Produktentwickler*innen und Designer*innen stellen bei der Entwicklung neuer Produkte und Dienstleistungen die Weichen für die Umweltbelastung eines Produktes über seinen gesamten Lebensweg. Die "Entwicklung einer transnationalen Lernfabrik zur ökologischen Produktgestaltung" im Rahmen eines EU-INTERREG-Projektes im Ostseeraum namens "EcoDesign Circle" hatte zum Ziel, Fragen der ökologischen Produktgestaltung und Kreislaufwirtschaft in einer realen Gestaltungs- und Produktionsumgebung zu demonstrieren und Auswirkungen von Designentscheidungen auf den gesamten Lebenszyklus eines Produktes sichtbar zu machen. Das Konzept und der Inhalt der Lernfabrik Ökodesign wurde in drei Schritten entwickelt: Erfassung der aktuellen Situation (Bedarfe, Angebote) u.a. in den Ostseeanrainerstaaten über Stakeholderinterviews, Entwicklung des Konzeptes und Pilotierung der Lernfabrik in Deutschland und den Ostseeanrainerstaaten. Ergebnisse des Projektes sind das Konzept der Lernfabrik, ein Leitfaden zur Durchführung der Lernfabrik (Workshop-Manual), eine Anleitung zum Aufbau einer Lernfabrik (Guideline) und ein Verstetigungsplan. Die Lernfabrik Ökodesign hat das Ziel, dass Praktizierende und Lehrende aus Design, Ingenieurswesen und Geschäftsentwicklung lernen, wie man Kreislaufsysteme designt. Dabei durchlaufen sie einen Ökodesign-Prozess, bei dem kreative Methoden des Design-Thinking mit analytischen Methoden des Ökodesigns kombiniert werden. Gleichzeitig erhalten sie über einen Feldbesuch in eine Produktionsumgebung einen Einblick, welchen Einfluss Produktentwickler*innen auf die Umweltauswirkungen während der Fertigung haben. Die Ökodesign Lernfabrik wird als Training vom Fraunhofer IZM für Einzelpersonen oder Institutionen angeboten (www.ecodesignlearningfactory.com). Diese Dokumentation als auch die erstellten Materialien sollen auch eine Übertragbarkeit anderswo ermöglichen. Quelle: Forschungsbericht
Im geplanten Projekt werden unterschiedliche Konzepte entwickelt und im großflächigen Realbetrieb getestet, um Flexibilität von automatisch ansteuerbaren Prosumer-Komponenten wie Wärmepumpen, Boiler, Batterien und E-Mobilität für ausgewählte systemdienliche Dienstleistungen, wie beispielsweise die Vermarktung an Spot- und Regelenergiemärkten sowie Minimierung der Ausgleichsenergie wirtschaftlich nutzen zu können. Dazu werden skalierbare Optimierungsalgorithmen auf Aggregator- und Prosumer-Ebene entwickelt, die, unter Berücksichtigung der Interessen des Aggregators sowie auch der Eigeninteressen der Prosumer, eine für alle Beteiligten optimale Märkte-übergreifende Nutzung und Vermarktung der vorhandenen Flexibilität ermöglichen. Basierend auf diesen Ergebnissen werden Vergütungsmodelle und Tarife für Prosumer entwickelt und notwendige Prozesse bei Prosumern und Unternehmen entlang der gesamten Wertschöpfungskette implementiert.
Die wetterabhängige Fluktuation der PV-Erzeugung stellt für eigenverbrauchsoptimierende Endkunden, Stromhändler und Verteilnetzbetreiber eine große Herausforderung dar. Durch die kombinierte Nutzung von Daten aus Netzwerken von PV-Anlagen, Wetterstationen und Sky Cams sowie Satellitendaten werden in diesem Projekt die Grundlagen für neue Analysen und Prognosemethoden geschaffen (z.B. verbesserte PV-Kurzfristprognose), wodurch erheblicher Nutzen in Form neuer Geschäftsmodelle für die genannten Anwendergruppen geschaffen wird. Die Qualität der Datenerfassung, Methoden der Datenfusion und darauf aufbauende Prognose- und Analysemethoden werden erarbeitet, die potenziellen Nutzer identifiziert und der ökonomische Mehrwert im Rahmen von Geschäftsmodellen quantifiziert.
Ausgangssituation, Problematik und Motivation: Die massive Entwicklung von erneuerbaren Erzeugungskapazitäten hat in Österreich zu einer installierten Kapazität von 2.800 MW Wind und PV Anlagen geführt. Diese erzeugen aufgrund der stochastischen Erzeugungscharakteristika massive Herausforderungen in den Stromnetzen. Entsprechend werden zunehmend Flexibilitätsoptionen in den Strommärkten wie dem Day-ahead oder Spot-Markt, aber auch am Regelenergiemarkt notwendig sein. Auf der andern Seite sieht sich der Fernwärmemarkt in Österreich mit einer großen Zahl an kleinen und mittleren Biomasseanlagen konfrontiert, in den letzten 20 Jahren wurden in Summe ca. 900 MW installiert. Viele dieser Systeme sind am Ende ihrer technischen Lebensdauer angelangt. Zusätzliche Herausforderungen bestehen in sich ändernden Marktbedingungen (insbesondere Energiepreise und fallende Wärmenachfrage), was in einer reduzierten Wirtschaftlichkeit der Anlagen sowie einer unsicheren Zukunftsperspektive resultiert. Ziele und Innovationsgehalt: Wärmepumpen können eine Verbindung zwischen dem Strom- und dem Wärmesektor schaffen und somit hohen Kosten für den Ausbau der Stromnetze entgegenwirken und gleichzeitig die Wirtschaftlichkeit bestehender Wärmenetze erhöhen. Obwohl hierzu technische Lösungen marktverfügbar sind und bereits erfolgreich demonstriert wurden, wurden nur sehr wenige Beispiele in Österreich realisiert. Ziel des Projektes ist es, innovative Geschäftsmodelle für eine wirtschaftliche Integration von Wärmepumpen in kleinen und mittleren städtischen Wärmenetzen zu entwickeln und zu bewerten, insbesondere hinsichtlich der Synergien aus dem Wärme- und Strommarkt. Hauptfokus ist die Anwendung eines Wärmepumpen-Poolings über mehrere Wärmenetze, um somit die Anforderungen des Regelenergiemarktes hinsichtlich der Verfügbarkeit von Stromabnahme zu garantieren. Kleine und mittlere Städte bieten ein großes Potential für die Integration von Wärmepumpen aufgrund a) der geringeren Komplexität der Erzeugungsstrukturen und Stakeholder, b) im Allgemeinen niedrigen Vor- und Rücklauftemperaturen und c) einer guten Verfügbarkeit von Quellen für die Wärmepumpe (z.B. das Abwassersystem, Abwärme). Angestrebte Ergebnisse und Erkenntnisse: - Entwicklung und Dokumentation von technischen Lösungen und potenziellen Anwendungsfälle, die eine wesentliche Reduktion der Betriebskosten im Vergleich zu einer einfachen zentralen Wärmepumpenlösung ermöglichen. - Bewertung der ökonomischen Vorteile des Pooling von Wärmepumpen in Wärmenetzen und Entwicklung innovativer Geschäftsmodelle mit attraktiven Amortisationszeiten aufgrund von Synergieeffekten. - Übertragbarkeit der oben genannten Lösungen auf repräsentative städtische Wärmenetze und Vorbereitung für konkrete Demonstrationsprojekte.
Aufbauend auf den Ergebnissen der 'Stadt der Zukunft' Sondierungsprojekte 'Smart Exergy Leoben' und 'Energieschwamm Bruck' soll im gegenständlichen, umsetzungsorientierten Forschungsvorhaben anhand des Beispiels Leoben untersucht werden, wie mit regionalen, erneuerbaren Ressourcen regionale Elektromobilität langfristig versorgt, optimal ins kommunale Verteilernetzsystem integriert und ökonomisch nachhaltig implementiert werden kann. Folgende Forschungsfragen sollen in Form einer hybriden Betrachtung zunächst beantwortet werden: 1. Wie kann das Potential an Erneuerbaren in Regionen rund um kleine und mittlere Städte mit regionalem Elektromobilitätsbedarf verbunden werden? Die Beantwortung der Frage soll energetisch und leistungsmäßig erfolgen. 2. Wie korreliert der vorhandene Netzausbau des elektrischen Verteilernetzes mit der benötigten Infrastruktur zur Einbindung der erneuerbaren Potentiale, bzw. der für die E-Mobility-Versorgung nötigen Ladeinfrastruktur bei gewissen Durchdringungsszenarien? 3. Kann ein Netzausbau verringert werden wenn, weitere stationäre Speicherkapazitäten vorgesehen werden bzw. Demand-Side Maßnahmen bzw. rückspeisende Elektrofahrzeuge eingesetzt werden? 4. An welchen strategischen Punkten der Region sind unter Berücksichtigung der Antworten obiger Fragen Ladestationen zu errichten? 5. Welches Geschäftsmodell mit dazugehörigen -prozessen in den Partnerunternehmen zur Nutzung regionaler erneuerbarer Energie lassen sich entwickeln oder mit bestehenden Geschäftsmodellen und -prozessen kombinieren. 6. Welche energierechtlichen Fragen sind zu berücksichtigen? 7. Wie beeinflusst regional-versorgte Elektromobilität volkswirtschaftliche Indikatoren der Region? Zur Validierung der Ergebnisse der Forschungsfragen wird ein Demo-Testbed errichtet: Dabei sollen in Leoben über einen Langzeit-Flottenversuch mit einer repräsentativen Anzahl von Elektrofahrzeugen folgende Klärungen erfolgen: 1. Vergleich der Lastgänge im Netz mit erneuerbarer Erzeugung und den Lastgängen der E-Mobility Ladung: Sind die vorhergesagten Netzrückwirkungen valide? 2. Kann mit Hilfe der zuvor evaluierten DSM-Maßnahmen eine Vergleichsmäßigung der Lastflüsse, bzw. eine maßgebliche Autarkiegraderhöhung erreicht werden? 3. Funktionieren des prototypischen Geschäftsmodells und der -prozesse in den Partnerunternehmen? Am Ende des Projekts soll dazu ein hybride, zellenaufgelöstes Schichtenmodell entstehen, welches dazu dient die 'Schichten' energiebezogene Mobilitätsaspekte, Energie (Verteilernetzausbau, Energiespeicherung und regionale Potentiale) Geschäftsmodelle -prozesse, sowie gesamtsystemische Rahmenbedingungen so aufzuarbeiten, dass nach Abschluss des Projekts ein Leitfaden vorliegt, der es ermöglicht in den vielen österreichischen Mittelzentren bei der Entwicklung der E-Mobilitätsversorgung analog, wie im gegenständlichen Projekt gezeigt, vorzugehen.
Die Transformation des derzeit hierarchischen Stromsystems hin zu einem erneuerbaren dezentralen Stromsystem, stellt die Akteure in der Energiewirtschaft und Gesellschaft vor große Herausforderungen. Der überwiegende Teil der derzeit installierten dezentralen erneuerbaren Energiequellen wurde, bedingt durch die einfachere rechtliche Umsetzbarkeit und kürzere Wege der Entscheidungsfindung, vorwiegend in ländlichen Gebieten installiert. Die Energiedichte in urbanen Gebieten ist jedoch deutlich höher, weswegen die elektrische Energie über Netze in die Verbrauchszentren transportiert wird. Daher geht der Anstieg an ruraler erneuerbarer Stromerzeugung mit einem erhöhten Ausbau der Netze einher. Basierend auf den Herausforderungen von zukünftigen Energiesystemdesigns besteht die Forschungsfrage des Projekts 'Urban Energy Cells' darin, wie der Anteil an dezentralen erneuerbaren Erzeugern in urbanen Gebieten durch neue angepasste Geschäfts- und Finanzierungsmodelle signifikant erhöht werden kann. Ein hohes Potential dafür liegt in der Umsetzung von Energiezellen bzw. Microgrids. In urbanen Bereichen gibt es dabei jedoch viele Herausforderungen (z.B. Eigentümerstruktur, rechtliche Barrieren, Wirtschaftlichkeit). Andererseits bietet eine Aggregation von Verbrauch und dezentraler Erzeugung auch neue Geschäftsfelder für Energiedienstleister. Diese könnten Finanzierung, Errichtung, Betrieb und Instandhaltung dezentraler Erzeuger, Speicher und Netze in Energiezellen übernehmen. Damit wird eine leichtere Integration von erneuerbaren dezentralen Energieträgern in urbanen Regionen ermöglicht. Durch die gemeinsame Betrachtung des Strom-, Wärme- und Gassektors umfasst dieses Projekt eine hybride Sichtweise auf das Energiesystem. In einem ersten Schritt werden die rechtlichen und wirtschaftlichen Rahmenbedingungen derzeitiger Geschäfts- und Finanzierungsmodelle für Energiezellen sowie existierende Anreizmechanismen für die Flexibilisierung der Nachfrage und die Integration Erneuerbarer erhoben. Darauf aufbauend werden mögliche zukünftige hybride Energiesystemdesigns ausgearbeitet. In weiterer Folge werden neue alternative Geschäfts- und Finanzierungsmodelle für Energiezellen entwickelt, in unterschiedlichen Fallstudien mittels techno-ökonomischer Modellierung quantifiziert und nach Wirtschaftlichkeit, Nachhaltigkeit und Machbarkeit gereiht. Die zu erwartenden Sondierungsergebnisse sind somit: - Klassifizierung existierender Geschäfts-/Finanzierungsmodelle für hybride Energiesysteme - Folgerungen aus den Wirtschaftlichkeitsanalysen hybrider Energiedienstleister - Entwicklung von Geschäfts- und Finanzierungsmodellen urbaner Energiedienstleister - Risikoanalyse der Investitionssicherheit - Identifikation von rechtlichen Treibern und Barrieren - Potentialanalyse umsetzbarer Projekte.
Strategie- und Geschäftsmodellentwicklung zum Aufbau von öffentlicher und halböffentlicher Ladeinfrastruktur in Sachsen unter Berücksichtigung lokaler Voraussetzungen mit Hilfe eines nachfragebasiertes GIS-Modell.
Im Fokus dieses Vorhabens stehen unterschiedliche flexibilisierende Technologien für Biogas- und Biomethananlagen zur bedarfsgerechten Stromerzeugung unter den Prämissen der EEG-Direktvermarktung. Die flexiblen Fahrweisen der drei Anlagentypen Biogasanlage, Biomethan-Blockheizkraftwerk (BHKW) und BioPower2Gas-Anlage werden simuliert sowie zur Demonstration im Praxisbetrieb klimaeffizient, energetisch und wirtschaftlich optimiert betrieben und evaluiert. Es werden drei Anlagenkonzepte im Rahmen des Projektes erprobt, demonstriert und evaluiert. Die BioPower2Gas-Anlage ist eine Biogasanlage, die um einen Elektrolyseur und einen zusätzlichen Fermenter zur Biomethanerzeugung erweitert wird. Die Anlage nimmt Spitzenstrom aus Erneuerbare-Energien-Anlagen zur Netzstabilisierung auf, erzeugt Wasserstoff (H2), der mit CO2 biologisch in Biomethan umgewandelt wird. Das gesamte erzeugte Biomethan wird in das Erdgasnetz eigespeist. Das Biomethan-Blockheizkraftwerk ist ein BHKW, das aus dem Erdgasnetz mit Biomethan versorgt wird und flexibel bedarfsorientiert Strom ins Netz einspeist. Für die Sicherstellung einer kontinuierlichen Versorgung des angeschlossenen Nahwärmenetzes wird das BHKW um einen Wärmespeicher erweitert. Die flexible Biogasanlage ist eine Biogasanlage, die mit erhöhter BHKW-Leistung und mit einem Gas- und Wärmespeicher ausgestattet wird, um flexibel auf Bedarfs- oder Marktimpulse reagieren zu können. Neben der messtechnischen Evaluation des Demonstrationsbetriebs wird der flexible Anlagenbetrieb im Modell simuliert. Es werden außerdem Algorithmen entwickelt, die der Bereitstellung individuell optimierter Betriebsfahrpläne unter Berücksichtigung des Strommarkts einerseits und der Restriktionen im Verteilnetz andererseits dienen. Die unterschiedlichen Flexibilisierungsansätze werden hinsichtlich Treibhausgasemissionen, Wirtschaftlichkeit, regionaler Wertschöpfungseffekte, Versorgungssicherheit und Verträglichkeit im Verteilnetz bewertet. Darüber hinaus werden Geschäftsmodelle für den flexiblen Betrieb gemäß Vorgaben des EEG abgeleitet. Darüber hinaus werden Geschäftsmodelle und Betriebsstrategien für die flexiblen Anlagen entwickelt und simuliert. Zur Einsatzoptimierung der flexiblen Anlagen wird eine IKT-Systeminfrastruktur entwickelt und umgesetzt. Ein darauf basierendes Fahrplanmanagement wird anhand der flexibilisierten Biogasanlage und dem flexibilisierten Biomethan-BHKW erprobt.
Das Leitbild der 'Elektromobilität Mitteldeutschland ist die Verwirklichung von energieeffizienter, emissionsarmer und bezahlbarer Mobilität in den Städten samt Umland, in denen die Lebenswelten Arbeiten, Wohnen und Freizeit durch die Elektromobilität sichtbar und erlebbar miteinander verknüpft werden. Ziel der 'Grünen Mobilitätskette' ist die Entwicklung und Erprobung eines attraktiven Angebots für die Mobilitätsbedürfnisse von Kunden der Elektromobilität in Mitteldeutschland. Es wird eine komplett grüne Mobilitätskette einschließlich E-Fahrzeugen, Energie, Informationstechnologie sowie eine intermodale Vernetzung insbesondere mit dem Öffentlichen Verkehr, Wohnen und Carsharing geschaffen. Schwerpunkt der SWH im Projekt ist die Entwicklung neuer Geschäftsmodelle zur Elektromobilität. Entstehen sollen übertragbare, attraktive Angebote, die neben Komponenten der Elektromobilität u.a. auch Fahrzeugleasing, Energie, Car-Sharing oder Mobilitätsdienste. Weiterhin wird Ladeinfrastruktur in Halle (Saale) sowie eine Elektrofahrzeugflotte aufgebaut, die im eigenen und in fremden Unternehmen eingesetzt werden. Relevante Daten für die Informations- und Zugangsplattformen wie bspw. das sich im Aufbau befindliche Mobilitätsportal Sachsen-Anhalt oder die im Projekt zu entwickelnde Smartphone-App werden über Schnittstellen bereitgestellt. Die SWH leitet den Demonstratorbereich Halle, in dem alle im Projekt entwickelten Module angewendet und ggf. angepasst bzw. verbessert werden.
Betrieb von Elektroautos in Testregionen, Befragungen zu Nutzungs- und Preismodellen; wirtschaftliche Einsatzszenarien; Ergebnis: dauerhafter Betrieb von ePkw der Gemeinden; Nutzung der ePkw durch Bevölkerung in Leerzeiten.
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| Bund | 14 |
| Type | Count |
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| Förderprogramm | 13 |
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| License | Count |
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| geschlossen | 1 |
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| Deutsch | 14 |
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