This dataset contains water content and loss-on-ignition data from five Late Glacial to present sediment cores recovered from the northern shore of Schweriner See (See = Lake, NE Germany). The cores (3.0–4.6 m long, 5 cm diameter) were collected using a percussion coring system from different geomorphological positions, including beach ridges, a lake terrace, and the base of a shore slope. One core (Döpe19/1) was obtained from the northeastern shore of Schweriner Außensee in the Döpe area, while four cores (HoVie05–HoVie08) were recovered from the Hohen Viecheln area in the north shore of Schweriner Außensee. The sediment cores were subsampled at 2 cm resolution. Water content and loss on ignition analyses were performed on 2–3 g of sediment placed in ceramic crucibles. Water content was determined after drying samples for 24 hours at 105 °C in a drying oven, while loss on ignition was calculated following combustion of organic matter for 4 hours at 550 °C in a muffle furnace.
Ziel des Verbundvorhabens ist es, die Energiewende voranzutreiben und Industrieunternehmen die Möglichkeit zu bieten, Prozesswärme ohne fossile Brennstoffe weltweit wettbewerbsfähig herzustellen. Hierzu wird ein Heißgaserzeuger entwickelt, der nahezu verlustfrei Heißgas mittels eines durch Induktion erwärmten Suszeptors erzeugt, der von Umgebungsluft oder Prozessgasen durchströmt wird. Durch die Nutzung erneuerbarer Energien zur Stromerzeugung für die Induktionserwärmung kann der Heißgaserzeuger vollständig CO2-neutral betrieben werden. Es soll ein funktionsfähiger Demonstrator entwickelt werden. Ein mediendurchlässiger Suszeptor wird von einer Induktionsspule homogen durchwärmt. Die im Suszeptor erzeugte Temperatur wird auf das durchdringende Medium, idealerweise Umgebungsluft oder Prozessgas, übertragen, um die gewünschte Temperatur zu erreichen. Die Induktionsspule kann außerhalb des Suszeptors angeordnet werden, was eine optimale Strömung des zu erwärmenden Mediums ermöglicht. Der angesaugte Luftstrom kühlt die Induktionsspule und wird vorgewärmt, was die Energieeffizienz des Gesamtsystems erhöht. Induktionsspulen werden meist aus Kupferrohren gefertigt und mit Kühlwasser durchflossen, um Überhitzung zu verhindern. Im geplanten System soll die Kühlenergie zur Vorwärmung der Gase genutzt werden, was den Wirkungsgrad erheblich steigert. Für Temperaturen kleiner oder größer 1200°C werden unterschiedliche Ansätze gewählt. Das Konzept bleibt dabei unverändert, jedoch wird das Material für Suszeptor, Gehäuse und Gasführung an die jeweiligen Temperaturen angepasst. Unter 1.200°C können metallische Werkstoffe verwendet werden; bei höheren Temperaturen müssen keramische Werkstoffe eingesetzt werden. Zusammengefasst zielt das Projekt darauf ab, eine effiziente und CO2-neutrale Methode zur industriellen Prozesswärmeerzeugung zu entwickeln, die den Anforderungen verschiedener Temperatur- und Leistungsklassen gerecht wird und den Einsatz erneuerbarer Energien fördert.
Zielsetzung:
Das Projekt befasst sich mit der nachhaltigen Verwertung von tonhaltigen Schlämmen und silikatreichen Stäuben, die als Reststoffe insbesondere bei der Kies-, Sand- oder Quarzitgewinnung in der Region anfallen. Bislang fehlten für diese Materialien großflächig umsetzbare Nutzungskonzepte, sodass sie meist deponiert oder nur sehr eingeschränkt verwertet wurden. Ziel dieser Projektphase war es, die Verwertungsmöglichkeiten von Kieswaschschlämmen und silikatischen Stäuben zu identifizieren, die sich in einem industriellen Maßstab umsetzen lassen. Damit soll eine nachhaltige Kreislaufwirtschaft in der Region etabliert werden, die zur Umweltentlastung beiträgt, innovative Produkte hervorbringt und zusätzliche Arbeitsplätze schafft.
Dabei wurden zahlreiche Anwendungsmöglichkeiten in Betracht gezogen. Im Fokus standen insbesondere die Entwicklung von Geopolymeren aus kaolinitischem Kieswaschschlamm und silikatreichen Stäuben, die als Zementersatz in der Bauindustrie, als Ersatz für Keramik, im 3D-Druck sowie als elektrisch leitfähige Materialien für Wärmeelemente und Wärmespeicher eingesetzt werden können. Auch Anwendungen außerhalb der Geopolymerforschung wurden untersucht, darunter die Nutzung von kalziniertem Kieswaschschlamm als Portlandzementersatz, die Verwendung in der Keramikproduktion, im Lehmbau, in der Landwirtschaft oder als Bohrspülung. Damit wurde ein breites Spektrum an Verwertungsoptionen systematisch erfasst.
Fazit:
Das Projekt zeigt eindrucksvoll, dass tonhaltige Schlämme und silikatreiche Stäube nicht als Abfall, sondern als wertvolle Rohstoffe betrachtet werden können. Durch umfassende Analysen und innovative Laborarbeiten konnten unterschiedliche Geopolymerrezepturen entwickelt werden, die sowohl technisch als auch ästhetisch überzeugen. Besonders die Einsatzmöglichkeiten als Zementersatz und in der Innenarchitektur erweisen sich als zukunftsträchtig.
Gleichwohl bestehen für eine großflächige Umsetzung noch Hemmnisse, insbesondere fehlende Infrastruktur, Zertifizierungshürden und ökonomische Faktoren. Dennoch konnten durch gezielte Öffentlichkeitsarbeit wichtige Kontakte zu Industriepartnern geknüpft werden, sodass die Grundlage für eine weiterführende Zusammenarbeit gelegt ist. Insgesamt leistet das Projekt einen wichtigen Beitrag zur Etablierung einer nachhaltigen Kreislaufwirtschaft, indem es praxisnahe und innovative Lösungen für Reststoffe aufzeigt.
Hauptziel des beantragten Projektes Hybrid-Fire ist, eine neue Methode zur hybriden Beheizung von Ofenanlagen zu entwickeln die es ermöglich CO2-arm bzw. CO2-frei zu Arbeiten. Die Grundlagen hierfür soll umweltfreundlich erzeugter H2 sowie Elektroenergie darstellen. Durch Kombination eines Erdgas-Brenners, dessen Brenngas teilweise durch H2 ersetzt wird, mit einem bzw. mehreren Mikrowellenplasmabrennern soll durch gezielte Steuerung dies ermöglicht werden. Am Beispiel von ausgewählten keramischen Massenerzeugnissen aus dem Bereich Feuerfest (MgO-Stein), Technischer Keramik (ZrO2) sowie Baukeramik (Ziegel, Fließe) sowie am Beispiel Stahlschmelze aus dem Metallurgiesektor, soll gezeigt werden, dass diese zurzeit stark CO2-lastige Verfahren CO2-arm bzw. -neutral betrieben werden können. Hierzu wird an den ausgewählten Erzeugnissen (keram. Werkstoff sowie Stahl) umfangreiche Forschungsarbeit in mikrowellenplasmabeheizten Ofen, in elektrisch beheizten sowie in industriell oft gasbeheizten Öfen zur Eigenschaftsentwicklung betrieben. Im Lauf des Projektes ist geplant einen hybrid-beheizten Demonstrator zu konzipieren und für umfangreiche Versuche mit den genannten Produktgruppen zu bauen. Aufgrund der Änderungen in der Beheizungsart ist damit zu rechnen, dass geänderte Anteile an H2O-dampf bzw. H2-gehalte u.a. Abgasbestandteile die Eigenschaften beeinflussen. Hierzu können Änderungen in der Sinter- bzw. Schmelztechnologie bzw. auch am Werkstoff erforderlich werden. Im letzten Teil des Projektes sollen die gewonnenen Erkenntnisse im Industrieeinsatz (Feuerfesthersteller, Stahlgießerei) zum Einsatz unter industriellen Bedingungen kommen und erprobt werden. Am Ende des Projektes soll es möglich sein die Erkenntnisse auch auf weitere Ofenanlagen zu übertragen bzw. auch auf andere Industriezweige mit ähnlichen temperaturintensiven Technologien zu adaptieren.
Hauptziel des beantragten Projektes Hybrid-FIRE ist, eine neue Methode zur hybriden Beheizung von Ofenanlagen zu entwickeln, die es ermöglicht, kohlendioxidarm bzw. kohlendioxidfrei zu arbeiten. Die Grundlagen hierfür bieten umweltfreundlich erzeugter Wasserstoff sowie Elektroenergie. Durch Kombination eines Erdgas-Brenners, dessen Brenngas teilweise durch Wasserstoff ersetzt wird, mit einem bzw. mehreren Mikrowellenplasmabrennern soll durch gezielte Steuerung dies ermöglicht werden. Am Beispiel von ausgewählten keramischen Massenerzeugnissen aus dem Bereich Feuerfest (MgO-Stein), Technischer Keramik (ZrO2) sowie Baukeramik (Ziegelstein, Fließe) sowie am Beispiel Stahlschmelze aus dem Metallurgiesektor, soll gezeigt werden, dass diese zurzeit stark kohlendioxidlastige Verfahrensschritte kohlendioxidarm bzw. -neutral betrieben werden können. Hierzu wird an den ausgewählten Erzeugnissen (fester Werkstoff sowie Stahlschmelze) umfangreiche Entwicklungsarbeit in mikrowellenplasmabeheizten Ofen, in elektrisch beheizten sowie in industriell oft gasbeheizten Öfen zur Eigenschaftsentwicklung betrieben. Im Lauf des Projektes ist geplant einen hybrid beheizten Demonstrator zu konzipieren, zu bauen und für umfangreiche Versuche mit den genannten Produktgruppen einzusetzen. Aufgrund der Änderungen in der Beheizungsart ist damit zu rechnen, dass geänderte Anteile an Wasserdampf bzw. Wasserstoffgehalte u.a. Abgasbestandteile die Eigenschaften beeinflussen. Hierzu können Änderungen in der Sintertechnologie (nur Mikrowellenplasmabrenner-Beheizung unterstützt mit elektrischen Heizer zur Bewältigung der Thermoschockbeanspruchungen im Ofenaggregat) bzw. auch am Werkstoff erforderlich werden. Im letzten Teil des beantragten Projektes sollen die gewonnenen Erkenntnisse im Industrieeinsatz (Feuerfesthersteller, Stahlgießerei) zum Einsatz unter industriellen Bedingungen kommen und erprobt werden. Der Mikrowellenplasmabrenner wird vorbehaltlich der Förderung bei PleissnerGuss angeschafft.