Die Abscheidung von Kohlendioxid (Carbon Capture) wird für viele energieintensive und schwer dekarbonisierbare Prozesse wesentlich sein, um zukünftige CO2-Ziele einhalten zu können. Es gibt unterschiedliche Verfahren zur CO2-Abscheidung, wobei die Aminwäsche (Absorption) am weitesten verbreitet ist und in großem Maßstab kommerziell eingesetzt wird. Den Vorteilen der hohen Beladungskapazität und Selektivität stehen bei diesem Verfahren die Nachteile eines hohen Energiebedarfs, hoher Investitionskosten und verfahrensbedingter Aminemissionen gegenüber. Eine äußerst attraktive Alternative stellen adsorptive Trennverfahren mit festen Adsorbentien dar, mit dem Potential für geringeren Energiebedarf, einer Vermeidung von Aminschlupf durch die feste Bindung an den Träger und sehr guter Skalierbarkeit des Verfahrens. Als Adsorbentien für die CO2-Abtrennung werden heute praktisch ausschließlich Granulate oder Pellets betrachtet, da keine Alternativen in großem Maßstab verfügbar sind. Zur Behandlung von sehr großen Volumenströmen sind strukturierte Packungen, z.B. Wabenkörper, aufgrund Ihres deutlich günstigeren Verhältnisses von Druckverlust zu spezifischer Oberfläche von wesentlichem Vorteil im Vergleich zu Festbettschüttungen. Strukturierte Adsorbentien zur CO2-Abtrennung sind derzeit nicht in industriellem Maßstab verfügbar. Die Entwicklung und Fertigung ist kapitalintensiv und erfordert sehr spezielles Know-how auf dem Gebiet der Materialwissenschaften. Ziel des Forschungsvorhabens ist es, einen auf aminfunktionalisierten Wabenkörpern basierenden Adsorptionsprozess zur effizienten Abscheidung von CO2 aus Prozess- oder Rauchgasen zu entwickeln und anhand ausgewählter Anwendungsbeispiele zu demonstrieren.
Untersuchung eines Bioreaktors fuer die biologische Abwasserreinigung. Der Reaktor besteht aus einem zylindrischen Behaelter, in dem sich zum dispergieren der Luft und zur Durchmischung der Biosuspension eine Hubeinrichtung befindet. Die Hubeinrichtung - bestehend aus einer Hubstange mit Lochscheiben - ist massgebend fuer die Leistungsfaehigkeit des Bioreaktors. Aus diesem Grunde soll der Einfluss von Hubfrequenz, Hubamplitude und Abstand der Lochscheiben auf die Verweilzeit des Abwassers untersucht werden. Weitere zu untersuchende Einflussgroessen sind: Bakterienkonzentration, Ruecklauf der Biokonzentration und Energiebedarf.
Die Firma FAWA Fahrzeugwaschanlagen GmbH ist seit über 30 Jahren in der Fahrzeugreinigungsbranche tätig. Aktuell betreibt das Unternehmen zwei maschinelle Fahrzeugwaschanlagen im Stadtgebiet der Universitätsstadt Gießen. Beim Betrieb von Autowaschanlagen werden dem Waschwasser verschiedene Stoffe zugefügt, beispielsweise Tenside, Säuren oder Laugen zur Erhöhung der Reinigungsleistung. Außerdem gelangen bedingt durch den Reinigungsprozess selbst organische und anorganische Substanzen in den Wasserkreislauf. In Deutschland wird die Behandlung von Abwässern aus Autowaschanlagen im Rahmen der Abwasserverordnung geregelt. Zudem wird darin zwar auch festgelegt, dass Waschwasser weitestgehend im Kreislauf zu führen ist, allerdings greift diese Regelung nicht für SB-Waschplätze, da es sich hierbei nicht um eine maschinelle, sondern um eine manuelle Fahrzeugreinigung handelt. Standard-SB-Waschplätze haben allgemein folgenden Aufbau: Die Bodenabläufe der SB-Waschplätze enthalten selbst separate Schlamm- und Sandfänge, oder werden über Rohrleitungen in einen zentralen Schlammfang geführt. Danach ist ein Leichtflüssigkeitsabscheider installiert. Das verbrauchte Waschwasser wird dann in die Kanalisation eingeleitet, da die Qualität des Abwassers für eine Kreislaufführung nicht ausreicht. Im Rahmen dieses UIP-Projekts ist ein Kfz-Waschpark mit SB-Waschplätzen geplant, der mit Regenwassernutzung und einer membranbasierten Wasseraufbereitung ausgestattet ist und so fast komplett ohne Frischwasser auskommt. Darüber hinaus wird ein CO 2 -neutraler Betrieb mit Energieversorgung durch PV-Anlage und Energiespeicher sowie eine innovative Wärmerückgewinnung aus dem Betrieb von speziellen SB-Staubsaugern angestrebt. Durch die Realisierung des Vorhabens werden regenerative Energien effizient genutzt, Regenwasser verwendet und der Einsatz von Chemikalien minimiert. Durch Kreisläufe wird Grauwasser wieder zu Nutzwasser. Anfallende Wärme wird in den energetischen Kreislauf eingebunden und minimiert damit den energetischen Aufwand. Die Nutzung von Regenwasser reduziert im Projekt die projizierte notwendige Menge von Frischwasser auf null, wenn Niederschläge, wie in den vergangenen Jahren fallen. Wenn kein Regenwasser zur Verfügung steht, kann die nötige Qualität auch mittels Umkehrosmose erzeugt werden. Das Wasser, welches normalerweise aufgrund seiner hohen Salzfracht ins Stadtnetz eingeleitet werden würde, kann hier einfach zurück in den Entnahmebehälter geleitet werden. Dort vermischt es sich im Betrieb wieder mit dem Osmosewasser und kann so ohne Weiteres erneut aufbereitet werden. Der Bedarf an Osmosewasser beträgt etwa 20 Prozent des Gesamtbedarfs. Die Bereitstellung des Wassers durch die Aufbereitungsanlage folgt einfachen Regeln, welche in der Steuerung über die Zeit in Abhängigkeit vom Nutzungsverhalten, Wetterdaten und damit u.a. dem PV-Strom Aufkommen optimiert werden. Im weiteren Betrieb optimiert sich die Anlage bezüglich genauerer Vorhersagen, was die täglichen Bedarfsmengen betrifft. Gegenüber einer herkömmlichen Anlage werden voraussichtlich mindestens 1.050 Kubikmeter, gegenüber einer effizienten Anlage immer noch ca. 350 Kubikmeter Frischwasser eingespart. Regenwasser hat eine geringere Härte, dadurch und durch eine Erhöhung der Prozesswassertemperatur um ca. 5 Grad Celsius kann eine Reduzierung von bis zu 35 Prozent der schaumbildenden Chemie erreicht werden. Es können ca. 440 Liter Chemikalien eingespart werden. Trotz der 100-prozentigen Einsparung von Frischwasser kann die innovative Anlage mit dem gleichen Energiebedarf wie eine herkömmliche Anlage betrieben werden. Der Gesamtenergiebedarf reduziert sich bei der Projektanlage um ca. 6.800 Kilowattstunden auf 11.503 Kilowattstunden pro Jahr, was einer Reduktion von etwa 40 Prozent gegenüber einer effizienten Anlage entspricht. Besonders an der Anlage ist vor allem die sehr gute Übertragbarkeit der einzelnen Technologien in der Branche. Die Komponenten können fast alle, teilweise in abgewandelter Form, einfach in bereits bestehende SB-Waschanlagen, Portalanlagen und Waschstraßen integriert und nachgerüstet werden. Branche: Grundstücks- und Wohnungswesen und Sonstige Dienstleistungen Umweltbereich: Ressourcen Fördernehmer: FAWA Fahrzeugwaschanlagen GmbH Bundesland: Hessen Laufzeit: seit 2023 Status: Laufend
Europe needs to triple the impact of its energy efficiency policies to achieve its 2020 targets set last year, according to a new study written by Ecofys and the Fraunhofer ISI. The study reveals that the potential exists to reach the 20 percent energy saving by 2020 goal cost-efficiently, cutting energy bills by € 78 billion for European consumers and businesses annually by 2020. However, current EU policy is delivering only one-third of the potential cost-effective savings measures. Increased energy savings will also warrant easier and less expensive achievement of a 20 percent share of renewables in the EU energy mix in 2020. The study was commissioned jointly by the European Climate Foundation (ECF) and the Regulatory Assistance Project (RAP).
Die Stromerzeuger bieten an der Strombörse einen Erzeugungspreis an, der die variablen Kosten des Kraftwerksbetriebs widerspiegelt. Anhand dieser Grenzkosten wird nach dem Merit-Order Prinzip schließlich der Strompreis ermittelt. Es ist jedoch zu hinterfragen, ob das Bieten nach Grenzkosten heute wie auch in einem zukünftig deutlich heterogener aufgestellten Kraftwerksportfolio, das an der Börse Handel treibt, weiterhin Bestand hat. So verändert die aktuelle Situation an den Energiemärkten durch die unvorhergesehenen starken Preisanstiege der Rohstoffe das gewohnte Handelsbild, denn bei einem gleichgebliebenen Kraftwerkspark sind die Beschaffungskosten bspw. für Gaskraftwerke überproportional gestiegen. Auch der europaweite Ausbau der erneuerbaren Energien kann Einfluss auf das Bietverhalten der Marktteilnehmer haben. Da die Grenzkosten der erneuerbaren Energien Anlagen nahezu null sind, kann deren zunehmender Handel an den Märkten zu großen Differenzen zwischen den Grenzkosten der bietenden Kraftwerke führen. Gleichzeitig können besonders die zu erwartenden Volatilitäten bei der Erzeugung aus erneuerbaren Energien zu sehr geringen Strompreisen führen und damit Refinanzierungen erschweren. Zusätzlich verbindet die europäische Marktkopplung unterschiedliche Erzeugungsparks miteinander und verändert damit ebenfalls die bestehenden Märkte und deren Handelseigenschaften. So kann es finanziell attraktiv erscheinen, einen Aufschlag auf die Grenzkosten oder eine strategisch platzierte Stromnachfrage zu nutzen. Im Rahmen des Vorhabens sollen daher die an der EPEX SPOT vorhandenen Gebotsdaten in den Preiskurven auf strategische Muster hin analysiert werden. Gefundene Strategien werden in einem zweiten Schritt in die Zukunft getestet. Dazu wird deren Einfluss auf den Strompreis und Investitionen in flexible Erzeugungstechnologien in Deutschland unter Berücksichtigung der in Zukunft stark unterschiedlichen nationalen Stromerzeugungssysteme in Europa untersucht.
Introduction: By 2020, the community Wuestenrot wants to cover its energy needs through the utilization of renewable energy sources, such as biomass, solar energy, wind power and geothermal energy, within the town area of 3000 hectares. In order to elaborate a practicable scheme for realizing this idea in a 'real' community and to develop a roadmap for implementation, the project 'EnVisaGe' under the leadership of the Stuttgart University of Applied Sciences (HFT Stuttgart) was initiated. Accompanying particular demonstration projects are a) the implementation of a plus-energy district with 16 houses connected to a low exergy grid for heating and cooling, b) a biomass district heating grid with integrated solar thermal plants. Project goal: The aim of the project is to develop a durable roadmap for the energy self-sufficient and energy-plus community of Wüstenrot. The roadmap shall be incorporated in an energy usage plan for the community, that shall be implemented by 2020 and brings Wüstenrot in an energy-plus status on the ecobalance sheet. A main feature within the EnVisaGe project is the implementation of a 14,703-m2 energy-plus model district called 'Vordere Viehweide'. It consists of 16 residential houses, supplied by a cold local heating network connected to a large geothermal ('agrothermal') collector. Here PV systems for generating electricity are combined with decentralised heat pumps and thermal storage systems for providing domestic hot water as well as with batteries for storing electricity. Another demonstration project is a district heating grid fed by biomass and solar thermal energy in the neighbourhood 'Weihenbronn'. It's based on a formerly oil-fired grid for the town hall and was extended to an adjacent residential area.
Im Projekt SuSiDry soll die Nachhaltigkeit von silicatkeramischen Erzeugnissen signifikant verbessert werden. Dazu soll einerseits der Energiebedarf bei der Herstellung über die gesamte Herstellkette unter Berücksichtigung von Ausschuss gesenkt und andererseits die Produktlebensdauer erhöht werden. Der Nachweis für die Wirksamkeit der im Projekt zu erarbeitenden Maßnahmen wird repräsentativ an der Produktion von Dachziegeln erbracht. Die Übertragbarkeit auf andere silikatkeramische Produkte wird berücksichtigt. Im Projekt werden innovative Methoden zur Prozessverbesserung entwickelt und erprobt. Der Zusammenhang zwischen Rohstoffeigenschaften, Formgebungs-, Trocknungs- und Brennparametern sowie den Produkteigenschaften wird mittels ICME-Methodik (Integrated Computational Materials Engineering) systematisch erarbeitet. Zudem sollen moderne Sensorik- und KI-Methoden in den Herstellprozess der Silicatkeramiken integriert und Konzepte zur Abwärmenutzung für die eingesetzten Brenn- und Trocknungsprozesse ausgearbeitet werden. Die Übertragbarkeit der entwickelten Methodik auf andere Rohstoffe bzw. andere silicatkeramische Produkte soll sichergestellt sein. Die Wettbewerbsfähigkeit der am Projekt beteiligten Industriepartner wird durch eine Reduktion der Herstellkosten und die Verbesserung der Produktqualität langfristig und nachhaltig erhöht. Die gestärkte Wettbewerbsfähigkeit der am Projekt beteiligten Industriepartner soll auch verhindern, dass Produktionsprozesse in Länder mit geringeren Umweltstandards verlagert werden. Sie trägt damit zur Nachhaltigkeit bei. Dachziegel werden über Extrusionsverfahren hergestellt, wenn auch firmenspezifisch auf mineralogisch völlig unterschiedlichen Rohstoffkonzepten. Es sollen sog. Plastifizierungsmischungen entwickelt werden, die als 'Funktionsrohstoffe' in den Mischungen der Kunden eingesetzt werden können.
Ziel ist es, die zukuenftigen Einsatzmoeglichkeiten und Einsatzgebiete der Hochtemperaturbrennstoffzelle im Energieversorgungssystem der Bundesrepublik Deutschland sowie ihren Beitrag zu effizienten, ressourcen- und umweltschonenden Energieversorgung zu beschreiben.
<p>Altglas kann unendlich oft wieder eingeschmolzen und zur Herstellung neuer Glasprodukte genutzt werden. Solch eine erneute stoffliche Nutzung ist umweltverträglich und kann viel Energie (ca. 10 Prozent) und viele Rohstoffe einsparen, wenn die verschiedenen Glasprodukte wie Flaschen und Fenstergläser an ihrem Lebensende dem richtigen Entsorgungsweg zugeführt werden.</p><p>Massenprodukt Glas</p><p>In Deutschland stellten Glashersteller 2024 rund 6,661 Millionen Tonnen (Mio. t) Glas her. Aus 3,788 Mio. t davon wurde Behälterglas gefertigt, aus 1,794 Mio. t Flachglas. Aus rund 292.500 Tonnen (t) entstanden spezielle Gläser für Haushalte, Forschung und Wirtschaft. Der folgende Text beschreibt die Sammlung und Verwertung dieser Gläser. Zusätzlich gibt es Produzenten von Mineralwollen, die rund 786.000 t Glas- und Steinwolle herstellen, die als Dämmmaterial eingesetzt wurden (siehe Abb. „Glasproduktion im Jahr 2024 und die Anteile der einzelnen Glasbranchen“).</p><p>Glas: gut recycelbar!</p><p>Glas lässt sich unendlich oft wieder verwenden. Es kann beliebig oft in den Schmelzprozess zurückgeführt und zu neuen Produkten verarbeitet werden. Da recyceltes Glas bei niedrigeren Temperaturen als die zur Glasherstellung erforderlichen Rohstoffe schmilzt, sinkt der Energiebedarf, wenn Glasscherben zugesetzt werden. Über den Daumen lässt sich sagen, dass der Energiebedarf um etwa 0,2 bis 0,3 % sinkt, wird ein Prozent Altglas dem Schmelzofen hinzugefügt. Einschmelzen von Altglas schützt so das <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/k?tag=Klima#alphabar">Klima</a> und spart Rohstoffe wie Quarzsand, Soda und Kalk ein. Das trägt ebenfalls zur Verringerung der dem Herstellungsprozess anrechenbaren Umweltbelastungen bei. Weiterhin braucht eingeschmolzenes Altglas nicht deponiert zu werden.</p><p>Glashersteller setzen Scherben, die als Ausschuss bei der Produktion anfallen, wieder ein. Der Einsatz von Altglas hängt aber von den herstellungsspezifischen Anforderungen an den Reinheitsgrad der Scherben ab. So kann gefärbtes Glas nicht zur Herstellung von Weißglas genutzt werden und Keramikscherben oder Steine stören den Produktionsprozess.</p><p>Im Jahr 2015 haben Behälterglashersteller in Glaswannen durchschnittlich 60 % Scherben eingesetzt, bei Grünglas sogar bis zu 90 %.</p><p>Altglassammlung mit Tradition</p><p>Für Behälterglas wurde bereits im Jahr 1974 ein flächendeckendes Sammelsystem eingerichtet. Meist werden Bringcontainersysteme zur getrennten Erfassung von Weiß-, Braun- und Grünglas eingesetzt. Über 250.000 solcher Altglascontainer sind bundesweit im Einsatz.</p><p>Die Aufbereitung des gesammelten Behälterglases erfolgt zwar weitestgehend vollautomatisch. Die Farbsortierung erfordert jedoch aus technischen und ökonomischen Gründen eine nach Farben getrennte Sammlung der Glasbehälter. So ist die Sortenreinheit der gesammelten Glasmengen eine Voraussetzung für die Rückführung von Behälterglasscherben in den Schmelzprozess zur Herstellung neuer Flaschen und Gläser.</p><p>Im Jahr 2006 erreichte die Behälterglasverwertung eine Quote von 83,6 %. Bis zu diesem Jahr hat die Gesellschaft für Glasrecycling und Abfallvermeidung mbH (GGA) die entsprechenden Daten zur Verfügung gestellt. Nach dem kartellrechtlichen Verbot dieser Organisation fehlen verlässliche Daten über das Aufkommen von Behälterglasscherben. Zahlen müssen nunmehr aus den entsprechenden Abfallstatistiken sowie den jährlichen Erhebungen zum Aufkommen und zur Verwertung von Verpackungsabfällen in Deutschland (siehe auch <a href="https://www.umweltbundesamt.de/daten/ressourcen-abfall/verwertung-entsorgung-ausgewaehlter-abfallarten/verpackungsabfaelle">„Verpackungsabfälle“</a>) entnommen werden. Diese Veröffentlichung weist für das Jahr 2022 eine Verwertungsquote von 84,6 % für auf den Markt gebrachte Behältergläser aus (siehe Abb. „Verwertung von Glas aus gebrauchten Verpackungen“). </p><p>Generell ist eine Vorsortierung beim Verbraucher unbedingt erforderlich. Fensterglas, Autoglas, Kristallglas und feuerfeste Gläser wie Laborglas, Ceran®, Pyrex® lassen sich bei der Altglasaufbereitung nur schwer aussortieren und können zu hohen Produktionsausfällen oder zur Anreicherung von Schwermetallen im Behälterglaskreislauf führen, zum Beispiel durch Bleikristallglasscherben. Deshalb dürfen diese Gläser nicht in Altglasbehältern entsorgt werden.</p><p>Stoffliche Verwertung von Behälterglas</p><p>In der Behälterglasindustrie stellt Altglas mittlerweile die wichtigste Rohstoffkomponente dar. Eine Tonne Altglas darf jedoch nicht mehr als 25 g an Keramik, Steinen und Porzellan (KSP-Fraktion) enthalten und maximal 5 g an Nichteisenmetallen wie Aluminium. Zudem sind Grenzwerte für Eisenmetalle und für organische Bestandteile wie Kunststoffe und Papier zu unterschreiten.</p><p>Besonders wichtig ist die Farbreinheit der Altglasscherben. Um weißes Behälterglas herzustellen, ist bei einer Altglasscherbenzugabe von 50 % eine Farbreinheit von 99,7 % erforderlich. Der Fehlfarbenanteil im Braunglas darf die 8 %-Marke nicht überschreiten. Lediglich grünes Glas lässt einen Fehlfarbenanteil von bis zu 15 % zu.</p><p>Stoffliche Verwertung von Flachglas</p><p>Für Flachglasprodukte wie Fensterglas und andere Baugläser gelten besondere Qualitätsanforderungen wie Farbreinheit und Blasenfreiheit. Die Flachglasindustrie setzt daher überwiegend sortenreine Glasscherben aus weiterverarbeitenden Betrieben und Eigenscherben ein. In den letzten Jahren wurden die Sammelsysteme zur Erfassung möglichst sortenreiner und fremdstoffarmer Flachglasprodukte im weiterverarbeitenden Gewerbe ausgebaut. Altglas, das nicht den vorgegebenen Anforderungen an den Reinheitsgrad entspricht, muss aufbereitet werden. Hierfür stehen in Deutschland derzeit zehn Aufbereitungsanlagen zur Verfügung.</p><p>Altglasfraktionen, die sich aus Qualitätsgründen nicht für die Herstellung neuer Flachgläser eignen, können in geringem Umfang bei der Herstellung von Behälterglas eingesetzt werden, aber auch bei der Herstellung von Dämmwolle, Schmirgelpapier, Schaumglas und Glasbausteinen.</p><p>Autoscheiben werden geschreddert</p><p>Demontagebetriebe für Altfahrzeuge müssen grundsätzlich Front-, Heck- und Seitenscheiben sowie Glasdächer von Altfahrzeugen ausbauen und dem Recycling zuführen. Das schreibt die Altfahrzeugverordnung vor (siehe <a href="https://www.umweltbundesamt.de/daten/ressourcen-abfall/verwertung-entsorgung-ausgewaehlter-abfallarten/altfahrzeugverwertung-fahrzeugverbleib">"Altfahrzeugverwertung und Fahrzeugverbleib"</a>). Im Jahr 2023 nahmen die deutschen Altfahrzeug-Demontagebetriebe 253.195 Altfahrzeuge zur Behandlung an. Sie enthielten im Schnitt etwa 35 kg Fahrzeugglas je Altfahrzeug, insgesamt rund 8.900 t. Aufgrund behördlicher Ausnahmen von der Demontagepflicht haben die Altfahrzeugverwerter nach Angaben des <a href="https://www-genesis.destatis.de/genesis/online?operation=table&code=32111-0004&bypass=true&levelindex=1&levelid=1698847590512#abreadcrumb">Statistischen Bundesamtes</a> (öffentlich verfügbare Werte auf 100 t gerundet) davon nur etwa 7 % – also 578 t – demontiert. Der überwiegende Anteil der Fahrzeugscheiben und Glasdächer gelangt mit den Altfahrzeugen in Schredderanlagen. Die dabei anfallenden nichtmetallischen mineralischen Rückstände wurden im Jahr 2023 überwiegend verwertet, etwa als Bergversatz oder im Deponiebau, und teilweise beseitigt.</p><p>Über die Ersatzverglasung, also den Anfall von Fahrzeugglas durch Scheibenwechsel, liegt eine grobe Schätzung für das Jahr 2020 vor: In Markenwerkstätten wurden in Deutschland schätzungsweise rund 1,7 Millionen Verbundglasscheiben ersetzt. Geht man von einem durchschnittlichen Gewicht einer Windschutzscheibe von knapp 10 kg aus, so bedeutet dies einen Anfall von etwa 16.000 t an Verbundsicherheitsglas (VSG). Hinzu kommt noch eine unbekannte Menge aus der Ersatzverglasung aus weiteren Werkstätten. Etwa 90 % der Altgläser aus der Ersatzverglasung werden einer Verwertung zugeführt.</p>
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|---|---|
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