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Städtische Toiletten (WMS Dienst)

Darstellung der städtischen Toiletten im Stadtgebiet der Landeshauptstadt Dresden. Diese werden durch das Amt für Hochbau und Immobilienverwaltung verwaltet und bewirtschaftet. Die Aufgaben umfassen sowohl den Neubau, als auch Modernisierungs- und Instandsetzungsmaßnahmen an Bestandsgebäuden einschließlich der technischen Gebäudeausrüstung.

Moeglichkeiten zur Kostensenkung und Nutzung angepasster Technologien bei dezentralen Abwassersystemen in mittleren Staedten in Entwicklungslaendern

Moeglichkeiten zur Kostensenkung und Nutzung angepasster Technologien bei dezentralen Abwassersystemen in mittleren Staedten in Entwicklungslaendern. Fehlende Abwasserkontrolle ist in vielen Entwicklungslaendern Ursache fuer unhygienische und damit gesundheitsgefaehrdende Zustaende. Eine Aenderung dieser Situation kann nur mit Hilfe angepasster, dh den Gegebenheiten der Dritten Welt entsprechender Abwassertechnologie erfolgen. Ausgehend von den Anforderungen an Abwassersysteme seitens der Entwicklungslaender werden moegliche Einzelelemente-Erfassungs-Transport-und Behandlungsanlagen dargestellt, die sich nach dem Baukastenprinzip zu angepassten Gesamtsystemen zusammenfuegen lassen. Unter Beruecksichtigung moeglicher Einflussparameter wurde ein Verfahren zur Auswahl angepasster, dezentraler Abwassersysteme entwickelt.

Innendichten von undichten Gasversorgungsleitungen (Starline R-2000-Sanierungsverfahren)

Mit einem neu entwickelten Verfahren werden bei beschleunigter Sanierung von Erdgasleitungsnetzen undichte Erdgasleitungen im staedtischen Bereich vollstaendig abgedichtet und damit die Methan-Emissionen gemindert. Vorgesehen ist die Sanierung eines zusammenhaengenden Wohngebietes mit typischen Leckagen, wie bei Graugussrohrleitungen unter Strassenbahnlinien, unterschiedlichen Leitungsquerschnitten von Gasverbindungen, Stahl/Guss-Leitungen, Hausabgaengen, stillgelegten Abzweigen mit Endprofilen und Bruchstellen und Abschnitten mit grosser Bebauungsbelastung. Die im Pilotprojekt zur Anwendung kommende Sanierungstechnik basiert auf einem Inliner-Verfahren. Das Verfahren soll auf folgende typische Leckagenabschnitte angewandt werden: Graugussleitungen mit unterschiedlichen Querschnitten; Bruchstellen und Muffenundichtigkeiten unter Strassenabschnitten mit hoher Fahrzeugbelastung (z. B. Strassenbahnverkehr); Querschnittsversatz; Undichtigkeiten an Abzweigen und Hausabgaengen; Stahl/Guss-Verbindungen; Strassen mit enger Wohnbebauung; Stellen mit starker Bautaetigkeit; unterschiedliche Bodenfestigkeit; Endpropfen. Das Verfahren ist mit einem Mindestmass an Belaestigung fuer Anwohner und geringer Umweltbelastung verbunden. Nach erfolgreichem Vorhabenabschluss ist die Normierung des Verfahrens vorgesehen.

Wärmewende

<p> <p>Die Wärmeversorgung der Gebäude befindet sich in einem großen Modernisierungsprozess. Heizungsanlagen werden auf erneuerbare Energien umgestellt, Kommunen bauen Wärmenetze aus und Gebäude werden durch energetische Sanierungsmaßnahmen effizienter und lebenswerter für alle. Die Wärmewende ist eine Chance, die Wärmeversorgung treibhausgasneutral, resilienter und sozial gerechter zu gestalten.</p> </p><p>Die Wärmeversorgung der Gebäude befindet sich in einem großen Modernisierungsprozess. Heizungsanlagen werden auf erneuerbare Energien umgestellt, Kommunen bauen Wärmenetze aus und Gebäude werden durch energetische Sanierungsmaßnahmen effizienter und lebenswerter für alle. Die Wärmewende ist eine Chance, die Wärmeversorgung treibhausgasneutral, resilienter und sozial gerechter zu gestalten.</p><p> Lebenswerte, energieeffiziente Gebäude im Jahr 2045 <p>Der Betrieb von Gebäuden verursacht in Deutschland heute noch etwa <a href="https://www.bmwk.de/Redaktion/DE/Publikationen/Energie/energieeffizienz-in-zahlen-2022.html">35 Prozent des Endenergieverbrauchs</a> und etwa 30 Prozent der CO₂-Emissionen. Insbesondere die Wärmeversorgung macht einen Großteil des Energieverbrauchs im Gebäude aus. Daher liegt in einer nachhaltigen, treibhausgasneutralen, energieeffizienten Wärmeversorgung ein <a href="https://www.umweltbundesamt.de/node/84716">zentraler Hebel</a>, um klimaschädliche Emissionen zu reduzieren.</p> <p>Szenarioanalysen wie die <a href="https://www.umweltbundesamt.de/node/68628">RESCUE-Studie</a> des <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/uba">UBA</a> untersuchen zukünftige Situationen sowie Wege, die in diese Zukunft führen. Sie zeigen auf, wie groß die Anstrengungen bei der Sanierung von Gebäuden und der Umstellung auf erneuerbare Energien sein müssen, um auf einen plausiblen Pfad in Richtung eines treibhausgasneutralen, post-fossilen und möglichst ressourcenschonenden Deutschlands zu kommen. Die klima- und energiepolitischen Ziele sind im nationalen Klimaschutzgesetz (KSG) sowie dem Energieeffizienzgesetz (EnEfG), dem Gebäudeenergiegesetz (GEG), und EU-Richtlinien (RED III; EED; EPBD u.a.) festgeschrieben. Um sie zu erreichen, sind kontinuierliche und vorausschauende Maßnahmen unerlässlich. Bei Anschaffungen und Arbeiten an Gebäuden muss deshalb schon heute an die geplante Treibhausgasneutralität 2045 gedacht werden.</p> </p><p> Energieeffizienz <p>Ein wichtiger Grundsatz bei der zukunftsfähigen Wärmeversorgung ist, dass Wärme nicht unnötig verschwendet werden soll („efficiency first“). Es ist unerlässlich, Wärme dort einzusparen, wo sie niemandem nützt, Abwärme als Wärmequelle zu erschließen und Wärmeverluste der Gebäudehülle auf ein möglichst niedriges Ausmaß zu verringern. Das senkt den <a href="https://www.umweltbundesamt.de/node/10705">Energieverbrauch von Gebäuden</a> und erleichtert es, erneuerbare Energien zur Wärmeversorgung zu nutzen.</p> <p>Energetische Sanierungen, wie die Wärmedämmung von Fassaden, Dach und Keller, sind neben einer Wärmeerzeugung mit erneuerbaren Energien die zentrale Voraussetzung für <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/klimaschutz">Klimaschutz</a> im Gebäudebestand. Denn auch erneuerbare Energien sind nur begrenzt verfügbar. Sanierungsmaßnahmen an der Gebäudehülle bergen großes Potenzial zum Energiesparen – gute Planung vorausgesetzt. Modernisierte und gedämmte Häuser können außerdem helfen, die Innenräume bei zunehmend heißen Temperaturen <a href="https://www.umweltbundesamt.de/node/108283">kühl zu halten</a>. Sie steigern die Behaglichkeit sowie die Lebensqualität für Bewohnende. Das Hintergrundpapier „<a href="https://www.umweltbundesamt.de/node/38762">Wärmedämmung</a>“ beantwortet wichtige Fragen über Wärmedämmung und räumt Vorurteile aus. Mit „<a href="https://www.umweltbundesamt.de/node/89069">serieller Sanierung</a>“ und „Sanierungssprints“ gibt es inzwischen innovative Verfahren, um Bestandsgebäude zügig zu effizienten Nullenergiegebäuden zu machen. Auch Maßnahmen, die weniger aufwändig sind, können viel bewirken: die Dämmung von Kellerdecke und oberster Geschossdecke ist mit etwas handwerklichem Geschick in Eigenleistung möglich. Eine optimierte Heizung mit hydraulischem Abgleich sorgt für effizienten Energieeinsatz und verteilt die Wärme gleichmäßig im Haus.</p> <p>Wichtig sind Qualitätssicherung, <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/monitoring">Monitoring</a> und <a href="https://www.umweltbundesamt.de/node/97638">realitätsnahe Berechnungen</a> von Einsparpotenzialen, damit die erwarteten Energieeinsparungen auch tatsächlich eintreten.</p> <p>Auf die <a href="https://www.umweltbundesamt.de/node/117339">Lebenszyklusbilanz eines Gebäudes</a> wirkt sich eine hohe Energieeffizienz positiv aus: zwar steigt mit höherer Energieeffizienz der Anteil des Herstellungsaufwandes, jedoch sinken insgesamt die Treibhausgasemissionen.<br>Durch die sogenannte Digitalisierung von Gebäuden lassen sich Wärmeverbräuche heute besser messen, analysieren und steuern. Energiemonitoring und Gebäudeautomation helfen dabei, das Nutzungsverhalten zu verstehen und den energiesparenden Betrieb von Gebäuden durch Anlagentechnik zu unterstützen. Auch verständliche Informationen in <a href="https://www.umweltbundesamt.de/node/40044">jährlicher Heizkostenabrechnung</a> und <a href="https://www.umweltbundesamt.de/node/91116">monatlicher Verbrauchsinformation</a> können dabei hilfreich sein.</p> </p><p> Nutzungsverhalten in der Wärmewende <p>Auch durch das <a href="https://www.umweltbundesamt.de/node/16556">tägliche Verhalten</a>, regelmäßige Wartung und die richtige Nutzung der Gebäudetechnik kann Energie eingespart und der Geldbeutel geschont werden. Wichtig ist ein <a href="https://www.umweltbundesamt.de/node/116240">gezielter Kompetenzaufbau</a> bei Bewohnenden, Facility Managern und weiteren Nutzergruppen von Gebäuden, um bereits installierte Gebäudetechnik effektiv anzuwenden. In einem intensivierten Energiemanagement und im energiesparenden Gebäudebetrieb von Wohn- und Nichtwohngebäuden liegen große Potenziale: 30 Prozent Einsparung sind möglich.</p> <p>Neben energiesparendem Verhalten hat die <a href="https://www.umweltbundesamt.de/node/75369">individuell genutzte Wohnfläche</a> einen großen Einfluss auf den Energieverbrauch. Dadurch, dass die Wohnfläche pro Kopf in den zurückliegenden Jahren stetig wuchs, wurden die mühsamen Fortschritte in der energetischen Sanierung der Wohngebäude <a href="https://www.umweltbundesamt.de/node/73742#haushalte">neutralisiert</a>. Große Wohnflächen entstehen in Haushalten oft durch den Auszug von Kindern oder Partner*innen. Umzüge, Umbauten und die Aufnahme weiterer Mitbewohner*innen können den Wohnraum wieder an den individuellen Bedarf anpassen. Hilfreich ist es, eine spätere Umnutzung (z.B. Teilung) von Gebäuden schon in der Bauphase mitzudenken. Auch Förderprogramme, die bei Umzug und Untervermietungen Unterstützung leisten, können wenig genutzte Wohnungen und unnötig große Wohnflächen verringern.</p> <p>Insgesamt geht das Potenzial der sogenannten „<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/suffizienz">Suffizienz</a>“-Strategie über individuelles Verhalten hinaus. Hier ist auch die Politik gefordert. Sie muss den Rahmen so setzen, dass klimafreundliches Verhalten für die Menschen leichter möglich und zur Standard-Option wird (beispielsweise durch entsprechende Unterstützung und Förderprogramme).</p> </p><p> Heizen ohne fossile Brennstoffe <p>Wärme kann aus unterschiedlichen Energiequellen bereitgestellt werden. Allerdings unterscheiden sich diese teils erheblich in ihrer technischen Erschließbarkeit, geographischen Zugänglichkeit und in der Effizienz ihrer Nutzung. Unsicherheiten in der Verfügbarkeit fossiler Brennstoffe, wie sie zuletzt durch die Energiekrise im Zuge des Krieges Russlands gegen die Ukraine deutlich geworden sind, stellen ein erhebliches Risiko für die Wärmeversorgung in Deutschland dar. Die Abhängigkeit von Gas und Öl bis zum vollständigen fossilen „Phase-out“ zu verringern, ist deshalb für die nationale und europäische Energiepolitik ein wichtiges Ziel. Die Wärmeversorgung von morgen muss auf Energiequellen basieren, die treibhausgasneutral, verlässlich, kostengünstig und risikoarm sind, was ausschließlich erneuerbare Energien sicherstellen können.</p> <p>Betrachtet man die technische Entwicklung der Wärmeversorgung, so zeigt sich, dass insbesondere die <a href="https://www.umweltbundesamt.de/node/16755">Wärmepumpe</a> an Bedeutung gewinnt. Sie versorgt ein Haus ohne Brennstoffe mit Wärme auf Basis von Strom und <a href="https://www.umweltbundesamt.de/node/60414">Umgebungswärme</a> (Dekarbonisierung). Die <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/uba">UBA</a>-Plattform <a href="https://www.umweltbundesamt.de/node/107985">So geht`s mit Wärmepumpen!</a> zeigt die Erfahrungen von Gebäudeeigentümerinnen*Gebäudeeigentümern, die ihre Heizung auf eine Wärmepumpe umgestellt haben. <a href="https://www.umweltbundesamt.de/node/86471">Wasserstoff</a> zählt nicht zu den aussichtsreichen Lösungen für die Wärmewende im Gebäudebestand. Im Vergleich zu den brennstofffreien Alternativen ist Wasserstoff weniger energieeffizient und mittel- bis langfristig teurer.</p> <p>Neben Heiztechniken mit erneuerbaren Energien für einzelne Gebäude leistet der <a href="https://www.umweltbundesamt.de/node/84768">Ausbau von Wärmenetzen</a> einen wesentlichen Beitrag zur treibhausgasneutralen Wärmeversorgung. Durch Nah-/Fernwärme werden nicht nur Abwärmepotentiale und <a href="https://www.umweltbundesamt.de/node/91211">Wärmerückgewinnungssysteme</a>, etwa von <a href="https://www.umweltbundesamt.de/node/70193">Industrieanlagen</a> oder Rechenzentren, nutzbar. Die Installation von Großwärmepumpen – beispielsweise in Kläranlagen oder an Flüssen – kann ganze Stadtteile mit Wärme versorgen. Fernwärmenetze entlasten Hauseigentümer*innen zudem davon, in jedes Haus eine eigene Heizungsanlage installieren und sich um die Dekarbonisierung selbst kümmern zu müssen.</p> </p><p> Sozial gerechte Wärmeversorgung <p>Ausreichend beheizte, behagliche Wohn- und Arbeitsräume sind kein Luxus, sondern Bedingung für ein gesundes Leben. Steigende Energiepreise, ein schlechter energetischer Zustand des Gebäudes und ein geringes Einkommen können jedoch dazu führen, dass Haushalte ihre Wohnungen nicht angemessen heizen oder ihren Energiebedarf nur zu überproportional hohen Kosten decken können. Diese Haushalte werden als energiearme oder auch vulnerable Haushalte bezeichnet. Eine wichtige Aufgabe für soziale Klimapolitik ist es daher, Maßnahmen und Instrumente bereitzustellen, die es <a href="https://www.umweltbundesamt.de/node/114053">energiearmen und vulnerablen Haushalten</a> ermöglichen, ihren fossilen Energiebedarf zu reduzieren. Die Klimaziel-kompatible energetische Modernisierung des Gebäudebestands muss so gestaltet werden, dass auch sozial und finanziell schlechter gestellte Menschen von technischen Fortschritten profitieren und soziale Härten als <a href="https://www.umweltbundesamt.de/node/107661">Folge von Sanierungsmaßnahmen</a> verhindert werden.</p> <p>Auch mangelnde Entscheidungsbefugnisse über Sanierungsmaßnahmen bei Mietenden verengen die Handlungsspielräume. Die <a href="https://www.umweltbundesamt.de/node/92255">Verteilung der Kosten</a> für energetische Sanierungen zwischen Mietenden und Vermietenden muss so gestaltet werden, dass energetische Modernisierungsmaßnahmen angereizt werden.</p> <p>Eine sozialverträgliche Ausgestaltung der Wärmewende wirkt sich dabei nicht nur auf Wohnhäuser aus, sondern betrifft auch <a href="https://www.umweltbundesamt.de/node/110724">soziale Einrichtungen</a>, kommunale Gebäude und Bildungseinrichtungen.</p> </p><p> Zentrale Akteure der Wärmewende Zivilgesellschaft und kommunale Einrichtungen <p>Die Wärmewende ist eine gesamtgesellschaftliche Aufgabe. Umgesetzt wird sie aber vor Ort. <a href="https://www.umweltbundesamt.de/node/95285">Kommunen</a> kommt dabei eine wichtige Rolle zu. Sie stehen im Kontakt mit den Bürgerinnen*Bürgern, der lokalen Wirtschaft sowie diversen sozialen und kulturellen Einrichtungen und haben direkten Zugriff auf die gebaute Infrastruktur. Sind kommunale Unternehmen vorhanden, sind die Gestaltungsmöglichkeiten für eine erfolgreiche Wärmewende noch größer.</p> <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/372/bilder/220502_rollenbildkommunen_infografik_suwadesign_und_ifeu_2022.jpg"> </a> <strong> Die Rolle der Kommunen im Klimaschutz </strong> Quelle: ifeu / suwadesign </p><p> <p>Neben technischen Voraussetzungen und politischem Willen braucht es für den Erfolg der Wärmewende eine <a href="https://www.umweltbundesamt.de/node/114901">breite gesellschaftliche Unterstützung</a>. Kommunale Verwaltungen können die Wärmewende nutzen, um den Dialog und eine aktive Beteiligung von Bürgerinnen*Bürgern zu fördern. Denn der Ausbau von Infrastrukturen zur Wärmeversorgung, etwa von Fernwärme, braucht gesellschaftlichen Rückhalt: Systematisches Lernen, transparente und regulierte Preise, Zugang zu relevanten Informationen und die Finanzierung von Beteiligungsprozessen – mit diesen Bausteinen kann die <a href="https://www.umweltbundesamt.de/node/112204">Fernwärme mehr Akzeptanz und Unterstützung</a> erfahren.</p> <p>Es gibt viele Beispiele, wie das Zusammenspiel von zivilgesellschaftlichen und kommunalen Akteuren zu einem Treiber der sozialökologischen Transformation geworden ist. So haben etwa <a href="https://www.umweltbundesamt.de/node/73601">Bürger-Energiegenossenschaften</a> in der Vergangenheit unter Beweis gestellt, dass sie einen starken Beitrag für die Energiewende leisten.</p> Akteure am Wärmemarkt <p>Um die Wärmewende zielführender und erfolgreicher umzusetzen, spielen <a href="https://www.umweltbundesamt.de/node/87117">(wirtschaftliche) Akteure</a> am Wärmemarkt eine zentrale Rolle. Entscheidungen und Investitionen von Energieversorgungsunternehmen und Energiedienstleistern sowie die praktische Umsetzung durch das Handwerk der Branche Sanitär, Heizung und <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/klima">Klima</a> (SHK) bestimmen die Transformation des Wärmesektors maßgeblich. Um grüne Techniken zu unterstützen, bedarf es fairer Geschäftsmodelle, einer langfristigen Planbarkeit und Investitionen in Ausbildung und Forschung.</p> <p>Die Wärmewende hat gravierende Auswirkungen auf den Arbeitskräfte- und Qualifikationsbedarf. Denn die organisatorische und bauliche Umsetzung von Projekten erfordert <a href="https://www.umweltbundesamt.de/node/112079">Fachkräfte</a>, die in ihrem beruflichen Handeln als Pioniere des Wandels aktiv werden.</p> </p><p> Politische Instrumente der Wärmewende <p>Länder und <a href="https://www.umweltbundesamt.de/node/99867">Kommunen</a> können die Wärmewende durch eine engagierte Kommunale Wärmeplanung (KWP) sowie durch die Vorbildfunktion von öffentlichen Liegenschaften und der öffentlichen Hand aktiv voranbringen. Die Kommunale Wärmeplanung ist ein strategisches Planungsinstrument, mit dem Kommunen ihre Wärmeversorgung vollständig auf erneuerbare Energien und unvermeidbare Abwärme umstellen. Der dabei entstehende Wärmeplan der Kommune wird regelmäßig aktualisiert und fortgeschrieben.</p> <p>Die Bundesregierung hat zur Dekarbonisierung der Wärme neben regulatorischen Instrumenten (EnEfG, GEG) zahlreiche Förderproramme aufgesetzt (EEW, BEG, BEW, KWKG). Außerdem fördert die Bundesregierung durch Beratungsangebote, Wissensvermittlung und den Aufbau von Datenbanken die Wärmewende (Energieberatung für Wohngebäude und Nicht-Wohngebäude, Kompetenzzentrum Kommunale Wärmewende KWW; Plattform für Abwärme, Gas-Wärme-Kälte-Herkunftsnachweisregister-Verordnung GWKHV). Die nationalen Klimaschutzziele der Bundesregierung sind im Bundes-Klimaschutzgesetz (KSG) festgeschrieben. Darin wird geregelt, dass der Gebäudebestand bis 2045 treibhausgasneutral werden muss. Über den aktuellen Stand der <a href="https://www.umweltbundesamt.de/node/13215">Treibhausgasemissionen</a> wird jährlich berichtet. Das Umweltbundesamt untersucht mit den <a href="https://www.umweltbundesamt.de/node/112234">Treibhausgas-Projektionen</a>, ob die Ziele des KSG voraussichtlich erreicht werden und welche Wirkung von politischen Instrumenten künftig zu erwarten ist. Es informiert den Deutschen Bundestag, den Expertenrat für Klimafragen, die EU, sowie die Vereinten Nationen über die Fortschritte in der Treibhausgasminderung und schlägt Maßnahmen vor, wie das 1,5-Grad-Ziel des Übereinkommens von Paris auf der Weltklimakonferenz 2015 erreicht werden kann.</p> <p>Auf EU-Ebene wurden in den vergangenen Jahren zahlreiche Regularien und Gesetzesinitiativen verabschiedet, die eine Transformation des Wärmeverbrauchs und der Wärmeversorgung zum Ziel haben, so etwa die Renewable Energy Directive III (RED III), die Energy Efficiency Directive (EED), die Energy Performance of Buildings Directive (EPBD), das European Union Emissions Trading System (EU ETS), die Energy Taxation Directive (ETD) oder das Ökodesign und die Energieverbrauchskennzeichnung.</p> </p><p> </p><p>Informationen für...</p>

System zur Minimierung des PUE durch Anwendung von Retrofit-Technologien in Kälte-Systemen von Rechenzentren, Teilvorhaben: Erprobung und Validierung Co-Location Rechenzentrum

Innerhalb versorgungstechnischer Systeme (z. B. Kälteerzeugungssystemen) interagieren verschiedene Energiewandlungstechnologien, die häufig über dezentrale Regelungslogiken gesteuert werden. Deren mangelnde Abstimmung führt zu einem ineffizienten Betrieb der Gesamtsysteme. Den Verantwortlichen sind die Ineffizienzen durch falsche oder starre Sollwerte und Dimensionierungen oft nicht bewusst. Die Komplexität der Zusammenhänge und sich ständig verändernde Einflussfaktoren erschweren zusätzlich das Benchmarking und die Dimensionierung der Komponenten. Im geplanten Forschungsvorhaben wird eine KI-gestützte Optimierungslösung für Kälteanlagen aufgebaut, um eine modellgestützte Bewertung und Entscheidungshilfe für Retrofitmaßnahmen zu entwickeln. Diese Entscheidungshilfe ermöglicht die Analyse und Effizienzsteigerung der Komponenten in Abhängigkeit von den tatsächlichen Betriebsregimen der Anlagen. Entscheidungsvariablen, die im EISKIG-Vorhaben unveränderliche Parameter waren, werden nun optimiert (z. B. maximale Anlagenleistung, zulässige Betriebspunkte). Der Fokus dieses Projekts liegt ausschließlich auf der Versorgungstechnik von Rechenzentren. Zu Beginn wird der IST-Zustand des Energiesystems der Kälteversorgung im Rechenzentrum der Anwendungspartner mittels eines 'Digitalen Zwillings' beschrieben und untersucht. Die Untersuchungen konzentrieren sich auf folgende Energiewandlungskomponenten der Kälteerzeugung: Pumpen, Kompressionskältemaschinen, Wärmeübertrager, Ventile, Rückkühlwerke/Kühltürme (nass, trocken, adiabat), Wärmeübergabestationen. Mit dem digitalen Zwilling lassen sich verschiedene Retrofit-Maßnahmen simulieren und hinsichtlich Wirtschaftlichkeit und Emissionsminderung durch Energiekosteneinsparungen bewerten. Die Anwendungspartner erhalten auf dieser Basis Handlungsempfehlungen für wirtschaftlich umsetzbare Retrofit-Maßnahmen, einschließlich der Gegenüberstellung der IST-Situation mit branchenüblichen Durchschnittswerten.

ReFlex: Replicability Concept for Flexible Smart Grids, Wüstenrot Germany

Introduction: By 2020, the community Wuestenrot wants to cover its energy needs through the utilization of renewable energy sources, such as biomass, solar energy, wind power and geothermal energy, within the town area of 3000 hectares. In order to elaborate a practicable scheme for realizing this idea in a 'real' community and to develop a roadmap for implementation, the project 'EnVisaGe' under the leadership of the Stuttgart University of Applied Sciences (HFT Stuttgart) was initiated. Accompanying particular demonstration projects are a) the implementation of a plus-energy district with 16 houses connected to a low exergy grid for heating and cooling, b) a biomass district heating grid with integrated solar thermal plants. Project goal: The aim of the project is to develop a durable roadmap for the energy self-sufficient and energy-plus community of Wüstenrot. The roadmap shall be incorporated in an energy usage plan for the community, that shall be implemented by 2020 and brings Wüstenrot in an energy-plus status on the ecobalance sheet. A main feature within the EnVisaGe project is the implementation of a 14,703-m2 energy-plus model district called 'Vordere Viehweide'. It consists of 16 residential houses, supplied by a cold local heating network connected to a large geothermal ('agrothermal') collector. Here PV systems for generating electricity are combined with decentralised heat pumps and thermal storage systems for providing domestic hot water as well as with batteries for storing electricity. Another demonstration project is a district heating grid fed by biomass and solar thermal energy in the neighbourhood 'Weihenbronn'. It's based on a formerly oil-fired grid for the town hall and was extended to an adjacent residential area.

Wissenschaftliche Unterstützung der Energieberatung

Ausgangslage: Die Erhöhung der Energieeffizienz und eine sparsame umweltfreundliche Energieverwendung sind von zentraler Bedeutung für eine nachhaltige zukunftsfähige Entwicklung. Ein wichtiges Instrument für die Umsetzung energiepolitischer Zielsetzungen ist die Energieberatung. Ziele: Die Energieberatung in Hessen soll in ihrem weiteren Aufbau und ihrer fortlaufenden Arbeit unterstützt werden. Energieberater, Architekten, Ingenieure, Wissenschaftler und Beratungseinrichtungen sollen zum Informationsaustausch angeregt und mit Informationen sowie Beratungsinstrumenten versorgt werden. Vorgehen: Das IWU leistet Unterstützung in folgenden Bereichen: - Wissenschaftliche Betreuung der Energiespar-Informationen : Das IWU betreut die Broschürenserie Energiespar-Informationen des Landes Hessen, die im Internet und als kostenlose Information angeboten werden. Die Broschüren werden inhaltlich aktuellen Entwicklungen angepasst und grafisch anschaulicher gestaltet. Zu den 13 Themenschwerpunkten gehören u. a. der bauliche Wärmeschutz, die Herstellung einer luftdichten Gebäudehülle und die Haustechnik. - Beratung zu Fragen der effizienten Energienutzung: Im Rahmen von Vorträgen, Veröffentlichungen und allgemeinen Anfragen beantwortet das IWU spezielle Fragen aus dem Bereich der effizienten Energienutzung und der praktischen Umsetzung. Die wichtigsten Themen sind Niedrigenergie- und Passivhäuser, Energieeinsparung im Gebäudebestand sowie die effiziente Stromnutzung. - Arbeitskreis Energieberatung: Dieser Arbeitskreis des IWU behandelt aktuelle Themen aus dem Bereich der rationellen Energieverwendung in Gebäuden. Zum Adressatenkreis gehören Architekten, Ingenieure und Berater aus der Energie- und Wohnungswirtschaft im privaten wie öffentlichen Bereich.

Steuergrößen von Wasserqualität und ihrer Dynamik in Einzugsgebieten: Eine Deutschland-weite Analyse mit daten-getriebenen Modellen

Eine sichere Wasserversorgung ist eines der Nachhaltigkeitsziele der Vereinten Nationen in der Agenda 2030. In Mitteleuropa und Deutschland sind hohe Nährstoffeinträge in Grund- und Oberflächenwässer und schließlich auch in die marinen Systeme nach wie vor einem Problem für aquatische Ökosysteme und die Sicherung der Wasserversorgung. Auf der räumlichen Skala von Flusseinzugsgebieten interagieren dabei eine Vielzahl von Eintragspfaden und Prozessen, die ein mechanistisches Verständnis und klare Ursache-Wirkungs-Beziehungen erschweren. In den letzten Dekaden wurden große Anstrengungen unternommen, Kläranlage zu ertüchtigen und damit Einträge von Phosphor und Stickstoff deutlich zu reduzieren. Andererseits sind diffuse Einträge aus der Landwirtschaft immer noch bedeutend und aufgrund der langen Transportzeiten von der Quelle zur Vorflut schwer zu managen. Es ist momentan schwer abzuschätzen, wie schnell sich Maßnahmen zur Verringerung von Stickstoffüberschüssen in der Landwirtschaft auf die Wasserqualität und ihre zeitlich-räumliche Variabilität in der Vorflut auswirken. In diesem Antrag wird ein einzigartiger Datensatz von Wasserqualität und -quantität über ganz Deutschland hinweg verwendet und einer systematischen Daten-getriebenen Analyse unterzogen. Der Datensatz basiert auf dem langjährigen Monitoring von Wasserqualität der einzelnen Bundesländer und wurde vom UFZ zusammengestellt. In der Analyse dieser Daten werden Muster in der Konzentrationsvariabilität aber auch den Beziehungen zwischen Konzentration und Abfluss verwendet, um Rückschlüsse auf dominante Prozesse und Eintragspfade im Einzugsgebiet zu schließen. Die Arbeit ist dabei auf drei Ziele fokussiert: (a) Die Klassifikation der Einzugsgebiete hinsichtlich ihres Nährstoff-Exportregimes für Daten ab dem Jahr 2010. (b) Die zeitliche Entwicklung der Stickstoff:Phosphor-Stöchiometrie für längere Zeitreihen im Wechselspiel von Punkt- und diffusen Quellen. (c) Die Langzeit-Trajektorien des Nährstoffexports aus Einzugsgebieten und einer möglichen Entwicklung zu chemostatischen Verhältnissen mit geringer Konzentrationsvariabilität aufgrund flächiger landwirtschaftlicher Einträge. Dabei ermöglichen innovative daten-getriebene Methoden und der einzigartige Datensatz einen neuen Blick auf die Steuergrößen von Nährstoffexporten im mitteleuropäischen anthropogen überprägten Landschaftsbild. Die Ergebnisse ebnen zum einen den Weg für komplexitätsreduzierte Wasserqualitäts-Modelle auf der Skala von Einzugsgebieten. Zum anderen haben die Ergebnisse Relevanz für weitere Fachgebiete, wie der aquatischen Ökologie und des Umweltmanagements.

System zur Minimierung des PUE durch Anwendung von Retrofit-Technologien in Kälte-Systemen von Rechenzentren, Teilvorhaben: Kältesystemanalyse und Begleitforschung

Innerhalb versorgungstechnischer Systeme (z. B. Kälteerzeugungssystemen) interagieren verschiedene Energiewandlungstechnologien, die häufig über dezentrale Regelungslogiken gesteuert werden. Deren mangelnde Abstimmung führt zu einem ineffizienten Betrieb der Gesamtsysteme. Den Verantwortlichen sind die Ineffizienzen durch falsche oder starre Sollwerte und Dimensionierungen oft nicht bewusst. Die Komplexität der Zusammenhänge und sich ständig verändernde Einflussfaktoren erschweren zusätzlich das Benchmarking und die Dimensionierung der Komponenten. Im geplanten Forschungsvorhaben wird eine KI-gestützte Optimierungslösung für Kälteanlagen aufgebaut, um eine modellgestützte Bewertung und Entscheidungshilfe für Retrofitmaßnahmen zu entwickeln. Diese Entscheidungshilfe ermöglicht die Analyse und Effizienzsteigerung der Komponenten in Abhängigkeit von den tatsächlichen Betriebsregimen der Anlagen. Entscheidungsvariablen, die im EISKIG-Vorhaben unveränderliche Parameter waren, werden nun optimiert (z. B. maximale Anlagenleistung, zulässige Betriebspunkte). Der Fokus dieses Projekts liegt ausschließlich auf der Versorgungstechnik von Rechenzentren. Zu Beginn wird der IST-Zustand des Energiesystems der Kälteversorgung im Rechenzentrum der Anwendungspartner mittels eines 'Digitalen Zwillings' beschrieben und untersucht. Die Untersuchungen konzentrieren sich auf folgende Energiewandlungskomponenten der Kälteerzeugung: Pumpen, Kompressionskältemaschinen, Wärmeübertrager, Ventile, Rückkühlwerke/Kühltürme (nass, trocken, adiabat), Wärmeübergabestationen. Mit dem digitalen Zwilling lassen sich verschiedene Retrofit-Maßnahmen simulieren und hinsichtlich Wirtschaftlichkeit und Emissionsminderung durch Energiekosteneinsparungen bewerten. Die Anwendungspartner erhalten auf dieser Basis Handlungsempfehlungen für wirtschaftlich umsetzbare Retrofit-Maßnahmen, einschließlich der Gegenüberstellung der IST-Situation mit branchenüblichen Durchschnittswerten.

System zur Minimierung des PUE durch Anwendung von Retrofit-Technologien in Kälte-Systemen von Rechenzentren, Teilvorhaben: Aufbau und Anwendung der KI-Plattform 'Digitaler Zwilling'

Innerhalb versorgungstechnischer Systeme (z. B. Kälteerzeugungssystemen) interagieren verschiedene Energiewandlungstechnologien, die häufig über dezentrale Regelungslogiken gesteuert werden. Deren mangelnde Abstimmung führt zu einem ineffizienten Betrieb der Gesamtsysteme. Den Verantwortlichen sind die Ineffizienzen durch falsche oder starre Sollwerte und Dimensionierungen oft nicht bewusst. Die Komplexität der Zusammenhänge und sich ständig verändernde Einflussfaktoren erschweren zusätzlich das Benchmarking und die Dimensionierung der Komponenten. Im geplanten Forschungsvorhaben wird eine KI-gestützte Optimierungslösung für Kälteanlagen aufgebaut, um eine modellgestützte Bewertung und Entscheidungshilfe für Retrofitmaßnahmen zu entwickeln. Diese Entscheidungshilfe ermöglicht die Analyse und Effizienzsteigerung der Komponenten in Abhängigkeit von den tatsächlichen Betriebsregimen der Anlagen. Entscheidungsvariablen, die im EISKIG-Vorhaben unveränderliche Parameter waren, werden nun optimiert (z. B. maximale Anlagenleistung, zulässige Betriebspunkte). Der Fokus dieses Projekts liegt ausschließlich auf der Versorgungstechnik von Rechenzentren. Zu Beginn wird der IST-Zustand des Energiesystems der Kälteversorgung im Rechenzentrum der Anwendungspartner mittels eines 'Digitalen Zwillings' beschrieben und untersucht. Die Untersuchungen konzentrieren sich auf folgende Energiewandlungskomponenten der Kälteerzeugung: Pumpen, Kompressionskältemaschinen, Wärmeübertrager, Ventile, Rückkühlwerke/Kühltürme (nass, trocken, adiabat), Wärmeübergabestationen. Mit dem digitalen Zwilling lassen sich verschiedene Retrofit-Maßnahmen simulieren und hinsichtlich Wirtschaftlichkeit und Emissionsminderung durch Energiekosteneinsparungen bewerten. Die Anwendungspartner erhalten auf dieser Basis Handlungsempfehlungen für wirtschaftlich umsetzbare Retrofit-Maßnahmen, einschließlich der Gegenüberstellung der IST-Situation mit branchenüblichen Durchschnittswerten.

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