jörg Schröder
Tel.: +49 341 2434 522
joerg.schroeder@dbfz.de
DBFZ Deutsches Biomasseforschungszentrum gemeinnützige GmbH
Torgauer Str. 116
04347 Leipzig
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2022-11-30

30.11.2022
22401317Verbundvorhaben: Pilotierung der ethanolischen nativen Extraktion geschälter Rapssaat (EthaNa); Teilvorhaben 9: Auslegung und Pilotierung der Technologie zum Aufschluss der Rapssaat - Akronym: EthaNaGesamtziel des Vorhabens ist die Entwicklung eines neuartigen Konzepts zur Aufbereitung von Raps. Das Konzept beinhaltet die Prozessentwicklung sowie die Demonstration des Gesamtverfahrens im Pilotmaßstab. Im Vordergrund steht dabei die Entwicklung und Optimierung eines neuartigen Verfahrenskonzepts, das im Kern auf einer ethanolischen, nativen Extraktion geschälter Rapssaat basiert, mit dem Ziel der Etablierung von Prozessen für eine Raps-Bioraffinerie am Standort Deutschland und die Bereitstellung neuer Produkte bzw. von Produkten mit verbesserter Produktspezifikationen zur Steigerung der Wertschöpfung von Raps. Özcan Kumanova
Tel.: +49 7631 93178-22
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79423 Heitersheim
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01.06.2016

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31.03.2019
22401416Untersuchungen zur Ausgestaltung der Biokraftstoffgesetzgebung - Akronym: BioSauseDie derzeitige Diskussion um die stoffliche und energetische Nutzung von Biomasse ist geprägt durch deutliche Erwartungshaltungen an biogene Rohstoffe und Energieträger (z. B. Unterstützung der Energiewende, Beitrag zur Dekarbonisierung des Verkehrssektors, Rohstoff einer biobasierten Wirtschaft) und einer stark sektorbezogenen Förderpolitik mit zunehmend begrenztem zeitlichen Planungshorizont. Voraussetzung für die Entwicklung einer übergeordneten Biomasse- bzw. Biokraftstoffstrategie ist die Diskussion der realistischen Voraussetzungen der vorhandenen Rohstoffbasis, der technischen Kapazitäten zur Produktion von Bioenergieträgern sowie der ökonomischen und ökologischen Kennzahlen verschiedener Technologiepfade. Im Rahmen dieses Vorhabens sollen daher Diskussions- und Entscheidungsgrundlagen für kurz- und mittelfristig notwendige Änderungen der politischen Rahmenbedingungen für erneuerbare Kraftstoffe bereitgestellt werden. Zu diesem Zweck werden mögliche Konsequenzen unterschiedlicher Wege zur zukünftigen Ausgestaltung der Biokraftstoffquote, für zwei Zeithorizonte (bis 2020 und bis 2030) untersucht. Die Ausgestaltung der nationalen Vorgaben für eine Quote von erneuerbaren Kraftstoffen im Verkehr hat naturgemäß direkte Konsequenzen auf die Rohstoff- bzw. technologiebezogene Zusammensetzung des Kraftstoffmixes. Um diese möglichen Konsequenzen und die daraus folgenden Effekte (z. B. in Bezug auf die mögliche THG-Minderung) abzuschätzen, sollen im Rahmen des Vorhabens verschiedene Szenarien zur Ausgestaltung der Quote entwickelt und deren Effekte auf entsprechende Mengengerüste analysiert werden. Siehe ausführliche Beschreibung Anhang PDF-Datei VorhabenbeschreibungDr. Kathleen Meisel
Tel.: +49 341 2434-472
kathleen.meisel@dbfz.de
DBFZ Deutsches Biomasseforschungszentrum gemeinnützige GmbH
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22401417Verbundvorhaben: Pilotierung der ethanolischen nativen Extraktion geschälter Rapssaat (EthaNa); Teilvorhaben 10: Auslegung und Pilotierung Trockner und Filterschnecke zur Fest-Flüssigtrennung, Alkoholverdampfung und Trocknung - Akronym: EthaNaGesamtziel des Vorhabens ist die Entwicklung eines neuartigen Konzepts zur Aufbereitung von Raps. Das Konzept beinhaltet die Prozessentwicklung sowie die Demonstration des Gesamtverfahrens im Pilotmaßstab. Im Vordergrund steht dabei die Entwicklung und Optimierung eines neuartigen Verfahrenskonzepts, das im Kern auf einer ethanolischen, nativen Extraktion geschälter Rapssaat basiert, mit dem Ziel der Etablierung von Prozessen für eine Raps-Bioraffinerie am Standort Deutschland und die Bereitstellung neuer Produkte bzw. von Produkten mit verbesserter Produktspezifikationen zur Steigerung der Wertschöpfung von Raps. Ralf Stanzel
Tel.: +49 561 5001979
ralf.stanzel@vettertec.com
VetterTec GmbH
Leipziger Str. 104-108
34123 Kassel
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30.11.2022
22401517Verbundvorhaben: Pilotierung der ethanolischen nativen Extraktion geschälter Rapssaat (EthaNa); Teilvorhaben 11: Strategieentwicklung zur Industrieeinführung und Technologievermarktung - Akronym: EthaNaGesamtziel des Vorhabens ist die Entwicklung eines neuartigen Konzepts zur Aufbereitung von Raps. Das Konzept beinhaltet die Prozessentwicklung sowie die Demonstration des Gesamtverfahrens im Pilotmaßstab. Im Vordergrund steht dabei die Entwicklung und Optimierung eines neuartigen Verfahrenskonzepts, das im Kern auf einer ethanolischen, nativen Extraktion geschälter Rapssaat basiert, mit dem Ziel der Etablierung von Prozessen für eine Raps-Bioraffinerie am Standort Deutschland und die Bereitstellung neuer Produkte bzw. von Produkten mit verbesserter Produktspezifikationen zur Steigerung der Wertschöpfung von Raps. Zur Industrieeinführung gilt es, die Voraussetzungen zu sondieren, wie Standortbewertungsverfahren, Genehmigungsfähigkeit sowie zur unterstützenden Finanzierung entsprechende Investitionsstrategien zu entwickeln. Die Technologievermarktung einschließlich Sicherstellung von Schutzrechten bzw. schutzrechtliche Begleitung der Forschungsaktivitäten sind weitere Aufgaben des Projektes.Dr.-Ing. Michael Klaeger
Tel.: +49 391 7443520
mklaeger@tti-md.de
tti Technologietransfer und Innovationsförderung Magdeburg GmbH
Bruno-Wille-Str. 9
39108 Magdeburg
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22401616Verbundvorhaben: Verfahrenstechnische, enzymatische und genomische Charakterisierung einer flexiblen Biogasproduktion mit gezieltem Einsatz von Zuckerrüben (FLEXIZUCKER); Teilvorhaben 2: Metagenom- und Metatranskriptomanalysen - Akronym: FLEXIZUCKERDie Biogaserzeugung und -verstromung erlaubt als einzige regenerative Energieerzeugung eine abrufbare Bereitstellung flexibler Leistung. Die Voraussetzung hierfür ist ein kostengünstiges Fütterungsmanagement der Biogasanlagen. Im vorliegenden Vorhaben wird eine gezielte Biogaserzeugung durch schnell verfügbare Kohlenhydrate in Zuckerrübensilage angestrebt. Dies kann dafür sorgen, dass die vorhandenen Biogasanlagen künftig noch effizienter am Einspeisemanagement der Netzbetreiber sowie an den Regelenergiemärkten teilnehmen können. Eine wichtige Grundvoraussetzung hierfür ist, dass ein auf zeitlich fluktuierende Biogasproduktion ausgerichtetes Fütterungsmanagement die Stabilität der mikrobiellen Gemeinschaft nicht beeinträchtigt. Die notwendigen Angleichungen der metabolischen Aktivitäten der Mikroorganismen an die bedarfsorientierte Betriebsweise von Biogasanlagen sollen durch vergleichende Analysen der Expressionsmuster sowie durch Messungen spezifischer Enzymaktivitäten erfasst werden. Die direkte Korrelation der metabolischen Aktivität mit den wesentlichen Prozessparametern soll die Einschätzung der Grenzen einer zeitlich fluktuierenden Biogasproduktion ermöglichen. Die bedarfsorientierte Betriebsweise von Biogasanlagen erfordert eine Anpassung der metabolischen Aktivitäten der mikrobiellen Lebensgemeinschaften. Eine Kombination von Metagenom- und Metatranskriptomanalysen auf Basis der Hochdurchsatz-Sequenziertechnologie ermöglicht die Überwachung der mikrobiellen Stoffwechselaktivitäten in Korrelation zur bedarfsorientierten Betriebsweise. In diesem Teilprojekt soll anhand dieser Methoden die Änderung der Expressionsmuster nach stoßweiser Zugabe von Zuckerrübensilage untersucht werden.Prof. Dr. Rolf Daniel
Tel.: +49 551 39-33827
rdaniel@gwdg.de
Georg-August-Universität Göttingen - Fakultät für Biologie und Psychologie - Institut für Mikrobiologie und Genetik
Grisebachstr. 8
37077 Göttingen
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22402016Systemintegration mit Bioenergie - Kommunikationsmaßnahmen für ein besseres Verständnis der Systemintegration Erneuerbarer Energien unter besonderer Berücksichtigung der Rolle der Bioenergie - Akronym: SymBioDie mit dem Begriff der Systemintegration beschriebenen Aufgaben und Lösungsmöglichkeiten setzen bei politischen Entscheidern, Medienvertretern und Marktakteuren hohe Sachkenntnis voraus, die jedoch häufig erst aufgebaut werden muss. Hier setzt SymBio an: Das Vorhaben setzt sich zum Ziel, die durch weiter steigende Anteile Erneuerbarer Energien geprägte nächste Phase der Energiewende in allgemein verständlichen Begriffen und prägnanten Bildern zu erklären. Die Themen werden anhand von modellhaften Beispielen ("Best Practices") erläutert. Das Vorhaben ist auf eine Laufzeit von zwei Jahren angelegt und soll zum 15.3.2017 starten. Im AP 1 "Informationstransfer" gilt es, den Diskurs zur Systemintegration nachvollziehbar zu machen und den Beitrag der Bioenergie in zu Versorgungssicherheit und Systemstabilität zu erläutern. Dazu werden ab Vorhabenbeginn kontinuierlich Formate der Presse- und Öffentlichkeitsarbeit entwickelt und umgesetzt (Onlineportal, Pressemitteilungen, Funktionsgrafiken, Pressefahrt). Im AP 2 "Ideentransfer", das sich mit der Identifikation und dem Transfer neuer Geschäftsmodelle für Bioenergie befasst, sind Anlagenbetreiber und Investoren als Zielgruppe angesprochen. Für sie werden "Best Practices" unter systemisch-funktionalen wie auch ökonomischen Gesichtspunkten analysiert und aufbereitet. Ab dem 4. Quartal der Projektlaufzeit sollen insges. drei Regionalkonferenzen veranstaltet werden, auf denen Betreiber modellhafter Pilotanlagen mit Stakeholdern, die auf der Suche nach tragfähigen Geschäftsmodellen sind, in einen Erfahrungsaustausch eintreten können. Details entnehmen Sie bitte dem mit der Vorhabenbeschreibung eingereichten Balkenplan. Nils Boenigk
Tel.: +49 3020053541
n.boenigk@unendlich-viel-energie.de
Agentur für Erneuerbare Energien e.V.
EUREF-Campus 16
10829 Berlin
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30.09.2020
22402115Verbundvorhaben: Verfahrenstechnische, enzymatische und genomische Charakterisierung einer flexiblen Biogasproduktion mit gezieltem Einsatz von Zuckerrüben (FLEXIZUCKER); Teilvorhaben 1: Gärversuche, Bestimmung von Enzymaktivitäten und Wirtschaftlichkeitsanalyse - Akronym: FLEXIZUCKERStromerzeugung aus Biogas kann regenerative Regelenergie bereit stellen. Allerdings muss hierfür das laufend produzierte Biogas zwischengespeichert werden. Das vorliegende Vorhaben hat zum Ziel, durch den Einsatz von Zuckerrübensilage Methan zeitgerecht zu produzieren und dadurch ohne Ausbau der Biogasspeicher kosteneffektiv bedarfsgerechte Stromerzeugung auch in bestehenden Biogasanlagen zu ermöglichen. Die gezielte Zufuhr von Zuckerrüben soll bei einem schnellen, zeitlich vorhersehbaren und gleichzeitig stabilen Biogasprozess erfolgen. Im Vorhaben werden Parameter des mikrobiellen Stoffumsatzes berücksichtigt, um eine kausale Erklärung für zeitgesteuerte Biogasproduktion bei gleichzeitiger Erhaltung der Prozessstabilität zu liefern. Das Vorhaben hat folgende Teilziele: (1) Bestimmung des Gesamtumfangs in dem eine zeitgerechte Methanproduktion durch die Zufuhr von Zuckerrübensilage erfolgen kann. (2) Ermittlung des zeitlichen Vorlaufs, um eine termingerecht erhöhte Methanproduktion zu erreichen. (3) Abschätzung der langfristigen Folgen auf die Prozessstabilität. (4) Bestimmung spezifischer Enzymaktivitäten. (5) Korrelation der Enzymaktivitäten mit Prozessparametern, (6) Genexpression der beteiligten Mikroorganismen und (7) die Wirtschaftlichkeitskennzahlen einer zuckerrübenbasierten bedarfsgerechten Biogaserzeugung. Das Vorhaben hat eine Laufzeit von 36 Monaten und ist in vier Arbeitspakete gegliedert: AP1 Bedarfsgerechte Biogas- und Methanproduktion AP2 Enzymaktivitäten der Fermenterbiologie AP3 Metagenom- und Metatranskriptomsequenzierungen AP4 Wirtschaftlichkeitsanalyse und Handlungsempfehlungen Die insgesamt drei kontinuierliche Gärversuchen werden in einer Fermentationsanlage mit vier 12-L-Gefäßen, zeitgesteuerter automatischer Substratzufuhr und online-Überwachung durchgeführt. Begleitend finden die Bestimmungen der produzierten organischen Säure der Enzymaktivitäten und Metatranskriptomsequenzierungen statt.Prof. Dr. Marian Kazda
Tel.: +49 731 50-23300
marian.kazda@uni-ulm.de
Universität Ulm - Fakultät für Naturwissenschaften - Institut für Systematische Botanik und Ökologie (Biologie V)
Albert-Einstein-Allee 11
89081 Ulm
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22402116Verbundvorhaben: Evaluierung und pflanzenbauliche Optimierung verschiedener Herkünfte der Esparsette für die Biomasseproduktion und Untersuchung des Einflusses der Tannine auf die Schaumbildung in Biogasanlagen (Esparsette); Teilvorhaben 1: Saatgutvermehrung und agronomische Beschreibung - Akronym: EsparsetteIm Esparsette Projektteil "Genetische Ressourcen" wurden insgesamt 45 Akzessionen der Genbank Gatersleben aus der Gattung Onobrychis (40 Akzessionen Onobrychis viciifolia Scop. – 38 Genbankakzessionen und die beiden Sorten Perly und Taja – eine O. altissima Grossh., zwei O. arenaria (Kit. ex Willd.) DC., zwei O. transcaucasica Grossh.) über drei Jahre auf dem Feld angebaut, um sie zu charakterisieren und Biomassevergleiche vornehmen zu können. Außerdem wurden 40 Akzessionen unter isolierten Bedingungen zur Vermehrung angebaut, um ausreichend Material für weitere Versuche, für interessierte Nutzer und auch zur Züchtung zur Verfügung zu haben.Die Genbankakzessionen wurden nach einem mit den Projektpartnern abgestimmten Boniturschema sowohl im Vergleichs- als auch im Vermehrungsanbau beschrieben. Insgesamt wurden 9 agronomische und morphologische Merkmale im Vergleichsanbau und 12 im Vermehrungsanbau erfasst. Besonderes Augenmerk wurde beim Vergleichsanbau auf die Merkmale Lagerneigung, Wuchshöhe und Überwinterung gelegt, beim Vermehrungsanbau auf Ertrag und Ausfallfestigkeit. Es konnten Akzessionen identifiziert werden, die winterhart sind und weitere gute Eigenschaften wie Ausfallfestigkeit und guten Ertrag besitzen. 40 Genbankakzessionen wurden erfolgreich vermehrt. Außerdem konnte festgestellt werden, dass Esparsette die in Sachsen-Anhalt herrschende Trockenheit während der drei Projektjahre ohne jede Bewässerung gut überstanden hat. Die Esparsette zeigte sich als interessante Insektenpflanze. Es ließen sich die verschiedensten Insekten wie Bienen, Hummeln, Schmetterlinge, etc. beim Blütenbesuch beobachten.Dr. Ulrike Lohwasser
Tel.: +49 39482 5-282
lohwasse@ipk-gatersleben.de
Leibniz-Institut für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung (IPK)
Corrensstr. 3
06466 Gatersleben
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22402216Verbundvorhaben: Evaluierung und pflanzenbauliche Optimierung verschiedener Herkünfte der Esparsette für die Biomasseproduktion und Untersuchung des Einflusses der Tannine auf die Schaumbildung in Biogasanlagen (Esparsette); Teilvorhaben 2: Anbaueignung und Fixierleistung (Koordinator) - Akronym: EsparsetteIn diesem Teilvorhaben sollte zum einen die Stickstofffixierleistung der verschiedenen Akzessionen miteinander verglichen werden. Hierzu wurde zunächst ein geeignetes System für die Aufzucht unter reproduzierbaren Bedingungen etabliert. In einem Parzellenversuch wurden die Akzessionen eines Subsets auf ihre Biomasse-Bildung sowie auf wertgebende Inhaltstoffe hin untersucht. Ein Hauptaugenmerk lag hier auf den Gehalten an Gesamt-Phenol und kondensierten Tanninen, da diese für dieses Projekt die zentralen wertgebenden Parameter darstellen. Zusätzlich wurde von frischen bzw. angewelktem sowie getrocknetem und vermahlenem Material NIR-Spektren für die Erstellung einer Kalibration aufgezeichnet. Für die Konservierung der Biomasse-Aufwüchse wurden geeignete Verfahren ermittelt, wobei hier der Fokus zunächst auf die Erzeugung von Silagen lag. In einer Testaussaat mit handelsüblichen Geräten wurde zudem gezeigt, ob diese für eine Ausbringung der Esparsette geeignet sind.Untersuchungen zur Stickstofffixierleistung zeigten, dass ein empfohlenes Inokulum zu keiner reproduzierbaren Knöllchenbildung führt. Aus Knöllchen von Esparsetten konnten (Meso-) Rhizobien isoliert werden, wobei eine Mesorhizobium Art ein vielversprechendes Inokulum für Esparsette-Akzessionen und Sorten darstellt. Es konnte gezeigt werden, dass beim JKI die für das IPK ermittelten hohen Biomasse-Erträge nicht erreicht werden konnten. Untersuchungen zur Knöllchenbildungen zeigte, dass die Pflanzen trotz Inokulation mit einem kommerziellen Inokulum keine signifikante Knöllchenbildung zeigten. Dieses ist auf die mangelnde Kompatibilität des Inokulums mit der Esparsette zurückzuführen. Trotzdem war die Esparsette der Lupine bei reiner Betrachtung der Biomasse überlegen, Steinklee und Serradella, zeigen jedoch deutlich höhere Biomasse-Erträge. Für die Konservierung von Esparsette-Aufwüchsen eignen sich Silierung und Trocknung. Bei der Silierung zeigte sich jedoch ein deutlicher Rückgang der nachweisbaren kondensierten Tannine. Die nasschemischen Untersuchungen verschiedener wertgebender Parameter zeigten deutliche Schwankungen zwischen den Orten, Jahren, Schnittzeitpunkten und innerhalb einzelner Akzession. Dieses ist auf die hohe genetische Variabilität zurückzuführen. Für zukünftige Züchtungsprogramme ist dieses von Vorteil, da ein breites Spektrum als Ausgangsmaterial zur Verfügung steht. Für den Gehalt an kondensierten Tanninen konnte ein hoher Gradient zwischen den Akzessionen beobachtet werden. Zudem ist der Gehalt abhängig von Schnittzeitpunkt. Frühe Stadien zeigen einen erhöhten Gehalt. Es wurden NIRS-Kalibrationen für verschiedene wertgebende Inhaltstoffe mit zum Teil sehr hohen Korrelationen entwickelt. Die Aussaat mit handelsüblichen Geräten ist möglich. Die Pflanze zeigt jedoch eine sehr hohe Anfälligkeit gegenüber der Konkurrenz durch Begleit-Kräuter. Diese kann zu einem großen Teil auf die fehlende Symbiose mit geeigneten Rhizobien zurückgeführt werden.Dr. Torsten Thünen
Tel.: +49 531 596-2317
torsten.thuenen@julius-kuehn.de
Julius Kühn-Institut Bundesforschungsinstitut für Kulturpflanzen (JKI)
Erwin-Baur-Str. 27
06484 Quedlinburg
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22402316Verbundvorhaben: Evaluierung und pflanzenbauliche Optimierung verschiedener Herkünfte der Esparsette für die Biomasseproduktion und Untersuchung des Einflusses der Tannine auf die Schaumbildung in Biogasanlagen (Esparsette); Teilvorhaben 3: Biogasgewinnung und Tannin-Einfluss auf Schaumbildung - Akronym: EsparsetteIm Rahmen des Projektes wurden unterschiedliche Akzessionen der Esparsette auf ihr Biogasbildungspotenzial, auf die Eignung für den Biogasprozess, auf die Verhinderung der Schaumentstehung und hinsichtlich der Implementierung in eine landwirtschaftliche Wertschöpfungskette untersucht. Die Untersuchungen wurden im Labor- sowie im erweiterten Pilotmaßstab durchgeführt.Diskontinuierliche Gärversuche zeigten für die Esparsette im Vergleich zum Referenzsubstrat "Maissilage" ähnliche Biogaspotenziale mit geringfügig höheren Methankonzentrationen. Diese Ergebnisse wurden in quasi-kontinuierlichen Gärversuchen und im erweiterten Pilotmaßstab bestätigt. Esparsette eignet sich nicht als Monosubstrat, bis zu einem Anteil von 10 Massen-% am Substratgemisch ist ein Einsatz möglich. Diskontinuierliche Kinetiktests zur Schaumentstehung zeigten kein eindeutiges Ergebnis hinsichtlich eines möglichen positiven Einflusses auf die Vermeidung der Schaumentstehung. In quasi-kontinuierlichen Gärversuchen mit Esparsette als Co-Substrat wurde eine prozessstabilisierende Wirkung der Esparsette im Zuge von Stresssituationen (Rührwerksausfall, nicht konstante Substratzufuhr) beobachtet, da Reaktoren mit Esparsette als Co-Substrat nach Prozessproblemen schneller das ursprüngliche Leistungsniveau erreichen konnten. Im erweiterten Pilotmaßstab stellte sich trotz Esparsette als Co-Substrat ein massives Schaumereignis ein; somit ist nicht davon auszugehen, dass die Esparsette eine schaumvermeidende Wirkung im Biogasprozess ausübt. Sowohl im Labor- als auch im Pilotmaßstab konnten Schaumereignisse durch Überimpfung von Fermenterinhalt aus einer nicht schäumenden Anlage unterbunden werden. Auf Basis der im Rahmen des Projektes festgestellten alternativen positiven Eigenschaften der Esparsette wurden unterschiedliche Implementierungsszenarien ausgearbeitet und einer technisch-ökonomischen Bilanzierung unterzogen.Prof. Dr. Thorsten Ahrens
Tel.: +49 5331 939-39110
th.ahrens@ostfalia.de
Ostfalia Hochschule für angewandte Wissenschaften
Salzdahlumer Str. 46/48
38302 Wolfenbüttel
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28.02.2019
22402415Emissionsmonitor Kleinfeuerungsanlagen: Analyse, Bewertung und Optimierung des Umgangs mit Rückständen aus sekundären Emissionsminderungsmaßnahmen am Beispiel von Kleinfeuerungsanlagen - Akronym: EmMADer Anfall und der Umgang mit Emissionsrückständen aus sekundären Emissionsminderungsmaßnahmen (SEMM) an Kleinfeuerungsanlagen wie Staub, Aerosole und/oder Abwasser werden bisher in der Praxis wenig thematisiert. Eine systematische Handlungsempfehlung zum geregelten Umgang mit diesen Rückständen ist zurzeit nicht vorhanden. Ziel des vorliegenden Forschungsvorhabens ist es daher sich zunächst einen Überblick zu den bestehenden SEMM Systemen mit Schwerpunkt Staubminderungssysteme und deren Emissionsprodukten zu verschaffen. Aufbauend auf einer grundlegenden Beschreibung und Analyse der anfallenden Stoffe (chemische/physikalische Analyse, rechtl. Behandlungshinweise) werden einerseits Optimierungsschritte hinsichtlich der Handhabung der anfallenden Rückstände identifiziert und andererseits mögliche Emissionsverwertungspfade bzw. -entsorgungswege erarbeitet und bewertet. Anhand der Untersuchungsergebnisse werden Handlungsleitfäden und Entsorgungs- bzw. verwertungskonzepte bezüglich des Umgangs mit den Rückständen und der SEMM für die unterschiedlichen Akteursgruppen entwickelt. Innerhalb von Experteninterviews und Workshops werden diese Ergebnisse kommuniziert, ggf. weiterentwickelt und sollen dann in best-practice Beispielen umgesetzt werden. Nach der Entwicklung einer dedizierten Methodik zur Schaffung der Datengrundlage und der Probenahme der einzelnen zu bewertenden Rückständen, werden diese in AP2 physikalisch und chemisch analysiert. AP3 bewertet in rechtlicher bzw. entsorgungstechnischer Sicht und anhand einer SOLL/IST Darstellung diese Ergebnisse, bevor AP4 Entsorgungs- und Verwertungspfade für die einzelnen zusammengefassten Gruppen an Rückständen entwickelt. In AP5 werden diese Konzepte in Handlungsleitfäden überführt und den Akteuren Nutzer, Hersteller, Schornsteinfeger, Fachhandwerk und Politik kommuniziert. Anhand von ersten best-practice Beispielen sollen die Handlungsleitfäden dann umgesetzt werden.Dr. Bodo Groß
Tel.: +49 681 844972-51
gross@izes.de
IZES gGmbH
Altenkesseler Str. 17 Geb. A1
66115 Saarbrücken
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22402416Verbundvorhaben: Entwicklung und Demonstration eines biokraftstoffbetriebenen Range-Extender-Systems zur Reichweitenverlängerung elektrisch betriebener Nutzfahrzeuge im Wirtschaftsverkehr (BioRexWiVe); Teilvorhaben 2: Abgasnachbehandlung - Akronym: BioRexWiVeDeutschland hat das erklärte Ziel, zum Leitanbieter und Leitmarkt im Bereich Elektromobilität zu werden. Die Erweiterung einer vollständig elektrisierten Mobilität im Wirtschaftsverkehr (insbes. kleinere Nutzfahrzeuge wie Paketdienste und Apothekenlieferanten) steht jedoch noch aus und kann insbesondere bei regional begrenzten Anwendungen mit regenerativ betriebenen und mit Range-Extender ausgestatteten Elektrofahrzeugen eingeleitet werden. In Phase 1 des Projektes erfolgt die Darstellung eines Elektrofahrzeuges für den urbanen und suburbanen Wirtschaftsverkehr ab. Ein integrierter Range-Extender soll dabei die stark limitierte Reichweite elektrisch angetriebener Nutzfahrzeuge aufheben und zusätzliche Einschränkungen der Fahrraum- und ggf. Laderaumklimatisierung aufweichen. Der biokraftstoffbasierte Range-Extender soll in Phase 2 (Phase 2 ist nicht Bestandteil des Vorhabens) als Demonstrator inklusive Abgasnachbehandlung in einem ausgewählten Fahrzeug bis hin zur Straßenzulassung entwickelt werden. Im ersten Schritt erfolgt die Erzeugung eines Lastenheftes, in dem die technischen Randbedingungen, Leistungsparameter und Entwicklungsziele definiert und eine zeitliche Verknüpfung dieser Aktivitäten erstellt werden. Im Anschluss erfolgt die Auswahl des Range-Extender-Systems. Weiterhin soll die Auswahl an Kraftstoffen und Abgasnachbehandlungssystemen weiter eingegrenzt bzw. für die Erstauslegung des Prototypen festgelegt werden. Die Phase 1 des Projektes gliedert sich in vier Arbeitspakete: (i) Erstellung Lastenheft, (ii) Auswahl Range-Extender-System, (iii) Biokraftstoffqualität und (iv) Abgasnachbehandlung. Phase 2 beinhaltet (v) Aufbau und Test des Demonstrators, (vi) Integration und Test im Fahrzeug sowie (vii) Umsetzungsstrategie für breite Anwendung. Das Projekt hat eine Laufzeit von 18 Monaten. Spätestens im 15. Projektmonat soll auf Grundlage der bis dahin erzielten Projektergebnisse eine Bewertung bezüglich der Beantragung der Phase 2 erfolgen.Dipl.-Ing. Claus-Gunter Kummer
Tel.: +49 351 4049-6921
claus.kummer@argomotive.de
Argomotive GmbH Institut für effiziente und umweltverträgliche Antriebstechnologien
Gutzkowstr. 30
01069 Dresden
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22402417Verbundvorhaben: Strategien zur Ablagerungsvermeidung an Einspritzdüsen beim Multi-Fuel Einsatz biogener Kraftstoffe; Teilvorhaben 1: Entwicklung einer Prüfmethode - Akronym: SAVEbioÜbergeordnetes gemeinsames Ziel der Projektpartner innerhalb des Vorhabens ist es, Pflanzenöl als Teil der Multi-Fuel Einsatzstrategie zum Einsatz zu ertüchtigen. Die hierzu zu erreichenden Teilziele sind, einsatzbereite Strategien zur Minderung und, wenn möglich, Vermeidung von Ablagerungen in und am Dieselinjektor beim Einsatz von Pflanzenölkraftstoff in der Landwirtschaft zu entwickeln, um Stillstandzeiten der landwirtschaftlichen Nutzfahrzeuge sowohl infolge IDID als auch infolge äußerer Ablagerungen ("External Diesel Injector Deposits", EDID) an den Injektoren zu vermeiden. Für beide Ablagerungstypen sollen kritische Betriebspunkte (Fahrzyklen) die zu verstärkter Ablagerungsbildung führen können, identifiziert werden. Anhand der Untersuchungsergebnisse sollen schließlich Strategien zur Vermeidung von Ablagerungsbildung sowie eine Injektor-Regeneration im laufenden Betrieb entwickelt werden. Erkannte Strategien sollen zur Einsatzreife geführt werden. Für die erfolgreiche Applikation einer Regeneration wird eine Frühindikation entstehender Ablagerungen (IDID und EDID) entwickelt. Diese Ziele werden insbesondere aufbauend auf den Ergebnissen des "ABM"-Projektes bezüglich EDID, dem "ENIAK"-Projekt hinsichtlich IDID sowie den vom TFZ betreuten Praxisversuchen bezüglich Rapsöleinsatz im Traktor verfolgt. Geplant ist die Entwicklung einer Prüfmethode für den zu optimierenden Injektorprüfstand als Common-Rail-Prüfstand ohne motorische Verbrennung. Der Fokus liegt auf einem Kraftstoff basierend auf Pflanzenöl. Reale Betriebsbedingungen sollen nachgebildet und untersucht werden. Für die realistische und dennoch zeitgeraffte Nachbildung der Betriebszyklen im realen Einsatz muss ein geeignetes dynamisches Prüfprogramm entwickelt werden.Dipl.-Ing. Sebastian Feldhoff
Tel.: +49 2407 9518-117
s.feldhoff@owi-aachen.de
OWI Science for Fuels gGmbH
Kaiserstr. 100
52134 Herzogenrath
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22402517Verbundvorhaben: Strategien zur Ablagerungsvermeidung an Einspritzdüsen beim Multi-Fuel Einsatz biogener Kraftstoffe; Teilvorhaben 2: Äußere Injektorablagerungen - Akronym: SAVEbioÜbergeordnetes gemeinsames Ziel der Projektpartner innerhalb des Vorhabens ist es, Pflanzenöl als Teil der Multi-Fuel Einsatzstrategie zum Einsatz zu ertüchtigen. Die hierzu zu erreichenden Teilziele sind, einsatzbereite Strategien zur Minderung und, wenn möglich, Vermeidung von Ablagerungen in und am Dieselinjektor beim Einsatz von Pflanzenölkraftstoff in der Landwirtschaft zu entwickeln, um Stillstandzeiten der landwirtschaftlichen Nutzfahrzeuge sowohl infolge IDID als auch infolge äußerer Ablagerungen ("External Diesel Injector Deposits", EDID) an den Injektoren zu vermeiden. Für beide Ablagerungstypen sollen kritische Betriebspunkte (Fahrzyklen) die zu verstärkter Ablagerungsbildung führen können, identifiziert werden. Anhand der Untersuchungsergebnisse sollen schließlich Strategien zur Vermeidung von Ablagerungsbildung sowie eine Injektor-Regeneration im laufenden Betrieb entwickelt werden. Erkannte Strategien sollen zur Einsatzreife geführt werden. Für die erfolgreiche Applikation einer Regeneration wird eine Frühindikation entstehender Ablagerungen (IDID und EDID) entwickelt. Diese Ziele werden insbesondere aufbauend auf den Ergebnissen des "ABM"-Projektes bezüglich EDID, dem "ENIAK"-Projekt hinsichtlich IDID sowie den vom TFZ betreuten Praxisversuchen bezüglich Rapsöleinsatz im Traktor verfolgt. Der Fokus der regineering GmbH liegt auf der Untersuchung von technischen Lösungen zur Vermeidung von äußeren Injektorablagerungen und ihr Transfer in vermarktungsfähige Produkte. Es wird direkt an Forschungsergebnisse aus dem Vorgängerprojekt "Ablagerungsbildungsmechanismen" (ABM) angeknüpft. Die bereits erarbeiteten Ursachen für die Ablagerungsbildung sollen nun gezielt beeinflusst und Gegenstrategien verfolgt werden. Die daraus entstehenden technischen Lösungen werden dabei auf dem Vollmotorenprüfstand ausreichend getestet und eine entsprechendes Maßnahmenpaket entwickelt.Dr. Ulrich Männl
Tel.: +49 8466 90414-15
u.maennl@regineering.com
regineering GmbH
Am Dörrenhof 13a
85131 Pollenfeld
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30.09.2022
22402518Verbundvorhaben: THG-Emissionsminderung durch modellgestützte Optimierung und Bewertung von NaWaRo-Anbausystemen; Teilvorhaben 2: Datenbedarf und Unsicherheit bei der Modellierung und Bewertung von naturräumlichen und managementbedingten Effekten - Akronym: THG-EMOBAÜbergeordnetes Ziel des skizzierten Projektes ist es, zur Minderung von Treibhausgas (THG)-Emissionen beim landwirtschaftlichen Rohstoffanbau für die stoffliche und energetische Verwertung beizutragen. Forschungs- und Optimierungsbedarf besteht insbesondere im Bereich der Methoden zur Bewertung der Klimaeffekte von Anbausystemen unter angemessener Berücksichtigung der Wechselwirkungen mit den regionalen Boden- und Klimabedingungen. Der Fokus in diesem Projekt liegt in den drei relevanten Komponenten der THG-Bewertung: Ertragsleistung (potentielle THG-Einsparung), direkte N2O-Emissionen und Nitratauswaschung als Grundlage indirekter N2O-Emissionen. Die ebenfalls wichtigen Teilaspekte der Bodenkohlenstoffbilanz sowie die Bereiche Ammoniak- und Methanemissionen sollen im Rahmen dieses Projektes nicht bearbeitet werden. Der konkrete Beitrag zum Klimaschutz besteht in einer verbesserten Auswahl bzw. Gestaltung von Anbauverfahren sowohl für die landwirtschaftliche Praxis als auch für die Ausgestaltung von förderpolitischen Maßnahmen. Dabei werden sowohl Managementeffekte als auch deren Interaktion mit regionalen naturräumlichen Gegebenheiten adressiert.Prof. Dr. Heinz Flessa
Tel.: +49 531 596-2601
heinz.flessa@thuenen.de
Johann Heinrich von Thünen-Institut Bundesforschungsinstitut für Ländliche Räume, Wald und Fischerei - Institut für Agrarklimaschutz
Bundesallee 65
38116 Braunschweig
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31.08.2018
22402616Verbundvorhaben: Entwicklung und Demonstration eines biokraftstoffbetriebenen Range-Extender-Systems zur Reichweitenverlängerung elektrisch betriebener Nutzfahrzeuge im Wirtschaftsverkehr (BioRexWiVe); Teilvorhaben 3: Fahrzeugintegration - Akronym: BioRexWiVeDeutschland hat das erklärte Ziel, zum Leitanbieter und Leitmarkt im Bereich Elektromobilität zu werden. Die Erweiterung einer vollständig elektrisierten Mobilität im Wirtschaftsverkehr (insbes. kleinere Nutzfahrzeuge wie Paketdienste und Apothekenlieferanten) steht jedoch noch aus und kann insbesondere bei regional begrenzten Anwendungen mit regenerativ betriebenen und mit Range-Extender ausgestatteten Elektrofahrzeugen eingeleitet werden. In Phase 1 des Projektes erfolgt die Darstellung eines Elektrofahrzeuges für den urbanen und suburbanen Wirtschaftsverkehr ab. Ein integrierter Range-Extender soll dabei die stark limitierte Reichweite elektrisch angetriebener Nutzfahrzeuge aufheben und zusätzliche Einschränkungen der Fahrraum- und ggf. Laderaumklimatisierung aufweichen. Der biokraftstoffbasierte Range-Extender soll in Phase 2 (Phase 2 ist nicht Bestandteil des Vorhabens) als Demonstrator inklusive Abgasnachbehandlung in einem ausgewählten Fahrzeug bis hin zur Straßenzulassung entwickelt werden. Im ersten Schritt erfolgt die Erzeugung eines Lastenheftes, in dem die technischen Randbedingungen, Leistungsparameter und Entwicklungsziele definiert und eine zeitliche Verknüpfung dieser Aktivitäten erstellt werden. Im Anschluss erfolgt die Auswahl des Range-Extender-Systems. Weiterhin soll die Auswahl an Kraftstoffen und Abgasnachbehandlungssystemen weiter eingegrenzt bzw. für die Erstauslegung des Prototypen festgelegt werden. Die Phase 1 des Projektes gliedert sich in vier Arbeitspakete: (i) Erstellung Lastenheft, (ii) Auswahl Range-Extender-System, (iii) Biokraftstoffqualität und (iv) Abgasnachbehandlung. Phase 2 beinhaltet (v) Aufbau und Test des Demonstrators, (vi) Integration und Test im Fahrzeug sowie (vii) Umsetzungsstrategie für breite Anwendung. Das Projekt hat eine Laufzeit von 18 Monaten. Spätestens im 15. Projektmonat soll auf Grundlage der bis dahin erzielten Projektergebnisse eine Bewertung bezüglich der Beantragung der Phase 2 erfolgen. Jens Scheil
Tel.: +49 341 46830010
jens.scheil@bosch-leipzig.de
car systems Scheil GmbH & Co. KG
Zum Apelstein 2
04158 Leipzig
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2017-07-01

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31.12.2019
22402617Verbundvorhaben: Strategien zur Ablagerungsvermeidung an Einspritzdüsen beim Multi-Fuel Einsatz biogener Kraftstoffe; Teilvorhaben 3: Überführung der Prüfmethode in Dienstleistung - Akronym: SAVEbioÜbergeordnetes gemeinsames Ziel der Projektpartner innerhalb des Vorhabens ist es, Pflanzenöl als Teil der Multi-Fuel Einsatzstrategie zum Einsatz zu ertüchtigen. Die hierzu zu erreichenden Teilziele sind, einsatzbereite Strategien zur Minderung und, wenn möglich, Vermeidung von Ablagerungen in und am Dieselinjektor beim Einsatz von Pflanzenölkraftstoff in der Landwirtschaft zu entwickeln, um Stillstandzeiten der landwirtschaftlichen Nutzfahrzeuge sowohl infolge IDID als auch infolge äußerer Ablagerungen ("External Diesel Injector Deposits", EDID) an den Injektoren zu vermeiden. Für beide Ablagerungstypen sollen kritische Betriebspunkte (Fahrzyklen) die zu verstärkter Ablagerungsbildung führen können, identifiziert werden. Anhand der Untersuchungsergebnisse sollen schließlich Strategien zur Vermeidung von Ablagerungsbildung sowie eine Injektor-Regeneration im laufenden Betrieb entwickelt werden. Erkannte Strategien sollen zur Einsatzreife geführt werden. Für die erfolgreiche Applikation einer Regeneration wird eine Frühindikation entstehender Ablagerungen (IDID und EDID) entwickelt. Diese Ziele werden insbesondere aufbauend auf den Ergebnissen des "ABM"-Projektes bezüglich EDID, dem "ENIAK"-Projekt hinsichtlich IDID sowie den vom TFZ betreuten Praxisversuchen bezüglich Rapsöleinsatz im Traktor verfolgt. Es ist geplant, die am OWI entwickelte Prüfmethode in eine kommerziell offerierbare Dienstleistung zu überführen. Hierzu wird T4F eng mit dem OWI kooperieren und OWI bei der Auslegung der Prüfmethode und der Versuchsdurchführung zu unterstützen. Hierbei wird besonders auf die Aspekte geachtet, die für wissenschaftliche Untersuchungen von geringerer Bedeutung, für eine potenzielle wiederkehrende Dienstleistung jedoch wichtig sind. Dies betrifft u.a. geringen Aufwand bei Versuchsvor- und Nachbereitung und Umrüstzeiten und Wartungskosten. T4F wird hierzu auch die Betreuung eines Prüflaufs übernehmen und ferner den potenziellen Markt evaluieren.Dr.-Ing. Hajo Hoffmann
Tel.: +49 2407 55830-17
hajo.hoffmann@tec4fuels.com
TEC4FUELS GmbH
Kaiserstr. 100
52134 Herzogenrath
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22402717Verbundvorhaben: Strategien zur Ablagerungsvermeidung an Einspritzdüsen beim Multi-Fuel Einsatz biogener Kraftstoffe; Teilvorhaben 4: Additivierung der biogenen Kraftstoffe hinsichtlich der Ablagerungsbildung und Kraftstoffstabilität. - Akronym: SAVEbioÜbergeordnetes gemeinsames Ziel der Projektpartner innerhalb des Vorhabens ist es, Pflanzenöl als Teil der Multi-Fuel Einsatzstrategie zum Einsatz zu ertüchtigen. Die hierzu zu erreichenden Teilziele sind, einsatzbereite Strategien zur Minderung und, wenn möglich, Vermeidung von Ablagerungen in und am Dieselinjektor beim Einsatz von Pflanzenölkraftstoff in der Landwirtschaft zu entwickeln, um Stillstandzeiten der landwirtschaftlichen Nutzfahrzeuge sowohl infolge IDID als auch infolge äußerer Ablagerungen ("External Diesel Injector Deposits", EDID) an den Injektoren zu vermeiden. Für beide Ablagerungstypen sollen kritische Betriebspunkte (Fahrzyklen) die zu verstärkter Ablagerungsbildung führen können, identifiziert werden. Anhand der Untersuchungsergebnisse sollen schließlich Strategien zur Vermeidung von Ablagerungsbildung sowie eine Injektor-Regeneration im laufenden Betrieb entwickelt werden. Erkannte Strategien sollen zur Einsatzreife geführt werden. Für die erfolgreiche Applikation einer Regeneration wird eine Frühindikation entstehender Ablagerungen (IDID und EDID) entwickelt. Diese Ziele werden insbesondere aufbauend auf den Ergebnissen des "ABM"-Projektes bezüglich EDID, dem "ENIAK"-Projekt hinsichtlich IDID sowie den vom TFZ betreuten Praxisversuchen bezüglich Rapsöleinsatz im Traktor verfolgt.Dr. Svetlana Crusius
Tel.: +49 4181 216-533
s.crusius@erc-additiv.de
ERC Additiv GmbH
Bäckerstr. 13
21244 Buchholz in der Nordheide
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22402815Verbundvorhaben: Differenzierung unterschiedlicher Biokraftstoffqualitäten im Hinblick auf die Ablagerungsbildung; Teilvorhaben 1: Einfluss von Vliesvariablen - Akronym: AblagerungsbildungIn diesem Projekt werden Brennstoffe auf die Ablagerungsbildung in verschiedenen Fahrzeugstandheizungsgeräten getestet. Dabei liegt der Fokus der verbrennungstechnischen Untersuchungen auf ottokraftstoffkompatiblen Biokraftstoffen (Ablagerungsbildung im Vliesverdampfern). Es werden die laminaren Brenngeschwindigkeiten und die Neigung zur Ablagerungsbildung von Benzin, Benzin-Ethanol- und Benzin-Butanol-Blends getestet. Dazu werden zum einen der HeatFlux-Prüfstand für die Anwendung von Benzin umgerüstet und ein Benzin-Tiegel neukonstruiert. Zusätzlich werden die Verdampfungsmechanismen von Brennstoffen in metallischen Wirrfasergeflechten untersucht. Weiterhin wird die Materialverträglichkeit von synthetischen Mitteldestillatsubstituten, beispielsweise HVO, hinsichtlich der Schmierfähigkeit in Kolbenpumpen untersucht. Ebenso sollen diese Kraftstoffe auf ihre Ablagerungsbildung auf heißen Oberflächen (Tiegel-Prüfstand) getestet werden. Aufbau eines Benzin-Tiegel-Prüfstands zur Untersuchung der Ablagerungsbildung von Ottokraftstoffen. Weiterentwicklung des HeatFlux-Prüfstands zur Untersuchung der laminaren Brenngeschwindigkeiten von Benzin, Benzin-Ethanol-, Benzin-Butanol-Blends. Nutzung eines für Mitteldestillat ausgelegten Einzeltropfenverdampfers (Tiegel) zur Untersuchung der Ablagerungsbildung von Diesel, HVO und FAME. Nutzung eines Kolbenpumpenprüfstandes zur Analyse der Wirkung verschiedener Brennstoffe auf Pumpen. Martin Zoske
Tel.: +49 89 8 57 94-1299
martin.zoske@webasto.com
Webasto Thermo & Comfort SE
Friedrichshafener Str. 9
82205 Gilching
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22402817Verbundvorhaben: Strategien zur Ablagerungsvermeidung an Einspritzdüsen beim Multi-Fuel Einsatz biogener Kraftstoffe; Teilvorhaben 5: Untersuchungen am Traktor - Akronym: SAVEbioÜbergeordnetes gemeinsames Ziel der Projektpartner innerhalb des Vorhabens ist es, Pflanzenöl als Teil der Multi-Fuel Einsatzstrategie zum Einsatz zu ertüchtigen. Die hierzu zu erreichenden Teilziele sind, einsatzbereite Strategien zur Minderung und, wenn möglich, Vermeidung von Ablagerungen in und am Dieselinjektor beim Einsatz von Pflanzenölkraftstoff in der Landwirtschaft zu entwickeln, um Stillstandzeiten der landwirtschaftlichen Nutzfahrzeuge sowohl infolge IDID als auch infolge äußerer Ablagerungen ("External Diesel Injector Deposits", EDID) an den Injektoren zu vermeiden. Für beide Ablagerungstypen sollen kritische Betriebspunkte (Fahrzyklen) die zu verstärkter Ablagerungsbildung führen können, identifiziert werden. Anhand der Untersuchungsergebnisse sollen schließlich Strategien zur Vermeidung von Ablagerungsbildung sowie eine Injektor-Regeneration im laufenden Betrieb entwickelt werden. Erkannte Strategien sollen zur Einsatzreife geführt werden. Für die erfolgreiche Applikation einer Regeneration wird eine Frühindikation entstehender Ablagerungen (IDID und EDID) entwickelt. Diese Ziele werden insbesondere aufbauend auf den Ergebnissen des "ABM"-Projektes bezüglich EDID, dem "ENIAK"-Projekt hinsichtlich IDID sowie den vom TFZ betreuten Praxisversuchen bezüglich Rapsöleinsatz im Traktor verfolgt. Die wesentlichen Aufgaben des TFZ im Rahmen des Vorhabens sind: a) Erfassung der Einsatzbedingungen von Injektoren in ein bis zwei Traktoren im Praxiseinsatz b) Identifizierung charakteristischer Einsatzbedingungen und Ableiten von Prüfzyklen c) Alterung und Begutachtung von Injektoren d) Testläufe mit verschiedenen Kraftstoffen am Traktorenprüfstand e) Ermittlung von Kenndaten, die die Bildung von Ablagerungen am Injektor beschreiben f) Entwicklung von Strategien zur Vermeidung von Ablagerungen g) Validierung von Maßnahmen zur Vermeidung von Ablagerungen an Injektoren im Traktormotor h) Diskussion und Veröffentlichung der ErgebnisseDr. Edgar Remmele
Tel.: +49 9421 300-130
edgar.remmele@tfz.bayern.de
Technologie- und Förderzentrum im Kompetenzzentrum für Nachwachsende Rohstoffe
Schulgasse 18A
94315 Straubing
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22402915Verbundvorhaben: Differenzierung unterschiedlicher Biokraftstoffqualitäten im Hinblick auf die Ablagerungsbildung; Teilvorhaben 2: Entwicklung v. Prüfmethoden für unterschiedliche Biokraftstoffqualitäten zur Flammencharakterisierung sowie zu Verdampfungseigenschaften und deren Einfluss auf die Ablagerungsbildung - Akronym: AblagerungsbildungIn diesem Projekt werden Brennstoffe auf die Ablagerungsbildung in verschiedenen Fahrzeugstandheizungsgeräten getestet. Dabei liegt der Fokus der verbrennungstechnischen Untersuchungen auf ottokraftstoffkompatiblen Biokraftstoffen (Ablagerungsbildung im Vliesverdampfern). Es werden die laminaren Brenngeschwindigkeiten und die Neigung zur Ablagerungsbildung von Benzin, Benzin-Ethanol- und Benzin-Butanol-Blends getestet. Dazu werden zum einen der HeatFlux-Prüfstand für die Anwendung von Benzin umgerüstet und ein Benzin-Tiegel neukonstruiert. Zusätzlich werden die Verdampfungsmechanismen von Brennstoffen in metallischen Wirrfasergeflechten untersucht. Weiterhin wird die Materialverträglichkeit von synthetischen Mitteldestillatsubstituten, beispielsweise HVO, hinsichtlich der Schmierfähigkeit in Kolbenpumpen untersucht. Ebenso sollen diese Kraftstoffe auf ihre Ablagerungsbildung auf heißen Oberflächen (Tiegel-Prüfstand) getestet werden. Aufbau eines Benzin-Tiegel-Prüfstands zur Untersuchung der Ablagerungsbildung von Ottokraftstoffen. Weiterentwicklung des HeatFlux-Prüfstands zur Untersuchung der laminaren Brenngeschwindigkeiten von Benzin, Benzin-Ethanol-, Benzin-Butanol-Blends. Nutzung eines für Mitteldestillat ausgelegten Einzeltropfenverdampfers (Tiegel) zur Untersuchung der Ablagerungsbildung von Diesel, HVO und FAME. Nutzung eines Kolbenpumpenprüfstandes zur Analyse der Wirkung verschiedener Brennstoffe auf Pumpen. Winfried Koch
Tel.: +49 2407 9518-159
w.koch@owi-aachen.de
OWI Science for Fuels gGmbH
Kaiserstr. 100
52134 Herzogenrath
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22402917Verbundvorhaben: THG-Emissionsminderung durch modellgestützte Optimierung und Bewertung von NaWaRo-Anbausystemen; Teilvorhaben 1: Vom Prozessmodell zur Anbausystemoptimierung - Akronym: THG-EMOBAÜbergeordnetes Ziel des skizzierten Projektes ist es, zur Minderung von Treibhausgas (THG)-Emissionen beim landwirtschaftlichen Rohstoffanbau für die stoffliche und energetische Verwertung beizutragen. Forschungs- und Optimierungsbedarf besteht insbesondere im Bereich der Methoden zur Bewertung der Klimaeffekte von Anbausystemen unter angemessener Berücksichtigung der Wechselwirkungen mit den regionalen Boden- und Klimabedingungen. Der Fokus in diesem Projekt liegt in den drei relevanten Komponenten der THG-Bewertung: Ertragsleistung (potentielle THG-Einsparung), direkte N2O-Emissionen und Nitratauswaschung als Grundlage indirekter N2O-Emissionen. Die ebenfalls wichtigen Teilaspekte der Bodenkohlenstoffbilanz sowie die Bereiche Ammoniak- und Methanemissionen sollen im Rahmen dieses Projektes nicht bearbeitet werden. Der konkrete Beitrag zum Klimaschutz besteht in einer verbesserten Auswahl bzw. Gestaltung von Anbauverfahren sowohl für die landwirtschaftliche Praxis als auch für die Ausgestaltung von förderpolitischen Maßnahmen. Dabei werden sowohl Managementeffekte als auch deren Interaktion mit regionalen naturräumlichen Gegebenheiten adressiert.Im Rahmen des Projekts wurde ein Datensatz zusammengestellt, der auch die bisher bei CAU verfügbaren Daten zu Experimenten mit Messungen von Lachgasemissionen und landwirtschaftlichen Erträgen zusammenfasst. Der Umfang der enthaltenen Größen zur Beschreibung von Bodeneigenschaften, Managementbedingungen und meteorologischen Größen erlaubt auch zukünftig die Überprüfung und Weiterentwicklung von Modellen zur Beschreibung von reibhausgasemissionen, landwirtschaftlicher Produktion und Bodenkohlenstoffentwicklung. Der Vergleich der THG-Indikatoren anhand der Berechnungen für Standorte des Datensatzes zeigt, dass die Höhe der direkten Lachgasemissionen einen größeren Effekt auf die spez. THG-Emissionen und die spezifische THG-Minderung haben als auf die THG-Einsparung und die Flächenproduktivität von besonderer Bedeutung für die Höhe der THG-Einsparung aus der THG-Flächenbilanz ist. Die Ergebnisse der anhand des Datensatzes weiterentwickelten und evaluierten Prozessmodelle HUME und DNDC und der aus den Modellergebnissen berechneten THG-Indikatoren zeigte, dass je nach Indikatorwahl ganz unterschiedliche Bewertungen einzelner Managementmaßnahmen wie z.B. N-Düngungshöhe resultieren. Die Betrachtung der N-Sensitivitäten der Indikatoren und ihrer Bestimmungsgrößen zeigt, dass N-Intensitäten für eine Minimierung der spez. THG-Emissionen und damit Maximierung der THG-Minderung oftmals weit unterhalb der nach DüV ermittelten Düngung liegen. Da in diesem Bereich oftmals noch ein deutlicher Ertragszuwachs bei steigender Düngung erfolgt, der zunächst die dann evtl. ebenfalls ansteigenden Anbauemissionen kompensiert, liegt die im Hinblick auf eine maximale THG-Einsparung optimierte N-Düngeintensität im Bereich der DüV oder auch darüber.Prof. Dr. Henning Kage
Tel.: +49 431 880-3472
kage@pflanzenbau.uni-kiel.de
Christian-Albrechts-Universität zu Kiel - Agrar- und Ernährungswissenschaftliche Fakultät - Institut für Pflanzenbau und Pflanzenzüchtung
Olshausenstr. 40
24118 Kiel
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2020-02-29

29.02.2020
22403015Verbundvorhaben: Langzeitverhalten von Kraftstoffdampfrückhaltesystemen (KDRS) bei der Verwendung von Bioethanol als Kraftstoffadditiv; Teilvorhaben 1: Experimentelle Untersuchung und Modellierung des Adsorptionsverhaltens von Aktivkohle in Kraftstoffdampfrückhaltesystemen - Akronym: LangzeitverhaltenUntersuchungen des TÜV haben gezeigt, dass es nach einem langen Einsatz der Kraftstoffdampfrückhaltesysteme mit Biokraftstoffen vermehrt zu Ausfällen kommen kann. Durch eine Kombination der Techniken zur Bestimmung von Durchbruchskurven und der Raman-Spektroskopie soll das Adsorptionsverhalten der KDRS über viele Zyklen messtechnisch begleitet werden. Die experimentellen Untersuchungen werden im Rahmen einer Modellierung, die auf dem bereits vorliegenden Adsorptionsreaktormodell (UMSICHT) beruht, begleitet. Die ausführliche Vorhabenbeschreibung ist dem Antrag beigelegt. Das Adsorptionsverhalten verschiedener Aktivkohleproben, d.h. neu hergestellter bzw. einer definierten Anzahl von definierten Be- und Entladezyklen (4.000 und 40.000 gefahrenen Kilometern entsprechend) unterzogenen, wird experimentell erfasst. Folgender experimenteller Ablauf ist geplant: Charakterisierung der Aktivkohleproben in Voruntersuchungen. Mit einem Pentan/Ethanol-Gemisch wird ein Adsorber, der mit einer Aktivkohleprobe befüllt wurde, bis zum Durchbruch beladen. Zur Desorption wird der Adsorber mit Laborluft gespült bis 300 ausgetauschte Bettvolumina erreicht sind. Die Zusammensetzung der Gasphase wird während Ad- und Desorption mit einem, im Rahmen des Projektes aufzubauenden Raman-Detektor bestimmt. Nach jeweils 50 Zyklen (Ad- und Desorption= 1 Zyklus) wird die Arbeitskapazität der Aktivkohle bestimmt. Dies erfolgt gemäß einer Methode, die analog zur ASTM-Norm D 5228-92 entwickelt wurde. Die erhaltenen experimentellen Daten werden u.a. zur Weiterentwicklung eines mathematischen Berechnungswerkzeugs im Bereich der Kraftstoffdampfrückhaltesysteme im PKW verwendet. Die Weiterentwicklung des Modells stellt die Grundlage für verbesserte Designmöglichkeiten für KDRS dar.Dr. rer. nat. Eva Schieferstein
Tel.: +49 208 8598-1328
eva.schieferstein@umsicht.fraunhofer.de
Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik (UMSICHT)
Osterfelder Str. 3
46047 Oberhausen
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01.12.2015

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29.02.2020
22403115Verbundvorhaben: Langzeitverhalten von Kraftstoffdampfrückhaltesystemen (KDRS) bei der Verwendung von Bioethanol als Kraftstoffadditiv; Teilvorhaben 2: Raman-Messungen im Langzeitbetrieb und experimentelle Charakterisierung der Aktivkohleproben - Akronym: LangzeitverhaltenUntersuchungen des TÜV haben gezeigt, dass es nach einem langen Einsatz der Kraftstoffdampfrückhaltesysteme mit Biokraftstoffen vermehrt zu Ausfällen kommen kann. Durch eine Kombination der Techniken zur Bestimmung von Durchbruchskurven und der Raman-Spektroskopie soll das Adsorptionsverhalten der KDRS über viele Zyklen messtechnisch begleitet werden. Die experimentellen Untersuchungen werden im Rahmen einer Modellierung, die auf dem bereits vorliegenden Adsorptionsreaktormodell (UMSICHT) beruht, begleitet. Die ausführliche Vorhabenbeschreibung ist dem Antrag beigelegt. Das Adsorptionsverhalten verschiedener Aktivkohleproben, d.h. neu hergestellter bzw. einer definierten Anzahl von definierten Be- und Entladezyklen (4.000 und 40.000 gefahrenen Kilometern entsprechend) unterzogenen, wird experimentell erfasst. Folgender experimenteller Ablauf ist geplant: Charakterisierung der Aktivkohleproben in Voruntersuchungen. Mit einem Pentan/Ethanol-Gemisch wird dann ein Adsorber, der mit einer Aktivkohleprobe befüllt wurde, bis zum Durchbruch beladen. Zur Desorption wird der Adsorber mit Laborluft gespült bis 300 ausgetauschte Bettvolumina erreicht sind. Die Zusammensetzung der Gasphase wird während Ad- und Desorption mit einem, im Rahmen des Projektes aufzubauenden Raman-Detektor bestimmt. Nach jeweils 50 Zyklen (Ad- und Desorption= 1 Zyklus) wird die Arbeitskapazität der Aktivkohle bestimmt. Dies erfolgt gemäß einer Methode, die analog zur ASTM-Norm D 5228-92 entwickelt wurde. Die erhaltenen experimentellen Daten werden u.a. zur Weiterentwicklung eines mathematischen Berechnungswerkzeugs im Bereich der Kraftstoffdampfrückhaltesysteme im PKW verwendet. Die Weiterentwicklung des Modells stellt die Grundlage für verbesserte Designmöglichkeiten für KDRS dar.Prof. Dr.-Ing. Thomas Seeger
Tel.: +49 271 740-3124
thomas.seeger@uni-siegen.de
Universität Siegen - Fakultät IV - Department Maschinenbau - Institut für Fluid- und Thermodynamik
Paul-Bonatz-Str. 9-11
57076 Siegen

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22403315Verbundvorhaben: Erforschung neuer Lösungen für textile Biogasspeichersysteme; Teilvorhaben 1: Experimentelle Bestimmung von Membraneigenschaften - Akronym: BiGTextile Biogasspeichersysteme stellen bei geeigneter technischer Auslegung aufgrund geringer Investitions- und Unterhaltsaufwände eine ökonomisch attraktive und technisch sinnvolle Methode der Biogasspeicherung dar. Nach Stand der Technik ist eine zuverlässig belastungsgerechte Auslegung der Biogasspeicher allerdings nicht möglich, da weder die durch Wettereinflüsse und Betriebszustände einwirkenden Lasten noch deren Weiterleitung und Verteilung auf einzelne Systemkomponenten wie Gasmembran, Außenhülle, Befestigung / Behälterkrone bekannt sind. Aufgrund dieses lückenhaften Technikstands sind aktuell bei 70 - 85 % der Biogasanlagen Mängel festzustellen und innerhalb der kommenden 5 Jahre bundesweit ca. 80 % der Speicher auszutauschen. Zugleich wird die Genehmigung und Versicherung neuer Anlagen mangels verbindlicher Vorgaben und Standards immer schwieriger. Vor diesem Hintergrund zielt das Vorhaben auf die Erforschung der wissenschaftlichen Grundlagen zur Beschreibung der Lasten und resultierenden Strukturreaktionen, auf die Erarbeitung von Methoden für die schnelle, sichere und bedarfsgerechte Berechnung, Auslegung und Fertigung neuartiger Biogasspeicher und auf die Entwicklung neuer technischer Lösungsansätze für Material, Konstruktion und Betriebssteuerung. Zugleich werden die Ergebnisse aktiv in die Normung und Etablierung verbindlicher Qualitätsmaßstäbe eingebracht. Die Arbeitsplanung gliedern sich in umfassende Messungen von Lasten, Systemzuständen und -reaktionen an einer speziellen Versuchsanlage, in laborbasierte Messungen zu anisotropen Materialeigenschaften und Pneumatik, sowie in die Erforschung theoretischer Konzepte und quantitativer Modellierungsansätze und deren softwarebasierte Nutzung für die Entwicklung eines Berechnungstools für die optimierte Auslegung neuer und effiziente Bewertung bestehender Anlagen. Abgerundet werden die Arbeiten durch die Entwicklung konkreter Vorgaben und Lösungen für Membranzuschnitt, -befestigung und -fügemethoden.Professor Dr.-Ing. Rosemarie Wagner
Tel.: +49 721 609-42183
rosemarie.wagner@kit.edu
Karlsruher Institut für Technologie (KIT) - Fachgebiet Bauphysik & Technischer Ausbau - Institut Entwerfen und Bautechnik
Englerstr. 7
76131 Karlsruhe
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22403415Kerosin aus Erneuerbaren Rohstoffen durch (kombinierte) bio-/chemische Synthese - Akronym: KERoSynDer Bedarf an geeigneten Biokraftstoffen erstreckt sich nicht nur auf den Automobilsektor, sondern nimmt in den letzten Jahren auch im Luftverkehr stark an Bedeutung zu. Der Flugverkehr ist für zwei Prozent des weltweiten CO2-Ausstoßes verantwortlich. Geeignete Biotreibstoffe könnten die Emission von Treibhausgasen im Luftverkehr um bis zu 60-80 % senken. Aktuelle Alternativen sind beispielsweise Bioethanol und hydrierter Biodiesel, das sogenannte Biokerosin. Hauptkritikpunkte an diesen Rohstoffen sind jedoch die selbst unter optimalen Bedingungen geringen Flächenausbeuten, die Konkurrenz zum Anbau von Lebensmitteln und die Abholzung von Regenwäldern zum Anbau von Ölpalmen. Hinzu kommt die für Flugtreibstoffe nicht ideale und insgesamt breite Kettenlängenverteilung der enthaltenen Fettsäuren. Eine Alternative hierzu stellen mikrobiologisch produzierte Intermediate wie 3-(3-hydroxy-alkanoyloxy)alkanoate (HAAs) dar. Diese Fettsäureester einstellbarer Kettenlänge können aus Lignocellulose-haltigen Pflanzenresten durch Aufschäumung gewonnen werden (C5 und C6 Zuckern), sodass zum einen eine ausreichende Rohstoffbasis sichergestellt ist und zum anderen eine Konkurrenz zur Nahrungsmittelproduktion vermieden wird. Im Rahmen dieses Projekts sollte untersucht werden, ob mikrobiologisch aus Zuckern zugängliche HAAs geeignete Ausgangsstoffe zur Herstellung von Biokerosin sind. Dafür war es zum einen notwendig, selektiv HAAs geeigneter Kettenlänge bereitzustellen und zum anderen eine direkte chemokatalytische Umsetzung dieser HAAs (idealerweise in wässriger Phase) in Kohlenwasserstoffe vorzunehmen. Die mikrobielle Produktion von HAAs wurde durch einen genetisch optimierten Mikroorganismus erreicht. Verbesserte Fermentationsbedingungen sollten eine weitere Steigerung der Effizienz ermöglichen. Um eine selektive chemokatalytische Umsetzung zu Kohlenwasserstoffen mittels kontrollierter Hydrodeoxygenierung zu ermöglichen, wurden hierzu geeignete Metallkatalysatoren untersucht.Im Vorhaben wurde die biotechnologische Produktion von 3-(3-hydroxyalkanoyloxy)alkanoaten (HAAs) mit einer Kettenlänge von C8-C12 und deren selektive chemokatalytische Umsetzung zu Kohlenwasserstoffen erfolgreich demonstriert. Hierzu wurde zunächst der Stoffwechselweg von strukturell verwandten Rhamnolipiden (natürlichen Biotensiden) entsprechend modifiziert. Die HAAs wurden durch bakterielle Fermentation mit Glucose als Kohlenstoffquelle synthetisiert und durch anschließendes kontinuierliches Ausschäumen aufkonzentriert. Mit dem Produktionsstamm P. putida KT2440 KS03 rhlA wurde eine maßgeschneiderte Kettenlänge für die Weiterverarbeitung zu Biokerosin eingestellt, wobei der überwiegende Teil der HAAs aus C10-C10-Molekülen bestand. Es konnte ein HAA-Produzent geschaffen werden, der sich wegen einer hydrophileren Zelloberfläche zu einem geringeren Anteil im Schaum anreicherte. So konnte der Verlust des eigentlichen Bio-Katalysators während der Produktion reduziert werden. Für die selektive chemo-katalytische Umwandlung zu Kohlenwasserstoffen wurde zunächst die Esterhydrolyse der HAAs zu 3-Hydroxydecansäure (3-HDS) vorgenommen. Das Produktspektrum konnte durch gezielte Optimierung der Säurestärke des Katalysatorträgers mit einem bifunktionellem Ruthenium-Zeolith-Katalysator selektiv (>99 %) von Alkoholen zu Alkanen verschoben werden (Ausbeuten: 72% Nonan und 12% Decan). Die Reaktion war in rein wässrigem Medium durchführbar, was einen entscheidenden Vorteil für den biologisch-chemischen Gesamtprozess darstellt, da die mikrobielle Produktion ebenfalls in einer wässrigen Fermentationsbrühe stattfindet. Somit kann ein zusätzlicher Prozessschritt samt Energie und Zeit eingespart werden, was den Prozess ökonomisch und ökologisch attraktiver macht. Eine elektrochemische Umsetzung ermöglichte zudem die Herstellung eines C9-basierten Oxygenat-Gemisches, dessen entsprechenden Treibstoffeigenschaften eine ausgeprägte Eignung zum Einsatz als Blend in Dieselkraftstoffen aufwies. Prof. Dr. rer. nat. Regina Palkovits
Tel.: +49 241 80-26497
palkovits@itmc.rwth-aachen.de
Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen - Fakultät 1 - Mathematik - Informatik - Naturwissenschaften - Fachgruppe Chemie - Institut für Technische und Makromolekulare Chemie
Worringerweg 2
52074 Aachen
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31.03.2019
22403814Verbund Oxymethylenether (OME): Umweltfreundliche Dieselkraftstoffadditive aus nachwachsenden Rohstoffen; Teilvorhaben 1: des Sondervermögens Großforschung beim Karlsruher Institut für Technologie (KIT): Synthese - Akronym: k. A.Das geplante Projekt knüpft direkt an die Aktivitäten von KIT-IKFT zur Synthese und Weiterverarbeitung von Methanol (MeOH) bzw. Dimethylether (DME) an. Beide können, letzteres z.B. im bioliq®-Verfahren, aus biomassestämmigem Synthesegas gewonnen werden und es soll ein effizienter Prozess zur Synthese von Oxymethylenethern (OME), ausgehend von MeOH/DME entwickelt werden. OME sind leistungsfähige Dieseladditive zur Rußemissionssenkung. Bei ihrer Erzeugung aus nachwachsenden Rohstoffen verbleibt der ursprünglich in der Biomasse gebundene Sauerstoff weitgehend im Produkt, so dass eine Herstellung mit hoher Energie- und Atomeffizienz möglich ist. Es ist bekannt, dass sich OME durch Reaktion von MeOH/DME mit Trioxan als Formaldehydquelle herstellen lassen. Allerdings sind die Umsätze und Selektivitäten dieser Reaktion nicht befriedigend. Durch systematische Variation von Reaktionsparametern wie z.B. Druck, Temperatur, Stöchiometrie oder Katalysatorverweilzeit sollen hier, begleitet von einem umfassenden Katalysatorscreening, Fortschritte erzielt werden. Hinsichtlich Reaktionstechnik, werden die Versuche zunächst im Batchbetrieb durchgeführt und auf Basis der so gewonnenen Daten wird im nächsten Schritt eine kontinuierlich operierende, heterogen katalysierte Gasphasensynthese entwickelt. Im nächsten Schritt soll der benötigte Formaldehyd unter oxidativen Bedingungen direkt aus MeOH/DME generiert werden, so dass auf den Einsatz einer separaten Formaldehydquelle verzichtet werden kann.Dr. Ulrich Arnold
Tel.: +49 721 608-23694
ulrich.arnold@kit.edu
Karlsruher Institut für Technologie (Großforschungsaufgabe) - Institut für Katalyseforschung und -technologie (IKFT)
Hermann-von-Helmholtz-Platz 1
76344 Eggenstein-Leopoldshafen
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30.09.2018
22403914Verbund Oxymethylenether (OME): Umweltfreundliche Dieselkraftstoffadditive aus nachwachsenden Rohstoffen; Teilvorhaben 2: der Technischen Universität Kaiserslautern: Verfahrenstechnik - Akronym: k. A.Die Beimischung von Poly(oxymethylen)dimethylethern (OME) zu Dieselkraftstoff führt zur Senkung der Rußentstehung bei der Verbrennung im Motor ohne Modifikationen am Kraftstoffsystem oder der Einspritztechnik. OME können vollständig aus Methanol aus nachwachsenden Rohstoffen hergestellt werden. In den letzten Jahren wurden am LTD zwei Syntheserouten für OME untersucht: im Vordergrund stand die Synthese von OME aus Methylal und Trioxan, beides Methanol-Derivate. Mittlerweile stehen für diese vielversprechende Route alle benötigten Stoff- und Reaktionsdaten zur Verfügung. Ein Verfahrensentwurf ist auf der Basis eines rigorosen Prozessmodells ausgearbeitet. Diese Arbeiten sind so weit fortgeschritten, dass damit Anlagen ausgelegt werden können. Dies soll im Rahmen des Projekt für eine Pilot Demonstration Unit (PDU) durchgeführt werden, die in einem eventuellen Folgeprojekt gebaut werden könnte. Des Weiteren wurde auch die Synthese von OME in der Flüssigphase aus den Edukten Formaldehyd und Methanol untersucht. Die Schwierigkeiten liegen dabei in der Trennung. Im Prozess tritt unvermeidbar Wasser auf. Die aufzuarbeitenden Mischungen aus Formaldehyd, Wasser, Methanol und OME sind aufgrund von Oligomerisations-reaktionen extrem komplex. Diese Reaktionen sind auch im Aufarbeitungsteil unvermeidlich vorhanden. Ziel ist die Ausarbeitung des Verfahrens auf Basis von Messungen zu Reaktionen und Stoffdaten. Die Arbeitsplanung der sich ergänzenden Partner ist im Antrag genauer erläutert.Dr.-Ing. Hans Hasse
Tel.: +49 631 205-3464
hans.hasse@mv.uni-kl.de
Rheinland-Pfälzische Technische Universität Kaiserslautern-Landau - Fachbereich Maschinenbau und Verfahrenstechnik - Lehrstuhl für Thermodynamik
Erwin-Schrödinger-Str. 44
67663 Kaiserslautern
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22404014Verbund Oxymethylenether (OME): Umweltfreundliche Dieselkraftstoffadditive aus nachwachsenden Rohstoffen; Teilvorhaben 3: der Technischen Universität München: Motorische Nutzung - Akronym: k. A.Der sich abzeichnende Anstieg an Biokraftstoffanteilen im Dieselkraftstoff ist mit den aktuellen Strategien nicht unbeschränkt umsetzbar. In diesem Forschungsvorhaben sollen Untersuchungen der Auswirkungen auf die Verbrennung und Abgasnachbehandlung von Dieselmotoren durch Beimischung von alternativen Zusätzen (Oxymethylether), die auch auf Basis erneuerbarer Energiequellen herstellbar sind, durchgeführt werden. Mit verschiedenen Methoden soll ein besseres Verständnis für den Einfluss von OMEs auf die dieselmotorische Verbrennung aufgebaut werden. Durch den Einsatz von AFIDA können die physikalischen Eigenschaften der Kraftstoff-Blends untersucht und abgesichert werden. In den Einzylinder- und Vollmotorversuchen werden dann die Auswirkungen des OME-Anteils im Diesel auf den realen dieselmotorischen Betrieb untersucht und optimiert. Der Modellgasprüfstand dient dazu, die Aktivität bzw. Selektivität von Serien-Oxidationskatalysatoren hinsichtlich der Totaloxidation von unverbrannten OMEs zu screenen, um den optimalen Oxidationskatalysator für die Abgasnachbehandlung auszuwählen und die Potentiale vorhandener Katalysatoren zu erkennen. Ziel des Einsatzes von OME und damit des Forschungsvorhabens ist die Demonstration einer stark vereinfachten Abgasnachbehandlung, die auf Partikelfilter und SCR-Nachbehandlung verzichtet. Auf die Arbeitsplanung der Institute im Forschungsverbund wird im Antrag detailliert eingegangen. Prof. Georg Wachtmeister
Tel.: +49 89 289-24102
wachtmeister@lvk.mw.tum.de
Technische Universität München - TUM School of Engineering and Design - Lehrstuhl für Nachhaltige Mobile Antriebssysteme - Motorenlabor
Schragenhofstr. 31
80992 München
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22404016Verbundvorhaben: Bioenergie – Potentiale, Langfristperspektiven und Strategien für Anlagen zur Stromerzeugung nach 2020; Teilvorhaben 1: Bioenergie-Input-Output-Modell und Transformationsstrategien - Akronym: BE20plusZiel des Gesamtvorhabens ist es auf Basis energiewirtschaftlicher und technisch-ökonomischer Analysen verschiedene Geschäftsmodelle für Bioenergieanlagen zu entwickeln und diese dahingehend zu evaluieren, ob sie als Betriebsstrategien für Bestandsanlagen geeignet sind um diesen nach Auslaufen der EEG-Vergütung eine Anschlussperspektive zu bieten. Als Unterziel und Voraussetzung dazu wird zum einen ganzheitliche Darstellung des aktuellen Anlagenbestandes in einem Portfoliomodell erstellt. Zum anderen sollen in einem Energiemarktmodell die technischen und ökonomischen Entwicklungspotentiale unterschiedlicher Anlagenklassen simuliert werden und so mögliche Energiewendeszenarien mit einem Fokus auf die Bioenergie bis 2035 abgeleitet werden. Martin Dotzauer
Tel.: +49 341 2434-385
martin.dotzauer@dbfz.de
DBFZ Deutsches Biomasseforschungszentrum gemeinnützige GmbH
Torgauer Str. 116
04347 Leipzig
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31.01.2022
22404318Verbundvorhaben: Geografische Energiesystem-Analyse zur Optimierung des Einsatzes von Biomasse im Energiesystem; Teilvorhaben 2: GIS IT-System - Akronym: GeoOPTbioIm Projekt GeoOPT-bio wird ein Werkzeug entwickelt, das die geografische Energiesystem-Analyse zur Optimierung des Einsatzes von Biomasse im Energiesystem ermöglicht. Die Plattform bildet eine geodatenbasierte Abbildung von Wechselwirkungen bei der Nutzung erneuerbarer Energien, Energiesystemen und Effizienzmaßnahmen in einem räumlichen Kontext, der über die Grenzen der üblichen kommunalen Wirkungsbereiche hinausgeht. Hierbei wird ein besonderer Fokus auf eine räumlich aufgelöste Integration der verschiedenen Biomassepotenziale in die bestehenden Energiesysteme gelegt. Sie soll es den verschiedenen Akteuren erlauben, in Kenntnis der bestehenden Randbedingungen, zielsichere Entscheidungen zu treffen. Zusammengefasst verfolgt das Vorhaben die folgenden Ziele und Lösungsansätze: • Abbildung der lokalen Biomassepotenziale nach Energieträgern • Abbildung des lokalen Energiebedarfs und Versorgungsprofils (Anteil Biomasse am bestehenden Energiesystem, Schwerpunkt dezentrale Holzfeuerung) • Abbildung von lokalen und regionalen Potenzialflächen • Szenarien für optimierte Energiewendepfade und Klimaschutzmaßnahmen mit Schwerpunkt Systemintegration Biomasse • Kartenbasiertes Szenarien-Werkzeug für Kommunikations- und Beteiligungsverfahren • Web-basierter Datenzugang zur Nachhaltung /-pflege von Indikatoren- und Fortschrittsberichten; transparente Darstellung von Flächenpotenzialen sowie Bedarfsstrukturen • Kompakte Darstellung der wichtigsten Ergebnisse in Form von Reports als Diskussionsgrundlage für politische Entscheidungsträger • Transparente Bewertung von Szenarien und Entwicklung von Least-Regret-Szenarien Arbeitsschwerpunkte von INTEND im Projektverlauf: • Anpassung der Visualisierungen • Einfügen von interaktiven Visualisierung Mechanismen • Darstellung der relevanten Themen • Aufsetzen des Nutzerportals • Entwicklung einer einheitlichen Datenbank, sowie deren BetriebIn der konzeptionellen Phase wurde in enger Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer-Institut für Energiewirtschaft und Energiesystemtechnik gearbeitet. Im Mittelpunkt stand die Festlegung auf die zentralen Anforderungen in den Bereichen Biomassepotential und Energiebedarf. Diese zwei Protagonisten stellen im System die führenden Module dar, die zu bilanzierenden Zwecken zusammengeführt werden. Die benötigten Softwarekomponenten für EnergyExpert wurden im Analyse- und Designteil der Konzeption fixiert. Es wurde eine Bedienbarkeit konzipiert, die eine anwenderfreundliche und intuitive Nutzung gewährleistet. Der zweite Part der Konzeption befasste sich mit der Sichtung, Auswahl und Integrationsmöglichkeit von frei verfügbaren Daten, die benötigt werden, um eine Nutzung von EnergyExpert auch ohne vorgelagerte Datenerhebung des Anwenders zu ermöglichen. Zu den fundamentalen vorbereitenden Schritten für die Teamarbeit zählten die Festlegung der Entwicklungsumgebung, das Repository sowie die Konzeption der Versionierung. Der ArcGIS Experience Builder bietet eine erweiterbare Umgebung, die einerseits aus vorgefertigten Widgets (Funktionalitäten) besteht, die in die agil zu erstellende Web-App integriert werden können. Darüber hinaus wurde dieses Portfolio mit Hilfe von Eigenentwicklungen individualisiert und ergänzt. Zentraler Arbeitsschwerpunkt war die Implementierung der Webanwendung EnergyExpert. Der Anwender kann für seine Gebietsanalyse zwei parallel verfügbare Betrachtungsweisen nutzen. Zum einen das Biomassenpotenzial und die Bedarfsabschätzung auf Basis der integrierten öffentlichen Daten und zum anderen eine konkrete Determinierung der zu analysierender Potenziale und Bedarfe. Darüber hinaus stellt EnergyExpert dem Nutzer die gebietsspezifische Parametrisierung und die Archivierung von Szenarien zur Verfügung. Matthias Nagel
Tel.: +49 561 316799-0
nagel@intend.de
INTEND Geoinformatik GmbH
Johanna-Waescher-Str. 5
34131 Kassel
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22404418Verbundvorhaben: Optimierung der Biomasseproduktion auf nassen Moorstandorten und deren thermische Verwertung; Teilvorhaben 2: Verbrennungstechnische Aspekte - Akronym: BONaMoorIn dem Projekt verfolgen Forschung und Praxis das gemeinsame Ziel, ausgehend von einem konkreten Pilotvorhaben (Biomasseheizwerk Malchin), die thermische Verwertung von Niedermoorbiomasse zu evaluieren, zu optimieren und damit die Grundlage für die Übertragbarkeit dieser Stoffstromkette zu legen. Es werden Verbrennungsversuche im Labormaßstab, im kleintechnischen Maßstab und im technischen Maßstab im Biomasseheizwerk Malchin durchgeführt. Hierdurch können die Möglichkeiten zur Optimierung der Verfeuerung systematisch im Praxisbetrieb überprüft werden. Ansatzpunkte zur Optimierung bestehen bei der Wahl bzw. der Mischung unterschiedlicher Brennstoffe, deren Aufbereitung sowie bei der Anpassung des Produktionsmanagements. Die Verbrennungsversuche werden wissenschaftlich begleitet und Möglichkeiten zur Optimierung der Verbrennungseigenschaften im Labor analysiert. Ziel ist es, Empfehlungen zur Optimierung der Wärmeproduktion bei der Verfeuerung von Halmgütern abzuleiten (AP3). Das Projekt untersucht weiterhin, wie durch die Wahl des Erntezeitpunktes die Gehalte verbrennungskritischer Inhaltstoffe reduziert sowie der Nährstofftransfer mit der Biomasse reguliert werden kann. Ziel ist es, Managementempfehlungen für die Rohstoffbereitstellung zu entwickeln (AP2). Darüber hinaus wird die Wirtschaftlichkeit von Ernte und Verwertung der Biomasse analysiert und für die betrachteten Stoffstromketten Betriebszweiganalysen durchgeführt. Für die Produktionsverfahren und die thermische Verwertung der Biomasse wird zudem eine Ökobilanz erstellt, um nicht nur die Höhe der Treibhausgasreduktionen zu ermitteln, sondern auch die Optimierungsmöglichkeiten aus Sicht des Klimaschutzes herauszuarbeiten (AP 4). Darüber hinaus stellt die Wissensaufbereitung und individuelle Beratung zum Praxistransfer einen weiteren wichtigen Baustein des Projektes dar (AP 5).Prof. Dr. Mirko Barz
Tel.: +49 30 5019-3392
mirko.barz@htw-berlin.de
Hochschule für Technik und Wirtschaft Berlin
Treskowallee 8
10318 Berlin
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22404615Kleinpellets - Grundlegende Voruntersuchungen zum Einsatz kleiner Holzpellets in Pelletöfen zur Emissionsminderung - Akronym: KleinpelletsVor dem Hintergrund der zukünftig vermehrten Nutzung von Pelletöfen und -heizkesseln im kleinen Leistungsbereich soll im Rahmen dieses Projektes überprüft werden, ob die bisherigen Beobachtungen zum Emissionsanstieg bei Pelletfeuerungen in einem systematischen Zusammenhang mit den Pelletabmessungen steht. Daher sollen in diesem Vorhaben Pellets mit unterschiedlichen Längen und Durchmessern hergestellt und in einem beispielhaften Pelletofen systematisch im Hinblick auf die Förder- und Zuführfähigkeit sowie das Abbrand- und Emissionsverhalten untersucht werden. 1. Herstellung von qualitativ hochwertigen Holzpellets mit einheitlichen chemischen Eigenschaften entsprechend ENplus (inklusive kontrolliertem und einheitlichem Gehalt der Staubbildner) und einer einheitlichen Dichte der Pellets in folgenden Abmessungen: 6 mm-Holzpellets mit 8 unterschiedlichen Pelletlängen (4 - 36 mm) und verringertem Pelletdurchmesser (4 mm Ø mit einer Länge von 4 - 12 mm) inklusive der Erfassung des Produktionsenergieaufwands 2. Umfassende Brennstoff-Charakterisierung der Pelletchargen (Schüttdichte, Abriebfestigkeit, Energiedichte, Abmessungsverteilung etc.). 3. Untersuchung des Fließverhaltens und der Veränderung der physikalischen Pelletqualität (Länge, Durchmesser, Schüttdichte, Feinanteil, Abriebfestigkeit) in der Steigschnecke eines definierten Pelletofens mit Abwurffeuerung. 4. Untersuchungen zum Verbrennungs- und Emissionsverhalten (CO, NOx, Org-C., PM) aller Pelletchargen in einem typischen Pelletofen (Steigschnecke und Abwurffeuerung) mit kleinem Leistungsbereich. 5. Auswertung der Ergebnisse im Hinblick auf den Einfluss der Länge und des Durchmessers der Pellets auf deren Veränderung im Zuführprozess im Ofen und den Emissionen (CO, NOx, Org-C., PM). 6. Ableitung von Handlungsempfehlungen und weiterem Forschungsbedarf.Dr.-Ing. Volker Lenz
Tel.: +49 341 2434-450
volker.lenz@dbfz.de
DBFZ Deutsches Biomasseforschungszentrum gemeinnützige GmbH
Torgauer Str. 116
04347 Leipzig
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22404618Verbundvorhaben: PowerLand 4.2 - Smart and Innovative Land Power Systems; Teilvorhaben 2: Algorithmen-basierte BHKW-Steuerung - Akronym: PowerLandDie zunehmend erneuerbare Stromerzeugung erfordert erhöhte Anstrengungen, um die verbleibende Residuallast aus fluktuierender Erzeugung und dem regionalen Bedarf jederzeit sicher und effizient abzudecken. Dezentrale Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen (KWK-Anlagen) können hier einen wesentlichen Beitrag leisten, da sie sowohl flexibel einsetzbar sind als auch die eingesetzte Primärenergie in hohem Maß in Nutzenergie umsetzen. Biogas-Blockheizkraftwerken kommt in dieser Hinsicht eine besondere Bedeutung zu, da sie bislang die einzige Möglichkeit bieten, die KWK mit erneuerbaren Energien zu betreiben und damit die zuvor beschriebenen Vorteile der KWK auch im Rahmen einer vollständig auf erneuerbaren Energien basierenden Strom- und Wärmeversorgung ausspielen können. Hier knüpft das geplante Forschungsprojekt an, in dem mittels eines Reallabors die Umsetzung von stromoptimierter, flexibler und residuallastangepasster KWK an Biogasanlagen in Verbindung mit regenerativer Stromerzeugung mittels einer Photovoltaik-Anlage von vorgenommen werden soll.Die im Rahmen des Projektes entwickelten Modelle können zur bedarfsgerechten Strom- bzw. Biogasproduktion von Vergärungsanlagen genutzt werden. Im Rahmen der Akzeptanzanalyse zeigte sich, dass besonders Strom-Direktvermarkter Interesse an dieser Technologie haben. Im Rahmen eines Folgeprojektes sollte daher gemeinsam mit Direktvermarktern diese Technologie zur Marktreife geführt werden. Die im Projekt entwickelten Datenbanken ermöglichten einen einfachen online, zweiseitigen Datenaustausch im laufenden Betrieb der Biogasanlage, ohne dass die Betriebssicherheit der Anlage dadurch gefährdet wurde. Diese Technik vereinfacht die Kooperation mit wissenschaftlichen und industriellen Projektpartnern zur Entwicklung von Biogas-Anlagensteuerungen erheblich. Die Ergebnisse des Projektes wurden auf nationalen und internationalen Tagungen publiziert. Zudem wurden 3 Artikel in internationalen Zeitschriften publiziert, die auf eine sehr große Resonanz stoßen. Die Artikel, dia im Zeitraum 2021 bis 2022 publiziert wurden, wurden bereits mehrfach zitiert. Auch die Poster und Vorträge auf den Tagungen stießen auf eine große Resonanz. Dabei wurde immer wiede die Kombination der hohen Präzision der Modelle mit ihrer Anwenderfreundlichkeit und Übertragbarkeit hervorgehoben.Prof. Bernd Thomas
Tel.: +49 7121 271-7041
bernd.thomas@reutlingen-university.de
Hochschule Reutlingen
Alteburgstr. 150
72762 Reutlingen
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22404715Optimierung der Methanausbeute in landwirtschaftlichen Biogasanlagen (Opti-Methan) - Akronym: Opti-MethanZiel des Vorhabens ist die Anwendung eines Berechnungsmodells auf Praxisbiogasanlagen, um in der Prozesskette Fermenter – Nachgärer – Gärrestlager Zusammenhänge zwischen Verweilzeit in den beheizten Prozessstufen und Lagerzeit im Gärrestlager aufzuzeigen. Hierfür werden in Praxisuntersuchungen Basisdaten für ein Modell gewonnen, das die Zusammenhänge zwischen dem im Gärsubstrat vorhandenen Methanpotenzial, der im Fermenter gebildeten Methanmenge, der im Fermenter nicht umgesetzen Methanmenge im Gärrest sowie der bei der Lagerung tatsächlich freigesetzen Methanmenge in Abhängigkeit der Prozessparameter beschreibt. Die Ergebnisse stellen eine neue Berechnungsgrundlage dar, um die Prozessführung bestehender Anlagen zu optimieren oder eine Effizienzsteigerung durch optimale Auslegung neu errichteter Anlagen zu erreichen. Schwerpunkte des Vorhabens sind: (1) die Ermittlung von praxisrelevanten Basisdaten zur Methanproduktion in der Prozesskette Fermenter – Nachgärer – Gärrestlager, (2) die Bewertung der Methanpotenziale praxisrelevanter Gärsubstratmischungen mit Wirtschaftsdüngern, (3) die Bewertung von tatsächlichen Methanemissionen bei der offenen Gärrestlagerung, (4) die Erstellung eines allgemein gültigen Bemessungstools als Beitrag für das Repowering von Biogasanlagen. Für das Vorhaben ist ein Laufzeit von 2 Jahren geplant. Dabei erfolgt die Auswahl der Praxisbiogasanlagen (AP1), das Monitoring, die Erprobung und die Datenauswertung (AP2) im Zeitraum von 20 Monaten. Begleitend dazu werden Methan- und Gärrestpotenziale in Batch-Gärtests im Labor ermittelt (AP4, AP5). Zeitgleich erfolgen zudem eine Validierung der Praxisdaten und ergänzende Untersuchungen zu Substratmischungen mit hohem Wirtschaftsdüngeranteil in kontinuierlichen Laborversuchen über 12 Monate (AP3). Für die Erstellung eines Bemessungstools zur Auslegung von Rührfermentern und gasdicht ausgeführten Gärrestlagern (AP6) sowie die Anfertigung von Berichten und Publikationen werden 5 Monate eingeplant.Dr. Christiane Herrmann
Tel.: +49 331 5699-231
cherrmann@atb-potsdam.de
Leibniz-Institut für Agrartechnik und Bioökonomie e. V. (ATB)
Max-Eyth-Allee 100
14469 Potsdam
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22404717Verbundvorhaben: PowerLand 4.2 - Smart and innovative Land Power Systems; Teilvorhaben 1: Prognosemodelle und Biogasanlagensteuerung - Akronym: PowerLandDie zunehmend erneuerbare Stromerzeugung erfordert erhöhte Anstrengungen, um die verbleibende Residuallast aus fluktuierender Erzeugung und dem regionalen Bedarf jederzeit sicher und effizient abzudecken. Dezentrale KWK-Anlagen können hier einen wesentlichen Beitrag leisten, da sie sowohl flexibel einsetzbar sind als auch die eingesetzte Primärenergie in hohem Maß in Nutzenergie umsetzen. Biogas-BHKW kommt in dieser Hinsicht eine besondere Bedeutung zu, da sie bislang die einzige Möglichkeit bieten, die KWK mit erneuerbaren Energien zu betreiben. Zielsetzung des Projektes ist die Entwicklung einer modularen, auf heuristischen Algorithmen basierenden BHKW- und Biogasanlagensteuerung für einen stromoptimierten und residuallastangepassten Betrieb eines Biogas-BHKW bzw. einer Biogasanlage mit dem Ziel der weitgehend vollständigen Strom- und Wärmeenergieversorgung eines Dorfes auf der Basis erneuerbarer Energien. Diese BHKW-Steuerung wird um Prognosemodelle für die Stromproduktion einer Photovoltaikanlage bzw. Windkraftanlage, der Prognose des Wärme- und Strombedarfs des Dorfes bzw. der Verbrauchseinheit sowie der Berechnung der Residuallast ergänzt. Diese auf heuristischen Algorithmen basierende Steuerung berücksichtigt dabei sowohl saisonale als auch Wochenend-Effekte des Bedarfs und der Erzeugung und kombiniert Prognosen mit einer Echtzeitsteuerung. Ebenso werden der Wärme- und Strombedarf gleichzeitig berücksichtigt. Somit kann ohne teuren Ausbau der Energienetze eine weitgehende Energieautarkie ländlicher Regionen mit einer hohen Versorgungssicherheit und einer größtmöglichen Effizienz der Bioenergieanlagen erreicht werden. Im Rahmen des Projektes werden die in Vorarbeiten entwickelten Steuerungen in einem Reallabor zu einer systemintegrierenden, übertragbaren Gesamtsteuerung verschiedener erneuerbarer Energien zusammen gefasst und ganzheitlich optimiert.Die im Rahmen des Projektes entwickelten Modelle können zur bedarfsgerechten Strom- bzw. Biogasproduktion von Vergärungsanlagen genutzt werden. Im Rahmen der Akzeptanzanalyse zeigte sich, dass besonders Strom-Direktvermarkter Interesse an dieser Technologie haben. Im Rahmen eines Folgeprojektes sollte daher gemeinsam mit Direktvermarktern diese Technologie zur Marktreife geführt werden. Die im Projekt entwickelten Datenbanken ermöglichten einen einfachen online, zweiseitigen Datenaustausch im laufenden Betrieb der Biogasanlage, ohne dass die Betriebssicherheit der Anlage dadurch gefährdet wurde. Diese Technik vereinfacht die Kooperation mit wissenschaftlichen und industriellen Projektpartnern zur Entwicklung von Biogas-Anlagensteuerungen erheblich. Die Ergebnisse des Projektes wurden auf nationalen und internationalen Tagungen publiziert. Zudem wurden 3 Artikel in internationalen Zeitschriften publiziert, die auf eine sehr große Resonanz stoßen. Die Artikel, dia im Zeitraum 2021 bis 2022 publiziert wurden, wurden bereits mehrfach zitiert. Auch die Poster und Vorträge auf den Tagungen stießen auf eine große Resonanz. Dabei wurde immer wiede die Kombination der hohen Präzision der Modelle mit ihrer Anwenderfreundlichkeit und Übertragbarkeit hervorgehoben.Dr. Andreas Lemmer
Tel.: +49 711 459-22684
andreas.lemmer@uni-hohenheim.de
Universität Hohenheim - Landesanstalt für Agrartechnik und Bioenergie (740)
Garbenstr. 9
70599 Stuttgart
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22404718Verbundvorhaben: PowerLand 4.2 - Smart and Innovative Land Power Systems; Teilvorhaben 3: Praktische Einbindung im Reallabor - Akronym: PowerLandDie zunehmend erneuerbare Stromerzeugung erfordert erhöhte Anstrengungen, um die verbleibende Residuallast aus fluktuierender Erzeugung und dem regionalen Bedarf jederzeit sicher und effizient abzudecken. Dezentrale KWK-Anlagen können hier einen wesentlichen Beitrag leisten, da sie sowohl flexibel einsetzbar sind als auch die eingesetzte Primärenergie in hohem Maß in Nutzenergie umsetzen. Biogas-BHKW kommt in dieser Hinsicht eine besondere Bedeutung zu, da sie bislang die einzige Möglichkeit bieten, die KWK mit erneuerbaren Energien zu betreiben. Zielsetzung des Projektes ist die Entwicklung einer modularen, auf heuristischen Algorithmen basierenden BHKW- und Biogasanlagensteuerung für einen stromoptimierten und residuallastangepassten Betrieb eines Biogas-BHKW bzw. einer Biogasanlage mit dem Ziel der weitgehend vollständigen Strom- und Wärmeenergieversorgung eines Dorfes auf der Basis erneuerbarer Energien. Diese BHKW-Steuerung wird um Prognosemodelle für die Stromproduktion einer Photovoltaikanlage bzw. Windkraftanlage, der Prognose des Wärme- und Strombedarfs des Dorfes bzw. der Verbrauchseinheit sowie der Berechnung der Residuallast ergänzt. Diese auf heuristischen Algorithmen basierende Steuerung berücksichtigt dabei sowohl saisonale als auch Wochenend-Effekte des Bedarfs und der Erzeugung und kombiniert Prognosen mit einer Echtzeitsteuerung. Ebenso werden der Wärme- und Strombedarf gleichzeitig berücksichtigt. Somit kann ohne teuren Ausbau der Energienetze eine weitgehende Energieautarkie ländlicher Regionen mit einer hohen Versorgungssicherheit und einer größtmöglichen Effizienz der Bioenergieanlagen erreicht werden. Im Rahmen des Projektes werden die in Vorarbeiten entwickelten Steuerungen in einem Reallabor zu einer systemintegrierenden, übertragbaren Gesamtsteuerung verschiedener erneuerbarer Energien zusammen gefasst und ganzheitlich optimiert.Die im Rahmen des Projektes entwickelten Modelle können zur bedarfsgerechten Strom- bzw. Biogasproduktion von Vergärungsanlagen genutzt werden. Im Rahmen der Akzeptanzanalyse zeigte sich, dass besonders Strom-Direktvermarkter Interesse an dieser Technologie haben. Im Rahmen eines Folgeprojektes sollte daher gemeinsam mit Direktvermarktern diese Technologie zur Marktreife geführt werden. Die im Projekt entwickelten Datenbanken ermöglichten einen einfachen online, zweiseitigen Datenaustausch im laufenden Betrieb der Biogasanlage, ohne dass die Betriebssicherheit der Anlage dadurch gefährdet wurde. Diese Technik vereinfacht die Kooperation mit wissenschaftlichen und industriellen Projektpartnern zur Entwicklung von Biogas-Anlagensteuerungen erheblich. Die Ergebnisse des Projektes wurden auf nationalen und internationalen Tagungen publiziert. Zudem wurden 3 Artikel in internationalen Zeitschriften publiziert, die auf eine sehr große Resonanz stoßen. Die Artikel, dia im Zeitraum 2021 bis 2022 publiziert wurden, wurden bereits mehrfach zitiert. Auch die Poster und Vorträge auf den Tagungen stießen auf eine große Resonanz. Dabei wurde immer wiede die Kombination der hohen Präzision der Modelle mit ihrer Anwenderfreundlichkeit und Übertragbarkeit hervorgehoben. Alexander Christmann
Tel.: +49 7904 943-1105
a.christmann@novatechgmbh.com
NOVATECH Gesellschaft für umweltschonende Technologie mbH
Frankenstr. 6-8
74549 Wolpertshausen
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22405016Verbundvorhaben: Untersuchung der Potenziale und Entwicklung eines Optimierungsmodells für Biogasanlagen im Kontext des zukünftigen Stromsystems; Teilvorhaben 1: Netz-, Markt- und Motorenanalyse, Optimierungsmodell - Akronym: OPTIBIOSYIm Projekt OPTIBIOSY werden mögliche Vermarktungsoptionen für Biogasanlagen nach Auslaufen der EEG-Förderung im Bereich der Systemdienstleistungsbereitstellung für das Stromnetz untersucht. Im Fokus stehen dabei ein gezieltes Engpassmanagement unter Ausnutzung der Speichereigenschaften von Biogasanlagen, die Bereitstellung von Blindleistung, der Beitrag zur Momentanreserve und eine mögliche Teilnahme von Biogasanlagen an dezentralen Netzwiederaufbaukonzepten. Für die Erbringung dieser Systemdienstleistungen werden die technischen Fähigkeiten und Grenzen von Biogasanlagen herausgearbeitet und Kosten für die Erbringung aus alternativen Quellen ermittelt. Auf Basis einer Bestandsanalyse des deutschen Biogasanlagenparks werden Referenzanlagen definiert, für die anhand zweier Optimierungsmodelle verschiedene Fahrpläne unter Berücksichtigung der Vermarktung an der Strombörse und der Vermarktung von Systemdienstleistungen berechnet werden. Mit diesen Fahrplänen sowie mittels Lastflussberechnungen in Modellen realer Mittelspannungsnetze erfolgen Betrachtungen der monetären Auswirkungen der Systemdienstleistungsbereitstellung sowie des tatsächlichen systemdienlichen Beitrages von Biogasanlagen im Stromnetz. Aus den Erkenntnissen werden abschließend an Biogasanlagenbetreiber, Direktvermarkter, Netzbetreiber und Politik gerichtete Handlungsempfehlungen abgleitet.Durch die eingehende Analyse der am Projekt beteiligten Praxisanlagen konnten die für eine Flexibilisierung relevanten Anlagenbestandteile herausgearbeitet und der momentane Stand der Technik flexibilisierter Biogasanlagen ermittelt werden. Aufbauend darauf wurden die weiteren Ergebnisse in Zusammenarbeit mit den Projektpartnern erarbeitet. Biogasanlagen können im Rahmen des Engpassmanagements bei geringen Überlastungen im Verhältnis zu ihrer Bemessungsleistung einen nennenswerten Anteil der notwendigen Abregelenergie aufnehmen und im Gasspeicher zwischenspeichern. Damit ermöglichen sie eine verbesserte Integration erneuerbarer Energie im Stromnetz. Die maximal möglichen Zusatzeinnahmen für Biogasanlagenbetreiber durch eine Vergütung von gezielten Engpassreaktionen summieren sich über ein Jahr auf einen einstelligen Prozentbereich der Spotmarkteinnahmen. Im Rahmen der Vermarktung von Blindleistung an möglichen zukünftigen Märkten sind jährliche Zusatzeinnahmen in Höhe von ca. 1 % der Spotmarkteinnahmen zu erwarten, wenn als Wert der Blindleistung der netzbetreiberseitige Aufwand für die Errichtung von konventionellen Kompensationsanlagen zugrunde gelegt wird. Es ist auch bei Berücksichtigung von Blindleistungspreisen in der Fahrplanberechnung nicht zu erwarten, dass Biogasanlagen ihr maximales Blindleistungspotential in Zeiten hoher Blindleistungspreise ausschöpfen können. Dem stehen technische Restriktionen durch Mindestlaufzeiten und Mindestleistungen der BHKW entgegen. Zur notwendigen Momentanreserve im europäischen Verbundnetz tragen Biogasanlagen mit Synchrongeneratoren nur einen geringen Anteil bei, erbringen diesen aber inhärent. Zur Teilnahme an dezentralen Netzwiederaufbaukonzepten sind Biogasanlagen technisch grundsätzlich in der Lage. Solche Konzepte werden gegenwärtig erforscht.Prof. Dr.-Ing. Oliver Brückl
Tel.: +49 941 943-9881
oliver.brueckl@oth-regensburg.de
Ostbayerische Technische Hochschule Regensburg - Forschungsstelle für Energiespeicher und Energienetze (FENES)
Seybothstr. 2
93053 Regensburg
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22405217Verbundvorhaben: Entwicklung einer selbstlernenden Steuerung zur Integration von Biogasanlagen in Netze mit hohem Anteil fluktuierender Stromerzeuger; Teilvorhaben 1: Entwicklung selbstlernende Biogasanlagensteuerung - Akronym: NETFLEXZiel des Projekts ist die Entwicklung von innovativen Regelungsstrategien und Geschäftsmodellen sowie die Entwicklung einer selbstlernenden Steuerung für Biogasanlagen (BGAs) zur Vermeidung kurzfristiger, tageszeitlich auftretender Netzüberlastung im ländlichen Verteilnetz. Die Steuerung soll die lokalen Bedürfnisse des Verteilnetzes mit hohem Anteil fluktuierender Energieerzeuger ins Zentrum der vorausschauenden Fahrplanerstellung für BGAs rücken. Die Steuerung soll auf Schwankungen von Photovoltaikanlagen (PV) kurzfristig und selbstlernend reagieren. Hierzu werden laufend Wetterprognosen aus Modellen und modernen Nowcasting-Verfahren sowie PV-Strom-Einspeiseprofile, realer am Stromnetz angeschlossener PV-Anlagen, in den Steuerungsablauf integriert. Es werden Verbesserungen bisher verfügbarer Wetterprognosen hinsichtlich kleinräumiger und kurzfristiger Schwankungen bei sehr kurzen Vorhersagehorizonten auf Basis hochaufgelöster Satelliten- und Wetterkameradaten integriert. Die Stromerzeugung und die gleichzeitige Versorgung von Wärmenetzen durch BGAs werden untersucht. Zusätzlich soll die Steuerung der BGA Zellerfeld auf Netzbedürfnisse sensibilisiert und verbessert sowie das bestehende Monitoring weitergeführt werden.Die im Projekt entwickelte Steuerung plant den Einsatz der Blockheizkraftwerke einer Biogasanlage automatisiert und vorausschauend, unter Berücksichtigung der Photovoltaik-Einspeisung, Wärmenachfrage- und Angebot im lokalen System, den technischen Eigenschaften der Anlagenkomponenten sowie des wirtschaftlichen Betriebs der Biogasanlage. Die Systemkomponeten Photovoltaik-Anlage, Biogasanlage, Stromnetz und Blockheizkraftwerke sind in unterschiedlichem Detailgrad modelliert und mit Messdaten validiert. Das größte Potential für den Einsatz der Steuerung liegt in der Mittelspannungsebene des Stromnetzes. Die Steuerung besteht grundlegend aus einer Optimierung und einer Nachregelung. Der hinterlegte Optimierungsalgorithmus bestimmt die Leistungsabgabe der Biogasanlage unter definierten Nebenbedingungen in zwei Iterationen. In der ersten Stufe wird der Einsatz des Systems langfristig und ökonomisch geplant. Die ermittelten Sollwerte werden dann in der zweiten Iteration durch eine Leistungsflussoptimierung hochaufgelöst dargestellt. Der langfristige Optimierungsalgorithmus konnte in den durchgeführten Testläufen den ökonomischen Betrieb der Biogasanlage zuverlässig und optimal planen. Mit dem Einsatz der kurzfristigen Optimierungsstufe kann eine zusätzliche Sicherheit für die Einhaltung von Leistungslimitierungen geschaffen werden, allerdings wird der Betrieb aufgrund der Ungenauigkeiten der Photovoltaik-Prognose eingeschränkt. Eine sichere Einhaltung von Leistungslimitierungen kann aufgrund von Prognosefehlern nicht garantiert werden. Für einem Einsatz der entwickelten Steuerung werden folgende Hemmnisse identifiziert: - Die Vorhersagequalität der Einstrahlungsprognose ist limitiert. Vor allem bei der Betrachtung inminütlichen Zeitbereichen müssen daher große Varianzen bei der Einsatzplanung berücksichtigt werden. - Bei einer Übertragung der Steuerung auf andere Biogasanlage müssen große Anpassungen vorgenommen werden.Prof. Dr.-Ing. Wilfried Zörner
Tel.: +49 841 9348-2270
wilfried.zoerner@thi.de
Technische Hochschule Ingolstadt - Zentrum für Angewandte Forschung (ZAF)
Esplanade 10
85049 Ingolstadt
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22405218Verbundvorhaben: Innovative Konzepte und Geschäftsmodelle für zukunftsfähige Bioenergiedörfer – klimafreundlich, demokratisch, bürgernah; Teilvorhaben 2: Bürgerbeteiligung und Reststoffverwertung - Akronym: PerspektivenBEDDas 3-jährige Verbundprojekt "Innovative Konzepte und Geschäftsmodelle für zukunftsfähige Bioenergiedörfer – klimafreundlich, demokratisch, bürgernah" hat Handlungsempfehlungen für den Erhalt und die Weiterentwicklung von Bioenergiedörfern (BED) erarbeitet. Der Fokus lag auf zukunftsfähigen Geschäftsfeldern, die den langfristigen wirtschaftlichen Betrieb von BED sichern. An dem Forschungsprojekt waren die Fachgebiete "Mikroökonomik und empirische Energieökonomik" und "Solar- und Anlagentechnik" der Universität Kassel sowie die Abteilung "Kartographie, GIS und Fernerkundung" des Geographischen Instituts der Georg-August- Universität Göttingen beteiligt. Als Praxispartner und Reallabore wurden die zwei BED Wollbrandshausen/Krebeck im Landkreis Göttingen/ Niedersachsen und Altenmellrich im Landkreis Soest/Nordrhein-Westfalen ausgewählt. Begleitend konnte ein "Praxisbeirat" aus ca. 20 BED etabliert werden, der die Forschungsergebnisse reflektiert und als Ideengeber für die Maßnahmenumsetzung fungiert hat. In diesem inter- und transdisziplinären Verbund wurden verschiedene Post-EEG-Szenarien speziell für BED erarbeitet und diese technisch und wirtschaftlich bewertet. Zudem wurden Vor-Ort Interviews und deutschlandweite Fragebogenstudien in BED durchgeführt. Die erarbeiteten Handlungsempfehlungen wurden in Versammlungen bzw. Videokonferenzen vorgestellt und in einer Reflektionsphase zusammen mit dem "Praxisbeirat" auf ihre Praxistauglichkeit überprüft. Für den Transfer der Ergebnisse wurde die interaktive Transferplattform "energiewendedörfer.de" eingerichtet, die der Verbreitung der Forschungsergebnisse und der Vernetzung relevanter Akteure dient. Die Projektergebnisse wurden in einem Leitfaden zusammengefasst und an alle BED versandt. Sie sollen als eine Art Blaupause für weitere BED fungieren und ihnen Handlungsmöglichkeiten für einen Weiterbetrieb nach dem Auslaufen der EEG-Förderung aufzeigen.Im Leitfaden werden für die 7 Themen "Stromvermarktung, Nahwärmenetze, Reststoffnutzung, alternative Energiepflanzen, Wertstoffkreisläufe und weitere erneuerbare Energien" zukünftige Geschäftsfelder für BED dargestellt. Diese müssen in Einklang mit der Nahwärmeversorgung stehen – nur überschüssige Biogasmengen können in neue Geschäftsfelder fließen. Bei den Partner-BED waren die Biogasüberschüsse zu gering, um eine Einspeisung von Biomethan in das Erdgasnetz oder den Betrieb einer Hoftankstelle wirtschaftlich in Betracht zu ziehen. Erst die Zusammenarbeit mit einer benachbarten Biogasanlage würde die Biogasüberschüsse erhöhen und diese Geschäftsfelder befördern. Eine Pyrolyseanlage könnte als 2. Wärmequelle neben den BHKW eingesetzt werden, um den Gasüberschuss zu erhöhen oder als alternative Wärmequelle bei Aufgabe der Biogasanlage agieren. Ein wirtschaftlicher Betrieb ist jedoch nur bei sehr spezifischen Parametern für Substrate gegeben. Berechnungen für eines der BED zeigen, dass es sinnvoll ist, Post-EEG-Windkraftanlagen als potenzielle Stromquelle für die Wärmebereitstellung in Wärmenetzen und Großwärmespeichern zu berücksichtigen. Auch Solarthermieanlagen stellen eine relativ kostengünstige Wärmequelle dar. BED vermeiden eine hohe Flexibilisierung der Stromerzeugung durch mehrfache BHKW-Überbauung, so dass die BHKWs wärmegeführt operieren und die Fütterung der Biogasanlage dem saisonalen Wärmebedarf angepasst wird. So steigt die Substrateffizienz und der Einsatz redundanter Wärmequellen wird reduziert bzw. vermieden. Die regionale Vermarktung von Grünstrom, ein eigenes Stromnetz zur Selbstversorgung und Stromdirektlieferungen sind interessante Geschäftsfelder für BED, die jedoch noch auf große Hemmnisse stoßen. Laut Interviews ist den BED besonders wichtig: Eine stabile auskömmliche Förderung mit verlässlichen gesetzlichen Regeln, eine unkomplizierte Nutzung von Strom und Wärme vor Ort, Abbau bürokratischer Hürden und die Unterstützung des Ehrenamtes.Prof. Dr. Martin Kappas
Tel.: +49 551 39-9805
mkappas@gwdg.de
Georg-August-Universität Göttingen - Fakultät für Geowissenschaften und Geographie - Geographisches Institut
Goldschmidtstr. 5
37077 Göttingen
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22405817Verbundvorhaben: Innovative Konzepte und Geschäftsmodelle für zukunftsfähige Bioenergiedörfer – klimafreundlich, demokratisch, bürgernah; Teilvorhaben 1: Geschäftsmodelle und Nahwärmenetze - Akronym: PerspektivenBEDDas 3-jährige Verbundprojekt "Innovative Konzepte und Geschäftsmodelle für zukunftsfähige Bioenergiedörfer – klimafreundlich, demokratisch, bürgernah" hat Handlungsempfehlungen für den Erhalt und die Weiterentwicklung von Bioenergiedörfern (BED) erarbeitet. Der Fokus lag auf zukunftsfähigen Geschäftsfeldern, die den langfristigen wirtschaftlichen Betrieb von BED sichern. An dem Forschungsprojekt waren die Fachgebiete "Mikroökonomik und empirische Energieökonomik" und "Solar- und Anlagentechnik" der Universität Kassel sowie die Abteilung "Kartographie, GIS und Fernerkundung" des Geographischen Instituts der Georg-August- Universität Göttingen beteiligt. Als Praxispartner und Reallabore wurden die zwei BED Wollbrandshausen/Krebeck im Landkreis Göttingen/ Niedersachsen und Altenmellrich im Landkreis Soest/Nordrhein-Westfalen ausgewählt. Begleitend konnte ein "Praxisbeirat" aus ca. 20 BED etabliert werden, der die Forschungsergebnisse reflektiert und als Ideengeber für die Maßnahmenumsetzung fungiert hat. In diesem inter- und transdisziplinären Verbund wurden verschiedene Post-EEG-Szenarien speziell für BED erarbeitet und diese technisch und wirtschaftlich bewertet. Zudem wurden Vor-Ort Interviews und deutschlandweite Fragebogenstudien in BED durchgeführt. Die erarbeiteten Handlungsempfehlungen wurden in Versammlungen bzw. Videokonferenzen vorgestellt und in einer Reflektionsphase zusammen mit dem "Praxisbeirat" auf ihre Praxistauglichkeit überprüft. Für den Transfer der Ergebnisse wurde die interaktive Transferplattform "energiewendedörfer.de" eingerichtet, die der Verbreitung der Forschungsergebnisse und der Vernetzung relevanter Akteure dient. Die Projektergebnisse wurden in einem Leitfaden zusammengefasst und an alle BED versandt. Sie sollen als eine Art Blaupause für weitere BED fungieren und ihnen Handlungsmöglichkeiten für einen Weiterbetrieb nach dem Auslaufen der EEG-Förderung aufzeigen. Im Leitfaden werden für die 7 Themen "Stromvermarktung, Nahwärmenetze, Reststoffnutzung, alternative Energiepflanzen, Wertstoffkreisläufe und weitere erneuerbare Energien" zukünftige Geschäftsfelder für BED dargestellt. Diese müssen in Einklang mit der Nahwärmeversorgung stehen – nur überschüssige Biogasmengen können in neue Geschäftsfelder fließen. Bei den Partner-BED waren die Biogasüberschüsse zu gering, um eine Einspeisung von Biomethan in das Erdgasnetz oder den Betrieb einer Hoftankstelle wirtschaftlich in Betracht zu ziehen. Erst die Zusammenarbeit mit einer benachbarten Biogasanlage würde die Biogasüberschüsse erhöhen und diese Geschäftsfelder befördern. Eine Pyrolyseanlage könnte als 2. Wärmequelle neben den BHKW eingesetzt werden, um den Gasüberschuss zu erhöhen oder als alternative Wärmequelle bei Aufgabe der Biogasanlage agieren. Ein wirtschaftlicher Betrieb ist jedoch nur bei sehr spezifischen Parametern für Substrate gegeben. Berechnungen für eines der BED zeigen, dass es sinnvoll ist, Post-EEG-Windkraftanlagen als potenzielle Stromquelle für die Wärmebereitstellung in Wärmenetzen und Großwärmespeichern zu berücksichtigen. Auch Solarthermieanlagen stellen eine relativ kostengünstige Wärmequelle dar. BED vermeiden eine hohe Flexibilisierung der Stromerzeugung durch mehrfache BHKW-Überbauung, so dass die BHKWs wärmegeführt operieren und die Fütterung der Biogasanlage dem saisonalen Wärmebedarf angepasst wird. So steigt die Substrateffizienz und der Einsatz redundanter Wärmequellen wird reduziert bzw. vermieden. Die regionale Vermarktung von Grünstrom, ein eigenes Stromnetz zur Selbstversorgung und Stromdirektlieferungen sind interessante Geschäftsfelder für BED, die jedoch noch auf große Hemmnisse stoßen. Laut Interviews ist den BED besonders wichtig: Eine stabile auskömmliche Förderung mit verlässlichen gesetzlichen Regeln, eine unkomplizierte Nutzung von Strom und Wärme vor Ort, Abbau bürokratischer Hürden und die Unterstützung des Ehrenamtes.Prof. Dr. Heike Wetzel
Tel.: +49 561 804-7750
heike.wetzel@uni-kassel.de
Universität Kassel - Fachbereich 07 Wirtschaftswissenschaften - Institut für Volkswirtschaftslehre - Fachgebiet Volkswirtschaftslehre mit Schwerpunkt dezentrale Energiewirtschaft
Nora-Platiel-Str. 4
34127 Kassel
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22406317Verbundvorhaben: Geografische Energiesystem-Analyse zur Optimierung des Einsatzes von Biomasse im Energiesystem; Teilvorhaben 1: Systemintegration Biomasse - Akronym: GeoOptbioIIm Projekt GeoOPT-bio wird ein Werkzeug entwickelt, das die geografische Energiesystem-Analyse zur Optimierung des Einsatzes von Biomasse im Energiesystem ermöglicht. Die Plattform bildet eine geodatenbasierte Abbildung von Wechselwirkungen bei der Nutzung erneuerbarer Energien, Energiesystemen und Effizienzmaßnahmen in einem räumlichen Kontext, der über die Grenzen der üblichen kommunalen Wirkungsbereiche hinausgeht. Hierbei wird ein besonderer Fokus auf eine räumlich aufgelöste Integration der verschiedenen Biomassepotenziale in die bestehenden Energiesysteme gelegt. Sie soll es den verschiedenen Akteuren erlauben, in Kenntnis der bestehenden Randbedingungen, zielsichere Entscheidungen zu treffen. Die wichtigsten Ziele für das Werkzeug sind: • Abbildung der lokalen Biomassepotenziale nach Energieträgern • Abbildung des lokalen Energiebedarfs und Versorgungsprofils (Anteil Biomasse am bestehenden Energiesystem, Schwerpunkt dezentrale Holzfeuerung) • Abbildung von lokalen und regionalen Potentialflächen • Szenarien für optimierte Energiewendepfade und Klimaschutzmaßnahmen mit Schwerpunkt Systemintegration Biomasse • Kartenbasiertes Szenarien-Werkzeug für Kommunikations- und Beteiligungsverfahren • Web-basierter Datenzugang zur Nachhaltung /-pflege von Indikatoren- und Fortschrittsberichten; transparente Darstellung von Flächenpotenzialen sowie Bedarfsstrukturen • Kompakte Darstellung der wichtigsten Ergebnisse in Form von Reports als Diskussionsgrundlage für politische Entscheidungsträger • Transparente Bewertung von Szenarien und Entwicklung von Least-Regret-Szenarien Arbeitsschwerpunkte vom IEE im Projektverlauf: • Beschaffung der notwendigen Datenbasis • Berechnung der Potenziale (Bioenergie und Energiebedarf) • Definition der Technologiemodule (Technologiebaukasten) • Aufbereitung der Datenbasis für zwei Referenzquartiere • Organisation und Moderation des LenkungskreisesIn der konzeptionellen Phase wurde in enger Zusammenarbeit mit INTEND gearbeitet. Im Mittelpunkt stand die Festlegung auf die zentralen Anforderungen in den Bereichen Biomassepotential und Energiebedarf. Diese zwei Protagonisten stellen im System die führenden Module dar, die zu bilanzierenden Zwecken zusammengeführt werden. Das Fraunhofer IEE war im Projekt dafür zuständig, die Datenbasis zu beschaffen. Geprüft wurde, welche Daten für die Potenzialermittlung kostenfrei zur Verfügung stehen. Dabei hat sich ergeben, dass z.B. die Zensus-Daten sehr gut geeignet sind, die Wärmebedarfe in den Kommunen zu ermitteln. Für die Bioenergie-Potenziale bieten z.B. die Corine-Daten (Bioenergie-Flächen), die hessische Gemeindestatistik (Landwirtschaftliche Betriebe, etc.) und die Agrarstrukturerhebung (Tierarten und Anzahl) eine gute Datengrundlage. Fehlende Daten wurden vor Ort bei den beteiligten Kommunen beschafft. Es wurde im Projekt nachgewiesen, dass die Abschätzung der Bioenergie-Potenziale mit dem im Projekt entwickelten Tool mit wenig Zeitaufwand möglich ist. Das gilt sowohl für das Gesamtpotenzial in Regionen, als auch für konkrete Planungen neuer Bioenergie-Anlagen. Insbesondere die Ermittlung der Flächen mit wenigen Mausklicks hat sich als sehr hilfreich erwiesen. Darüber hinaus wurde im Projekt ein Verfahren entwickelt, wie mit frei verfügbaren Zensus-Daten die Wärmebedarfe für Kommunen und Regionen abgeschätzt werden können. Dieser Ansatz hat sich in den Treffen mit dem Lenkungskreis als interessante Alternative für Kommunen bezüglich deren CO2-Bilanzierung erwiesen. Entstanden ist ein einfach bedienbares Tool, das ideal für Kommunen geeignet ist, um die Bioenergie als zentralen Baustein der regionalen Transformation des Energiesystems besser zu verankern und den Fortschritt der lokalen Energiewende zu überwachen. Patrick Selzam
Tel.: +49 561 7294-303
patrick.selzam@iee.fraunhofer.de
Fraunhofer-Institut für Energiewirtschaft und Energiesystemtechnik (IEE)
Joseph-Beuys-Str. 8
34117 Kassel
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22406917Verbundvorhaben: Bioenergie – Potentiale, Langfristperspektiven und Strategien für Anlagen zur Stromerzeugung nach 2020; Teilvorhaben 3: Referenz- und Trendszenarien - Akronym: BE20plusZiel des Gesamtvorhabens ist es, auf Basis energiewirtschaftlicher und technisch-ökonomischer Analysen verschiedene Geschäftsmodelle für Bioenergieanlagen zu entwickeln und diese dahingehend zu evaluieren, ob sie als Betriebsstrategien für Bestandsanlagen geeignet sind, diesen nach Auslaufen der EEG-Vergütung eine Anschlussperspektive zu bieten. Unterziel und Voraussetzung dazu wird zum einen eine ganzheitliche Darstellung des aktuellen Anlagenbestandes in einem Portfoliomodell sein. Zum anderen werden in einem Elektrizitätsmarktmodell die technischen und ökonomischen Entwicklungspotentiale unterschiedlicher Anlagenklassen ausgearbeitet und so mögliche Energiewendeszenarien mit einem Fokus auf die Bioenergie bis 2035 abgeleitet. Die Ziele des Teilvorhabens liegen in der Analyse und Bewertung von Entwicklungskorridoren für Bioenergieanlagen (Strategien), ausgehend vom heutigen Stand. Diese werden in Form von Referenz- und Trendszenarien untersucht.Dr. Ludger Eltrop
Tel.: +49 711 685-87816
ludger.eltrop@ier.uni-stuttgart.de
Universität Stuttgart - Institut für Energiewirtschaft und Rationelle Energieanwendung
Heßbrühlstr. 49 a
70565 Stuttgart
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22407117Verbundvorhaben: Bioenergie – Potentiale, Langfristperspektiven und Strategien für Anlagen zur Stromerzeugung nach 2020; Teilvorhaben 4: Stakeholdereinbindung - Akronym: BE20plusZiel des Gesamtvorhabens ist es auf Basis energiewirtschaftlicher und technisch-ökonomischer Analysen verschiedene Geschäftsmodelle für Bioenergieanlagen zu entwickeln und diese dahingehend zu evaluieren, ob sie als Betriebsstrategien für Bestandsanlagen geeignet sind, um diesen nach Auslaufen der EEG-Vergütung eine Anschlussperspektive zu bieten. Ein Unterziel und Voraussetzung dazu wird zum einen die ganzheitliche Darstellung des aktuellen Anlagenbestandes in einem Portfoliomodell sein. Zum anderen sollen in einem Energiemarktmodell die technischen und ökonomischen Entwicklungspotentiale unterschiedlicher Anlagenklassen simuliert werden und so mögliche Energiewendeszenarien mit einem Fokus auf die Bioenergie bis 2035 abgeleitet werden. Ziel dieses Teilvorhabens ist die Sicherstellung des Praxisbezugs des Verbundvorhabens. Dazu werden in diesem Teilvorhaben die Stakeholder, wie z.B. Anlagenbetreiber, Experten, Verbände und Direktvermarkter, in das Verbundprojekt eingebunden. Die Projektpartner werden in ihren Arbeiten dahingehend begleitet, dass für sie wichtige Stakeholder ausfindig gemacht und sie entsprechend mit diesen vernetzt werden. Zusätzlich werden interaktive Stakeholder-Workshops durchgeführt, bei denen sich der Verbund interessierter Stakeholder über den aktuellen Projektverlauf, bereits bestehende Zwischenergebnisse und das weitere Vorgehen im Vorhaben austauschen kann. Ebenso werden auf regionaler Ebene Akteure identifiziert und über Arbeitstreffen in das Projekt integriert. Ein besonderes Augenmerk liegt dabei auf den betroffenen Biogasanlagenbetreibern. Ein Teil von ihnen soll mittels persönlicher Interviews in das Vorhaben integriert werden.Dr. sc. agr. Simon Zielonka
Tel.: +49 711 459-22531
simon.zielonka@uni-hohenheim.de
Universität Hohenheim - Landesanstalt für Agrartechnik und Bioenergie (740)
Garbenstr. 9
70599 Stuttgart
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22407314Energiewende Unterallgäu Nordwest - Modellregion für eine beschleunigte Energiewende im ländlichen Raum - Akronym: E-Wende-UAZiel des Projektes Energiewende Unterallgäu ist es, in der in Energiefragen bereits gut vernetzten und entwickelten Region den Anteil erneuerbarer Energien am Endenergieverbrauch (ohne Verkehr) von derzeit 33% (2012) innerhalb von fünf Jahren auf 60% zu steigern. Dieses Ziel soll durch eine Vielzahl an Projekten erreicht werden, die in der Region in den nächsten Jahren umgesetzt werden sollen. Des Weiteren ist es ein Ziel des Projektes möglichst alle in dem Bereich Energie tätigen relevanten Akteure als Kooperationspartner in die Projektumsetzung einzubinden. Über die Region hinaus ist es das Ziel des Vorhabens beispielhaft zu demonstrieren, wie eine erfolgreiche Energiewende mit der Verknüpfung von Energieeinsparung, Energieeffizienz und erneuerbaren Energien in einem ländlichen Raum in Deutschland funktionieren kann. Das Projekt "Energiewende Unterallgäu Nordwest besteht aus einer Vielzahl an Bausteinen die im Rahmen der Vorhabensbeschreibung dargestellt werden. Das Projekt baut auf bereits vorhandenem umfassendem Know-how, vorhandenen Netzwerken, Konzepten und Projektideen auf, die in einem Know-how-Pool gebündelt werden. Auf diesen Know-how Pool aufbauend werden die Einzelprojekte (aus der Vorhabensbeschreibung) gestartet. In der ersten Projektphase werden die Umsetzungsprojekte gestartet bzw. im Detail geplant. In der zweiten Projektphase werden Ergebnisse evaluiert und Grundlagen für weitere Projekte (Transfer von Erfolgen und Weiterentwicklung) gelegt, die in der dritten Projektphase umgesetzt werden. Eine Steuerungsgruppe, ein Beirat und eine wissenschaftlich Begleitung durch ein Institut für Marktforschung bilden den Rahmen des Vorhabens. Martin Sambale
Tel.: +49 831 960286-20
sambale@eza.eu
Energie- und Umweltzentrum Allgäu gemeinnützige GmbH
Burgstr. 26
87435 Kempten (Allgäu)
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30.06.2020
22407417Verbundvorhaben: Bioenergie – Potentiale, Langfristperspektiven und Strategien für Anlagen zur Stromerzeugung nach 2020; Teilvorhaben 6: Weiterentwicklung der (Direkt-)Vermarktung von Bioenergieanlagen über den Rahmen des Marktprämienmodells hinaus - Akronym: BE20plusZiel des Gesamtvorhabens ist es auf Basis energiewirtschaftlicher und technisch-ökonomischer Analysen verschiedene Geschäftsmodelle für Bioenergieanlagen zu entwickeln und diese dahingehend zu evaluieren, ob sie als Betriebsstrategien für Bestandsanlagen geeignet sind um diesen nach Auslaufen der EEG-Vergütung eine Anschlussperspektiven zu bieten. Als Unterziel und Voraussetzung dazu wird zum eine ganzheitliche Darstellung des aktuellen Anlagenbestandes in einem Portfoliomodell sein. Zum anderen soll in einem Energiemarktmodell die technischen und ökonomischen Entwicklungspotentiale unterschiedlicher Anlagenklassen simuliert werden und so mögliche Energiewendeszenarien mit einem Fokus auf die Bioenergie bis 2035 abgeleitet werden.a) Zur Quantifizierung der Flexibilität von Bioenergieanlagen wurde ein Katalog von Flexibilitätskennzahlen für die Geschäftsmodelle Bedarfsorientierte Einspeisung und Regelenergie entwickelt. Zusätzlich wurden aufbereitete Marktdaten (Spot- und Regelenergiepreise) für die Hochrechnungen über 2020 hinaus an den Projektverbund geliefert. Die Daten bilden die Grundlage für die Simulationsmodelle der Projektpartner. b) Für das innovative Geschäftsmodell der Verteilnetzflexibilität zur Vermeidung von Netzengpässen erfolgten Untersuchungen in einem Verteilnetz in Schleswig-Holstein. Im Rahmen einer Potenzialanalyse wurde untersucht, ob flexible Biogasanlagen (BGA) Abregelungen von Windenergieanlagen reduzieren können. Volkswirtschaftlich gesehen entsteht ein Mehrwert, wenn die Flexibilität günstiger ist als die Ausfallvergütung für die abgeregelten Anlagen. Im Ergebnis konnte festgestellt werden, dass der gezielte Einsatz von Biogasanlagen die Nutzung der aus EE-Anlagen produzierten Energie steigern kann. c) Mittels Simulation wurde als weiteres innovatives Geschäftsfeld die Intraday-Vermarktung von BGA-Strom untersucht. Je flexibler eine Anlage ist, das heißt, je stärker sie überbaut ist und je mehr Schaltungen pro Tag möglich sind, desto höhere Zusatzerlöse lassen sich durch die Optimierung der Fahrweise der Anlage in den Kurzfristmärkten (Day-Ahead, Intraday) im Vergleich zu einer unflexiblen Fahrweise erzielen. d) Die Untersuchungen zu Geschäftsfeld-relevanten Kostenpositionen ergaben, dass ein Großteil der Kosten für die Erschließung der Flexibilisierung anfällt (initialer Aufwand). Die meisten Kosten lassen sich aufgrund vorherrschender Pooling-Konzepte nicht sinnvoll einzelnen Anlagen und Ereignissen (Flexibilitätsabruf) zuzuordnen und müssen bei jedem Geschäftsmodell auf die Einzelkosten umgelegt werden. Einige Kostenpositionen können durch Marktdesign und Regulierung reduziert werden (Standardisierung, Automatisierung und Synergien). Dipl. Geogr. Alexander Krautz
Tel.: +49 221 820085-862
krautz@next-kraftwerke.de
Next Kraftwerke GmbH
Lichtstr. 43 g
50825 Köln
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22407517Verbundvorhaben: Bioenergie – Potentiale, Langfristperspektiven und Strategien für Anlagen zur Stromerzeugung nach 2020; Teilvorhaben 5: Räumliche Infrastrukturanalyse - Akronym: BE20plusZiel des Gesamtvorhabens ist es auf Basis energiewirtschaftlicher und technisch-ökonomischer Analysen verschiedene Geschäftsmodelle für Bioenergieanlagen zu entwickeln und diese dahingehend zu evaluieren, ob sie als Betriebsstrategien für Bestandsanlagen geeignet sind, um diesen nach Auslaufen der EEG-Vergütung eine Anschlussperspektive zu bieten. Als Unterziel und Voraussetzung dazu wird zum eine ganzheitliche Darstellung des aktuellen Anlagenbestandes in einem Portfoliomodell sein. Zum anderen soll in einem Energiemarktmodell die technischen und ökonomischen Entwicklungspotentiale unterschiedlicher Anlagenklassen simuliert werden und so mögliche Energiewendeszenarien mit einem Fokus auf die Bioenergie bis 2035 abgeleitet werden. Die Ziele des Teilvorhabens liegen dabei in einer räumlich differenzierten Bewertung bestehender Bioenergieanlagen hinsichtlich ihrer räumlichen Lage zu bestehenden, netzgebundenen Energieinfrastruktureinrichtungen bis auf Gemeindeebene, ihrer Lage zu anderen erneuerbaren Stromerzeugern und ihrer Lage zu potenzieller Wärmesenken. Dabei dient die Lokalisation von Wärmesenken, der Entwicklung von zukünftigen Geschäftsfeldern für Bioenergieanlagen. Beispielsweise können so Regionen identifiziert werden in denen in besonderem Umfang eine KWK-Erzeugung anzustreben ist. Michael Steubing
Tel.: +49 341 2434 594
michael.steubing@ufz.de
Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung GmbH - UFZ - Department Bioenergie
Permoserstr. 15
04318 Leipzig
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22407817Verbundvorhaben: Bioenergie – Potentiale, Langfristperspektiven und Strategien für Anlagen zur Stromerzeugung nach 2020; Teilvorhaben 2: Chancen Bestandsanlagen und Landwirtschaft - Akronym: BE20plusZiel des Gesamtvorhabens ist es auf Basis energiewirtschaftlicher und technisch-ökonomischer Analysen verschiedene Geschäftsmodelle für Bioenergieanlagen zu entwickeln und diese dahingehend zu evaluieren, ob sie als Betriebsstrategien für Bestandsanlagen geeignet sind um diesen nach Auslaufen der EEG-Vergütung eine Anschlussperspektive zu bieten. Als Unterziel und Voraussetzung dazu wird zum einen ganzheitliche Darstellung des aktuellen Anlagenbestandes in einem Portfoliomodell erstellt. Zum anderen sollen in einem Energiemarktmodell die technischen und ökonomischen Entwicklungspotentiale unterschiedlicher Anlagenklassen simuliert werden und so mögliche Energiewendeszenarien mit einem Fokus auf die Bioenergie bis 2035 abgeleitet werden.Die Projektergebnisse wurden in der Fachpresse sowie auf wissenschaftlichen Veranstaltungen präsentiert. Die Veröffentlichungen sind im Erfolgskontrollbericht S. 6 detailliert aufgelistet. Die vielen Anfragen seitens Verbänden, nationaler und internationaler Forschungsgruppen und der Politik belegen das rege Interesse an den Projektergebnissen. Bernhard Wern
Tel.: +49 681 844972-74
wern@izes.de
IZES gGmbH
Altenkesseler Str. 17 Geb. A1
66115 Saarbrücken
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22408217Verbundvorhaben: Entwicklung und Feldtest eines Abgasstufe 5 Multi-Fuel-Traktors; Teilvorhaben 1: Adaption von Motorsteuergeräten und dessen Implementierung in ein Versuchsfahrzeug - Akronym: MuSt5-TrakIm Rahmen des MuSt5 - Trak Projektes soll ein Multi-Fuel-Motor der Abgasstufe 5 mit einem zuverlässigen, redundanten Kraftstofferkennungssystem entwickelt werden. Um die Redundanz zu gewährleisten soll der Motor neben einem neu entwickelten Kraftstoffsensor über einen Kraftstoffdetektionsalgorithmus verfügen, mit denen sich jeweils der eingesetzte Kraftstoff (Diesel, Biodiesel, Pflanzenöle) bzw. deren Mischungen bestimmen lässt. Die Motorsteuerung wird über eine vom eingesetzten Kraftstoff bzw. Kraftstoffgemisch abhängige automatische Anpassung der Motorparameter verfügen, die auf der Grundlage ein eigens entwickeltes Motor-Modell entwickelt wird. Der Kraftstofferkennungsalgorithmus sowie die automatisierte Motoreinstellung werden mit bereits vorhandenen Sensoren (Abgastemperatur, etc.) realisiert. Das Vorhabensziel ist es, die Entwicklung sicherer, effizienter und schadstoffarmer Multi-Fuel-Motoren der Abgasstufe 5, die eine größtmögliche Flexibilität und Betriebssicherheit bei der Wahl des Kraftstoffes bieten und Hemmnisse zum Einsatz von Pflanzenölen als Kraftstoff abbauen.Prof. Dr.-Ing. Peter Pickel
Tel.: +49 631 36191-850
pickelpeter@johndeere.com
John Deere GmbH & Co. KG - European Technology Innovation Center
Straßburger Allee 3
67657 Kaiserslautern
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22408317ERA-Net-Verbundvorhaben: VABIFLEX - Wertoptimierte Nutzung von Biomasse in einer flexiblen Energieinfrastruktur; Teilvorhaben 1: Theoretische und experimentelle Untersuchungen - Akronym: VabiflexDas globale Energiesystem befindet sich derzeit in einer Phase mit weitreichenden Veränderungen, ausgelöst durch die weiter sinkenden Kosten für die Energieerzeugung aus erneuerbaren Energieträgern (EE) sowie politischen Anstrengungen zur Dekarbonisierung der Energieerzeugung. Für herkömmliche Energiesysteme, dominiert von leistungsstarken, zentralen und grundlastbetriebenen Stromerzeugern, stellt die schnelle Einbindung volatiler erneuerbarer Energieträger (VEE) eine enorme technische und finanzielle Herausforderung dar. Das Hauptziel des VaBiFlex-Projektes ist somit die Entwicklung neuer biomassebasierter Technologien und Lösungen zur Energieerzeugung, wobei umweltrelevante, wirtschaftliche und sozialverträgliche Faktoren berücksichtigt werden. In diesem Zusammenhang soll in den Teilvorhaben der Era-Net Projektpartner DBFZ und Entrade ein neuartiges Mikro-KWK-Konzept mit einer hohen Flexibilität hinsichtlich der einsetzbaren Rohstoffe und des Anlagenbetriebs entwickelt und experimentell untersucht werden. Die konkreten Hauptziele des VaBiFlex-Gesamtvorhabens sind: • Entwicklung von 3 neuen Konversionstechnologien (TRL 4 bis 5) um Energiemärkte mit einem hohen Bedarf an Flexibilität zu bedienen • Entwicklung und Demonstration einer nennenswerten Erweiterung der Brennstoff- und Betriebsflexibilität von 4 bereits verfügbaren Bioenergiekonzepten • Identifizierung von Kosten, Nutzen und Entwicklungsbedarf für ausgewählte Bioenergiekonzepte in einem VEE dominierten Energiesystem • Betrachtung von Nachhaltigkeits- und Akzeptanzfragestellungen bei der Integration von Bioenergie in ein flexibles Energiesystem • Beschleunigung der Entwicklung von flexiblen Bioenergiekonzepten durch Marktbeobachtungen und die Erstellung von möglichen Geschäftsmodellen Daniel Büchner
Tel.: +49 341 2434-556
daniel.buechner@dbfz.de
DBFZ Deutsches Biomasseforschungszentrum gemeinnützige GmbH
Torgauer Str. 116
04347 Leipzig
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22408517Verbundvorhaben: Entwicklung und Feldtest eines Abgasstufe 5 Multi-Fuel-Traktors; Teilvorhaben 3: Sensortest und Validierung der Motorkennfeldanpassungen auf dem Motorprüfstand - Akronym: MuSt5-TrakIm Rahmen des MuSt5-Trak Projekts soll auf Basis eines Serien-Dieseltraktors ein Multi-Fuel-Traktor der Abgasstufe 5 entwickelt und demonstriert werden, welcher mit verschiedenen Pflanzenölkraftstoffen, Biodiesel und Dieselkraftstoff, sowie mit Mischungen dieser Kraftstoffe gleichermaßen betrieben werden kann. Der Traktor soll mit einem zuverlässigen, redundanten Kraftstofferkennungssystem und einer Motorsteuerung mit automatischer Anpassung der Motorparameter in Abhängigkeit vom erkannten Kraftstoff beziehungsweise Kraftstoffgemisch ausgestattet sein. Die Motorsteuerung soll auf der Grundlage eines eigens entwickelten, geeigneten Motor-Modells agieren. Mit dem neu entwickelten Kraftstofferkennungssystem und der Motor-Steuerung soll ein sicherer, effizienter und schadstoffarmer Betrieb des Multi-Fuel-Traktors mit verschiedenen Kraftstoffen und Kraftstoffmischungen möglich sein. Landwirten wird damit eine größtmögliche Flexibilität und Betriebssicherheit bei der Wahl des Kraftstoffes geboten und Hemmnisse zum Einsatz von Pflanzenöl als Kraftstoff werden abgebaut.Prof. Dr.-Ing. Michael Günthner
Tel.: +49 631 205-5796
guenthner@mv.uni-kl.de
Rheinland-Pfälzische Technische Universität Kaiserslautern-Landau
Gottlieb-Daimler-Str. 47
67663 Kaiserslautern
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22408617Verbundvorhaben: Entwicklung und Feldtest eines Abgasstufe 5 Multi-Fuel-Traktors; Teilvorhaben 2: Sensortests und Untersuchung des Gesamtsystems auf dem Traktorenprüfstand und im Feldeinsatz - Akronym: MuSt5-TrakIm Rahmen des MuSt5-Trak Projekts soll auf Basis eines Serien-Dieseltraktors ein Multi-Fuel-Traktor der Abgasstufe 5 entwickelt und demonstriert werden, welcher mit verschiedenen Pflanzenölkraftstoffen, Biodiesel und Dieselkraftstoff, sowie mit Mischungen dieser Kraftstoffe gleichermaßen betrieben werden kann. Der Traktor soll mit einem zuverlässigen, redundanten Kraftstofferkennungssystem und einer Motorsteuerung mit automatischer Anpassung der Motorparameter in Abhängigkeit vom erkannten Kraftstoff beziehungsweise Kraftstoffgemisch ausgestattet sein. Die Motorsteuerung soll auf der Grundlage eines eigens entwickelten, geeigneten Motor-Modells agieren. Mit dem neu entwickelten Kraftstofferkennungssystem und der Motor-Steuerung soll ein sicherer, effizienter und schadstoffarmer Betrieb des Multi-Fuel-Traktors mit verschiedenen Kraftstoffen und Kraftstoffmischungen möglich sein. Landwirten wird damit eine größtmögliche Flexibilität und Betriebssicherheit bei der Wahl des Kraftstoffes geboten und Hemmnisse zum Einsatz von Pflanzenöl als Kraftstoff werden abgebaut.Dr. Edgar Remmele
Tel.: +49 9421 300-130
edgar.remmele@tfz.bayern.de
Technologie- und Förderzentrum im Kompetenzzentrum für Nachwachsende Rohstoffe
Schulgasse 18A
94315 Straubing
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30.09.2021
22409517Biomasseheizwerke mit hocheffizienter Wärmeauskopplung durch die innovative Integration einer Abgaskondensationswärmepumpe - Akronym: BioKondIm Rahmen des Projektes BioKond soll anhand bestehender Heiz(kraft)werke eine intensive Analyse der möglichen Effizienzsteigerung durchgeführt und die Ergebnisse in ein bestehendes Auslegungsprogramm transformiert werden. Dabei soll insbesondere die effektivste verfügbare Maßnahme, die Abgaskondensation am Biomasseheizwerk, weiterentwickelt und innovativ mit Hilfe einer Wärmepumpe in Netze mit zu hohen Rücklauftemperaturen integriert werden.Prof. Dr.-Ing. Matthias Gaderer
Tel.: +49 9421 187-100
gaderer@tum.de
Technische Universität München - Professur für Regenerative Energiesysteme
Schulgasse 16
94315 Straubing
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22409617Verbundvorhaben: Hoch-Integrierte Elektrochemische Konversion von Ligninen zu drop-in Chemikalien und Intermediaten für stoffliche Anwendungen (IntEleK-to); Teilvorhaben 1: Kontinuierlicher Betrieb und Untersuchungen der Eigenschaften der Produkte - Akronym: IntEleK-toDie Hauptziele des Verbundprojekts "IntElek-to" sind die Entwicklung eines hochintegrierten, elektro-chemischen, kontinuierlichen Prozesses und Reaktorsystems zur Konversion von Ligninen in Plattformchemikalien und die Konversion dieser aromat. drop-in Chemikalien und oligomeren Verbindungen zu funktionalen Verbindungen für stoffliche Anwendungen. In TV 1 werden integrierte, kontinuierliche, elektro-chemische Reaktorsysteme aufgebaut, die Übertragung von batch- auf kontinuierliche Prozesse zu drop-in Chemikalien und Oligomere realisiert. TV 1 zielt außerdem auf die Konversion genannter Verbindungen zu funktionalen oligomeren und Polymeren für stoffliche Anwendungen.Im Rahmen des Verbundprojektes Intelekto konnte im Teilvorhaben 1, bearbeitet durch die Abteilungen Angewandte Elektrochemie und Umweltengineering des Fraunhofer ICTs, zunächst die Machbarkeit zu Vanillin- und Syringaldehyd-basierten Polymeren und Polymerbausteinen im Batch-Labormaßstab erfolgreich gezeigt werden. Hierzu wurden klassisch-organische, enzymatische und elektrochemische Konversionsschritte für den Molekulargewichtsaufbau ausgenutzt. Im Detail wurden Pinakolkopplungsprodukte elektrochemisch aus Vanillin und Syringaldehyd hergestellt, welche in einer nachgelagerten Funktionalisierung mit niedermolekularen Epoxidverbindungen zu neuartigen sternförmigen, aromatischen Polyhydroxyverbindungen umgesetzt wurden. Weiter wurde das enzymatisch zugängliche 5,5´-Bivanillyl aus Vanillin zur Darstellung von verschiedenen Polyiminen und zur elektrochemischen kathodischen Darstellung von Polyvanillin ausgenutzt. Die Produkte wurden durch verschiedene moderne instrumentell-analytische Methoden, wie beispielsweise (2D-)NMR, HPLC-MSD, FT-IR, GPC oder TGA/DSC, charakterisiert. Fortführend wurden die elektrochemischen kathodischen Prozesse von der Batchzelle auf einen modularen Flowreaktor übertragen. Diese wurden unter verschiedenen Prozessbedingungen hinsichtlich verfahrenstechnischer Kennzahlen wie Stromausbeute, Produktivität und spezifischer Energieverbrauch untersucht und optimiert. Es zeigten sich hierbei vielversprechende Kennzahlen der Prozesse. Ebenfalls wurde die Funktionstüchtigkeit eines Flowreaktormoduls zum potentiellen anodischen Abbau von Lignin zu aromatischen niedermolekularen Aldehyden und Ketonen (Vanillin und Syringaldehyd-Derivate) und neuen Oligomeren unter den notwendigen extremen Prozessbedingungen von 160 °C und 3 M NaOH gezeigt. Die adressierten Machbarkeiten zeigen innovative interdisziplinären Prozessrouten für die Produktion von biobasierten Polymeren und Monomeren entlang der Wertschöpfungskette von Lignin, Vanillin und Syringaldehyd.Dipl.-Ing. (FH) Peter Rabenecker
Tel.: +49 721 4640-247
peter.rabenecker@ict.fraunhofer.de
Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie (ICT)
Joseph-von-Fraunhofer-Str. 7
76327 Pfinztal
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30.09.2021
22409717Verbundvorhaben: Hoch-Integrierte Elektrochemische Konversion von Ligninen zu drop-in Chemikalien und Intermediaten für stoffliche Anwendungen (IntEleK-to); Teilvorhaben 2: Anodische und kathodische Teilprozesse (Batch) - Akronym: IntEleK-toHauptziel dieses Teilvorhabens ist die Entwicklung eines hochintegrierten, elektrochemischen, kontinuierlichen Prozesses und Reaktorsystems für die Konversion von Lignin zu bio-basierten phenolischen Feinchemikalien (aromatische Aldehyde und Ketone). Der selektive Abbau des Biopolymers Lignin wird dabei durch den Einsatz von Elektrizität, als nachhaltiges, umweltschonendes und nicht toxisches Reagenz realisiert werden. Zudem werden die gebildeten aromatischen Verbindungen zu drop-in Chemikalien und Intermediaten für stoffliche Anwendungen/Polymeranwendungen weiter umgesetzt. Diese sind insbesondere deswegen interessant, da sie zu bereits am Markt erhältlichen und zu nachgefragten Produkten (verschiedene Polymeradditive, verschiedene Hochleistungspolymere, Pharmazeutika, Aroma-und Geruchsstoffe) verarbeitet werden können.Der selektive Abbau von Kraft-Lignin zur Aromachemikalie Vanillin konnte mittels Hochtemperaturelektrolyse in guten Ausbeuten (69% vs. NBO1) erreicht werden. Hierbei konnte durch die Verwendung von Elektrizität als Oxidationsmittel auf den Einsatz von toxischen und/oder krebserregenden Chemikalien verzichtet werden. Für eine effiziente Depolymerisierung des Biopolymers Lignin zeigte sich eine Elektrolysetemperatur von <100 °C als essenziell. Durch die Etablierung der Hochtemperaturelektrolyse gelang der Abbau von Kraft-Lignin zu niedermolekularen phenolischen Bausteinen mit mehr als 5 Gew.% Ausbeute. Zudem ist diese entwickelte Elektrolysemethode robust und konnte auf eine Vielzahl verschiedener Kraft-Lignine adaptiert werden. Des Weiteren konnte neben der Umsetzung von Kraft-Lignin auch der elektrochemische Abbau von Organosolv-Lignin mittels Hochtemperaturelektrolyse gezeigt werden. Hier konnten neben Vanillin und Acetovanillon auch Syringaldehyd, Acetosyringon und Guajakol in guten Ausbeuten produziert werden. Zusätzlich wird bei der Hochtemperaturelektrolyse "grüner" Wasserstoff als wertvolles (kathodisch-erzeugtes) Produkt erhalten. Neben der Hochtemperaturelektrolyse als Methode für den selektiven Abbau von Lignin zu bio-basierten Feinchemikalien, konnte dieser mittels elektrochemisch erzeugtem Peroxodicarbonat realisiert werden. So konnte durch die ex-cell Elektrosynthese des Oxidationsmittels Natriumperoxodicarbonat, der oxidative Ligninabbau von der Elektrolyse entkoppelt werden. Auch hier wurden gute Vanillinausbeuten (> 5 Gew.%) durch die oxidative Depolymerisierung von Kraft-Lignin produziert. Zuletzt konnte durch die Verwendung von stark-basischem Anionenaustauscherharz eine effiziente Aufreinigungsstrategie etabliert werden. Hier gelang die selektive Adsorption (mit anschließender Desorption) niedermolekularer Phenole (Vanillin, Acetovanillon, 5,5‘-bis-Vanillin, usw.) ohne Azidifizierung des gesamten Elektrolyten.Prof. Dr. Siegfried R. Waldvogel
Tel.: +49 6131 39-26069
waldvogel@uni-mainz.de
Johannes Gutenberg-Universität Mainz - FB 09 Chemie, Pharmazie und Geowissenschaften - Institut für Organische Chemie
Duesbergweg 10-14
55128 Mainz
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22409817Verbundvorhaben: Hoch-Integrierte Elektrochemische Konversion von Ligninen zu drop-in Chemikalien und Intermediaten für stoffliche Anwendungen (IntEleK-to); Teilvorhaben 3: Reaktormodule - Akronym: IntEleK-toDie Hauptziele des Verbundprojekts "IntElek-to" waren die Entwicklung eines hochintegrierten, elektro-chemischen, kontinuierlichen Prozesses und Reaktorsystems zur Konversion von Ligninen in Plattformchemikalien und die Konversion dieser aromatischen drop-in Chemikalien und oligomeren Verbindungen zu funktionalen Verbindungen für stoffliche Anwendungen. Im Teilvorhaben 3 wurde die Entwicklung und Umsetzung der elektrochemischen Reaktoren und der Anlagentechnik für die Übertragung der Prozesse aus dem Batch- in den Konti-Betrieb durchgeführt.Im Rahmen des Verbundprojektes "IntElek-to" konnte im Teilvorhaben 3, bearbeitet durch die HiTec Zang GmbH, die technische Anforderungsdefinition für die elektrochemischen Reaktoren der Aufbau- und Abbauelektrolyseprozesse durchgeführt werden. Auf dieser Grundlage konnte die CAD-Konstruktion, die Fertigung und die Erprobung der Reaktoren erfolgen. Hierbei hat auf Grundlage unterschiedlicher Prototypen eine kontinuierliche Verbesserung des Reaktordesigns und der Werkstoffauswahl stattgefunden. Darüber hinaus ist die technische Anforderungsdefinition und Planung der gesamten Anlagenperipherie zur Durchführung der kontinuierlichen Elektrolyseprozesse erfolgt. Für die anodischen Abbauprozesse hat die Umsetzung dieser Planung zu einer Forschungsanlage stattgefunden.Dr. Burkhardt Kusserow
Tel.: +49 2407 9101011
burkhard.kusserow@hitec-zang.de
Hitec Zang GmbH
Ebertstr. 30-32
52134 Herzogenrath
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22410417Verbundvorhaben: Untersuchung der Potenziale und Entwicklung eines Optimierungsmodells für Biogasanlagen im Kontext des zukünftigen Stromsystems; Teilvorhaben 2: Bestandsanalyse und Handlungsempfehlungen - Akronym: OPTIBIOSYIm Projekt OPTIBIOSY werden mögliche Vermarktungsoptionen für Biogasanlagen nach Auslaufen der EEG-Förderung im Bereich der Systemdienstleistungsbereitstellung für das Stromnetz untersucht. Im Fokus stehen dabei ein gezieltes Engpassmanagement unter Ausnutzung der Speichereigenschaften von Biogasanlagen, die Bereitstellung von Blindleistung, der Beitrag zur Momentanreserve und eine mögliche Teilnahme von Biogasanlagen an dezentralen Netzwiederaufbaukonzepten. Für die Erbringung dieser Systemdienstleistungen werden die technischen Fähigkeiten und Grenzen von Biogasanlagen herausgearbeitet und Kosten für die Erbringung aus alternativen Quellen ermittelt. Auf Basis einer Bestandsanalyse des deutschen Biogasanlagenparks werden Referenzanlagen definiert, für die anhand zweier Optimierungsmodelle verschiedene Fahrpläne unter Berücksichtigung der Vermarktung an der Strombörse und der Vermarktung von Systemdienstleistungen berechnet werden. Mit diesen Fahrplänen sowie mittels Lastflussberechnungen in Modellen realer Mittelspannungsnetze erfolgen Betrachtungen der monetären Auswirkungen der Systemdienstleistungsbereitstellung sowie des tatsächlichen systemdienlichen Beitrages von Biogasanlagen im Stromnetz. Aus den Erkenntnissen werden abschließend an Biogasanlagenbetreiber, Direktvermarkter, Netzbetreiber und Politik gerichtete Handlungsempfehlungen abgleitet.Die umfangreiche Bestandsanalyse im Projekt OPTIBIOSY mündete in einer georeferenzierten Übersicht über den deutschlandweiten Biogasanlagenbestand. Darin sind die wichtigsten technischen Daten enthalten. Aufbauend darauf wurden die weiteren Ergebnisse in Zusammenarbeit mit den Projektpartnern erarbeitet. Biogasanlagen können im Rahmen des Engpassmanagements bei geringen Überlastungen im Verhältnis zu ihrer Bemessungsleistung einen nennenswerten Anteil der notwendigen Abregelenergie aufnehmen und im Gasspeicher zwischenspeichern. Damit ermöglichen sie eine verbesserte Integration erneuerbarer Energie im Stromnetz. Die maximal möglichen Zusatzeinnahmen für Biogasanlagenbetreiber durch eine Vergütung von gezielten Engpassreaktionen summieren sich über ein Jahr auf einen einstelligen Prozentbereich der Spotmarkteinnahmen. Im Rahmen der Vermarktung von Blindleistung an möglichen zukünftigen Märkten sind jährliche Zusatzeinnahmen in Höhe von ca. 1 % der Spotmarkteinnahmen zu erwarten, wenn als Wert der Blindleistung der netzbetreiberseitige Aufwand für die Errichtung von konventionellen Kompensationsanlagen zugrunde gelegt wird. Es ist auch bei Berücksichtigung von Blindleistungspreisen in der Fahrplanberechnung nicht zu erwarten, dass Biogasanlagen ihr maximales Blindleistungspotential in Zeiten hoher Blindleistungspreise ausschöpfen können. Dem stehen technische Restriktionen durch Mindestlaufzeiten und Mindestleistungen der BHKW entgegen. Zur notwendigen Momentanreserve im europäischen Verbundnetz tragen Biogasanlagen mit Synchrongeneratoren nur einen geringen Anteil bei, erbringen diesen aber inhärent. Zur Teilnahme an dezentralen Netzwiederaufbaukonzepten sind Biogasanlagen technisch grundsätzlich in der Lage. Solche Konzepte werden gegenwärtig erforscht.Prof. Dr.-Ing. Markus Brautsch
Tel.: +49 9621 482-3308
m.brautsch@oth-aw.de
Ostbayerische Technische Hochschule Amberg-Weiden
Kaiser-Wilhelm-Ring 23
92224 Amberg

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31.08.2021
22410517Verbundvorhaben: Untersuchung der Potenziale und Entwicklung eines Optimierungsmodells für Biogasanlagen im Kontext des zukünftigen Stromsystems; Teilvorhaben 3: Verfahrens- und Anlagenauslegung - Akronym: OPTIBIOSYBiogasanlagen liefern einen wichtigen Beitrag zur Energiewende. Ende 2014 waren in Deutschland etwa 7.800 Biogasanlagen mit einer installierten elektrischen Leistung von 3.650°MWel in Betrieb. Vor allem in ländlichen Räumen entstehen Biogasanlagen, die für landwirtschaftliche Betriebe eine Existenzgrundlage bilden und Wertschöpfung in ländliche Regionen bringen. Biogas kann als Regelenergie die schwankende Produktion von Wind- und Solarstrom ausgleichen und trägt somit zu einer regenerativen Energievollversorgung maßgeblich bei. Trotzdem ist die Stromerzeugung aus Biomasse und Biogas auch in Zukunft im Verhältnis zu anderen erneuerbaren Energien relativ teuer. Das Projekt soll herausarbeiten, welche Potenziale Biogasanlagen im künftigen Stromsystem haben und welche Systemdienstleistungen unter welchen technischen Voraussetzungen angeboten werden können. Es soll untersucht werden, welche Kombinationen an Einsatzfällen von Biogasanlagen wirtschaftlich optimal sind und welche Auslegung der Motoren-, Verfahrens- und Anlagentechnik dazu erforderlich ist. Diese Untersuchung soll zusätzlich dahingehend durchgeführt werden, wie sich für einen optimalen wirtschaftlichen Betrieb von Biogasanlagen die Einsatzfälle und technische Auslegung ändern müssten, wenn künftig ein Markt für die Vergütung der zu beschaffenden Systemdienstleistungen entstehen würde. Dabei werden die Betrachtungen in Abhängigkeit von der Anlagengröße und dem Verknüpfungspunkt mit dem Netz angestellt, weil die Erbringung von Systemdienstleistungen davon abhängig ist, an welcher Stelle die Anlage im Netz angeschlossen ist (z. B. Einfluss auf Spannung oder Beitrag zur Netzentlastung). In Bezug auf den rechtlichen und regulatorischen Rahmen möchte das Projekt herausarbeiten, wie dieser Rahmen künftig aussehen müsste, damit Biogasanlagen betriebs- und volkswirtschaftlich effizienter betrieben werden können.Prof. Dr. Raphael Lechner
Tel.: +49 9621 8977 0
raphael.lechner@ifeam.de
Institut für Energietechnik IfE GmbH an der Ostbayerischen Technischen Hochschule Amberg-Weiden
Kaiser-Wilhelm-Ring 23a
92224 Amberg