Der Rückbau von Windenergieanlagen verläuft in Deutschland unterschiedlich. Dadurch könnten Risiken für Mensch und Umwelt entstehen. Zudem kann Verunsicherung den Rückbau verteuern. Eine Studie für das Umweltbundesamt schlägt daher Angleichungen rechtlicher Vorgaben, Prüfung von Rückstellungen sowie Informationspflichten für Hersteller vor. Am Ende der Entwurfslebensdauer einer Windenergieanlage folgt entweder eine Laufzeitverlängerung um wenige Jahre oder ein Rückbau. Das betrifft irgendwann sämtliche der derzeit rund 30.000 installierten Anlagen. Die Studie „Entwicklung eines Konzepts und Maßnahmen zur Sicherung einer guten Praxis bei Rückbau und Recycling von Windenergieanlagen“ ( UBA -Text 48/2023) schlägt eine Harmonisierung von Rechtsvorschriften vor, nennt unterschiedliche Modelle und bietet gute Grundlagen für Genehmigungsbehörden sowie auch die technische Normung. Die Empfehlungen der Studie bieten neben den bestehenden Betreiberverpflichtungen nach Immissionsschutz-, Bau- und Abfallrecht ein schlankes und doch tragfähiges Konzept für Rückbauten. Die Vorschläge sollen die Rückbauplanung und -ausführung unterstützen, ohne die Technikoffenheit und die Fortentwicklung der Abbruchtechnik einzuschränken. Die Vorteile des offen gehaltenen Konzepts liegen in der hohen Individualisierbarkeit – eine vollständige Standardisierung des Rückbaus sei nicht möglich. Als notwendig erachtet die Studie die Nennung von Rückbauten gegenüber den regionalen Bauordnungsbehörden sowie die Austragung deinstallierter Anlagen aus dem Marktstammdatenregister. Das Marktstammdatenregister muss zu jeder Zeit die aktuell installierte Leistung abbilden, regionale Raumordnungspläne müssen den Bebauungszustand der Windfläche jederzeit korrekt wiedergeben. Beide Forderungen sind in Expertenkreisen anerkannt, in der Praxis aber oft nicht umgesetzt. Betreiber und Rückbauunternehmen müssen diese Formalität aufmerksamer erfüllen. Für die Planung von Rückbauten sind genaue und anlagenindividuelle technische Informationen erforderlich, über welche die Hersteller verfügen dürften. In Fachkreisen umstritten ist die Frage nach der Herausgabe dieser Herstellerinformationen für die Rückbauplanung. Gemeint sind damit technische Daten, wie die Anlagenhöhe, der Rotordurchmesser, die Maße und Gewichte der mittels Krans zu senkenden Komponenten, Betriebsmittel und weitere. Bedenken bestehen hinsichtlich der Anforderungen an die Genauigkeit der Angaben, möglicher Veränderungen der Anlagen während der Laufzeit, und mit Blick auf Haftungsrisiken bei Irrtümern. Die Umsetzungsvorschläge der Studie variieren daher zwischen einer Informationsbereitstellung durch die Anlagenhersteller als Voraussetzung für eine Genehmigung und der gänzlich freiwilligen Übermittlung dieser Informationen auf Nachfrage der Rückbauunternehmen. Bei jedem Grad der Verbindlichkeit sind branchenweit abgestimmte und geordnete Datensätze hilfreich, denn sie schaffen Transparenz und gleiche Wettbewerbsbedingungen. Der Herstellerbranche wird daher die Festschreibung eines Informations-standards nahegelegt, nicht zuletzt um Inhalt und Umfang freigegebener technischer Informationen maßgebend zu bestimmen. Im Batterie- und Elektroaltgerätegesetz sowie in den Statuten der freiwilligen Selbstverpflichtung der Schaltanlagenhersteller und SF6-Produzenten ist geregelt, dass für bestimmte elektrische Komponenten sowie chemische Energiespeicher einer Windenergieanlage Regelungen der bestehenden Herstellerverantwortung greifen und die sich selbstverpflichtenden Unternehmen die F-Gase-Entnahme und ihr Recycling bei Bedarf unterstützen. Die gesetzlichen Vorgaben erleichtern somit die Entsorgung der chemischen und elektronischen Komponenten von Windenergieanlagen und entlasten damit auch Anlagenbetreiber und Rückbauunternehmen.
Das Projekt "PROMETHEUS2018, Additive Herstellung von Protonen und Sauerstoff ko-ionische Leiter für CO2/H2O Ko-Elektrolyse und Umwandlung zu Methanol und andere Chemikalien" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: WZR ceramic solutions GmbH.Eine vielversprechende Technologie, die regenerativ gewonnene Überschussenergie zu speichern und zu nutzen, ist deren effiziente Umwandlung mittels Ko-Elektrolyse von atmosphärischem oder industriellem CO2 und H2O in Kraftstoffe. Chemische Energiespeicherung kann mittels Transformation von elektrischer Energie in stoffliche Energieträger erfolgen. Sobald die Energie durch Umwandlung von Stoffen in einer Chemikalie gespeichert ist, sind verschiedene Möglichkeiten der Nutzung möglich, z.B. die Wiederverstromung, die Nutzung für Heizsysteme oder der Einsatz für mobile Anwendungen. Speziell die Herstellung von Chemikalien wie Methanol, Ethanol, Methan und Synthesegas, um nur einige Beispiele zu nennen, bietet eine Vielzahl von neuen Einsatzgebieten. Die Herstellung mittels Ko-Elektrolyse ist dabei eine sehr effiziente und vielversprechende Methode. Anstrengungen in der Forschung und Entwicklung sollten auf die Erhöhung der Prozesseffizienz gerichtet sein. Ziel des bei WZR geplanten Teilprojektes ist die Herstellung von Membranen mittels Additiver Fertigung. Auf diesem Wege soll eine deutliche Reduzierung der Herstellungskosten erreicht werden, da Montageprozesse entfallen. Um dieses Ziel zu erreichen, müssen mehrere Materialien verarbeitet und die Porosität des Gefüges variiert werden: Der grundlegende Aufbau besteht aus einem porösen Anodensubstrat, einem gasdichten Elektrolyt und einer porösen Kathodenschicht. Um dieses Ziel zu erreichen, werden parallel zwei Additive Verfahren betrachtet: Pulver-3D-Druck mit Partikel gefüllten Tinten und 3D-Extrusion. Da aber am Ende des Projektes eine industrielle Fertigung möglich sein soll, müssen neben verfahrenstechnischen Fragen auch wirtschaftliche Aspekte betrachtet werden. Da diese zum heutigen Zeitpunkt nicht zu bewerten sind, sollen zunächst beide aussichtsreichen Verfahren entwickelt und bewertet werden. Zum Projektende erfolgt die Festlegung auf ein Verfahren, das in die industrielle Umsetzung gelangen soll.
Das Projekt "ACT ALIGN-CCUS: Beschleunigung des Wachstums CO2-armer Industrie durch CCUS, Teilvorhaben RWE: CO2-Wäsche-Optimierung und Demonstration der CCU-Kette" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: RWE Power AG.Das Projekt ALIGN-CCUS-Projekt vereint 30 Forschungsinstitute und Industrieunternehmen aus fünf Ländern mit dem gemeinsamen Ziel, den schnellen und kosteneffektiven Einsatz von CO2-Abscheidung, -Nutzung und -Speicherung zu unterstützen. Als FuE-Verbundvorhaben mit starker Industriebeteiligung werden alle Bausteine der CCUS-Prozesskette (CCUS: Carbon Capture Usage and Storage) untersucht und in einem ganzheitlichen Ansatz über die Grenzen der Subprozesse hinweg optimiert. Dies umfasst insbesondere auch Fragen zur weiteren Optimierung der CO2-Abtrennung in Anlagentests, öffentlichen Akzeptanz, Kommunikation über CCUS, Lebenszyklusanalysen und die Untersuchung von Umsetzungsoptionen von CCUS in Regionen der beteiligten Mitgliedsstaaten. Für Deutschland wurde hierfür Nordrhein-Westfalen als möglicher Ort für die Umsetzung von CCU ausgewählt. Die CO2-Emisionen lassen sich nur dann deutlich, nachhaltig und gesellschaftlich akzeptabel senken, wenn alle Sektoren - Energie, Industrie und Transport - dazu beitragen. CCU kann dabei einen Sektor-übergreifenden Nutzen entfalten, der über Klimaschutz hinausgeht. Kohlenstoff kann mehrfach genutzt und fossile Energieträger und Rohstoffe substituiert werden. Chemische Langzeitspeicherung bei einem hohen Angebot von Strom aus fluktuierender regenerativer Erzeugung und Spitzenlast- bzw. Backup-Stromerzeugung aus CCU-Kraftstoffen mit hoher Energiedichte stabilisieren bei Engpässen die Stromnetze. CCU-Kraftstoffe sind darüber hinaus als Plattformchemikalien in verschiedenen Wirtschaftszweigen vielfältig anwendbar, insbesondere Methanol, Dimethylether (DME) und Oxymethylenether (OME3-5). Durch die chemischen Eigenschaften von DME / OME3-5 kann insbesondere der NOx / Ruß-Zielkonflikt innermotorischer Verbrennung gelöst werden, woraus sich ein hohes Emissions-Reduktionspotential im Transportsektor ergibt. CCU und Sektorkopplung eröffnen zudem eine Chance, den Transformationsprozess der Strom- und Rohstoffversorgung und des Transportsektors von 'fossil' auf 'erneuerbar' unter Nutzung existierender Infrastruktur gleitend zu gestalten, die Finanzierbarkeit sicherzustellen und Strukturbrüche mit Risiken für die Versorgungssicherheit zu vermeiden. Als Teilprojekt von ALIGN-CCUS wird eine CCU-Demonstrationsanlage gebaut und die Nutzung des CCU-Produktes Dimethylether (DME) als emissionsarmer Treibstoff für die Stromerzeugung und als Rohstoff für den Transportsektor realisiert.
Das Projekt "thermische Energiespeicher: poMMes: Synthese und Charakterisierung poröser Metall-Metallsalz-Verbünde für chemische Wärmepumpen und Wärmespeicher, Teilvorhaben: Synthese und makrokinetische Untersuchung von Adsorptionsmitteln mit metallischer Trägerstruktur" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: Technische Universität Dresden, Institut für Energietechnik, Professur Technische Thermodynamik.Die Bereitstellung von Raum- und Prozesswärme sowie Warmwasser stellt den größten Anwendungsbereich beim Endenergieverbrauch dar. Durch den Einsatz von Wärmepumpen kann ein Teil dieses Energiebedarfs durch Umweltwärme oder Niedertemperaturabwärme substituiert werden. Einen vielversprechenden Ansatz stellen thermisch angetriebene Wärmepumpen und Kältemaschinen auf der Basis reversibler chemischer Reaktionen oder Sorptionsprozesse dar. Zur dauerhaften Gewährleistung eines guten Wärme- und Stofftransportes müssen die Arbeitsstoffe auf poröse Trägerstrukturen aufgebracht werden. Bisher werden dafür vor allem Silicagel und Zeolithe verwendet, die aufgrund geringer Wärmeleitfähigkeiten die erreichbare Leistungsdichte solcher Systeme limitieren. Im Forschungsvorhaben sollen daher neue Arbeitsstoffe für chemische Wärmepumpen auf Basis poröser Metallstrukturen untersucht werden, die eine Verbesserung der Eigenschaften versprechen. Dieses Teilprojekt beschäftigt sich mit der Synthese und Charakterisierung dieser Metall-Metallsalz-Verbünde. Salze ermöglichen mit Wasserdampf, Ammoniak oder Alkoholen die Nutzung verschiedener Gas-Feststoff-Reaktionen, die sich für Anwendungen in Wärmepumpen, Kältemaschinen oder thermochemischen Speichern im Niedertemperaturbereich eignen. Das Ziel ist die Erzeugung von reaktiven Salzschichten auf porösen metallischen Schaum- oder Faserstrukturen. Hierzu sollen unterschiedliche Synthesepfade und deren Einfluss auf die Eigenschaften und Haftung der Salzschichten untersucht werden. Die hergestellten Verbundmaterialien werden anschließend experimentell charakterisiert, um Aussagen zu den Wärmeleiteigenschaften, zur Kinetik der Reaktions- bzw. Adsorptionsvorgänge und zur erreichbaren Leistungs- und Speicherdichte zu treffen. Anhand der Ergebnisse sollen Optimierungsmöglichkeiten abgeleitet und ein Simulationsmodell zur Auslegung von Adsorber-Wärmeübertragern auf Basis der neuen Verbundmaterialien erstellt werden.
Das Projekt "Carbon2Chem-L0, Im Rahmen der Plattform für Nachhaltige Chemische Konversion PLANCK - Ein Projekt zur Technologieentwicklung, um Hüttengase aus der Stahlerzeugung für die Synthese chemischer Produkte zu nutzen" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Max-Planck-Institut für Chemische Energiekonversion.
Das Projekt "Carbon2Chem-L0, Technologien zur Nutzung von Hüttengasen der Stahlerzeugung für die Synthese chemischer Produkte und Systemintegration" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: ThyssenKrupp AG, Corporate Function Technology - Innovation & Sustainability.
Das Projekt "'GREEN BELT' - Dezentrale Gasturbinenanlagen für schnelle Reserven im Verbund mit erneuerbarer Energieumwandlung - Validierung der Technologien, Teilvorhaben: Projektkoordination und Validierung" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: MAN Energy Solutions SE.Der Projektvorschlag GREEN BELT ist Teil eines von vorneherein zweiphasig angelegten Vorhabens und ergänzt die Arbeiten der ersten Phase 'GRÜNE ERDE' (FKZ 03ET7030A-C), in der gemeinsam mit MTU im Unterauftrag und den Projektpartnern RU Bochum und DLR Stuttgart eine Industriegasturbinenanlage der Leistungsklasse kleiner als 25MW für den Einsatz in kompakten dezentralen Turbinenanlagen entwickelt wurde. In der ersten Phase des Projektes (FKZ 03ET7030A-C), die kurz vor dem Abschluss steht, wurde die Methodenentwicklung und Erprobung neuer Technologien und Verfahren auf Komponentenebene vorangetrieben. Die vorgeschlagene zweite Phase ist für 18 Monate konzipiert und um den Testzeitraum des Technologieträgers im Oberhausener Testzentrum der MAN angelegt. Parallel zu den eigentlichen Validierungstests entwickelt MAN gemeinsam mit seinen Partnern RU Bochum, TU Berlin und Fraunhofer-Institut Freiburg wichtige Modelle, um die Auswertung und Verwertung dieser Testergebnisse optimal auszuschöpfen. Die bereits in der ersten Phase begonnenen Arbeiten über den Betrieb der Gasturbine mit synthetisch erzeugten Gasen, die bei der chemischen Energiespeicherung entstehen und zur Rückverstromung mit Gasturbinen bereit stehen, werden vertieft weitergeführt und ein Vorhersagetool ertüchtigt und validiert. An der TU Berlin werden dazu an einem geeignet skalierten Modell ergänzende experimentelle Untersuchungen durchgeführt, die zusätzliche Eingangsgrößen für ein Vorhersageverfahren generieren, mit dem der Betrieb der Gasturbine bei veränderten Gaszusammensetzungen und die damit verbundenen optimalen Einstellungen der Brennkammer realitätsnah simuliert werden kann. Die RU Bochum widmet sich der instationären numerischen Simulation der gesamten Strömung in der Hochdruckturbine, um die Ausbreitung der heißen Strähnen aus den Brennkammern zu verfolgen. Das Fraunhofer-Institut Freiburg qualifiziert Werkstoffe für den Einsatz in der Brennkammer im Hinblick auf stärker zyklische Beanspruchungen.
Das Projekt "eleMeMe - Dezentrale Entkopplung von Stromerzeugung und Energieversorgung durch Kopplung von onsite-elektrochemischer Methanolerzeugung und Methanolbrennstoffzellen, Teilvorhaben: Entwicklung eines Latentwärme- und CO2-Speichers sowie von Katalystoren zur elektrochem. Methanolsynthese" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik, Institutsteil Straubing, Bio-, Elektro- und Chemokatalyse.Ziel des Projektes ist es, die technische Machbarkeit einer dezentralen Entkopplung von Stromerzeugung und Energieversorgung durch die Entwicklung eines neuartigen Energiesystems zu demonstrieren. Zur Abdämpfung fluktuierender Stromerzeugung soll hierfür die etablierte Technologie der Methanolbrennstoffzelle mit einem neuen technisch-chemischen Verfahren zur elektrochemischen Methanolerzeugung verbunden werden. Als 'Batterie' bzw. chemischer Energiespeicher fungiert das System CO2/Methanol, welches den Kreislauf weder verlässt noch zugeführt werden muss. Zur Steigerung der Gesamteffizienz des Systems wird ein Speicherkonzept basierend auf einem Latentwärmespeicher zur effizienten Nutzung der Brennstoffzellenabwärme in mehreren Wärmesenken integriert.
Das Projekt "Plasma-induzierte CO2-Konversion zur Speicherung regenerativer Energien - Teilvorhaben: Membranentwicklung^PiCK, PiCK: Einzelvorhaben für ein Satellitenprojekt zur Förderinitiative 'Kopernikusprojekte für die Energiewende': PiCK - Plasma-induzierte CO2-Konversion - Teilvorhaben: Entwicklung einer Mikrowellen-Plasmaquelle für die CO2-Dissoziation" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Muegge GmbH.Das Ziel des Projekts ist die partielle Spaltung von Kohlendioxid mittels elektrischer Energie. Dazu wird in diesem Projekt ein Plasma- mit einem Separationsprozess gekoppelt. Im Plasmaprozess dissoziiert CO2 zu den Reaktionsprodukten Kohlenmonoxid (CO) und atomarer Sauerstoff (O). Der Sauerstoff wird in einem adaptierten Separationsprozess mittels einer Keramikmembran abgetrennt. In der Verantwortung des Teilvorhabens der MUEGGE GmbH liegt das Arbeitspaket AP3. In AP3.1 werden die Spezifikationen der Plasmaquelle, des Mikrowellensenders und der Leistungsversorgung festgelegt. Im Speziellen geht es darum, dabei Strategien zu erarbeiten, mehrere Plasmaquellen individuell zuschaltbar zu gestalten oder in einen Regelkreis einzubinden, da bei einer zukünftigen Anwendung des Dissoziationsprozesses von CO2 zu CO und O mit adaptiertem Separationsprozess des Sauerstoffs Strom aus regenerativen Quelle zum Einsatz kommen soll, und es sich bei der Netzleistung somit um eine fluktuierende Eingangsgröße handelt. Bei der Optimierung des Quellenbetriebs in AP3.2 wird auf einen sicheren Zündvorgang und eine getaktete oder geregelte Betriebsweise hingearbeitet, da die Atmosphärendruckplasmaquelle nur bei Energieüberschuss betrieben werden soll. Dies soll insbesondere durch Simulationen des Mikrowellenplasmas effizient umgesetzt werden, wobei die Ergebnisse dieser Simulationen direkt in die Quellengeometrie einfließen. Die dabei in AP3.2 entwickelten Regelkreise der Netzteiltechnik für die Steuerung der Zündvorgänge und der getakteten oder geregelten Betriebsweise des Atmosphärendruckplasmas werden schließlich in AP3.3 beim Aufbau einer gepulsten Energieversorgung hardwaretechnisch umgesetzt. Entscheidend ist dabei die Entwicklung der speziellen Halbleiternetzteile, die es schließlich ermöglichen, das Atmosphärendruckplasma mit Kurzzeitpulsen zu betreiben und so die Effizienz des Plasmaprozesses zu erhöhen.
Das Projekt "Energieforschung (e!MISSION), RenewableSteelGases: Einbindung erneuerbarer Energie in die Stahlproduktion zur Energieeffizienzsteigerung und Reduktion der CO2-Emissionen" wird/wurde gefördert durch: Österreichische Forschungsförderungsgesellschaft mbH (FFG). Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Leoben, Lehrstuhl für Verfahrenstechnik des industriellen Umweltschutzes.In modernen Stahlwerken ist das Energieeffizienzpotential durch herkömmliche Prozessoptimierungen bereits weitgehend ausgeschöpft. Daher besteht die Notwendigkeit, durch neue, innovative Ansätze die Stahlproduktion energie- und ressourceneffizienter sowie klimafreundlicher zu gestalten, nicht zuletzt um die globale Wettbewerbsfähigkeit am Produktionsstandort Österreich zu erhalten. In einem Stahlwerk fallen energiereiche, CO-, CO2- und H2-haltige Gase, sogenannte Kuppelgase, aus unterschiedlichen Prozessen an, die nach dem Stand der Technik innerhalb des integrierten Hüttenwerks energetisch verwertet werden. Das Projekt setzt sich zum Ziel, durch Entwicklung von gesamten Prozessketten zur energieeffizienten Nutzung geeigneter Kuppelgase unter Einbindung erneuerbarer Energie die Energieeffizienz in der Stahlproduktion zu erhöhen und die Treibhausgasemissionen zu reduzieren. Als Kuppelgase kommen dabei Kokereigas, Tiegelgas und möglicherweise auch Gichtgas aus dem Hochofen in Frage, die unterschiedliche Zusammensetzungen, insbesondere hinsichtlich des Gehaltes an CO, CO2, H2, CH4 und N2 aufweisen. Durch Einbindung einer Power-to-Gas (PtG) Anlage wird mittels Wasserelektrolyse erneuerbarer Strom zur H2-Erzeugung verwendet, der für eine nachfolgende Methanisierung der Kuppelgase genutzt wird. Des Weiteren soll die Einbindung einer Wirbelschicht-Biomassevergasung zur Bereitstellung von H2 und CO2 betrachtet werden. Dabei stellen sich sowohl Fragen der optimalen Verschaltung, z.B. welche Kuppelgase aufgrund ihrer Zusammensetzung und ihres mengenmäßigen und zeitlichen Anfalles im Hüttenwerk besonders als Edukte für die Methanisierung geeignet sind, als auch in wie weit diese Gase vor einer Methanisierung aufbereitet werden müssen. Es wird im Projekt abzuwägen sein, ob eine CO2/CO-Abtrennung vor der Methanisierung aus energetischer und ökonomischer Sicht zielführender ist als eine Aufbereitung des Produktgases aus der Methanisierung für eine Einspeisung ins Erdgasnetz. Alternativ kann das nicht aufbereitete Produktgas aus der Methanisierung auch innerhalb des integrierten Hüttenwerkes als Ersatz für fossiles Erdgas verwendet werden. Die Einbindung erneuerbarer Energien verspricht durch Integration in das Umfeld eines Stahlwerkes eine signifikante Erhöhung der Energieeffizienz in der Produktion, eine wesentliche Reduktion der CO2-Emissionen sowie die chemische Speicherung von Überschussenergie, die innerhalb und außerhalb des Hüttenwerkes verwendet werden kann. Durch die synergetische Nutzung von Nebenprodukten der PtG-Anlage innerhalb des Hüttenwerkes, insbesondere O2, sind weitere energetische Effizienzsteigerungen sowie Kosteneinsparungen zu erwarten, die die Wirtschaftlichkeit der Prozesskette erhöhen. (Text gekürzt)
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