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Synchronisierte und energieadaptive Produktionstechnik zur flexiblen Ausrichtung von Industrieprozessen auf eine fluktuierende Energieversorgung, SynErgie3: Synchronisierte und energieadaptive Produktionstechnik zur flexiblen Ausrichtung von Industrieprozessen auf eine fluktuierende Energieversorgung

The influence of seawater pH on U/ Ca ratios in the scleractinian cold-water coral Lophelia pertusa

The increasing pCO2 in seawater is a serious threat for marine calcifiers and alters the biogeochemistry of the ocean. Therefore, the reconstruction of past-seawater properties and their impact on marine ecosystems is an important way to investigate the underlying mechanisms and to better constrain the effects of possible changes in the future ocean. Cold-water coral (CWC) ecosystems are biodiversity hotspots. Living close to aragonite undersaturation, these corals serve as living laboratories as well as archives to reconstruct the boundary conditions of their calcification under the carbonate system of the ocean. We investigated the reef-building CWC Lophelia pertusa as a recorder of intermediate ocean seawater pH. This species-specific field calibration is based on a unique sample set of live in situ collected L. pertusa and corresponding seawater samples. These data demonstrate that uranium speciation and skeletal incorporation for azooxanthellate scleractinian CWCs is pH dependent and can be reconstructed with an uncertainty of ±0.15. Our Lophelia U / Ca-pH calibration appears to be controlled by the high pH values and thus highlighting the need for future coral and seawater sampling to refine this relationship. However, this study recommends L. pertusa as a new archive for the reconstruction of intermediate water mass pH and hence may help to constrain tipping points for ecosystem dynamics and evolutionary characteristics in a changing ocean.

Integration des 'Geothermal-Hub'-Konzepts in das Wärmeversorgungssystem eines Forschungscampus, Teilvorhaben: Gebäudebestandsanalyse und geothermische Potentiale

Referenzkraftwerk Lausitz

Das Reallabor Referenzkraftwerk Lausitz (RefLau) beinhaltet die Planung, Errichtung und den Betrieb eines Wasserstoff-Kraftwerks als technologische Innovation sowie die Vermarktung des grünen Wasserstoffs in unterschiedlichen Sektoren. Hierfür müssen neue Erneuerbare Energien Anlagen in der Region für die Bereitstellung von Grünstrom errichtet werden. Der Großteil des grünen Wasserstoffs wird verschiedenen Anwendungen in Verkehr, Industrie und Wärme zur Verfügung gestellt, wodurch die Treibhausgasemissionen dieser Sektoren reduziert werden. Ein kleinerer Teil des grünen Wasserstoffs wird forschungsseitig genutzt, um eine skalierbare und integrierte Lösung für die wesentlichen Herausforderungen der nächsten Phase der Energiewende zu erproben. Ziel ist hier den Nachweis zu erbringen, dass ein Kraftwerk neuen Typus und auf der Basis von 100 % Erneuerbaren Energien in der Lage ist, alle Systemdienstleistungen zu erbringen, die derzeit von konventionellen Kraftwerken bereitgestellt werden. Aus der Perspektive des Strukturwandels fokussiert das Projekt auf die Stärkung der Wettbewerbsfähigkeit des Wirtschaftsstandortes Lausitz. Die langfristige Zielsetzung ist, Speicherkraftwerke mit einer hochskalierten Erzeugerleistung im dreistelligen Megawattbereich an anderen Industrie- und Kraftwerksstandorten der Lausitz zu realisieren. Das Vorhaben bietet zudem die Chance als Referenzlösung auf andere Standorte, insbesondere andere Reviere, übertragen zu werden.

Energieoptimiertes Reallabor Jena mittels in Echtzeit skalierbarer Energiespeicher, Teilvorhaben: Konzeption und Erprobung virtueller Kraftwerksstrukturen am Beispiel der Stadt Jena

JenErgieReal versteht sich als 'Blaupause' für die zukünftig ganzheitliche Versorgung mit elektrischer und thermischer Energie sowie der Integration der Mobilität als Bindeglied. Dabei werden die Haupttreiber des Energieverbrauchs Verkehr, Industrie, Gewerbe und Wohnen sektorenübergreifend betrachtet. JenErgieReal wird als Reallabor der Energiewende die für die deutsche Energiepolitik wesentlichen systemischen Herausforderungen in einem klar umrissenen Großvorhaben exemplarisch angehen und die Rolle der Infrastrukturbetreiber im Energiewendeprozess verdeutlichen. JenErgieReal hat Pioniercharakter für die Transformation des Energiesystems und widmet sich Forschungsfragestellungen, die eine Schlüsselrolle bei der Umsetzung der Energiewende einnehmen. Die Demonstration der Ergebnisse erfolgt als Reallabor in der Stadt Jena. Das Teilziel des TP 8 ist dabei die wissenschaftliche Betreuung des in der Verbundvorhabenbeschreibung gestellten Gesamtziels. Die zentralen Themen des Projektes JenErgieReal fokussieren die Netzdienlichkeit und zielen auf die Netzstabilisierung ohne Netzausbau ab. Als Beispiele seien die Lastspitzenglättung, die Lastensteuerung, auch aus dem vorgelagerten Netz, und die verringerte Rückeinspeisung erwähnt. In den verschiedenen Arbeitsthemen werden Lösungen für zukünftige Quartiere vom Endverbraucher bis zum Erzeugerentwickelt und realisiert. Das regulatorische Lernen nimmt dabei eine wichtige Rolle ein.

Referenzkraftwerk Lausitz, Teilvorhaben: Kraftwerksregelung und Betriebsführung

Im Rahmen des Reallabors Referenzkraftwerk Lausitz ist eine wissenschaftliche Begleitung eines Großprojekts, welches die Errichtung eines modernen Kraftwerks am Standort Spremberg im Industriepark Schwarze Pumpe beabsichtigt, geplant. In dem Kraftwerk werden ausschließlich erneuerbare Energien genutzt. Weiterhin werden Möglichkeiten der Sektorenkopplung erschlossen und neue Wertschöpfungspotentiale durch Systemdienstleistungen im elektrischen Netz der öffentlichen Versorgung aufgezeigt. Ziel des Forschungsvorhabens ist es, das vorgestellte Konzept für ein vollständig systemrelevantes H2-Speicherkraftwerk in allen relevanten Details, die für die Errichtung und Inbetriebnahme sowie den Probebetrieb notwendig sind, zu erarbeiten und im Zusammenwirken des Gesamtprozesses zu optimieren. Hierbei wird die Funktionalität der Komponentenanordnung als Speicherkraftwerk demonstriert. Alle Einzelkomponenten sowie die zugehörige Regelung und Steuerung werden dazu dimensioniert, simuliert, implementiert und bei allen vorgesehen Betriebsarten erprobt. Die Brandenburgische Technische Universität Cottbus-Senftenberg (BTU) entwickelt hierbei in Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer IEG (Fh IEG) die Kraftwerksregelung, welche die Bereitstellung der Systemdienstleistungen am Netzkopplungspunkt sicherstellt. Außerdem liefert die BTU eine Analyse des potenziellen Beitrages der Wasserstoff-Rückverstromung zur Bereitstellung eines grundlastfähigen Portfolios aus erneuerbaren Energieanlagen und die Überführung in ein Betriebsführungskonzept.

Reallabor Rittergut Riesa

Zielsetzung: Der Gebäudesektor in Deutschland ist für einen erheblichen Anteil des gesamten Endenergieverbrauchs und der Treibhausgas-Emission verantwortlich. Wohngebäude ohne jeglichen regulatorischen Wärmeschutz machen dabei über zwei Drittel des Bestands aus. Die zeitnahe energetische Sanierung dieser Gebäude ist ein zentraler Schritt zur Erreichung eines klimaneutralen Gebäudebestands bis 2045. Gleichzeitig wird dieses Ziel durch den akuten Fachkräftemangel in Ingenieur- und Handwerksberufen erheblich erschwert. Die Bewältigung dieser Herausforderungen erfordert innovative Ansätze, die sowohl den Sanierungsbedarf als auch die Ausbildung neuer Fachkräfte in den Fokus rücken. Das Projekt zielt darauf ab, ein innovatives Bildungsangebot für die nachhaltige Gebäudesanierung zu entwickeln und dieses praxisnah in das duale Studienmodell an der Dualen Hochschule Sachsen (DHSN) zu integrieren. Das mehr als 100 Jahre alte Industriedenkmal Rittergut Riesa dient dabei als Modell und Reallabor für die zukünftigen Fachkräfte. Studierende der DHSN und Auszubildende im Handwerk profitieren dabei von einem einzigartigen Lernumfeld, das Theorie und Praxis eng miteinander verknüpft. Durch die aktive Mitarbeit an der Sanierung des historischen Ritterguts erwerben sie zukunftsrelevante Kompetenzen hinsichtlich des Einsatzes erneuerbarer Energien, ökologischer Baustoffe sowie in Denkmal- und Klimaschutz.

Charakterisierung von Geothermalreservoiren im Festgestein bezüglich ihres thermischen Zustandes, Vorhaben: Mesoskalige Erprobung von organischen Verbindungen als thermosensitive Tracer

Auswirkungen physikalisch-ozeanographischer Extremereignisse auf Ökosystemdienstleistungen im Elbe-Ästuar-Küstensystem, Vorhaben: Transfer wissenschaftlicher Beiträge in die Zivilgesellschaft zur Verbesserung der gesellschaftlichen Resilienz

Neue Strategien zur Anpassung an zukünftige physikalisch-ozeanografische Extremszenarien an deutschen Küsten, Vorhaben: Zeitreihendynamik aus Erdbeobachtungsdaten und Inventarisierung von Infrastruktur'

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