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Integrated small scale solar heating and cooling systems for a sustainable air-conditioning of buildings (SOLERA)

Objective: The project aims to develop highly integrated solar heating and cooling systems for small and medium capacity applications which are easily installed and economically and socially sustainable. The envisioned applications are residential houses, small office buildings and hotels. The goal is to use the excess solar heat in summer to power a thermally driven cooling process in order to provide cooling for air-conditioning. In the heating season the solar system is used to provide direct heating. The proposed project therefore aims to demonstrate the technical feasibility, reliability and cost effectiveness of these systems, specially conceived as integrated systems to be offered on the market as complete packages which will make better use of the available solar radiation as present systems.

POLYCITY - europäische Energieforschung für Kommunen

Die Projektgebiete liegen in Deutschland, Italien und Spanien. Deutschland: Scharnhauser Park: In Ostfildern am südlichen Rand von Stuttgart entsteht auf einem ehemaligen amerikanischen Militärgelände der Stadtteil Scharnhauser Park für rund 10.000 Bewohner und mit etwa 2.500 Arbeitsplätzen. Zu rund 80 Prozent soll der Energiebedarf aus erneuerbarer Energie gedeckt werden. Kern des Energiekonzeptes für den Stadtteil ist ein Biomasse-Blockheizkraftwerk mit 1 MW elektrischer und 6 MW thermischer Leistung. Die Anlage wird optimiert, eine Ist-Analyse ist bereits erstellt worden. Mit der im Sommer ungenutzten Wärmeenergie soll künftig Kälte für die Klimatisierung von Gewerbebauten erzeugt werden. Neben der ganzjährigen Nutzung erneuerbarer Energien für die Kraft-Wärme-Kältekopplung ist auch Energiespeicherung (zentral und dezentral) und ein kommunales Energiemanagementsystem auf der Basis modernster Informationstechnologien vorgesehen. Das zafh.net liefert Know-how der simulationsgestützten Regelung von Anlagen und setzt betriebsbegleitende Simulationen ein. In Echtzeit soll aus den klimatischen Randbedingungen der optimale Betriebszustand berechnet und mit den real gemessenen Werten verglichen werden. Als Basis ist ein Geoinformationssystem entwickelt worden, mit dem die Energiedaten der Gebäude erfasst und ausgewertet werden können. Die Gebäude unterliegen einem hohen Dämmstandard (25 Prozent unter den in der Wärmeschutzverordnung 1995 geforderten Werten). Bei den im Projekt neu dazukommenden Wohn- und Gewerbebauten wird der Transmissionswärmeverlust um weitere 20-30 Prozent gesenkt. Die ersten Wohnbauten wurden im Herbst 2005 vom Siedlungswerk Stuttgart erstellt. Mit Argon gefüllte Fenster mit erhöhter Rahmendämmungund Kunststoff-Abstandhaltern erreichen einen Gesamt-Wärmedurchgangskoeffizienten von 1,1 W m-2 K-1. In diesem ersten Bauabschnitt sind reine Abluftanlagen ohne Wärmerückgewinnung installiert worden, in späteren Bauabschnitten sollen Anlagen mit Wärmerückgewinnung einer Vergleichsanalyseunterzogen werden. Die Gebäudedichtigkeit wird mit Blower-Door-Tests experimentell untersucht. Der Energiestandard wird bei allen Bauten dokumentiert. Messgeräte für die Fernauslese und Auswertung (Smartbox) sind bereits installiert. ImGewerbegebiet wird im März 2006 ein erstes Demoprojekt zur innovativen Gebäudetechnologie (Heizung, Lüftung, Klima) mit etwa 4.000 m2 Nutzfläche erstellt. In der Ausführungsplanung enthalten sind: thermische Kühlung, Erdreichwärmetauscher, Betonkernaktivierung (zur Kühlung) ein Unterflurkonvektions-Heiz- und Kühlsystem, ein Tageslicht-Lenksystem. Nicht nur das Biomassekraftwerk liefert Strom, sondern auch gebäudeintegrierte PV-Anlagen. Ziel ist eine Leistung von insgesamt 70 kWp. Zudem wird die kinetische Energie des Wassers genutzt: Das aus den Hochbehältern ins Netz abfließende Trinkwasser treibt eine 80-kW-Entspannungsturbine an.

Network of DER laboratories and pre-standardisation (DER-LAB)

Objective: The main objective of the proposed Network of Excellence (NoE) DER-Lab is to support the sustainable integration of renewable energy sources (RES) and distributed energy resources (DER) in the electricity supply by developing common requirements, quality criteria, as well as proposing test and certification procedures concerning connection, safety, operation and communication of DER-components and systems. DER-Lab intends to strengthen the EC domestic market and to protect European interests on the international standardisation level. A major objective is to establish a durable European DER-Lab Network that will be a world player in this field. The NoE will bring together a group of organisations for the development of certification procedures for DER- components for electricity grids. The NoE will act as a platform to exchange the current state of knowledge between the different European institutes and other groups. The scattered, but high quality research and test facilities will be combined with great benefit for the European research infrastructure DER-Lab will contribute by developing new concepts for control and supervision of electricity supply and distribution and will bundle at European level specific aspects concerning the integration of RES technologies. The absence of European and international standards for the quality and certification of components and systems for DER is a hindrance to the growth of the European market and for European penetration of the world market. It is within the aims of the proposed NoE to reduce these barriers and to work towards common certification procedures for DER components that will be accepted throughout Europe and the world. Obviously this work cannot be done on a national basis. The results of the project and afterwards the output of the network will be a significant contribution to the European standardisation activities and will contribute to the harmonisation of the different national standards.

Optimized Strategies for Risk Assessment of Chemicals based on Intelligent Testing (OSIRIS)

The proposed regulation concerning the registration, evaluation, authorisation and restriction of chemicals (REACH) requires demonstration of the safe manufacture of chemicals and their safe use throughout the supply chain. There is therefore a strong need to strengthen and advance human and environmental risk assessment knowledge and practices with regard to chemicals, in accord with the precautionary principle. The goal of the project OSIRIS is to develop integrated testing strategies (ITS) fit for REACH that enable to significantly increase the use of non-testing information for regulatory decision making, and thus minimise the need for animal testing. To this end, operational procedures will be developed, tested and disseminated that guide a transparent and scientifically sound evaluation of chemical substances in a risk-driven, context-specific and substance-tailored (RCS) manner. The envisaged decision theory framework includes alternative methods such as chemical and biological read-across, in vitro results, in vivo information on analogues, qualitative and quantitative structure-activity relationships, thresholds of toxicological concern and exposure-based waiving, and takes into account cost-benefit analyses as well as societal risk perception. It is based on the new REACH paradigm to move away from extensive standard testing to a more intelligent, substance-tailored approach. The work will be organised in five interlinked research pillars (chemical domain, biological domain, exposure, integration strategies and tools, case studies), with a particular focus on more complex, long-term and high-cost endpoints. Case studies will demonstrate the feasibility and effectiveness of the new ITS methodologies, and provide guidance in concrete form. To ensure optimal uptake of the results obtained in this project, end-users in industry and regulatory authorities will be closely involved in monitoring and in providing specific technical contributions to this project.

CO2SINK - In-situ Labor zur Untersuchung der Speicherung von Kohlendioxid unter der Erde

Ketzin ist eine Stadt westlich von Berlin im Land Brandenburg. In ihrer Nähe wurde seit 1960 Erdgas aus Sibirien in unterirdischen Sandsteinschichten zwischengelagert. Diese Erdgasspeicherung wurde vor kurzem eingestellt. Hier soll ein Forschungs- und Entwicklungsprojekt eingerichtet werden, bei dem das Treibhausgas Kohlendioxid (CO2 ) im Untergrund gelagert werden soll. Das Projekt wird vom GeoForschungsZentrum Potsdam koordiniert und von der Europäischen Union mit 8.7 Millionen Euro gefördert. Das Projekt soll helfen, das wissenschaftliche Verständnis der geologischen Speicherung von CO2 weiter zu entwickeln und die im Untergrund ablaufenden Prozesse der CO2 Injektion praktisch zu erforschen. Zunächst werden geologisch-geophysikalisch-geochemische Voruntersuchungen des Standortes und des vorgesehenen Speicherhorizontes sowie eine umfassende Risikoabschätzung vorgenommen um sicherzustellen, dass die Speicherung auch gefahrlos durchgeführt werden kann. Die erforderlichen Bewilligungen des zuständigen Bergamtes, der örtlichen Gemeinde und das Einverständnis der betroffenen Anwohner müssen dazu eingeholt werden. Die künftige Nutzung des Geländes ist Teil eines behördlich bereits genehmigten Bebauungsplans, der auch andere Vorhaben zur Nutzung regenerativer Energie aus Wind, Sonne und Biomasse einschließt. Das CO2 SINK Projekt erlaubt die Weiterverwendung vorhandener Gasspeicher-Infrastrukturen. Geplant ist die unterirdische Injektion von jährlich mehreren 10,000 Tonnen an reinem CO2 für zunächst zwei bis drei Jahre. Das CO2 soll dabei vorwiegend aus regenerativen Biomasse-Energierohstoffen gewonnen werden. Dieses ermöglicht im Prinzip, CO2 aus der Atmosphäre zu entziehen und damit die Treibhausgaskonzentration zu verringern. Unterirdische Erdgasspeicher und geologische Speicher für CO2 in salinen Grundwasserleitern (Aquifere) haben zwei gemeinsame Merkmale: Sie bestehen aus Gestein mit großem Porenraum wie z.B. Sandstein, das von abdichtenden Tonschichten überdeckt ist. Im Untergrundspeicher Ketzin wurde das Erdgas in einer Sandsteinschicht zwischen 250 und 400 Meter Tiefe unter der Erde gelagert. Aus Erkundungsbohrungen und seismischen Messungen weiß man, dass es dort aber noch mindestens eine weitere gut geeignete Speicherschicht in größerer Tiefe gibt. Diese ist rund 80 Meter mächtig und liegt auf einer geologischen Kuppe, die sich bis ungefähr 600 Meter unter der Erdoberfläche aufwölbt. Die Sandsteinschicht fällt nach allen Seiten auf etwa 700 Meter ab und ist von abdichtenden Gips- und Tonschichten überlagert. Um den Untergrund und die bei der CO2 Speicherung darin ablaufenden Prozesse verstehen zu können, ist im Projekt CO2SINK eine umfassende Reihe von wissenschaftlichen Untersuchungen geplant. Usw.

MESoR - Management and Exploitation of Solar Resource Knowledge

Knowledge of the solar energy resource has been generated over the past years within several European and national projects. Large steps forward have been made for the benefit of research, renewable energy industry, policy making and the environment. Nevertheless, these multiple efforts have led to a fragmentation and uncoordinated access: different sources of information and solar radiation products are now available, but uncertainty about their quality remains. At the same time, communities of users lack common understanding how to exploit the developed knowledge. The project MESoR aims at removing the uncertainty and improving the management of the solar energy resource knowledge. The results of past and present large-scale initiatives in Europe, will be integrated, standardised and disseminated in a harmonised way to facilitate their effective exploitation by stakeholders. This coordination action will contribute to preparation of the future roadmap for R&D and strengthening the European position in the international field. The project includes activities in user guidance (benchmarking of models and data sets; handbook; best practices), unification of access to information (use of advanced information technologies; offering one-stop-access to several databases), connecting to other initiatives (INSPIRE of the EU, POWER of the NASA, SHC and PVPS of the IEA, GMES/GEO) and to related scientific communities (energy, meteorology, geography, medicine, ecology), and dissemination (stakeholders involvement, future R&D, communication).

High density power electronics for FC- and ICE-Hybrid Electric Vehicle Powertrains (HOPE)

Objective: The project HOPE is addressing power electronics. It is based on previous EU research projects like the recently finished FW5 HIMRATE (high-temperature power modules), FW5 PROCURE (high-temperature passive components), and MEDEA+ HOTCAR (high-temperature control electronics) and other EU and national research projects. The general objectives of HOPE are: Cost reduction; meet reliability requirements; reduction of volume and weight. This is a necessity to bring the FC- and ICE-hybrid vehicles to success. WP1 defines specifications common to OEM for FC- and ICE-hybrid vehicle drive systems; Identification of common key parameters (power, voltage, size) that allows consequent standardisation; developing a scalability matrix for power electronic building blocks PEBBs. The power ranges will be much higher than those of e.g. HIMRATE and will go beyond 100 kW electric power. WP2 works out one reference mission profile, which will be taken as the basis for the very extensive reliability tests planned. WP3 is investigating key technologies for PEBBs in every respect: materials, components (active Si- and SiC switches, passive devices, sensors), new solders and alternative joinings, cooling, and EMI shielding. In WP4 three PEBBs will be developed: HDPM (high density power module) which is based on double side liquid cooling of the power semiconductor devices; IML (power mechatronics module), which is based on a lead-frame technology; and SiC-PEBB inverter (silicon carbide semiconductor JFET devices instead of Si devices). WP5 develops a control unit for high-temperature control electronics for the SiC-PEBBs. Finally WP6 works on integrating the new technologies invented in HOPE into powertrain systems and carries out a benchmark tests. All the results achieved in HOPE will be discussed intensively with the proposed Integrated Project HYSIS where the integration work will take place. It is clear from the start that many innovations are necessary to meet the overall goal.

Benchmarking of the European Hydrogen Energy Roadmap HyWays with International Partners (HYWAYS-IPHE)

Objective: HyWays-IPHE is an SSA to assess and compare the development efforts for the European Hydrogen Energy Roadmap prepared by HyWays with international road mapping or comparative activities of IPHE partner countries. Step 1 aims at an in-depth assessment and comparison of the individual elements of the national/ regional strategies, modelling approaches and experiences in EU & US. This will include infrastructure analysis, stakeholder consultation processes, actor analysis, economic modelling, WtW- & cashflow analyses and interaction between the different types of models used, scenario development, etc. In workshops modellers shall compare their models and experiences to foster a better mutual understanding of the models, facilitate the exchange of the methodologies and endorse the adoption of individual approaches. This may include tasks and goals of expected results, models used, stakeholders involved, process related issues, timelines and progress. A benchmarking between individual models (e.g. for the EU-US case: E3database and H2A+GREET) may be performed. Step 2 aims at broadening its scope within IPHE by involving other IPHE partner countries like J, CN and IND. In workshops these partners will be introduced into the EU-US work and engaged in this process. The deliverables of the project shall be reports presenting the assessment and comparison activities, for both steps. The learning effects for each IPHE partner shall be an important outcome from these comparative and benchmarking exercises leading to common elements of approaches on how to implement hydrogen technologies and infrastructures and to a better alignment of the road mapping activities. Future hydrogen roadmap development and proceeding implementation efforts in these partner countries shall benefit from the results, especially by avoiding mistakes, eliminating redundancies, inefficiencies and removing, unfounded frictions and misunderstandings between the different approaches and underlying drivers.

Caravel: EU-Programm CIVITAS ('Travelling towards a new mobility')

In CARAVEL ('Travelling towards a new mobility') arbeiten die vier Städte Burgos (Spanien), Genua (Italien), Krakau (Polen) und Stuttgart (Deutschland) im Rahmen des EU-Programms CIVITAS II zusammen. Ziel ist es, unterschiedlichste Ansätze zur Erzielung eines 'nachhaltigen' Verkehrssystems zu erproben. Die Palette der Maßnahmen reicht dabei von Erdgasbussen über Rufbussysteme bis zu überlegungen, eine 'City-Maut' einzuführen. Das Projekt ist im Februar 2005 gestartet und wird vier Jahre dauern. Der Lehrstuhl für Verkehrsplanung und Verkehrsleittechnik ist sowohl auf Gesamt-Projektebene als auch für die Landeshauptstadt Stuttgart für die 'dissemination' der Projektergebnisse verantwortlich. Hierzu gehört die Erstellung einer Projektbroschüre ebenso wie die Herausgabe unterschiedlicher newsletter und die Betreuung der website. Ferner wird der Lehrstuhl im Rahmen von CARAVEL eine Summer University anbieten, die in den Jahren 2007 und 2008 in Budapest, Burgos, Genua und Stuttgart stattfinden wird.

New Burner Technologies for Low Grade Biofuels to Supply Clean Energy for Processes in Biorefineries (BIO-PRO)

The project aims on developing new combustion technologies for bio-residues. Innovative combustion technologies like flameless oxidation (FLOX (R)) and continuous air staging (COSTAIR) will be enhanced by re-burning and co-firing in order to meet this goal. Two basic types of BIO-PRO burners will be developed to meet this goal: - A pilot burner for gas and liquid fuels; - A pilot burner for solid fuels applying a pre-gasification step for the solids without gas cooling. The technology to be developed shall be able to self adjust to different fuel qualities (fuel moisture 10-50 percent). For emissions of the investigated fuels the upper limit for CO will be 30 mg/m3 (currently 50 mg/m are typical) and NOx will be reduced by 50 percent (starting point for dry wood chips in available combustion systems = 210 mg/m ). The prototypes of the new burners will be brought to pre-commercialisation level (two pilot scale burners and operation guidelines). The accompanying socio-economic assessment will assess the economic viability of the new technology (live cycle assessment) on the one hand and will show promising markets for a subsequent dissemination of the technology on the other hand (dissemination strategy). A successful development and application of the technology is expected to have following impact: - Increased use of bio-residues, increasing the utilisation of biomass in Europe by up to 50 percent (basis 54.175 toe in 1998). This will reduce CO2 emissions by 46 Mio t/a (basis: energy consumption 1998); - Improved European competitiveness in the global market, accounting for up to 15,000 new jobs; - NOx emissions from biomass combustion systems will be reduced within 10 years by approx. 76,500 t/a (basis: biomass consumption 1998).

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