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Smart Domestic Appliances in Sustainable Energy Systems

Redox processes along gradients

The relevance of biogeochemical gradients for turnover of organic matter and contaminants is yet poorly understood. This study aims at the identification and quantification of the interaction of different redox processes along gradients. The interaction of iron-, and sulfate reduction and methanogenesis will be studied in controlled batch and column experiments. Factors constraining the accessibility and the energy yield from the use of these electron acceptors will be evaluated, such as passivation of iron oxides, re-oxidation of hydrogen sulfide on iron oxides. The impact of these constraints on the competitiveness of the particular process will then be described. Special focus will be put on the evolution of methanogenic conditions in systems formerly characterized by iron and sulfate reducing condition. As methanogenic conditions mostly evolve from micro-niches, methods to study the existence, evolution and stability of such micro-niches will be established. To this end, a combination of Gibbs free energy calculations, isotope fractionation and tracer measurements, and mass balances of metabolic intermediates (small pool sizes) and end products (large pool sizes) will be used. Measurements of these parameters on different scales using microelectrodes (mm scale), micro sampling devices for solutes and gases (cm scale) and mass flow balancing (column/reactor scale) will be compared to characterize unit volumes for organic matter degradation pathways and electron flow. Of particular interest will be the impact of redox active humic substances on the competitiveness of involved terminal electron accepting processes, either acting as electron shuttles or directly providing electron accepting capacity. This will be studied using fluorescence spectroscopy and parallel factor analysis (PARAFAC) of the gained spectra. We expect that the results will provide a basis for improving reactive transport models of anaerobic processes in aquifers and sediments.

Landwirtschaft (Pirna)

Die Arbeitsschwerpunkte der ISS Pirna im Bereich Landwirtschaft umfassen: 1. Investitionsförderung (Beratungsleistungen, Antragsprüfung, Überwachung der Bewilligungsauflagen, Betriebsübergabe/-aufgabe, landwirtschaftliche Versicherungen, Einkommenskombinationen, Direktvermarktung, erneuerbare Energien, Biogas, tierartgerechter Stallbau, Immissionsschutz, Energieeffizienz, umweltschonender Maschineneinsatz). 2. Umsetzung des Fachrechts im Pflanzenbau (Beratung im Rahmen des Programmes "Umweltgerechte Landwirtschaft", reduzierter Mitteleinsatz im Pflanzenschutz, bedarfsgerechte Düngung, bodenschonende Maßnahmen, Erosionsschutz, Lebensmittelsicherheit, Qualitätserzeugung, Cross Compliance, phytosanitäre Fragen, Sortenwahl, Anbau, ökologischer Landbau). 3. Umsetzung des Fachrechts in der Tierhaltung (artgerechte Nutztierhaltung, Verbraucherschutz, Tierkennzeichnung, Viehverkehrsverordnung, betriebliche Managementsysteme, Cross Compliance, umweltschonene Fütterungsverfahren, Weideverfahren, Landschaftspflege). 4. Aus- und Fortbildung (Beratung zu Ausbildungsberufen in der Agrar- und Hauswirtschaft sowie Fördermöglichkeiten, Berufsausbildung, Anerkennung von Ausbildungsstätten, Mitwirkung in der Aus-, Fort- und Weiterbildung [Prüfungsausschüsse, Unterricht, Organisation u.a. Meister, externe Lehrgänge]) sowie Erzeuger-Verbraucher-Dialog.

Landwirtschaft (Zwönitz)

Die Arbeitsschwerpunkte der ISS Zwönitz im Bereich Landwirtschaft umfassen: 1. Investitionsförderung (Beratungsleistungen, Antragsprüfung, Überwachung der Bewilligungsauflagen, Betriebsübergabe/-aufgabe, landwirtschaftliche Versicherungen, Einkommenskombinationen, Direktvermarktung, erneuerbare Energien, Biogas, tierartgerechter Stallbau, Immissionsschutz, Energieeffizienz, umweltschonender Maschineneinsatz). 2. Umsetzung des Fachrechts im Pflanzenbau (Beratung im Rahmen des Programmes "Umweltgerechte Landwirtschaft", reduzierter Mitteleinsatz im Pflanzenschutz, bedarfsgerechte Düngung, bodenschonende Maßnahmen, Erosionsschutz, Lebensmittelsicherheit, Qualitätserzeugung, Cross Compliance, phytosanitäre Fragen, Sortenwahl, Anbau, ökologischer Landbau). 3. Umsetzung des Fachrechts in der Tierhaltung (artgerechte Nutztierhaltung, Verbraucherschutz, Tierkennzeichnung, Viehverkehrsverordnung, betriebliche Managementsysteme, Cross Compliance, umweltschonene Fütterungsverfahren, Weideverfahren, Landschaftspflege). 4. Aus- und Fortbildung (Beratung zu Ausbildungsberufen in der Agrar- und Hauswirtschaft sowie Fördermöglichkeiten, Berufsausbildung, Anerkennung von Ausbildungsstätten, Mitwirkung in der Aus-, Fort- und Weiterbildung [Prüfungsausschüsse, Unterricht, Organisation u.a. Meister, externe Lehrgänge]) sowie Erzeuger-Verbraucher-Dialog.

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.

KI gestützte Produktionsplanung und -steuerung für die Oberflächentechnik, KI-PrOT: KI gestützte Produktionsplanung und -steuerung für die Oberflächentechnik

Energie- und Kohlenstoff-Roadmap für die europäische Chemieindustrie

Ecofys unterstützte den CEFI, bei der Entwicklung und Ausarbeitung der Energie- und Kohlenstoff-Roadmap 2050 . Die Roadmap untersucht, welche Rolle die Chemieindustrie langfristig betrachtet in einem energieeffizienten und emissionsarmen Europa der Zukunft spielen kann. In vier versch. Szenarien werden die zukünftige Nachfrage nach und damit die Produktion von Produkten der chemischen Industrie bis 2050 sowie die Entwicklung und der Einsatz von Energieeffizienz- und kohlenstoffarmen Technologien bewertet. Die Szenarien unterscheiden sich dabei hinsichtlich ihrer Annahmen zum energie- und klimapol. Umfeld in Europa und dem Rest der Welt, zur Entwicklung von Energie- und Rohstoffpreisen sowie der Geschwindigkeit, mit welcher relevante Innovationen voranschreiten. Die Studie untersucht ebenfalls, welche Rolle der europäischen Chemieindustrie in der Bereitstellung von Energieeffizienz- und kohlenstoffarmen Lösungen für andere Wirtschaftsbranchen zukommen kann. Die Studie kommt zu dem Schluss, dass Produkte der chemischen Industrie in allen Wirtschaftsbereichen Verbesserungen in der Energieeffizienz und der Minderung von Treibhausgasemissionen ermöglichen, wobei sich diese Rolle der Chemieindustrie künftig noch verstärken dürfte. Weiterhin wird in der Studie deutlich, dass die Preisdifferenzen, welche für Energie und Rohstoffe im Vergleich zu den wichtigsten Wettbewerbsregionen bestehen, die globale Wettbewerbsfähigkeit der europäischen Chemieindustrie gefährden. Eine auf Europa beschränkte und nicht global abgestimmte Energie- und Klimapolitik, welche zu höheren Kosten der europäischen Produktion führt, würde die Wettbewerbsfähigkeit weiter schwächen und zu einer geringeren Produktion in Europa und damit zu vermehrten Importen von chemischen Produkten nach Europa führen. Die Verbesserung der Energieeffizienz wird den größten Beitrag leisten, die zukünftigen Treibhausgasemissionen der europäischen Chemieindustrie zu reduzieren. Des Weiteren können alternative Brennstoffe zur Erzeugung von Prozesswärme sowie die Vermeidung von Lachgasemissionen sich positiv auf die Emissionsminderung auswirken. Darüber hinaus bergen die Dekarbonisierung des Stromsektors und nach 2030 auch die CCS-Technologie zusätzliche Emissionsminderungspotentiale. Wachstum und Innovation wird dabei in den kommenden Jahren bei der Erzielung realer Emissionsminderungen eine entscheidende Rolle zukommen. Angesichts dieser Ergebnisse appelliert die Studie an die politischen Entscheidungsträger, die energie- und klimapolitische Rahmenbedingungen derart zu gestalten, dass Anreize für ein nachhaltiges und effizientes Wachstum der chemischen Industrie geschaffen werden, um die Attraktivität für Investitionen zu steigern und weitere Innovationen zu fördern. Die Studie liefert wertvollen Input für die Diskussion zur europäischen Energieversorgung sowie der post 2020 Klima und Industriepolitik. Ecofys kam die Rolle der Projektkoordination zu und lieferte zudem unabhängige analyt. Beiträge.

Vernetzte lokale Klimatisierungssysteme zur Steigerung der Gesamtenergieeffizienz von Gebäuden, Teilvorhaben: Energetische Potenzialabschätzung von PECS und Berücksichtigung in Normung und Standardisierung sowie Mitarbeit im IEA-EBC Annex 87

Untersuchungs- und Entwicklungsvorhaben, Bereich Abwasser, Themenbereich 'Energie- und Klimaschutz' - Einzelauftrag 8 'Optimierung der Brennstoffzellentechnik', Phase 2 Ergänzungsauftrag 'Optimierung der Brennstoffzellentechnik in der Abwasserbeseitigung'

Vertragsgegenstand ist die Phase 2 des Forschungs- und Entwicklungsvorhaben 'Optimierung der Brennstoffzellentechnik in der Abwasserbeseitigung' im Rahmen des Themenschwerpunkt 'Energie- und Klimaschutz: Entwicklung energiesparender und energieeffizienter Verfahren, Techniken und Konzeptionen der Abwasserbeseitigung und Abwasserbehandlung; energiesparende Optimierung bestehender Verfahren zur Abwasserableitung und Abwasserbehanlung'.

Energieeffizienz und Klimaschutz: Modularer Lastverteilungsrahmen zur energie- und umweltschonenden Nutzlasterhöhung von Ladekranfahrzeugen, Teilprojekt 2: Datenerhebung, Konstruktion und Rahmenfertigung für Ladekran-LKW für Hochlogistikaufgaben im Baugewerbe

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