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Oekologische Verwertung von Alt- und Restholz bei der Asphaltherstellung als regenerativen Energietraeger

Eine Verbesserung der Erfassungs- und Verwertungsquoten fuer Alt- und Restholz sowie eine Minimierung des Transportaufwandes soll durch den Einsatz in dezentralen Verbrennungsanlagen ermoeglicht werden. Zur Asphaltherstellung werden enorme Mengen an Energie benoetigt, fuer die momentan die fossilen Energietraeger Oel und Gas eingesetzt werden. Diese Energie liesse sich aber prinzipiell mit dem nachwachsenden CO2-neutralen Energietraeger Holz abdecken. Die in der BRD flaechendeckend verbreiteten ca. 850 Asphaltmischanlagen stellen somit ein potential an dezentralen Alt- bzw. Restholzverbrennungsanlagen dar. Des weiteren besteht durch eine ergaenzende Verwertung der Holzasche als Fuellmaterial in der Asphaltproduktion die Moeglichkeit zur Schliessung des Verwertungskreislaufs. In diesem Projekt soll dieser bislang nicht beschrittene Verwertungsweg durch gezielte Zusammenstellung und Aufarbeitung vorhandenen Wissens und durch unterstuetzende Untersuchungen verifiziert werden.

Transaktionskosten theoretische Analyse des Holztransportes in Deutschland

In Deutschland wird deutlich weniger Waldholz geerntet als nachwächst. Dies ist aus der Perspektive der Ressourcenökonomik ein unerwünschter Zustand. Ursächlich könnten die zu hohen Kosten der Holzbereitstellung sein.

Errichtung eines mit Altholz befeuerten Biomasse-Heizkraftwerks mit optimierter Wärmenutzung

Das Unternehmen wird in Dresden-Niedersedlitz ein mit Altholz befeuertes Biomasse-Heizkraftwerk errichten. Stündlich werden dort etwa 6 Tonnen Altholz aus dem städtischen Altholzaufkommen, den Altholzfraktionen des Sperrmüllaufkommens und dem örtlichen Bauabbruchholzes eingesetzt werden. Die Anlage ist so konzipiert, dass sie auf den Altholzanfall der Stadt Dresden zugeschnitten ist. Unnötige Transporte über größere Strecken unterbleiben. Die Energieerzeugung erfolgt in Kraft-Wärme-Kopplung. Der erzeugte Strom soll auf Basis des Erneuerbare-Energien-Gesetz ins Stromnetz des örtlichen Netzbetreibers eingespeist werden. Fernwärme wird für ein Industrie- und Gewerbegebiet und für das Stadtgebiet von Heidenau ausgekoppelt. Der Modellcharakter der Anlage besteht darin, dass die Errichtung des Biomasseheizkraftwerks und die Sanierung des bestehenden (Alt-)Wärmenetzes ein energetisches Gesamtkonzept darstellen. Dadurch soll der spezifische Energiebedarf für die Wärmebereitstellung um 35 Prozent gesenkt werden. Kraft-Wärme-Kopplung spielt bisher bei Altholzanlagen vergleichbarer Größenordnung außerhalb der Holzwerkstoffindustrie i.d.R. eine untergeordnete oder gar keine Rolle. Mit dem Vorhaben soll erstmals in Deutschland in einem Altholzheizkraftwerk eine Rostfeuerung mit einem Horizontalkessel errichtet werden. Die vorgesehene Bauart verspricht deutlich höhere Verfügbarkeit als bei herkömmlichen Anlagen mit vertikal aufgesetztem Kessel und höhere Nutzungsgrade. Eine ebenfalls erstmals für Holzfeuerung eingesetzte spezielle Bauart der Rostfeuerungstechnik ermöglicht es, Holzstücke mit einer Kantenlänge von bis zu 500 mm zu verwenden. Dies reduziert den energetischen Aufwand für die Zerkleinerung des eingesetzten Holzes sowie die Staub- und Lärmbelastung. Mittels aufwendiger Simulationsrechnungen konnten Feuerraumgeometrie sowie Luftdüsenanordnung optimiert und dadurch die Entstehung von Stickoxiden und Kohlenmonoxid reduziert werden. Durch die Nutzung von jährlich 47.000 Tonnen Altholz können 32.000 Tonnen CO2-Emissionen pro Jahr vermieden werden. Daher trägt das Vorhaben insbesondere zur Erreichung des im nationalen Klimaschutzprogramm der Bundesregierung formulierten CO2-Minderungsziels und des dort festgeschriebenen Verdopplungsziels für den Anteil erneuerbarer Energien an der Stromerzeugung und am Energiemix bis 2010 bei. Darüber hinaus kann ein ansonsten anfallender Frischwasserbedarf von etwa 250.000 m3 und ein Abwasseranfall von etwa 150.000 m3 durch ein Luftkühlerkonzept eingespart werden. Der erforderliche Strombedarf wird durch die eingesetzte Technik minimal gehalten.

Solarthermie-Demonstrationsanlage Katholische Jugendfreizeitstätte Kleinkühren

Gebäudecharakteristik und Konzeption der Anlagentechnik: Die Jugendbildungsstätte 'Kührener Brücke' ist eine Einrichtung mit 36 Betten und Vollverpflegung, überwiegend für Kinder- und Jugendgruppen. Es ist ein massives Haus mit Satteldach, Bruttogeschossfläche: 1.220 qm. Die Kollektorfläche beträgt 17,6 qm. Die 8 Kollektoren sind in das Süddach des Anbaus integriert, bei einer Dachneigung von 40 Grad. Die Anlage dient zur Deckung des Warmwasserverbrauchs der Hausgäste und der Familie der Hauswirtschaftsleiterin, die ganzjährig im Hause wohnen. 1 Solarspeicher mit Schichtenladevorrichtung und einem Gesamtvolumen von 750 l. Geplante Maßnahmen zur Verbreitung: - In unserer Neuen Kirchenzeitung ist ein Artikel über die Solaranlage erschienen. - Ein neuer Hausprospekt mit Darstellung der Solaranlage ist erstellt worden. - Ein Wochenende für Jugendliche zur Solarenergie in Zusammenarbeit mit dem Kreisjugendring Plön fand im März 2001 statt. - Im Dezember 2000 feierte die Kührener Brücke 25jähriges Bestehen und auch bei dieser Gelegenheit wurde unseren Gästen die Solaranlage vorgestellt. - Die Kührener Brücke mit der Solaranlage wurde an unserem Stand auf dem Katholikentag in Hamburg vorgestellt. - Beim Landeskindertag im Jahr 2001 in der Kührener Brücke wurde die Solarenergie vorgestellt. Fazit: Wir haben hundert Kinder und Jugendliche mit dem Thema Sonnenenergie zumindest in Berührung gebracht. Wir haben viele Multiplikatoren aus den Kirchengemeinden mit dem Thema Solarenergie und erneuerbare Energien vertraut gemacht. Weiterhin durchlaufen viele Kinder, Jugendliche und Erwachsene die 'Kührener Brücke' und stoßen auf die Solarenergie. Das Bewusstsein für die Umwelt ist bei Kindern und Jugendlichen zur Zeit nicht sehr groß. Gerade deshalb ist die finanzielle Unterstützung für Solaranlagen auf öffentlichen Gebäuden sehr wichtig und die Maßnahmen zur Verbreitung ein wichtiger Baustein um die Menschen für erneuerbare Energien zu sensibilisieren. Unter den gleichen finanziellen Bedingungen würden wir es wieder machen. Gerade die begleitenden Maßnahmen haben auch zu einer Profilierung der Landesstelle der katholischen Jugend geführt.

Optimierung einer betrieblichen Biogasanlage zur Erzeugung von Elektro- und Thermoenergie aus Guelle und nachwachsenden Rohstoffen

Die 1993 in Kraft getretene TA Siedlungsabfall schreibt fuer anfallende Bioabfaelle eine biologische Behandlung durch die entsorgungspftichtige Koerperschaft vor. Eine weitgehende Inertisierung wird bei gleichzeitigem Energiegewinn mit Hilfe von Biogasverfahren erreicht. Diese regenerative Energieerzeugung soll durch Einsatz nachwachsender Rohstoffe als Zuschlagstoff von unregelmaessig anfallenden Abfallzuschlagstoffen unabhaengig werden. Die nachwachsenden Rohstoffe koennen im Rahmen des Flaechenstillegungsplanes auf stillgelegten Iandwirtschaftlichen Flaechen angebaut und zur Verbesserung der Lagerfaehigkeit sowie zur Erhoehung der Biogasausbeute siliert werden. Durch Anreicherung von Guelle mit Lebensmittelabfaellen laesst sich von einer Freiland-Biogasanlage die Raumbelastung von 1,5 auf 7 kg OTS/m3 steigern und die erzeugte Elektro- und Thermoenergie um etwa das Sechsfache erhoehen. Die aus zwei einstufigen 500 mn Biogasreaktoren bestehende Anlage entsorgt 50 mn/d Guelle und 10 mn/d kommunale und gewerbliche Abfaelle. Zur weiteren Optimierung der Guelleanreicherung sowie zur kontinuierlichen Auslastung der Anlage und Energieerzeugung werden als Zuschlagstoffe nachwachsende Rohstoffe wie Knaulgras und geeignete Silierungsverfahren untersucht. Die Freiland-Biogasanlage ist von der Fa. Biophil durch eine Abfallvorbehandlungsanlage erweitert worden und wird in Kooperation mit der TFH weiter optimiert. Die Versuche zur Auswahl und Vorbehandlung der Guellezuschlagstoffe werden in Biogaslaboranlagen durchgefuehrt und ausgewaehlte Ansaetze in der Freilandanlage ueberprueft.

Netzwerk erneuerbare Energien, Konkrete Einbeziehung erneuerbarer Energiequellen in die Energieversorgung von Kommunen

Umsetzungsstrategien fuer erneuerbare Energien in sechs europaeischen Staedten: Ziel dieses Forschungsprojektes war es, die nutzbaren Potentiale von erneuerbaren Energien auf kommunaler Ebene zu analysieren und konkrete Handlungsvorschlaege und Anlagenkonzepte zu deren verstaerkten Integration zu entwickeln. Die Untersuchung erstreckte sich auf sechs Staedte/ Stadtwerke in drei EU-Laendern (Deutschland: Pforzheim, Ettlingen; Frankreich: Besancon, Rochefort; Portugal: Funchal, Braganca). Fuer jede Stadt wurde ein umfassendes integratives Konzept zur maximalen Nutzung der erneuerbaren Energiequellen bis zum Jahre 2010 entwickelt. Darin wurde das konkrete Ziel gesetzt, bis zum Jahre 2010 15 Prozent des dann zu erwartenden Primaerenergiebedarfes durch erneuerbare Energien bereitzustellen. Besonderes Augenmerk lag auf dem lokalen Energiemarkt und den 'Makro-Akteuren', die bei der Foerderung der erneuerbaren Energien eine wichtige Rolle spielen. Diese Akteure wurden gezielt angesprochen und in die Entwicklung des Konzeptes einbezogen, um die Umsetzungschancen zu verbessern.

Entwicklung von Biomasse-Sonnenblumen

Seit Inkrafttreten des 'Erneuerbaren Energie Gesetzes' im Jahr 2000 hat die Erzeugung und Nutzung von Biogas erheblich zugenommen. In zunehmendem Maße werden als Gärsubstrate Nachwachsende Rohstoffe eingesetzt. Verwendet werden hierbei Pflanzenarten bzw. Fruchtfolgen, die einen möglichst großen Trockenmasseertrag liefern. In einer Energiepflanzenfruchtfolge wäre die Stellung der Sonnenblume nach einer früh geernteten Winterung (z. B. Roggen-Ganzpflanzensilage) sinnvoll. Mit diesem Projekt soll geklärt werden, ob es möglich ist, Sonnenblumen zu konkurrenzfähigen Biomassepflanzen zu entwickeln.

Computertomographisches Labor für datenbasierte Materialmodellierung und Werkstofforschung für nachhaltiges Holzresourcenmanagement und effiziente Holzverwertung

Holz ist eine wichtige und zuverlässige CO2-Senke und gleichzeitig eine nachwachsende Ressource als Grundlage für Bau- und Werkstoffe. Aufgrund der Klimaänderungen ändern sich die Wachstumsbedingungen, die Holzarten reagieren unterschiedlich auf die Herausforderung. Aufgabe der Forschung zur Waldwirtschaft ist es, den Wald nachhaltig zu erhalten, frühzeitig Änderungen zu erkennen und Vorhersagemodelle für Wachstum, Baumarten und Erhaltungsmaßnahmen auf zu stellen. Hierbei helfen Datenfernerkundung und zerstörungsfreie Untersuchungsmethoden. Die Dichteverteilung innerhalb eines gewachsenen Baumstammes erlaubt Rückschlüsse auf die Wachstumsbedingungen und die Eigenschaften des Holzes. Durch eine computertomographische Untersuchung kann die Dichtefunktion als dreidimensionales digitales Modell erstellt und zur weiteren Informationsverarbeitung herangezogen werden. Durch die Verknüpfung mit weiteren Daten, z. B. Klimadaten oder Daten aus Geoinformationssystemen und Fernerkundung, sollen standortspezifische Vorhersagemodelle zur Holzqualität oder zukünftige Waldumbau-, Bewirtschaftungs- und Schutzmaßnahmen im Wald ermöglichen. Holz gewinnt im Bauwesen zunehmend an Bedeutung, da aufgrund der guten Trageigenschaften energieintensive Materialien wie Stahlbeton oder andere mineralische Baustoffe teilweise substituiert werden können. Aufgrund des zunehmenden Einsatzes und schwierigeren Wachstumsbedingungen ist es notwendig, den Rohstoff Holz besser auszunutzen, die Bearbeitungsprozesse zu optimieren und neue Holzarten zu erschließen. Holz ist ein anisotroper, inhomogener Werkstoff, dessen Festigkeitseigenschaften wesentlich von der Faserrichtung, der Dichte und den Holzmerkmalen (Äste, Wachstumsgeschwindigkeit etc.) abhängen. Diese lassen sich mittels Computer-Tomographie (CT) am unbearbeiteten Stamm erkennen. Daraus können digitale Modelle erstellt werden, die die Bearbeitungstechnologie und den Einsatz des Rohmaterials im Bauwerk optimieren. Der Computer-Tomograph mit notwendiger Peripherie dient der Datenakquise im Bereich der Holzforschung als Grundlage für den Aufbau eines CT-Labors. Dieses ist eingebunden in das Center for Data Science an der HNEE zur Weiterverarbeitung der Daten mit KI-Methoden. Das Ziel des CT-Labors ist es, Daten über das Wachstum und den Aufbau des Holzes, vom rohen Stamm bis zum bearbeiteten oder wieder zu nutzenden Balken oder Holzwerkstoff, zu generieren, zu analysieren und Modelle zu entwickeln. Daraus sollen Rückschlüsse und Vorhersagemodelle für den Waldbau, die Holztechnologie und den Holzbau erstellt werden, die einen ressourcenschonenden Umgang mit dem Rohstoff Wald und die Erschließung neuer Holzarten und Anwendungen erlauben.

Reaktivierung der Doelitzer Wassermuehle (Vorplanung und landschaftspflegerischer Begleitplan)

Photovoltaikdemonstrationsanlage fuer die berufliche Aus- und Weiterbildung

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