Fuer chemische Prozesstechnologien wird durch mathematische Optimierungsmethoden der Verbrauch an Waschmitteln und Endenergie simultan minimiert.
Zielsetzung: Erkennung, Darstellung und Bewertung der wesentlichen Zusammenhaenge zwischen Oekonomie, Umwelt, Energie und Technik. Basierend auf diesen Erkenntnissen sollen Loesungsvorschlaege fuer die Gestaltung zukuenftiger Energieversorgungs- und Umweltnutzungs-Konzepte der Schweiz auf quantitativer Basis erarbeitet und formuliert werden. Konkrete Fragestellungen betreffen heute die CO2-Problematik, insbesondere die Bestimmung der Kosten zur Reduktion von CO2-Emissionen auf nationaler Ebene. Unter der Beruecksichtigung neuer emissionsarmer Technologien, des Potentials von Verbesserungen der Wirkungsgrade bei bestehenden Technologien sowie des entsprechenden Zeitbedarfs fuer eine Markteinfuehrung wird das kostenoptimale Energiesystem fuer die Schweiz gesucht. Dafuer wird ein lineares Optimierungsmodell des schweizerischen Energiesystems (MARKAL) eingesetzt. Erste Versuche mit Gleichgewichtsmodellen, die Angebot und Nachfrage beruecksichtigen (MARKAL-MARCO), sind im Gange.
Hof Ritzerau liegt im Kreis Herzogtum Lauenburg im Bundesland Schleswig-Holstein, nordöstlich von Hamburg. Ursprünglich wurde Hof Ritzerau nach konventionellen Methoden bewirtschaftet. Sein neuer Eigentümer, Herr Günther Fielmann, hat die Umstellung des Betriebes auf ökologische Landwirtschaft veranlasst. Diese Umstellung wird wissenschaftlich begleitet, die Untersuchungen werden durch Herrn Fielmann finanziert. Ziel der Forschungsarbeiten ist es die Veränderungen, die mit der Umstellung auf die ökologische Anbauweise einhergehen, in ihrem zeitlichen Ablauf zu dokumentieren und die aus Sicht des Natur- und Landschaftsschutzes erwünschten bzw. angestrebten Effekte durch gezielte Maßnahmen zu fördern. Das bedeutet, dass die Pflanzenbaumaßnahmen des Ökolandbaus durch eine zeitliche und vor allem auch räumliche Feinabstimmung optimiert werden sollen. Um dieses Ziel zu erreichen ist folgende Frage zu klären: Wie, in welcher Intensität, zu welchem Zeitpunkt und wo haben einzelne Maßnahmen zu erfolgen, damit die Ziele des Natur- und Landschaftsschutzes in Abstimmung mit betriebswirtschaftlichen Vorgaben umgesetzt werden können?
Im Projekt 'Planungswerkzeuge für die energetische Stadtplanung sind erste Ansätze zur energetischen Stadtplanung auf Basis des Energiemodells URBS entwickelt worden. Die Analyse erlaubt eine Einteilung der Stadt in Vorranggebiete bezüglich der Wärmeversorgung. Die Arbeit basiert auf verschiedenen Analysemodulen. Der erste Schritt besteht in der Erstellung einer Gebäudedatenbank. Alle Gebäude der Stadt sollen hinsichtlich ihrer Geometrie, des Gebäudealters, der Bauweise, des aktuellen Energieverbrauches usw. enthalten sein. Diese Informationen werden dann genutzt, um den gegenwärtigen und zukünftigen Wärmeverbrauch zu bestimmen. Der zukünftige Gebrauch wird unter der Annahme verschiedener Sanierungsmaßnahmen bestimmt. Der erste Schwerpunkt der Arbeit liegt auf einer Analyse der Verdichtung und Ausweitung des bestehenden Fernwärmenetzes. Mit Hilfe der Gebäudedatenbank wird analysiert wo und zu welchen Kosten die Fernwärme ausgebaut werden könnte. Die Erhebungen aus dieser Analyse werden dann im nächsten Schritt an das Optimierungsmodell IJRBS übergeben. Im nächsten Schritt werden verschiedene Wärmeversorgungsmöglichkeiten hinsichtlich der technischen Realisierbarkeit und der wirtschaftlichen Wettbewerbsfähigkeit untersucht. Der zweite Schwerpunkt der Untersuchung liegt auf Wärmepumpen. Hierfür wurde ein eigenes Bodenmodell entworfen. Mit dem Modell kann bestimmt werden, wo welche Menge an Energie aus dem Boden entzogen werden kann, ohne bestimmte Nachhaltigkeitskriterien zu verletzten. All diese Informationen werden in das Energiemodell URBS-Augsburg eingepflegt. Neben der Warme- wird auch die Stromversorgung im Modell abgebildet. Anhand des Modells kann dann untersucht werden welche Technologien und Maßnahmen eingesetzt werden sollten um gesetzte Klimaschutzziele zu erreichen. Ein entscheidendes Ergebnis des Modells zeigt die starke Abhängigkeit der lokalen Entwicklung in Augsburg von der allgemeinen Entwicklung der Stromerzeugung in Deutschland. Wenn eine überregionale Lösung beispielsweise mit viel off-shore Wind und Ansätzen wie Desertec realisiert wird, dann wird in Augsburg durch die Optimierung wenig eigner Strom erzeugt, Kraft- Wärme-Kopplung und Fernwärme werden nicht ausgebaut. Städtische Klimaschutzziele sollten in diesem Fall durch Einsparungsmaßnahmen im Gebäude-Wärmebereich vorangetrieben werden. Ist die Entwicklung hin zu klimaneutralem Strom in Deutschland schleppend, dann muss in Augsburg viel mehr 'grüner ' Strom erzeugt werden. Hier kann dann der Kraft-Wärme-Kopplung eine zentrale Rolle zukommen. Die Ausweitung dieses Ergebnisses ist dringend notwendig, da sie für die aktuelle politische Diskussion von zentraler Bedeutung sind.
In der Prozessindustrie sind die Anforderungen an die Verfahren wie preiswertes Design und umweltschonenden Betrieb vielseitig, und teilweise auch gegenläufig. Hierdurch steigt der Bedarf an flexibleren Produktionsanlagen, um den steigenden Anforderungen bezüglich der schnell wechselnden Marktanforderungen und der Umweltverträglichkeit gerecht zu werden. Ressourcenschonung und Reduzierung der Umweltbelastung sind Ziele, die die gängigen Verfahren aufgrund der sich ändernden Umweltauflagen (Reinheit der Gasemission) an die Grenzen der Wirtschaftlichkeit bringen. Die Reaktivabsorption und die anschließende Desorption stellt durch die Kombination von Stofftrennung und chemischer Reaktion in Mehrkomponentensystemen ein sehr komplexes Verfahren mit einem hohen Optimierungspotential dar. Dies gilt insbesondere für die im Rahmen des Forschungsprojektes zu untersuchende Ammoniak-Schwefelwasserstoff-Kreislaufwäsche zur Reinigung von Kokereiabgasen. Bei diesem industriell relevanten und hier exemplarisch ausgewählten Prozess basiert der konventionelle Betrieb integrierter Kolonnensysteme auf der vorherigen Auslegung für einen konstanten Betriebspunkt. In der Realität ändern sich jedoch die Randbedingungen, so dass die Prozesse am vorgegebenen Betriebspunkt nicht optimal betrieben werden können. Hier liegt die besondere wissenschaftliche Herausforderung bezüglich der Online-Optimierung, die Umweltrestriktionen sowie alle Produktanforderungen unter den gegebenen Anlagenbegrenzungen und den sich ändernden Echtzeit-Randbedingungen zur Minimierung der Betriebskosten gleichzeitig einzuhalten. Im Rahmen des Forschungsvorhabens wird eine Methodik zur Online Optimierung entwickelt und an einer realen Anlage (AS-Kreislaufwäsche) im Pilotmaßstab erprobt und bewertet. Als Ergebnis ist ein effizientes robustes Online-Optimierungssystem zur Ermittlung optimaler Prozessführungsstrategien für dynamische nichtlineare große Systeme unter Echtzeit-Randbedingungen zu erwarten. Die zu entwickelnde Methodik der Online-Optimierung ist allgemeingültig und soll für die Optimierung anderer Prozesse übertragbar sein.
Die ökologische Forschung zu Einzelbaumeffekten in Mischbeständen eröffnet tiefere Einsichten in die Wechselbeziehungen zwischen Baumarten und -individuen. Sie ermöglicht darüber hinaus die rationale Planung der Gestaltung von Waldbeständen. In diesem Projekt sollen die Kenntnisse über ökologische Felder von Einzelbäumen erstmals mit Methoden der Räumlichen Optimierung dazu genutzt werden, Empfehlungen für die Strukturierung von Beständen zu erarbeiten. Hierzu soll das Wissen über einige Einzelbaumeffekte so aufbereitet werden, dass es mit Algorithmen der mathematischen Optimierung bearbeitet werden kann. Die dabei zum Einsatz kommenden nichtlinearen Algorithmen und die verwendete Software erlauben eine derart nachhaltige Optimierung, so dass trotz zahlreicher Nebenbedingungen und multikriterieller Optimierungsziele im Einzelbestand mit über hundert Baumindividuen vertrauenswürdige Ergebnisse erzielt werden. Diese Methoden sichern ökosystemorientierte Nachhaltigkeitsindikatoren in forstlichen Managementmodellen und liefern einen Beitrag zur horizontalen Integration verschiedener Waldfunktionen auf Bestandesebene.
Es wird um Förderung eines 6-monatigen Forschungsaufenthaltes in Australien nachgesucht. Der Aufenthalt soll dazu dienen, ein Forschungsprojekt weiterzuentwickeln, das 1999 begonnen wurde. Das Forschungsprojekt selbst ist als ein Teil einer langjährigen Zusammenarbeit zwischen australischen Ökonomen McDonald, Campbell, Tesdell) und dem Antragsteller hervorgegangen. Im Förderungszeitraum wird angestrebt, (a) eine stochastische Version eines bereits bestehenden mathematischen Optimierungsmodells der deutschen Fischereiflotte zu entwickeln und (b) diese mit biologischen Modellen der Fischbestandsentwicklung (rekursiv) dynamisch zu einem Fanggebietsmodell zu verkoppeln. Die Literatur- und Datensammlung ist weitgehend abgeschlossen und soll während des Förderungszeitraumes zu einem Übersichtsbeitrag ausgearbeitet werden. Ebenso ist die Modellstruktur weitgehend ausdiskutiert und erscheint mit den vorhandenen Daten und technischen Informationen ausfüllbar zu sein.
Echtzeitvorhersagen von Abfluss und Überflutungen stellen eine große Herausforderung dar, auch weil Wettervorhersagen konvektive Starkregenereignisse auf der stündlichen Sub-Kilometerskala noch nicht mit ausreichender Qualität vorhersagen können. Das führt zu unvorhergesehenen Überflutungen und großen Schäden öffentlichen Eigentums und Infrastruktur und potentiell zu Todesopfern. Bekannte Beispiele in der Region des Geoverbundes ABC/J sind die Sturzfluten in Wachtberg am 3. Juli 2010 und am 6. Juni 2016. Das Projekt wird ein neuartiges, probabilistisches Echtzeitvorhersagesystem für Abfluss und Überflutungen in kleinen Einzugsgebieten (kleiner als 500 km2) entwickeln. Das Projekt konzentriert sich auf die Einzugsgebiete Wachtberg, Ammer und Bode. Wir werden QPE, QPN und QPF (quantitative Niederschlagsschätzung, Nowcasting und numerische Vorhersage), die Produkte von P1, P2 und P3 in dem Vorhersagesystem verwenden, um die erreichten Verbesserungen in RealPEP zu bewerten. Ein wichtiger Aspekt des Projektes ist die Verwendung verschiedener hydrologischer Modelle (konzeptionell und physikbasiert) für die Flutvorhersage. Wir werden den Mehrwert und die Limitierungen der verschiedenen Modelle (und Datenassimilierungsverfahren) identifizieren. Konzeptionelle Modelle profitieren hauptsächlich von der Optimierung/Kalibrierung des Abflusses und der Möglichkeit schnell, große Ensemble berechnen zu können; physikbasierte Modelle dagegen haben den Vorteil verschiedenartige Beobachtungsdaten verarbeiten zu können und Prozesse besser abzubilden, wodurch eine einfachere Übertragbarkeit auf andere Einzugsgebiete ohne Kalibration möglich ist. Schlussendlich werden wir untersuchen ob die verschiedenen Ansätze sich ergänzende Information zu Echtzeitvorhersage von Überflutungen liefern können.
| Origin | Count |
|---|---|
| Bund | 675 |
| Type | Count |
|---|---|
| Förderprogramm | 674 |
| unbekannt | 1 |
| License | Count |
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| geschlossen | 1 |
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| Language | Count |
|---|---|
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| Keine | 359 |
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| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 336 |
| Lebewesen und Lebensräume | 327 |
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| Mensch und Umwelt | 674 |
| Wasser | 232 |
| Weitere | 675 |