Der erste deutsche Offshore-Windpark alpha ventus wurde 2009 als Testfeld für die Entwicklung der Offshore-Windenergie errichtet. Die Forschungsinitiative RAVE begleitet seit 2007 die Planungs- und Bauphase und seit 2010 den Betrieb von alpha ventus. Ziel der RAVE-Initiative ist es, die für die industrielle Nutzung der Offshore-Windenergie offenen Fragestellungen mit Forschung und Entwicklung zu beantworten. Ziel des Verbundprojektes finalRAVE ist die Fortsetzung der in alpha ventus bestehenden Messungen und die laufende Koordination der Forschung sowie die Bereitstellung von offshore-logistischen Daten mit Hilfe eines Seegangsmodells. Die Messungen in alpha ventus umfassen ein breites Spektrum an Parametern, die für den Bau, den Betrieb und die Umweltauswirkungen des Windparks relevant sind. Auf Basis der Messungen werden mit Hilfe von Seegangsmodellen Datenprodukte für die konstruktive und offshore-logistische Verwendung bereitgestellt. Durch die projektübergreifende Koordination wird sichergestellt, dass bei der Vielzahl von Stakeholdern und zeitgleicher Vorhaben mit hohem Abstimmungsbedarfs eine kosteneffektive und koordinierte Vorgehensweise erreicht wird. Besonderer Fokus dieses Projektes ist die forschungsseitige Begleitung des Rückbaus von alpha ventus und der in der finalen Phase von alpha ventus stattfindenden Forschungsprojekte. Ziel dieses Teilvorhabens ist es, datengetriebene Seegangsmodelle für die Deutsche Nordsee zu entwickeln. Es kombiniert ortsspezifische Messungen und numerische Simulationen, um präzisere und ressourceneffiziente Vorhersagen zu liefern. Zwei ML-Modelle fokussieren auf Offshore- und Küstenbereiche, wobei Echtzeitdaten und validierte Modelle integriert werden. Übergeordnetes Ziel ist die Unterstützung von Logistikprozessen, Reduktion von Wetterrisiken und Entwicklung praxisorientierter Tools. Ergebnisse fließen in das BSH-Seegangsportal ein und stärken die Offshore-Windenergie durch verbesserte Vorhersagen und Ressourcennutzung.
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.
Das hier vorgeschlagene Projekt basiert auf und ergänzt Untersuchungen die im Rahmen des DFG-Transregios 172 'Arktische Klimaveränderungen', und hier speziell dem Projekt B04 'Ship-based physical and chemical characteristics and sources of Arctic ice nucleating particles and cloud condensation nuclei', durchgeführt werden. Im Rahmen von TR 172, B04, ist es u.a. das Ziel, über schiffbasierte Messungen detaillierte Informationen hinsichtlich arktischer eisnukleierender Partikel (Anzahlkonzentration; chemische Natur, mineralisch und/oder organisch; Herkunft, lokal oder Ferntransport) zu erlangen. Diese schiffsbasierten Messungen können allerdings nur ein erster Schritt auf dem Weg zu einem besseren Verständnis von Aerosol-Wolken-Wechselwirkungen in der Arktis im allgemeinen, und der Vereisung Arktischer Wolken im Besonderen, sein. Hierzu sind u.a. Informationen aus unterschiedlichen Höhen (innerhalb der planetaren Grenzschicht und in der freien Troposphäre) erforderlich. Daher sollen die in TR 172, B04, geplanten Aktivitäten u.a. durch INP-bezogene Messungen an Bord des Forschungsflugzeuges HALO ergänzt werden. Spezifisch zielen wir auf die Bestimmung von INP-Anzahlkonzentrationen, und über Analyse der chemischen Partikelzusammensetzung auf Hinweise bzgl. der INP Herkunft / Quellen. Im Rahmen des vorliegenden Antrages werden wir uns daher auf die Entwicklung, den Test und die Zulassung eines Hochvolumenstrom-Aerosolpartikelsammlers für sub- und supermikrone Aerosolpartikel für das Forschungsflugzeug HALO konzentrieren. Das Sammlersystem wird im Wesentlichen aus einer adaptierten Version des schon existierenden (aber noch zuzulassenden) 'Micrometre Aerosol Inlet' (MAI) und einem noch zu entwickelnden Hochvolumenstrom-Filtersammler, bestehen. Die Berücksichtigung hoher Volumenströmen (Größenordnung 100 l/min) ist aufgrund der zu erwartenden niedrigen Aerosolpartikel- und INP-Konzentrationen, und dem daraus resultierenden Bedarf nach der Sammlung großer Luftvolumina erforderlich. Der erste wissenschaftliche Einsatz des entwickelten Systems soll im Rahmen der ARCTIC-HALO-Kampagne erfolgen, welche für die zweite Phase des TR 172 (2020-2023) geplant ist. Nach seiner Entwicklung, steht das Sammlersystem (Einlass und/oder Filtersammler) für sub- und supermikrone Aerosolpartikel für weitere HALO-Missionen zur Verfügung. Zur Durchführung der notwendigen Arbeiten beantragen wir Mittel für eine 75 % und eine 50% PostDoc-Stelle für jeweils 3 Jahre. Ferner beantragen wir Mittel für die Adaptierung und die Zulassung des Hochvolumenstrom-Aerosolpartikelsammlers. Alle anderen direkten Kosten werden aus dem Haushalt des TROPOS übernommen.
Die Analyse aus dem Forschungsvorhaben „Treibhausgasneutralität in der EU und in Deutschland“ dient als Anhang zur „Techno-ökonomische Analyse von CO2-Entnahmetechnologien und Bewertung der CO2-Speicherkapazitäten und -Projekte in Europa“. Es werden beispielhaft Anwendungsfälle und -pfade hinsichtlich der potentiell entstehenden Kosten aufgezeigt und verglichen. Es wird deutlich, dass große Unsicherheiten hinsichtlich einzelner Preisbestandteile und im Ergebnis bestehen. Die Technologieentwicklung ist zumeist noch nicht ausreichend vorhanden, so dass noch auf der Kostenbasis keine umfänglichen, richtungssicheren Empfehlungen erfolgen können.