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Klimaforschungsplan KLIFOPLAN, Potentiale für eine weitergehende Elektrifizierung (PowEr)

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.

Framework for Resource, Energy, Sustainability Treatment in Paper Production

FOREST will revolutionize today's industrial paper manufacturing towards CO2-neutral production and thus contribute significantly to closing the 'circular gap' in the energy transition in Germany. To this end, a modular digital twin for paper manufacturing processes is being developed. This makes it possible to record energy and material flows, and thus ultimately also CO2 flows and footprints, down to the sub-process and sub-product level. The recording takes place not only at the planning level (ERP), but also directly at the process level (MES/Edge) in interaction with digital modeling. The framework thus creates potential for the targeted acceleration of the paper industry's transformation to climate neutrality through the evaluation of current processes, but also the target-oriented assessment of the impact of possible developments.

Reallabor: Norddeutsches Reallabor, Teilvorhaben: Integrierte Netzplanung für die drei Energieträger Strom, Gas und Wärme; Gasnetz HH

Reallabor: Norddeutsches Reallabor, Teilvorhaben: Integrierte Netzplanung, Aquiferspeicher; Wärme HH

Reallabor: Norddeutsches Reallabor, Teilvorhaben: Integrierte Netzplanung für die drei Energieträger Strom, Gas und Wärme; HSU

Umweltindikatoren NRW

Die Umweltindikatoren des LANUK sind Mess- und Kennzahlen, mit denen sowohl die aktuelle Umweltsituation als auch Entwicklungstrends übersichtlich dargestellt und bewertet werden können. Durch Umweltindikatoren werden komplexe Aspekte, wie z. B. die Luftqualität, die Gewässergüte , der Energie- und Rohstoffverbrauch oder die Inanspruchnahme von Freiflächen messbar. Eine Beschreibung des Umweltzustandes durch Umweltindikatoren erhebt nicht den Anspruch, ein vollständiges Bild zu zeichnen. Vielmehr sollen relevante Teilaspekte hervorgehoben werden, deren Zustand und Entwicklung von besonderem Interesse ist. Entsprechend dem Erhebungsturnus wird auf Basis der jeweils verfügbaren Daten der Indikatorensatz im Internet einmal im Jahr aktualisiert. Im Datensatz sind Zeitreihendaten zu den folgenden NRWUmweltindikatoren enthalten: -Treibhausgasemissionen -Erneuerbare Energien bei Primärenergie- und Bruttostromverbrauch -Kraft-Wärme-Kopplung bei Nettostromerzeugung -Primär- und Endenergieverbrauch -Energieproduktivität -Rohstoffverbrauch und Rohstoffproduktivität -Stickstoffoxidemissionen -Stickstoffdioxidkonzentration im städtischen Hintergrund -Ozonkonzentration im städtischen Hintergrund -Feinstaubkonzentration im städtischen Hintergrund -Lärmbelastung -Haushaltsabfälle und Verwertung -Flächenverbrauch -Schwermetalleintrag an ländlichen Stationen -Ökologischer Zustand der oberirdischen Fließgewässer -Nitratkonzentration im Grundwasser -Gefährdete Arten -Naturschutzflächen -Laub-/Nadelbaumanteil -Waldzustand -Stickstoff- und Säureeintrag -Ökologische Landwirtschaft -Landwirtschaftsflächen mit hohem Naturwert -Stickstoff-Flächenbilanz (Stickstoff-Überschuss der landwirtschaftlich genutzten Fläche)

Kurzgutachten zu den Auswirkungen der neuen EU-Effizienzrichtlinie

Im September 2012 hat das Europäische Parlament eine Neufassung der EU-Energieeffizienzrichtlinie verabschiedet. Von zentraler Bedeutung ist Artikel 7 der Richtlinie, der vorschreibt, dass alle Staaten verbindlich politische Instrumente einführen, die bis zum 31. Dezember 2020 neue jährliche Energieeinsparungen in einer Höhe von 1,5Prozent erzielen. In einem Kurzgutachten stellte Ecofys die Effektivität der bestehenden Energieeffizienzinstrumente den Zielvorgaben der europäischen Energieeffizienzrichtlinie sowie dem Energiekonzept der Bundesregierung gegenüber. Das Kurzgutachten kommt zu dem Ergebnis, dass in Deutschland und unter Anwendung des Artikel 7 der europäischen Energieeffizienzrichtlinie schätzungsweise kumulierte Endenergieeinsparungen von 125PJ im Jahr 2020 mit einer Fortführung bestehender Maßnahmen erzielt werden können. Mit Blick auf das jährliche Einsparziel der Effizienzrichtlinie von 1,125Prozent bedeutet das, dass eine Umsetzungslücke von rund 0,8Prozent verbleibt, die durch neue Maßnahmen, bzw. durch eine Aufstockung und effektivere Umsetzung bestehender Maßnahmen zu schließen ist.

Renewable Energy Outlook 2030 Energy Watch Group Global Renewable Energy Scenarios

The objective of this study is to present an alternative and more realistic view of the chances of the future uses of renewable energies in the global energy supply. The scenarios in this study are based on the analysis of the development and market penetration of renewable energy technologies in different regions in the last few decades. The scenarios address the question of how fast renewable technologies might be implemented on a worldwide scale and project the costs this would incur. Many factors, such as technology costs and costreduction ratios, investments and varying economic conditions in the worlds regions, available potentials, and characteristics of growth have been incorporated in order to fulfil this task. Off course the scenarios describe two possible developments among other possibilities, but they represent realistic possibilities that give reason for optimism. The results of both scenarios show that - until 2030 - renewable capacities can be extended by a far greater amount and that it is much cheaper than most scientist and people actually think. The scenarios do explicitly not describe a maximum possible development from the technological perspective but show that much can be achieved with even moderate investments. The scenarios do not pay attention to the further development of Hydropower, except for incorporating the extensions that are planned actually. This is not done to express our disbelief in the existence of additional potentials or to ignore Hydropower, but due to the fact that reliable data about sustainable Hydropower potentials were not available. Consequently, the figures in this study show how much can be achieved, even if Hydropower remains on today's levels more or less. Higher investments into single technologies, e.g. Hydropower or Biomass, or in general than assumed in the REO 2030 scenarios will result in higher generating capacities by 2030. On the global scale scenario results for 2030 show a 29 percent renewable supply of the heat and electricity (final energy demand) in the High Variant . According to the Low Variant over 17 percent of the final electricity and heat demand can be covered by renewable energy technologies. Presuming strong political support and a barrier-free market entrance, the dominating stimulus for extending the generation capacities of renewable technologies is the amount of money invested. Within the REO scenarios we assume a growing 'willingness to pay' for clean, secure and sustainable energy supply starting with a low amount in 2010. This willingness to pay gets expressed as a target level for annual investments per inhabitant (capita) that will be reached by the year 2030. The targeted amounts differ for the various regions of the world. In global average 124 € 2006 are spent in 2030 per capita in the 'High Variant'. In the 'Low Variant' the target for 2030 is half that amount (62 € 2006 per capita and year). ...

Referenzszenario für den Gebäudebereich in Deutschland

Ziel der Studie ist die Entwicklung eines Referenzszenarios im Gebäudebereich für das Gesamtziel 40Prozent CO2 -Einsparung bis 2020 , welches sich auf den deutschen Gebäudebestand und die CO2 -Emissionen im Jahr 1990 bezieht. Das Referenzszenario stellt die Wirkungen von Politikmaßnahmen für den Gebäudebereich dar, die bis zum 1.1.2010 implementiert worden sind. Grundsätzlich werden alle Gebäude der Sektoren Haushalte, Gewerbe-Handel-Dienstleistung betrachtet. In einer Szenarienrechnung vom Jahr 2010 bis zum Jahr 2020 werden die Effekte der bis zum 1.1.2010 in Kraft befindlichen Politikmaßnahmen fortgeschrieben. Neben dem Hauptszenario werden hier auch Sensitivitäten für veränderte Sanierungsraten, die fortschreitende Klimaerwärmung und den Einfluss der Bevölkerungsentwicklung berechnet. Die Berechnungen werden mit dem von Ecofys entwickelten Built-Environment-Analysis-Model BEAM durchgeführt. Wesentliche Ergebnisse der Szenarienrechnung sind Entwicklungen von Flächen, Heizwärmebedarfen, Endenergie- und Primärenergieverbräuchen sowie CO2-Emissionen. Darauf aufbauend werden die Zielerreichungen in Bezug auf die Emissionsminderungen im Zeitraum 1990-2020 sowie die Heizwärmebedarfsreduzierung im Zeitraum 2008-2020 erläutert. Weiterhin werden Vorschläge für weitere Politikinstrumente gemacht, die zusätzlich ergriffen werden könnten sowie der weitere Forschungsbedarf skizziert.

P 2.3 - Dynamiken von Konvektionen als Kopplung zwischen dem marinen Oberflächenfilm und der Wassermasse

Unsere Motivation liegt in der Tatsache, dass die dynamische Verbindung zwischen dem marinen Oberflächenfilm (engl. sea-surface microlayer, SML) und der darunterliegenden oberflächennahen Wasserschicht über Konvektion zu heterogenen Eigenschaften der SML führt. Dies wiederum steuert das Ausmaß der bio-photochemischen Reaktionen und des Gasaustausches zwischen dem Ozean und der Atmosphäre. Die Konvektion wird durch Verdunstung angetrieben, die die SML abkühlt und es salzhaltiger macht. Infolgedessen wird die SML dichter, sinkt ab und wird durch das darunterliegende Wasser ersetzt. Die auftriebsgetriebene Konvektion wurde jedoch bei der Erforschung der SML und des Gasaustausches als dynamisches Bindeglied zwischen der Atmosphäre und dem Ozean vernachlässigt. Unser Hauptziel ist es, ein mechanistisches Verständnis der Dynamik zwischen der SML und der oberflächennahen Wasserschicht zu beschreiben. Ein mechanistisches Verständnis der Konvektion ist wichtig, da das Ausmaß der bio-photochemischen Reaktionen und Austauschprozessen von Spurengasen, Energie und Impuls letztlich durch Austauschprozesse zwischen der SML und der oberflächennahen Wasserschicht und schließlich mit tieferen Schichten bestimmt wird. Wir werden einen experimentellen Aufbau mit mehreren profilierenden Mikroelektroden und einem optischen Schlierensystem entwickeln, um die Konvektion unter verschiedenen externen Antrieben zu untersuchen. Wir werden den Effekt der horizontalen Strömung aufgrund von Gradienten der Oberflächenspannung (d.h. Marangoni-Effekt) untersuchen. Wir werden auch an dem gemeinsamen Mesokosmen-Experiment BASS teilnehmen, um den Einfluss biogener Tenside auf den konvektiven Transportmechanismus zwischen der SML und der oberflächennahen Wasserschicht zu untersuchen. Im gemeinsamen Feldexperiment BASS werden wir der Frage nachgehen, inwieweit Variationen der klein-skaligen Konvektion durch die Variabilität sub-mesoskaligen (1 km-10 km) und hydrodynamischen Prozessen nahe der Meeresoberfläche beeinflusst werden. Wir werden zwei Forschungskatamarane und eine Flotte von Treibbojen einsetzen, die mit Leitfähigkeits- und Temperatursensoren ausgestattet sind, um Dichteanomalien zwischen der SML und oberflächennahen Wasserschicht zu untersuchen. Wir werden externe ozeanische und atmosphärische Einflüsse beobachten, um die Dichteanomalien zu beschreiben. Schließlich werden wir die gewonnenen Erkenntnisse aus den Laborexperimenten, der Mesokosmos-Studie und der Feldstudie nutzen, um einen mathematischen Rahmen zur Beschreibung von Temperatur- und Salzgehaltsprofilen und deren Schwankungen unter dem Einfluss definierter ozeanischer und atmosphärischer Einflüsse zu entwickeln.

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