Neue erneuerbare Erzeugungsmengen von mehr als 300 TWh werden bis 2030 zur Erreichung der Klimaziele und der Erhöhung der Gasunabhängigkeit durch Elektrifizierung in den Sektoren Wärme und Mobilität benötigt. Über ein intelligentes Messsystem können diese Anlagen sicher informationstechnisch angebunden und für die Netzintegration sowie Vermarktung gesteuert werden. Bislang ist dies für kleinere Erzeugungsanlagen möglich und beschrieben. Für Großerzeugungsanlagen wird dazu im Projekt MeGA ein Konzept entwickelt und bis zum Feldtest gebracht. Der Schwerpunkt der THU liegt in der Konzeption und der Durchführung von Tests der im Projekt entwickelten Anwendungen im Smart-Grid-Labor und der Simulationsumgebung der THU auf der Informations-, Kommunikations- und Funktionsebene. Im Smart-Grid-Labor der THU wird dazu eine virtualisierte Simulationsumgebung eingerichtet, die die Implementierung und das Testen von Anwendungen und Komponenten der Smart-Meter-Infrastruktur ermöglicht. Die THU wird auch aus akademischer Sicht Unterstützung bei der Klärung von Anforderungen und der Spezifikation der Systemimplementierung leisten. Darüber hinaus können die im MeGA-Projekt geplanten Neuentwicklungen mit der aufgebauten Simulationsumgebung getestet und validiert werden. Insbesondere für die CLS-Steuerung in Kombination mit dem SMGW wird ein Virtualisierungskonzept entwickelt und erprobt, welches die Skalierbarkeit der Erzeugungseinheiten auf der Basis der Nutzung internationaler Normen und Standards (z.B. IEC 61850 und SunSpec-Modbus) berücksichtigt. Die THU kann auf bestehende Lösungen und breite Erfahrungen im Bereich der Integration von Smart-Meter-Infrastruktur, SMGW, CLS-Steuerbox, CLS-Backend und die Einbindung in Verteilnetzleittechnik zurückgreifen.
Neue erneuerbare Erzeugungsmengen von mehr als 300 TWh werden bis 2030 zur Erreichung der Klimaziele und der Erhöhung der Gasunabhängigkeit durch Elektrifizierung in den Sektoren Wärme und Mobilität benötigt. Über ein intelligentes Messsystem können diese Anlagen sicher informationstechnisch angebunden und für die Netzintegration sowie Vermarktung gesteuert werden. Bislang ist dies für kleiner Erzeugungsanlagen möglich und beschrieben. Für Großerzeugungsanlagen werden wir dafür im Projekt MeGA ein Konzept entwickeln und bis zum Feldtest bringen. Mit unserem Projekt ermöglichen wir damit die Basis für die Nutzung des Cyber-Security-Konzepts des Smart Meter Gateways (SMGW) in zusätzlichen Anwendungsbereichen. Die Stadtwerke Pforzheim hat den Schwerpunkt ihrer Arbeiten in der praktischen Erprobung der Vorhabenziele. Konkret werden wir uns intensiv im Labortest und Feldversuch beteiligen.
Neue erneuerbare Erzeugungsmengen von mehr als 300 TWh werden bis 2030 zur Erreichung der Klimaziele und der Erhöhung der Gasunabhängigkeit durch Elektrifizierung in den Sektoren Wärme und Mobilität benötigt. Über ein intelligentes Messsystem können diese Anlagen sicher informationstechnisch angebunden und für die Netzintegration sowie Vermarktung gesteuert werden. Bislang ist dies für kleinere Erzeugungsanlagen möglich und beschrieben. Im Projekt MeGA werden wir unser Smart Meter Gateway und damit interagierende Steuerlösungen für die Anwendung in Großerzeugungsanlagen mit einer installierten Leistung über 100 kW weiterentwickeln. Dabei werden Anforderungen des Anlagenbetreibers, des Marktes und des Netzes sowie der Regulatorik analysiert und in das Lastenheft für eine entsprechende SMGW-Weiterentwicklung aufgearbeitet. Im Ergebnis soll der durch das MsbG bereits gesetzlich adressierte Einsatzbereich der Erzeugungsanlagen über 100 kW mit dem Projekt MeGA auch technisch erschlossen werden, so dass entsprechende SMGW und Steuerlösungen dem Markt bereitgestellt werden können.
Neue erneuerbare Erzeugungsmengen von mehr als 300 TWh werden bis 2030 zur Erreichung der Klimaziele und der Erhöhung der Gasunabhängigkeit durch Elektrifizierung in den Sektoren Wärme und Mobilität benötigt. Über ein intelligentes Messsystem können diese Anlagen sicher informationstechnisch angebunden und für die Netzintegration sowie Vermarktung gesteuert werden. Bislang ist dies für kleiner Erzeugungsanlagen möglich und beschrieben. Für Großerzeugungsanlagen werden wir dafür im Projekt MeGA ein Konzept entwickeln und bis zum Feldtest bringen. Mit unserem Projekt ermöglichen wir damit die Basis für die Nutzung des Cyber-Security-Konzepts des Smart Meter Gateways (SMGW) in zusätzlichen Anwendungsbereichen. Das erste Teilvorhaben der VIVAVIS adressiert die Containerisierung der Funktionalität einer FNN-konformen Steuerbox mit den notwendigen Anpassungen im Backendsystem. Das zweite Teilvorhaben adressiert zukünftig notwendige Erweiterungen im Umfeld der Netzleittechnik für die Aufgabe zur Auswahl einer nutzbaren Flexibilitätsoption und die Korrelation der Auswahl mit Präventionsmechanismen aus KI-gestützter Prognosefähigkeit.
Veranlassung Im Rahmen von Planfeststellungsverfahren bei Neu- und Ausbauprojekten der Infrastruktur müssen Lärmimmissionsgutachten erstellt werden. Der prognostizierte Schiffschall an Verkehrswegen wird nach verkehrsträgerspezifischen Rechenvorschriften (Modelle) berechnet. Sie basieren auf Daten, die vor dem Hintergrund technischer Entwicklungen an Fahrzeugen bei Bedarf durch personal- und kostenintensive Messungen zu überprüfen sind; dies trifft auch auf die Binnenschifffahrt zu. Es sollte daher eine Möglichkeit geschafft werden, benötigte aktuelle Daten und Parameter automatisiert - und dadurch mit minimalem Personalaufwand - zu erfassen. Nur so kann sichergestellt werden, dass die für wissenschaftlich fundierte Begutachtungen notwendige Datengrundlage fortlaufend die in Deutschland fahrende Schiffsflotte abbildet. Die so erfassten Daten können zudem für Modellierungen zur Untersuchung verkehrsträgerübergreifender Minderungsmaßnahmen genutzt werden. Ziele - Quantifizierung von Schallemissionen und -immissionen von Binnenschiffen durch Messungen und Modellierungen - Überprüfung, Aktualisierung und Erweiterung der bestehenden Datengrundlage durch die Durchführung von automatisierten Messungen - Entwicklung eines Modells zur Ermittlung binnenschifffahrtsbedingter Luftschallemissionen und -immissionen für eine Vielzahl von Verkehrsgebieten und -situationen (z.B. Manöver, Liegeplätze, Häfen) - Aktualisierung der Berechnungsgrundlage ‘Anleitung zur Berechnung von Luftschallausbreitung an Wasserstraßen’ auf Basis des neu entwickelten Modells Alle Verkehrsträger - egal ob Straße, Schiene oder Wasserstraße - verursachen Lärm und können zu Belastungssituationen für Anwohnende führen. Im Rahmen des BMDV-Expertennetzwerks werden sowohl verkehrsträgerübergreifende als auch verkehrsträgerspezifische Lärmbelastungen quantifiziert und Minderungsmaßnahmen abgeleitet. Für beide Ziele ist es unerlässlich, zunächst die technologischen Innovationen im Bereich der Binnenschifffahrt (Motoren inklusive Antriebswellen, Ruderanlage und Rumpfdesign, Elektrifizierung) durch angepasste Modelle abzubilden und die hierfür notwendige Datenbasis aufzubauen. Automatisierte Messungen von Schiffsschall der Binnenschifffahrt erlauben den Aufbau einer umfassenden Datengrundlage für die Modellierung von Luftschallimmissionen an Wasserstraßen.
Aus Gründen der Energieeffizienz, Ressourcenschonung und Treibhausgas-Minderung zeichnet sich ab, dass die Verkehrsarten möglichst elektrifiziert werden sollten. Sofern das nicht möglich ist, muss der Endenergiebedarf durch andere Kraftstoffe gedeckt werden, die langfristig treibhausgasneutral her- und bereitgestellt werden müssen. Batterien wurden in den letzten Jahren deutlich leistungsfähiger (gravimetrische und volumetrische Energiedichte) und werden auch absehbar noch besser und günstiger. Zukünftig sollten dadurch weitere Verkehrsmodi batterieelektrisch betrieben werden können und andere noch umfassender als bisher. Dies ermöglicht geringere Bedarfe an anderen Endenergieträgern und einen geringeren Energiebedarf. Im Vorhaben sollen die jetzigen und insbesondere zukünftigen Möglichkeiten der Batterie-Technik in Anwendungen des Verkehrs detailliert untersucht werden. Die verkehrsträgerseitigen Anforderungen der jeweiligen charakteristischen Segmente der Verkehrsarten (z.B. Fähren, Binnenschiffe, Zweiräder, Linienbusse) an die Energieversorgung müssen dazu detailliert aufgeschlüsselt werden, um diese anschließend ggf. wieder clustern zu können. Welche Arten von Energiespeichern werden dafür benötigt bzw. jetzt schon entwickelt, welche Kostenentwicklungen sind zu erwarten? Batterietechnisch sind alle Ansätze zu identifizieren, die in den nächsten 2 bis 3 Dekaden aus heutiger Sicht relevant werden könnten. Die Beurteilung erstreckt sich auch auf die Risiken der Technik und die Kritikalität von Rohstoffen. Für die auch zukünftig nicht realistisch elektrifizierbaren Verkehrsträger wäre zu untersuchen, welche Energieträger (PtG-H2, PtG-Methan, PtL) und Antriebe dann, unter Berücksichtigung der Energieeffizienz, Ressourcen und THG-Minderung, als geeignete Alternative erscheinen. Diese Arbeiten sind die Grundlage für eine Abschätzung des zukünftigen Endenergie- und Primärenergiebedarfs im Verkehr, was in drei Szenarien ermittelt werden soll.
Neue RB32, Wochenend-Entlastungen und mehr Kapazitäten Seit Einführung des Deutschland-Tickets im Mai 2023 hat sich die Nachfrage auf der Mittelrheinbahn (RB26) und anderen Linien erheblich erhöht. Insgesamt sind die Fahrgastzahlen der Mittelrheinbahn alleine von 2023 auf 2024 um rund 22 Prozent gestiegen. Das Land Rheinland-Pfalz und die beiden für den Schienenpersonennahverkehr (SPNV) zuständigen Aufgabenträger ZSPNV Rheinland-Pfalz Nord und ZÖPNV Rheinland-Pfalz Süd reagieren mit einem umfassenden Maßnahmenpaket auf die stark gestiegene Nachfrage im SPNV zwischen Mainz und Köln. Seit dem 9. August 2025 gilt ein Entlastungspaket an Wochenenden mit zusätzlichen Zubringerfahrten des Regional-Express RE2 von Mainz über Ingelheim und Bingen Stadt bis Bingen Hauptbahnhof im Zweistundentakt. Dort bestehen Anschlussmöglichkeiten zum RE17 (Kaiserslautern – Bad Kreuznach – Bingen – Koblenz), dessen Kapazitäten am Wochenende ebenfalls verstärkt wurden. Diese Ergänzungen schaffen neue schnelle Verbindungen im Streckenabschnitt Mainz – Koblenz. Mittelfristig sollen diese Züge durch einen Halbstundentakt der RB26 zwischen Mainz und Bingen an den Wochenenden ersetzt werden. Eine weitere zentrale Verbesserung ist der Start der neuen elektrisch betriebenen Regionalbahnlinie RB32 ab Dezember 2025. Sie wird Ahrbrück, Remagen, Koblenz und Boppard verbinden und das Ahrtal nach erfolgter Wiederinstandsetzung und Elektrifizierung der Strecke zweistündlich an das Oberzentrum Koblenz anbinden. Diese Linie wird zusätzliche Kapazitäten im stark nachgefragten Abschnitt Remagen – Koblenz – Boppard bereitstellen. Ab dem Fahrplanwechsel im Dezember 2025 wird der Rheintal-Express (RE36) an Samstagen und Sonntagen in neuem Fahrplankonzept unterwegs sein. Anstelle zweier Direktverbindungen zwischen Karlsruhe und Bingen mit Anschluss vom bzw. zum RE2 wird dann eine Direktverbindung von Karlsruhe über Neustadt an der Weinstraße und Bad Kreuznach bis Koblenz Hbf (morgens ab Karlsruhe hin und abends zurück) angeboten. Diese Maßnahme soll die stark belasteten Verbindungen über Worms und Mainz, insbesondere den RE2 (Frankfurt – Koblenz) und die RB26 (Mainz – Koblenz – Köln), weiter entlasten. „Mit den Kapazitätsausweitungen reagieren wir gemeinsam auf die Herausforderungen des stark gewachsenen Fahrgastaufkommens und verbessern nachhaltig die Mobilität im ganzen Land,“ so Mobilitätsministerin Katrin Eder. Darüber hinaus werden derzeit weitere Verbesserungen in enger Abstimmung mit dem zuständigen Verkehrsunternehmen Trans Regio geprüft, insbesondere Kapazitätserweiterungen auf der RB26 an den Wochenenden. Diese sind jedoch aufgrund der begrenzten Fahrzeuganzahl und der technischen Herausforderungen schwierig umzusetzen: Neu zu beschaffende Fahrzeuge wären nicht kuppelbar mit der bestehenden Flotte vom Typ Desiro ML. Zudem dürfen die eingesetzten Mireo-Fahrzeuge aufgrund einer Vorgabe des Eisenbahn-Bundesamts (EBA) nicht im Abschnitt Remagen – Köln eingesetzt werden. Trotz der umfangreichen Maßnahmen bleibt die Situation komplex: Engpässe auf der Infrastruktur, insbesondere auf der Strecke Hürth-Kalscheuren – Remagen, erschweren weitere Kapazitätserweiterungen.
Neue erneuerbare Erzeugungsmengen von mehr als 300 TWh werden bis 2030 zur Erreichung der Klimaziele und der Erhöhung der Gasunabhängigkeit durch Elektrifizierung in den Sektoren Wärme und Mobilität benötigt. Über ein intelligentes Messsystem können diese Anlagen sicher informationstechnisch angebunden und für die Netzintegration sowie Vermarktung gesteuert werden. Bislang ist dies für kleinere Erzeugungsanlagen möglich und beschrieben. Für Großerzeugungsanlagen werden wir dafür im Projekt MeGA ein Konzept entwickeln und bis zum Feldtest bringen. Mit unserem Projekt ermöglichen wir damit die Basis für die Nutzung des Cyber-Security-Konzepts des Smart Meter Gateways (SMGW) in zusätzlichen Anwendungsbereichen. Der Fokus des Fraunhofer-Teilvorhabens liegt dabei auf der Entwicklung und Evaluierung von Open Source-Modulen zur Integration von Steuerberechtigten in die iMSys-Infrastruktur. Dazu werden die technischen und regulatorischen Anforderungen aus Sicht der Regelreserve und Direktvermarktung zur Nutzung der Infrastruktur gesammelt und bei der Erstellung des Umsetzungskonzepts eingebracht. Zur Anbindung und Integration von Steuerungsberechtigten werden Open Source Software-Bibliotheken, zur Fernauslesung und Ansteuerung der Anlagen für Marktpartner, implementiert. Zur Evaluierung der entwickelten Bibliotheken sowie der Infrastruktur wird prototypisch ein virtuelles Kraftwerk in Form eines Aggregators bzw. Regelreserve-Anbieter-Leitsystem aufgebaut. Die Funktionalitäten und Software-Bausteine werden vorab in einer Testumgebung (Virtual Lab) evaluiert und kontinuierlich verbessert, nachdem sie später im Rahmen der Feldtests eingesetzt werden. Während der Projektlaufzeit wird der wissenschaftliche Diskurs durch Publikation angeregt sowie die Open SourceBibliotheken kontinuierlich erweitert und der Community zur Verfügung gestellt.
Um bis Mitte des Jahrhunderts eine weitgehende Treibhausgasneutralität glaubhaft erreichbar zu machen, ist es erforderlich, den Verkehrssektor so weit wie möglich zu elektrifizieren. Die Elektrifizierung von Pkw und Nutzfahrzeugen ist vor allem durch regulatorische Vorgaben getrieben, in der EU insbesondere durch die Verordnungen über die CO2-Flottenzielwerte. Vergleichbare Vorgaben, welche die Elektrifizierung mobiler Maschinen und Geräte, wie Kettensägen, Bagger, Diesellokomotiven, Binnenschiffe, Landmaschinen und Zweiräder anreizen, fehlen bislang auf EU Ebene. Hinzukommt, dass die Ansätze zur CO2-Regulierung für Straßenfahrzeuge nicht einfach auf mobile Maschinen und Geräte übertragen werden können. Zum Beispiel sind Baumaschinen meist 'zulassungsfrei', d.h. die Anzahl der jedes Jahr in Verkehr gebrachten Baumaschinen ist den Behörden nicht genau bekannt. Durch die Elektrifizierung von mobilen Maschinen, Landmaschinen und Zweirädern ergeben sich erhebliche 'Co-Benefits' in Form wesentlich niedrigerer Lärmemissionen, höherer Arbeitssicherheit und weniger gesundheitlicher Belastungen an Baustellen, Entlastung von Anwohner*innen und niedrigerer Luftschadstoffbelastung. Das Vorhaben sollte vor dem Hintergrund des aktuellen regulatorischen Rahmens Regulierungsoptionen zur Elektrifizierung der genannten Fahrzeuge, Maschinen und Geräte in der EU, z.B. über Flottenzielwerte, über Quotensysteme etc., aufzeigen und diese bewerten. Im Ergebnis werden ausgewählte Optionen feiner ausgearbeitet, Vorschläge zu möglichen konkreten Anforderungen bzw. Zielwerten auf Basis von Kosten und technischen Potentialen abgeleitet und in Form eines Abschlussberichts veröffentlicht.
Ziel der Fördermaßnahme ist die Erforschung einer materialreduzierten Baukeramik für nichttragende Innenwände mit niedrigem Anteil 'grauer Energie' und stark vermindertem CO2-Fußabdruck. 'Graue Energie' ist als die zur Herstellung eines Produktes aufgewendete Energie definiert. Im Projekt LightCer (Akronym für leichte Keramik) wird durch den hohen Einsatz von mehr als 60 % Baustoff-Rezyklaten in Verbindung mit einer ungefähr 50-%igen Absenkung der Materialrohdichte, die zur Herstellung des neuen Bauproduktes benötigte Energie, um mindestens 30 % zum konventionellen Ziegelprodukt abgesenkt. Die damit einhergehende Einsparung von 30 % Primärenergie aus fossilem Erdgas würde damit zwar symptomatisch einhergehen, allerdings geht der Projektansatz weit darüber hinaus, in dem durch die Elektrifizierung der beiden Hauptverfahrensschritte von Trocknung und Brand mit Hilfe von Mikrowellentechnologie der komplette Verzicht auf den fossilen Energieträger Erdgas verwirklicht und somit der Primärenergiegehalt auf nahezu null gesenkt wird. Neben dem Key Performance Indicator (KPI) der Energieeffizienz sieht Schlagmann einen weiteren in der Reduktion der Treibhausgasemissionen, de facto CO2-Emissionen. Mit der Prämisse der Zurverfügungstellung von regenerativ erzeugtem Strom wird die neue Baukeramik einen einmalig niedrigen CO2-Fußabdruck aufweisen. Vor Projektende stehen Demonstratoren zur Verfügung, die auf ihre bauphysikalischen Gesamteigenschaften wie Statik im Sinne der Eigenlastabtragung, sowie Standsicherheit, aber auch Wärme und Schall geprüft werden. Zur weiteren Verwertung der Forschungsergebnisse wird im Anschluss ein Demonstrationsprojekt mit Bau einer Pilot-Anlage angestrebt, wo die anvisierten Prototypen in signifikanter Zahl für Musterbaustellen bereitgestellt und anschließend auf ihre Praxistauglichkeit untersucht werden.
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