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Klimaemissionen sinken 2023 um 10,1 Prozent – größter Rückgang seit 1990

UBA-Projektion: Nationales Klimaziel bis 2030 erreichbar Im Jahr 2023 emittierte Deutschland 10,1 Prozent weniger Treibhausgase (THG) als 2022. Das zeigen neue Zahlen des Umweltbundesamtes (UBA). Gründe sind der gestiegene Anteil erneuerbarer Energien, ein Rückgang der fossilen Energieerzeugung und eine gesunkene Energienachfrage bei Wirtschaft und Verbrauchern. Insgesamt wurden 2023 in Deutschland rund 674 Millionen Tonnen THG freigesetzt – 76 Millionen Tonnen oder 10,1 Prozent weniger als 2022. Dies ist der stärkste Rückgang seit 1990. Insbesondere der Verkehrssektor muss beim Klimaschutz aber nachsteuern. Er verfehlt seine Klimaziele erneut deutlich und liegt 13 Millionen Tonnen über dem zulässigen Sektor-Budget. ⁠ UBA ⁠-Präsident Dirk Messner ordnet die Zahlen so ein: „Mit Ausbruch des Kriegs gegen die Ukraine hatten viele die Sorge, dass wir eine Renaissance der Kohle und anderer fossiler Energieträger sehen werden. Wir wissen heute, dass das nicht passiert ist. Das liegt vor allem am sehr erfolgreichen Ausbau der erneuerbaren Energien. Das ist ein großer Schritt, der uns in den kommenden Jahren beim ⁠ Klimaschutz ⁠ helfen wird. Aber nicht in allen Sektoren stehen wir glänzend da. Vor allem der Verkehrssektor bleibt weiter ein großes Sorgenkind. Hier muss dringend mehr passieren – etwa durch den Ausbau der Elektromobilität und den Abbau des Dienstwagenprivilegs und anderer klimaschädlicher Subventionen. Mit Blick auf das Jahr 2030 bin ich zuversichtlich, dass wir die nationalen Klimaziele einhalten können. Wir sind bereits ein großes Stück beim Klimaschutz vorangekommen. Zu Beginn der Legislaturperiode gingen wir für 2030 noch von 1.100 Millionen Tonnen THG zu viel aus. Jetzt sehen wir in unseren Projektionen für 2030, dass diese Lücke geschlossen werden wird, wenn wir weiter so ambitioniert am Klimaschutz arbeiten.“ Im Sektor Energiewirtschaft sind die THG-Emissionen 2023 gegenüber dem Vorjahr um rund 51,8 Mio. Tonnen CO₂-Äquivalente bzw. 20,1 Prozent gesunken, was auf einen geringeren Einsatz fossiler Brennstoffe zur Erzeugung von Strom und Wärme zurückzuführen ist. Besonders stark war dieser Rückgang beim Einsatz von Braun- und Steinkohle sowie bei Erdgas. Gründe hierfür sind unter anderem die deutlich gesunkene Kohleverstromung, der konsequente Ausbau der erneuerbaren Energien und ein Stromimportüberschuss bei gleichzeitig gesunkener Energienachfrage. Weitere Treiber waren Energieeinsparungen in Folge von höheren Verbraucherpreisen sowie die milden Witterungsverhältnisse in den Wintermonaten. In der Industrie sanken die Emissionen im zweiten Jahr in Folge auf rund 155 Mio. Tonnen CO 2 -Äquivalente im Jahr 2023. Dies entspricht einem Rückgang von fast 13 Mio. Tonnen oder 7,7 Prozent im Vergleich zum Vorjahr. Damit liegt der Industriesektor mit rund 18 Mio. Tonnen ⁠ CO2 ⁠-Äquivalente unter seiner Jahresemissionsmenge für 2023. Auch hier wird der Emissionsrückgang durch den gesunkenen Einsatz fossiler Brennstoffe, insbesondere von Erdgas und Steinkohle, bestimmt. Wichtige Treiber dieses Trends sind die negative konjunkturelle Entwicklung und gestiegene Herstellungskosten, die zu Produktionsrückgängen führten. Auch im Gebäudesektor konnte eine Emissionsminderung von 8,3 Mio. Tonnen CO₂-Äquivalenten auf rund 102 Mio. Tonnen CO₂-Äquivalente (minus 7,5 Prozent) erreicht werden. Trotz dieser Minderung überschreitet der Gebäudesektor erneut die gemäß BUndes-Klimaschutzgesetz (KSG) erlaubte Jahresemissionsmenge, diesmal um rund 1,2 Mio. Tonnen CO₂-Äquivalente. Wesentliche Treiber für den Rückgang der Emissionen sind wiederum Energieeinsparungen aufgrund der milden Witterungsbedingungen in den Wintermonaten 2023 und höhere Verbraucherpreise. Auch der Zubau an Wärmepumpen wirkte sich positiv auf die Emissionsentwicklung im Gebäudebereich aus, da beispielsweise weniger Erdgas und Heizöl eingesetzt wurden. Im Verkehr wurden 2023 rund 146 Mio. Tonnen CO₂-Äquivalente ausgestoßen. Damit liegen die THG-Emissionen im Verkehrssektor rund 1,8 Mio. Tonnen (1,2 Prozent) unter dem Wert von 2022 und rund 13 Mio. Tonnen über der nach KSG für 2023 zulässigen Jahresemissionsmenge von 133 Mio. Tonnen CO₂-Äquivalente. Im Vorjahr waren die Emissionen noch leicht angestiegen. Angesichts der nur geringen Überschreitung im Gebäudesektor ist der Verkehr damit der einzige Sektor, der sein Ziel deutlich verfehlt und sich weiter vom gesetzlichen Zielpfad entfernt. Haupttreiber des geringen Emissionsrückgangs sind dabei aber nicht etwa effektive Klimaschutzmaßnahmen, sondern die abnehmende ⁠ Fahrleistung ⁠ im Straßengüterverkehr. Verglichen mit 2022 hat der Pkw-Verkehr 2023 dagegen leicht zugenommen. Die im vergangenen Jahr neu zugelassenen Elektrofahrzeuge im Pkw-Bestand wirken hier leicht emissionsmindernd. Projektionsdaten für das Jahr 2030: Aus den heute veröffentlichten aktuellen UBA-Projektionsdaten 2024 wird im Vergleich zum UBA-Projektionsbericht 2023 deutlich, dass die neuen Klimaschutzmaßnahmen auf nationaler und europäischer Ebene ihre Wirkung entfalten können. Mit einem ambitionierten Ausbau der erneuerbaren Energien bleiben die nationalen Klimaziele bis 2030 sektorübergreifend erreichbar. Die sogenannte kumulierte Jahresemissionsgesamtmenge zeigt sektorübergreifend bis 2030 sogar eine Übererfüllung von 47 Mio. Tonnen CO₂-Äquivalenten. Dem Ziel, im Jahr 2030 die THG-Emissionen um 65 Prozent gegenüber 1990 zu mindern, kommt Deutschland mit den aktuell vorgesehenen Maßnahmen demnach sehr nahe. Wie die Emissionsdaten zeigen auch die aktuellen Projektionsdaten, dass die Klimaschutzanstrengungen in den einzelnen Sektoren unterschiedlich erfolgreich sind. So weist der Verkehrssektor bis 2030 eine kumulierte Minderungslücke von 180 Mio. Tonnen CO₂-Äquivalenten auf. Im Sektor Gebäude werden bis 2030 wiederum 32 Mio. Tonnen CO₂-Äquivalente mehr emittiert als vorgesehen. Dahingegen übertrifft der Sektor Energiewirtschaft sein Emissionsziel um 175 Mio. Tonnen CO₂-Äquivalente, was maßgeblich auf einen gelungenen Ausbau der erneuerbaren Energien bis 2030 basiert. Auch der Sektor Industrie übertrifft laut Projektionsdaten seine gesetzlichen Vorgaben um 37 Mio. Tonnen CO₂-Äquivalente, dabei geht in den kommenden Jahren die Erholung der Industrie einher mit ihrer Dekarbonisierung. Die Sektoren Landwirtschaft sowie Abfallwirtschaft und Sonstiges übererfüllen ihre Ziele um 29 Mio. Tonnen, bzw. um 17 Mio. Tonnen CO₂-Äquivalente. Weitere Informationen: Die vorliegenden Emissionsdaten für das Jahr 2023 stellen die gegenwärtig bestmögliche Berechnung dar. Sie sind insbesondere aufgrund der zu diesem Zeitpunkt nur begrenzt vorliegenden statistischen Berechnungsgrundlagen mit entsprechenden Unsicherheiten verbunden. Die Berechnungen leiten sich aus einem System von Modellrechnungen und Trendfortschreibungen der im Januar 2024 veröffentlichten detaillierten Inventare der THG-Emissionen des Jahres 2022 ab. Die vollständigen, offiziellen und detaillierten Inventardaten zu den THG-Emissionen in Deutschland für das Jahr 2023 veröffentlicht das UBA im Januar 2025 mit der Übermittlung an die Europäische Kommission. Für die Erstellung der Projektionsdaten und des Projektionsberichts der Bundesregierung beauftragt das UBA regelmäßig ein unabhängiges Forschungskonsortium, das mit einem integrierten Modellierungsansatz abschätzt, wie sich die aktuelle Klimaschutzpolitik auf die klimaschädlichen Treibhausgasemissionen Deutschlands auswirkt. Der Fokus liegt auf den Ergebnissen in den Sektoren bis zum Jahr 2030 und auf dem Jahr 2045. Das UBA koordiniert die Arbeiten in enger Abstimmung mit den zuständigen Ressorts aller Sektoren auf Bundesebene (Energiewirtschaft, Verkehr, Industrie, Gebäude, Abfallwirtschaft, Landwirtschaft sowie ⁠ Landnutzung ⁠, Landnutzungsänderungen und Forstwirtschaft). Diese Projektionen sollten nicht als ⁠ Prognose ⁠ für kommende Jahre missverstanden werden. Für Projektionen werden Modelle eingesetzt, die eine langjährige, plausible Treibhausgasemissionsentwicklung unter den Bedingungen und Annahmen zum Zeitpunkt des Modellierungsstarts projizieren. Auftretenden Sondereffekten und unvorhergesehenen, kurzfristigen Ereignissen, wie z. B. die Energiekrise im vergangenen Jahr, sind methodisch nicht oder nur begrenzt integrierbar. Zusätzlich zu dem heute veröffentlichten Kurzpapier „Treibhausgas-Projektionen 2024 – Ergebnisse kompakt“ zu den Projektionsdaten 2024 hat das UBA bereits Anfang März 2024 die Annahmen für die Berechnung der Treibhausgasprojektionen veröffentlicht: Treibhausgas-Projektionen 2024 für Deutschland - Instrumente Treibhausgas-Projektionen 2024 für Deutschland - Rahmendaten

Entwicklung eines innovativen Vermahlungsmoduls zur ressourceneffizienten Proteinanreicherung von Leguminosen im Rahmen der Trocken-Nass-Extraktion

Aktuell stehen für die Proteinanreicherung vor allem die Trocken- und die Nassextraktion zur Verfügung. Durch die Nass-Extraktion kann durchweg ein höherer Proteingehalt erreicht werden, der Ressourcenverbrauch ist jedoch hoch, da eine erhebliche Menge Wasser benötigt wird. Die Trockenextraktion weist hingegen einen hohen Energiebedarf bei gleichzeitig geringerem Proteingehalt im Produkt auf. Aktuelle Entwicklungen beschäftigen sich daher mit der Kombination beider Produktionsverfahren im Sinne einer Trocken-Nass-Extraktion, welche jedoch weiterhin hohe Energieaufwände aufweist und sich aufgrund ihrer Komplexität bislang nicht am Markt durchgesetzt hat. Die Tietjen Verfahrenstechnik GmbH hat sich daher zum Ziel gesetzt, den ersten Prozessschritt einer Trocken-Nass-Extraktion neu zu entwickeln und energie- sowie ressourceneffizient zu gestalten. Um dies zu realisieren, soll ein neuartiger integrierter Prozess entwickelt werden, der den Vermahlungs- mit dem Sichtungsprozess in einer Anlage kombiniert und optimiert. So lassen sich verschiedene energieintensive Abläufe vereinen, wodurch eine erhöhte Effizienz erwartet wird. Das Projektvorhaben soll zudem eine gesteigerte Proteinausbeute erreichen, die unter anderem durch die Erarbeitung von funktionalen Zusammenhängen bei der Zugabe von inerten Kühlgasen erzielt werden soll. Zusätzlich soll ein harmonisiertes Aspirationsskonzept sowie ein innovatives Kühl- und Inertisierungssystem basierend auf einem neuartigen Aspirationskonzept entwickelt werden, wodurch die Stabilität und Qualität des Proteins, auch bei hohen Mahlleistungen gewährleistet und die Denaturierung des Proteins vermieden wird. Mit dieser Entwicklung möchte Tietjen eine neue Technologie für eine ressourceneffizientere und nachhaltigere pflanzliche Proteingewinnung realisieren. Das innovative Vorhaben ist ein Sprung in der Technik und somit die Grundlage für eine neue Verfahrensgeneration für die Proteinanreicherung.

Nachhaltige Schiffskabinen für eine Kreislaufwirtschaft im Schiffbau, Vorhaben: Zukunftsfähiges, energieeffizientes, dezentrales Kühl- und Heizsystem

Auswirkungen von Wasserstoff als Brennstoff auf die Anlagenbetriebsweise und Produktqualität in industriellen Prozessen am Beispiel der Textilveredlung, Teilvorhaben: Entwicklung und Untersuchung von Brennern mit variablem H2-Anteil im Brenngas u e dynamischen Gasmischanlage für H2/CH4-Gemische

Zu den übergeordneten Zielen des Projektvorhabens gehört die Reduzierung des CO2-Fußabdrucks der in Europa erzeugten oder nach Europa importierten Textilien. Die hier geplante Forschung und Entwicklung kann den CO2-Fußabdruck im entscheidenden Maße beeinflussen. Gleichzeitig kann mit der Textilbranche die zweitgrößte Konsumgüterbranche der Welt einen wesentlichen Beitrag zum Klimaschutz leisten. Dazu soll im Rahmen des Forschungsvorhabens ein Spannrahmentrockner für die Textilveredlung entwickelt werden, der bei Bereitstellung unterschiedlicher Erdgas-Wasserstoff-Gemische - bis hin zu 100% Wasserstoff in der Brenngasversorgung - zuverlässig arbeitet und Produkte mit hoher Qualität herstellt. Im Zentrum des Vorhabens steht mit dem Spannrahmentrockner eine der am häufigsten in der Textilveredlung zum Einsatz kommende Thermomaschine. Hierbei handelt es sich um einen Konvektionstrockner, der nasse Textilien im Anschluss an die Vorbehandlung, Farbgebung, Ausrüstung oder Beschichtung durch Anströmen mit heißer Luft aus einem in der Regel erdgasbetriebenem Brenner trocknet (etwa 150 Grad C Betriebstemperatur) oder aber auch trockene Ware und Spezialausrüstungen (bei Temperaturen größer als 170 Grad C) fixiert oder kondensiert. Die installierte Heizleistung eines durchschnittlichen Spannrahmens von 2 bis 3 MW und die mittlere benötigte Wärmemenge von 3.600 kJ pro kg Ware verdeutlichen den hohen Energiebedarf einer solchen Thermomaschine. Während des Betriebes steht die textile Ware in unmittelbarem Kontakt mit dem Abgas des Brenners.

Nachhaltige Kälte- und Wärmeversorgung urbaner Räume mittels Fernkälte- bzw. Fernwärmenetzen unter dem Einsatz energieeffizienter und HFKW-freier Techniken

Durch den Klimawandel steigt der Bedarf an Komfortklimakälte auch in Deutschland stetig an. Viele Bestandsgebäude werden mit Klimatechnik auf- oder nachgerüstet, Neubauten im Nichtwohngebäudebereich werden selten ohne maschinelle Klimatisierung errichtet. Der Bedarf wird meist gebäudeindividuell ermittelt und die entsprechende Technik installiert. Durch den Anschluss an ein Fernkältenetz entfallen wesentliche Komponenten wie Kältemaschine(n) und Rückkühlwerk, was nicht nur den Raum zur Aufstellung dieser einspart, sondern die Kunden auch von der Einhaltung der damit verbundenen Verordnungen (z.B. 42. BImSchV, F-Gas-V) befreit. Ähnliches gilt analog für Fernwärmenetze. Durch die zentrale Bereitstellung von Kaltwasser ergeben sich mehrere positive Umwelt- und Wirtschaftlichkeitseffekte: Der aggregierte Energiebedarf ist abzüglich der Leitungsverluste ca. 40-50% niedriger gegenüber der gebäudeindividuellen Lösung. Die Spitzenlast eines Fernkältenetzes ist niedriger als die der Gebäude mit eigenem System aufsummiert, dementsprechend fällt die installierte Leistung niedriger aus (Ressourcen- und Investitionskostenersparnis). Lastverschiebungen durch Eisspeicher sind in zentralen Einrichtungen mit dem nötigen Fachpersonal einfacher und effizienter zu betreiben als in den einzelnen Gebäuden. Weiterhin sind in Fernkältezentralen oftmals verschiedene Techniken zur Deckung des Kältebedarfs (Kompressionskälte, Absorptionskälte, Nutzung von natürlicher Kälte (Flüsse, Stadtbäche, Seen, Brunnenkühlung)) installiert, die je nach Situation nahe am optimalen Betriebspunkt eingesetzt werden können. Die Hürden, Kältemaschinen mit umweltfreundlichen natürlichen Kältemitteln wie z.B. Ammoniak und Kohlenwasserstoffe einzusetzen, sind in Fernkältezentralen deutlich niedriger als in den Einzelgebäuden (insbesondere im Bestand).

Analyse der Wasserwirtschaft in Waermekraftwerken

Die Technologien thermischer Kraftwerke zur Deckung des Strombedarfs werden nach heutigem Wissensstand in absehbarer Zukunft nicht auf die Nutzung von Wasser verzichten koennen. Die dabei entstehende thermische Belastung der Gewaesser laesst sich mit geeigneten Massnahmen verringern. Diese Reduzierung ist jedoch durch die zunehmende Anwendung der nassen Rueckkuehlung mit Verdunstungsverlusten verbunden. Ein Abflussdefizit ist die Folge. Bei geringer Wasserfuehrung des Flusses kann daher die Stromerzeugung zu Nutzungseinbussen der uebrigen Anlieger fuehren. Vor diesem Hintergrund ergab sich die Notwendigkeit, neben der Kuehlung auch die uebrigen wassernutzenden Prozesse im Kraftwerk wie Verbrennung, Dampferzeugung, Zusatzwasser-Aufbereitung fuer die verschiedenen Kreislaeufe usw. auf ihre Verdunstung hin zu untersuchen, um in Abhaengigkeit von Technologie und Energiequelle ihre Einfluesse auf den Wasserhaushalt darlegen zu koennen. Durch Vergleich dieser Verluste mit der Wasserfuehrung der Fluesse werden Moeglichkeiten der Kraftwerksplanung nach wassermengenorientierten Gesichtspunkten entwickelt.

Bedarfsgerechte Automatisierung der Freiflächen- und Tröpfchenbewässerungstechnik mittels on-site IOT-Sensorik, unterstützt durch Satellitentechnik, Teilprojekt C

Bedingt durch den Klimawandel sind landwirtschaftliche Kulturpflanzen vermehrt Wasserstress und Frostschäden ausgesetzt. Gleichzeitig prognostiziert die FAO einen Anstieg des globalen Wasserbedarfs um 55% (Landwirtschaft um 11%), bei einem Anstieg der gesamten beregneten Fläche um 6% bis 2050. Diese Problematik, kombiniert mit dem Bevölkerungsanstieg, wachsendem Energiebedarf und dem Rückgang der nutzbaren landwirtschaftlichen Fläche in den Industriestaaten, verlangt nach Lösungen. Ein bedarfsgerechter, energiesparender und effizienter Einsatz der Ressourcen Wasser und Energie ist erforderlich, um eine zukunftsfähige und nachhaltige Bewässerung zu gewährleisten und der steigenden Nutzungskonkurrenz, um die Ressource Wasser, zu begegnen. Während eine automatisierte Bewässerung im Gewächshaus bereits Stand der Technik ist, wird die Freiflächen und Tröpfchenbewässerung wie z.B. im Gemüse bzw. Obstbau überwiegend manuell auf Basis von Erfahrungswerten der Anbauer oder aufgrund fest geplanter Bewässerungsintervalle durchgeführt. Dies führt in der Regel zu hohen Bewässerungsgaben und kann weiterhin zu Nährstoffauswaschungen führen. Ziel dieses Projektes ist es daher, Daten aus den unterschiedlichsten Quellen auf einer intelligenten Service-Plattform miteinander zu verknüpfen, um dadurch über eine digitale Entscheidungsunterstützung, eine bedarfsgerechte und (teil-)automatisierte Bewässerung zu ermöglichen. Gerade die Integration lokaler Sensoren in einem multivariaten Ansatz, soll dabei auch der zunehmenden Entwicklung von teilabgedeckten Agrarflächen durch Agri-Photovoltaik-Anlagen, Folien und Netzen gerecht werden. Kern des Projekts ist dabei ein Cloud-basierter Bewässerungsplaner, der sich automatisiert an die on-Site gemessenen Klimaparameter, sowie den aktuellen phänologischen Bedingungen in Echtzeit anpasst. Der Planer wird dann mit den bestehenden Systemen der Projektpartner vernetzt, um die Ausführung der Bewässerung zu (teil)-automatisieren.

Energy balance for locally-grown versus imported apple fruit

This commentary compares the primary energy requirement for apples (cultivar 'Braeburn'), which wem either imported or locally-grown in Meckenheim, Germany. Imported appies of the same cultivar wem grown in a Southern hemisphere winter in Nelson, Southland, New Zealand, and were picked at the end of March with subsequent 28 d transport by sea for sale in April in Germany. Locally-grown apples (cultivar 'Braeburn') were picked in mid-October and required a primary energy of nearly 6 MJ/kg of fruit including 0.8 MJoule/kg for five months CA storage at 1 degree C during a Northern hemisphere winter until mid-March. This compared favourably with 7,5 MJoule/kg for overseas shipment from New Zealand, i.e. a ca. 27 percent greater energy requirement for these imported fruits. Overall, the primary energy requirement of regional produce, stored several months an-site, partially compensated for the larger energy required to Import fresh fruit from overseas. This result is in marked contrast to reported overestimares of a reported up to 8-fold energy requirement for domestic versus imported apple juice concentrate. Our own findings of km primary energy required for domestic apple fruit is discussed with respect to providing local employment, fruit orchards preserving the countryside, quality assurance systems for local fruit such as QS and EUREP-GAP, networking and other factors favouring regional production.

Bewertung natürlicher, organischer Faserdämmstoffe

An der Notwendigkeit eines verstärkten Einsatzes von Wärmedämmstoffen im Hochbau zur Reduzierung der CO2 -Emissionen besteht seit dem Klimaschutzgipfel von Rio de Janeiro 1992 kein Zweifel mehr. Deutschland verpflichtete sich dort, die CO2 -Emissionen bis zum Jahr 2005 um 30 Prozent gegenüber dem Vergleichsjahr 1987 zu verringern. Mit Einführung der Wärmeschutzverordnung WschVO 1994 wurde der Heizenergiebedarf um 30 Prozent, mit seit 2001 gültigen Energieeinsparverordnung EnEV um weitere 25-30 Prozent verringert. Die gestiegenen Anforderungen an den Wärmeschutz bewirkten ein Wachstum des deutschen Dämmstoffmarkts von 1992 bis 1997 um ca. 50 Prozent. Zeitgleich entwickelte sich bei den Verbrauchern ein Bedürfnis nach natürlichen, ökologischen und gesunden Baustoffen, das die Markteinführung einer Reihe von natürlichen, organischen Faserdämmstoffen (NOFD) zusätzlich begünstigte. Diese Dämmstoffe basieren aus der Rohstoffbasis von (Alt-) Papier, Schafwolle, Baumwolle, Holz, Kokos, Flachs, Hanf, etc. Im Gegensatz zu den herkömmlichen Dämmstoffen, wie z.B. Mineralwollen und Hartschäume, sind die Emissionen bei der Herstellung, Verarbeitung und in der Nutzungsphase der natürlichen Dämmstoffe noch nicht restlos geklärt. Ziel des Forschungsvorhabens war es daher, Informationsdefizite abzubauen und für die einzelnen Dämmstoffgruppen und Einbaumethoden eine exemplarische Datenbasis über Belastungen beim Einbau und in der Nutzungsphase zu schaffen. In den Untersuchungsumfang aufgenommen wurden Produkte, die über eine Zulassung des Deutschen Instituts für Bautechnik verfügen bzw. genormt sind. Für die gesamte Bandbreite der natürlichen, organischen Faserdämmstoffe wurden in der reellen Baupraxis die unterschiedlichen Einbringmethoden (offenes Aufblasen feucht und trocken, Sprühverfahren, Einblasen, manueller Einbau von Matten und Platten) in die verschiedenen Einbaustellen (Boden, Wand, Decke, Dach) erfasst.

Hochleistungs-Halbleiter für eine energieeffiziente Hoch-spannungs-Gleichstrom-Übertragung

Die neue Bundesregierung hat im Koalitionsvertrag festgelegt, dass im Jahr 2030 80% des Strombedarfs aus erneuerbaren Energien stammen sollen. Offshore Windenergie ist ein wesentlicher Bestandteil dieser ehrgeizigen Ziele. Die Kapazitäten sollen auf mindestens 30 GW in 2030, 40 GW in 2035 und 70 GW in 2045 ausgebaut werden. Die Anbindung der Windparks an das Verbundnetz erfolgt dann über Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung, genauso wie der Transport der elektrischen Energie in die Verbrauchszentren West- und Süddeutschlands. Damit wird auch der Wirkungsgrad der Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung noch wichtiger. Größter Hebel - sowohl für die Wirkungsgradverbesserung als auch für die Reduktion der Investitionskosten der HGÜ Konverter - ist dabei die Reduktion der Anzahl der in Reihe geschalteten Submodule. Die Reihenschaltzahl ist durch die Sperrspannung der verwendeten Leistungshalbleiter bestimmt. Um die genannte Einsparziele zu erreichen, muss eine ganze Reihe innovativer Lösungen erforscht werden. Der Konverter muss für eine höhere Spannung pro Submodul geeignet sein, die Submodule müssen für die höhere Betriebsspannung ertüchtigt werden, vor allem aber - und dies ist die zentrale Innovation - muss die Sperrspannung der IGBT Module von 4500 V auf 6500 V angehoben werden, ohne dass die Verluste dabei signifikant steigen. Um dieses Ziel erreichen zu können, sind daher grundlegende Forschungsarbeiten an verschiedenen Stellen erforderlich. Es müssen sowohl die Chiptechnologie von IGBT und Diode, die Aufbau- und Verbindungstechnik im Modul als auch die Ansteuertechnik substantiell verbessert werden und kontinuierlich im Wechselspiel auf ihren Nutzen und ihre Umsetzbarkeit für zukünftige HGÜ Anlagen geprüft und co-optimiert werden.

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