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Energie- und Wasserverbräuche kommunaler Schulen

In der Karte werden die Verbrauchswerte für Strom, Wärme und Wasser an den Dresdner Schulen bzw. Schulkomplexen angezeigt. Der Wärmeverbrauch ist nicht witterungsbereinigt. Das Ziel der Bereitstellung der Daten ist es, den Verbrauch öffentlicher Einrichtungen am Beispiel von Schulen mit ihrem Bedarf an Energie und Wasser zu verdeutlichen. Dies kann für den Unterricht in der Auseinandersetzung zum Thema Nachhaltigkeit von Interesse sein. Die Nutzer der Gebäude sollen damit besser in die Lage versetzt sein, sich über die Veröffentlichung von vorliegenden realen Werten mit dem ökologischen Fußabdruck einer Schule auseinanderzusetzen. Die Werte einzelner Schulen sind nur bedingt untereinander vergleichbar, da der Energieverbrauch von der Größe und Art des Gebäudes sowie der Anzahl der Schüler abhängt. Die Werte geben einen beschränkten Einblick in den Verbrauch, da sie nur je Schulareal vorliegen. Befindet sich auf einem Grundstück lediglich eine Schule, besitzen die Werte einen hohen Aussagewert zur Schule. Liegen jedoch beispielsweise zwei Schulen auf einem Grundstück oder hat eine Schule verteilte Standorten kann nur begrenzt Rückschluss auf die einzelnen Schulgebäude gezogen werden. Die Daten werden aus dem Energiemanagementsystem im Amt für Hochbau und Immobilienverwaltung der Landeshauptstadt Dresden abgerufen und stammen im Wesentlichen aus Vertragsabrechnungen mit dem Versorger sowie eigenen Zählerstand-Ablesungen. Es handelt sich bei den Verbrauchswerten für Wärme um Nutzenergie in MWh. Diese werden unabhängig vom Energieträger angegeben und somit sind z.B. Wandlungsverluste nicht abgebildet. Daten aus Vertragsabrechnungen liegen auf Grund des rollierenden Abrechnungssystems des Versorgers in der Regel 1-2 Jahre nach dem Abrechnungsjahr vor. Eigene Zählerstand-Ablesungen werden in der Regel quartalsweise in das Energiemanagementsystem eingepflegt. Eine detaillierte Aufschlüsselung der Verbräuche auf die einzelnen Gebäude kann bei Bedarf beim Sachgebiet Energie- und Wasserwirtschaft angefragt werden. Über das Open-Data-Portal der Landeshauptstadt Dresden können zudem die Rohdaten eingesehen werden. Die Datenbereitstellung wurde im Rahmen des Europäischen Projektes MAtchUP (www.dresden.de/matchup) ermöglicht.

Modulare miniaturisierte photoakustische Gassensorik zur dezentralen Prozessüberwachung, Teilvorhaben: Komponenten-Entwicklung und Systemintegration

Technologien für innovative schaltbare Folien als Nachrüstlösung für energiesparende Fenster und Glasfassaden, Teilvorhaben: Entwicklung von Prozessen für die Lamination von Halbzellen und das Aufbringen von Folien auf Fenstern

Gegenstand des Verbundvorhabens FLEX-G 4.0 ist die Erarbeitung einer kostengünstigen Nachrüstlösung innovativer schaltbarer Folien, die möglichst einfach auf bereits installierte Fenster laminiert werden können und zur Senkung des Gesamtenergiedurchlassgrades (g-Wert) der Fenster und damit des Energiebedarfs des Gebäudes beitragen. Das Hauptziel des Projektes ist die Erforschung geeigneter Systemdesigns und Fertigungstechnologien für großflächige elektrochrome Folien als Halbzeug zur Verarbeitung auf der Baustelle sowie die Erforschung von robusten Verfahren für eine 'einfache' Vor-Ort Applikation dieser Folien auf Fenster und Fassaden in Bestandsgebäuden. Als integraler Bestandteil des Systemdesigns sollen Lösungen für die netzunabhängige Energieversorgung und geeignete Schaltparameter und Sensortechnologien für die kabellose, automatisierte Steuerung des Schaltzustands der Folien erforscht werden. Ein weiteres Ziel beinhaltet die Demonstration und experimentelle Quantifizierung des Energieeinsparpotentials an zwei operativen Gebäuden im öffentlichen Sektor. Das Teilvorhaben von tesa hat das Ziel, einen haftklebrigen Elektrolyten mit passendem Laminationsverfahren zum Fügen der elektrochemischen Halbzellen zu entwickeln. Zusätzlich soll eine praxisgerechte Möglichkeit zur Aufbringung der EC-Folien entwickelt werden.

Schwerpunktprogramm (SPP) 2248: Polymer-basierte Batterien; Priority Program (SPP) 2248: Polymer-based batteries, Koordinationsfonds

Das Schwerpunktprogramm 'Polymer-basierte Batterien' (SPP 2248) widmet sich Batterien auf Polymerbasis, bei denen (organische) redoxaktive Polymere als aktive Materialien für die jeweilige Kathode oder Anode verwendet werden. Bei 'all-polymer'-Batterien basieren beide Elektroden auf Polymermaterialien. Diese Batterien sind interessante Systeme aufgrund ihrer vielversprechenden Eigenschaften, zu denen schnelles Laden, die Möglichkeit zur Herstellung flexibler Elektroden, die Abwesenheit von Schwermetallen sowie der geringe Energiebedarf für die Materialsynthese und die Herstellung von Batterien gehören. Die wissenschaftlichen Projekte befassen sich mit der Modellierung zur Identifizierung vielversprechender neuer Materialien, dem Verständnis der auftretenden (Redox-) Prozesse sowie möglicher Nebenreaktionen, dem Design und der Synthese redoxaktiver Polymere, der Entwicklung neuartiger Elektrolyte sowie der detaillierte Charakterisierung (auch in situ und in Operando-Techniken). Die zentralen Aktivitäten des Schwerpunktprogramms, die in diesem Projekt behandelt werden, fördern den wissenschaftlichen Austausch zwischen allen Projekten und Teilnehmern des SPP, beispielsweise bei verschiedenen Netzwerkveranstaltungen des Schwerpunktprogramms. Ein wichtiges Ziel des Schwerpunktprogramms ist auch die Förderung des wissenschaftlichen Nachwuchses, insbesondere von Wissenschaftlerinnen. Daher werden Doktoranden sowie die jungen PIs, die bereits an Projekten der SPP beteiligt sind, durch Anschubfinanzierungs- und Mentoringprogramme unterstützt. Dieses Projekt wird auch genutzt, um die (internationale) Sichtbarkeit des Schwerpunktprogramms zu fördern. Darüber hinaus werden in diesem zentralen Projekt Standardmaterialien und -elektroden bereitgestellt, die sowohl für Charakterisierungsprojekte als auch für Benchmark-Systeme verwendet werden.

Entwicklung eines effizienten Tiefenluftfiltermaterials - HaLo-Filter Optimierung und Produktion, Teilvorhaben: Schrumpfoptimierte Mikrofasergarne für hochvoluminöse gekräuselte Filtermaterialien

Entwicklung eines effizienten Tiefenluftfiltermaterials - HaLo-Filter Optimierung und Produktion, Teilvorhaben: Prozessentwicklung, Optimierung zur Herstellung eines vermessungsfähigen effizienten Tiefenluftfiltermaterials

Nachhaltige Erzeugung von grünem Wasserstoff aus ammoniakhaltigen, wässrigen Reststoffströmen mithilfe effizienter Plasmatechnologie, Teilvorhaben: Entwicklung und Untersuchung keramischer Membrankontaktoren zur Extraktion von NH3(g) aus wässrigen Medien

Die Senkung der Treibhausgasemissionen und Ressourcenschonung bei gleichzeitiger Deckung des steigenden Energiebedarfs sind von nationaler und internationaler Relevanz. Wegen seiner Eigenschaften wird grüner Wasserstoff (H2) als Energieträger dabei immer gefragter (hoher Brennwert, keine Treibhausgasemissionen). Um Wasserstoff zeitnah als nachhaltige Energiequelle mit vertretbaren Kosten zu verankern, sind innovative Konzepte gefragt. Wasserstoffträger, wie Ammoniak (NH3), bieten hierfür ein erhebliches Potenzial. Ammoniak weist neben einer hohen Wasserstoff-dichte (18 % Wasserstoffmasseanteil) auch eine höhere volumetrische Energiedichte als H2 auf, ist schwer entflammbar und kann über etablierte Infrastrukturen bereits jetzt unproblematisch transportiert und gespeichert werden. Der Transport ist verflüssigt bei -33 °C oder 8 bar im Vergleich zu H2 einfacher und sicherer sowie über weite Strecken kostengünstiger (Transport per Schiff: flüssiges NH3: 1,09 $/GJ, flüssiges H2: 3,24 $/GJ, Berechnungsgrundlage Distanz: 12.000 km). Die Rückwandlung von NH3 zu H2 im Energiesektor ist noch nicht großtechnisch etabliert und erfolgt bisweilen über ein thermisch-katalytisches Verfahren zur NH3-Spaltung (Cracking) v. a. im Bereich der Schutzgaserzeugung. Erste großtechnische Umsetzungen im Energiebereich wurden erst kürzlich von namhaften Firmen (Thyssenkrupp, Air Liquide) angekündigt. Nachteil der Cracking-Verfahren ist der noch hohe Energiebedarf (Wärme) und der Bedarf teurer Katalysatoren. Im skizzierten Projekt 'HydrAPlas' wird daher ein innovatives System auf Basis der einfach skalierbaren und bereits massenfertigungstauglichen Mehrlagenkeramik-technologie zur NH3-Spaltung durch kaltes Plasma entwickelt. Das keramische Plasmasystem soll, im Vergleich zum benannten Cracking-Verfahren, eine energie-effizientere, nachhaltige Technologie zur NH3-Spaltung darstellen.

Forschungsprogramm Experimenteller Wohnungs- und Städtebau (ExWoSt), Modellprojekt Stadt Regensburg

Ausgangslage/Betroffenheit: Die Stadt Regensburg hat etwa 134.000 Einwohner (Erstwohnsitze) und ist damit die viertgrößte Stadt Bayerns. Unter den Modellvorhaben weist Regensburg das stärkste Bevölkerungswachstum auf - sowohl in der zurückliegenden Einwohnerentwicklung als auch in den Prognosen bis 2025, nach denen ein Anstieg der Bevölkerung um 5,4Prozent erwartet wird. Regensburg liegt am nördlichsten Punkt der Donau und den Mündungen der linken Nebenflüsse Naab und Regen. Es wird von den Winzerer Höhen, den Ausläufern des Bayrischen Waldes und dem Ziegetsberg umrandet, wodurch die Entstehung von Inversionswetterlagen begünstigt wird. Durch die topographische Pfortenlage weist die Stadt zudem eine hohe Nebelhäufigkeit auf und ist insbesondere in den Wintermonaten anfällig für Feinstaubbelastungen. Im Gegensatz zu vielen anderen Städten hat Regensburg einen relativ kompakt gegliederten Stadtkörper und eine insgesamt homogene Siedlungsstruktur. Prägend ist die historische Altstadt mit ca. 1.000 denkmalgeschützten Gebäuden. Diese gilt als einzige authentisch erhaltene, mittelalterliche Großstadt Deutschlands und ist seit 2006 Welterbe der UNESCO (Organisation der Vereinten Nationen für Erziehung, Wissenschaft und Kultur). Die Regensburger Altstadt wird als 'Steinerne Stadt' charakterisiert. Ihre historisch gewachsene dichte Baustruktur mit steinernen Plätzen und Gassen, wenig Bäumen im öffentlichen Raum und einer hohen Nutzungsdichte (Wohnen, Einkaufen, Arbeiten, Tourismus) erwärmt sich insbesondere im Sommer stärker als das Umland und wirkt als Hitzespeicher. So können die Temperaturunterschiede im Stadtgebiet bis zu 6 GradC betragen. Das Phänomen der Wärmeinsel, das sich im Zuge des fortschreitenden Klimawandels deutlicher ausprägt, impliziert einen sinkenden thermischen Komfort, löst zusätzliche Energiebedarfe aus und stellt u.U. veränderte Ansprüche an die Gestaltung von Freiflächen. Aufgrund der Lage an der Donau muss sich Regensburg ferner auf häufigere Schwüle und Gefährdung durch Hochwasser einstellen. Aus der Notwendigkeit zur Anpassung an den Klimawandel erwächst in Verbindung mit anderen Zielbildern einer nachhaltigen Siedlungsentwicklung ein umfassender planerischer Handlungsbedarf. Im Rahmen des Modellprojekts thematisiert die Stadt Regensburg den Widerspruch zwischen einer Stadtentwicklungs- und Bauleitplanung, die auf Flächensparsamkeit und Innenentwicklung ausgerichtet ist, und erforderlichen Anpassungsstrategien an den Klimawandel, die bei der besonderen städtebaulichen Kompaktheit der Stadt Regensburg tendenziell eine Auflockerung von Baustrukturen und Flächenentsiegelung beinhalten. Im Sinne einer klimaangepassten Stadtentwicklung galt es: - auf strategischer Ebene die Weichen für eine klimaangepasste Flächennutzung für die zukünftige Stadtentwicklung zu stellen - auf operativer Ebene Maßnahmen für restriktive bis persistente Stadt- und Freiraumstrukturen zu entwickeln.

Innovative Politikmaßnahmen für mehr Energieeffizienz in Gebäuden

Mit dem Energiekonzept hat die Bundesregierung im vergangenen Jahr ihre Klimaschutzstrategie bis 2050 vorgelegt. Dort werden jedoch nur wenig konkrete Maßnahmen für den Gebäudebereich festgelegt, obwohl die Senkung des Wärmeenergiebedarfs von Gebäuden zu den größten Herausforderungen der nächsten Jahrzehnte gehört. Im Auftrag des Verbands der Chemischen Industrie (VCI) hat Ecofys konkrete Politikvorschläge entwickelt, wie die Energieeffizienz von Gebäuden in Deutschland kurzfristig weiter gesteigert werden kann. Mit den entwickelten Maßnahmen könnten bis 2020 bis zu 18 Mio. Tonnen CO2 zusätzlich eingespart werden. Die Studie leistet damit einen Diskussionsbeitrag, das Energiekonzept der Bundesregierung zu konkretisieren und weiterzuentwickeln.

Einsatz alternativer Verfahren zur Waermebereitstellung in GDRA

Im Rahmen des Projektes werden die Gestehungskosten fuer die Gasdruckregelung ueber den gesamten Lebenszyklus der GDRA bilanziert und auf der Basis von Messwerten der EVG mbH verifiziert. Das vorgeschlagene Rechenverfahren integriert explizit die Kosten fuer die Gasvorwaermung und greift die Struktur der VDI 2067 bzw. VDI 6025 auf. Neben der Kostenbetrachtung wurde parallel der Bezug zum Primaerenergiebedarf und den Treibhausgasemissionen, bewertet im CO2-Massstab hergestellt. Das Problem der Erdgasvorwaermung wird separat behandelt. Optimierungsmoeglichkeiten im Bereich der Waermebereitstellung werden abgeleitet.

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