Das Projekt "Nutzung von Wasserstoff als klimaneutrales Prozessgas für den Tunnelofenbetrieb in der keramischen Industrie" wird/wurde ausgeführt durch: Wienerberger GmbH.Das Ziel des Projektes besteht in der Nutzung von Wasserstoff als klimaneutrales Prozessgas für den Tunnelofenbetrieb in der keramischen Industrie. Der Bundesverband der Deutschen Ziegelindustrie e. V. hat im März 2021 eine Roadmap für eine treibhausgasneutrale Ziegelindustrie in Deutschland - Ein Weg zur Klimaneutralität der Branche bis 2050- herausgegeben. Die Treibhausgasemissionen der deutschen Ziegelindustrie betragen rund 1,74 Mio. t CO2 im Jahr. Bis zum Jahr 2050 soll das Ziel der Treibhausgasneutralität, mit dann nur noch Emissionen von rund 0,5 Mio. t CO2/a, erreicht sein. Ein großes Problem bei der Herstellung keramischer Erzeugnisse wie Ziegel, Dachziegel, Klinker etc. ist der hohe Energieverbrauch. Der Sekundärenergieträger Wasserstoff kann durch seine CO2-freie Verbrennung sehr gut als Brennstoff eingesetzt werden. Wasserstoff ist ein brennbares Gas das exotherm mit Sauerstoff zu Wasser reagiert. Durch die Veränderung der Gasatmosphäre im Ofen gibt es jedoch Auswirkungen auf die Eigenschaften des Brennproduktes, die keramischen Eigenschaften, die Brennfarbe, die Puzzolanität und schädliche Emissionen im Ofenraum. Schwerpunkt ist es, derzeit noch offene Fragestellungen zum Wasserstoff-verfahren zu lösen, d.h. Kenntnisse über die Reaktionsmechanismen in den Rohstoffen bei wasserdampfhaltiger Atmosphäre zu erlangen und ein Konzept für die Verfahrenstechnik zu entwickeln, mit der es nach dem heutigen Stand der Technik möglich wird, ein solches Brennverfahren sicher und wirtschaftlich in einem kontinuierlichen Prozess einzusetzen. Die Projektergebnisse sollen im Werk Rietberg der Wienerberger GmbH in einem Pilotofen umgesetzt und erprobt werden.
Das Projekt "Nutzung von Wasserstoff als klimaneutrales Prozessgas für den Tunnelofenbetrieb in der keramischen Industrie, Teilvorhaben: Umsetzung und Erprobung anhand eines Pilotofens" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: Wienerberger GmbH.Das Ziel des Projektes besteht in der Nutzung von Wasserstoff als klimaneutrales Prozessgas für den Tunnelofenbetrieb in der keramischen Industrie. Der Bundesverband der Deutschen Ziegelindustrie e. V. hat im März 2021 eine Roadmap für eine treibhausgasneutrale Ziegelindustrie in Deutschland - Ein Weg zur Klimaneutralität der Branche bis 2050- herausgegeben. Die Treibhausgasemissionen der deutschen Ziegelindustrie betragen rund 1,74 Mio. t CO2 im Jahr. Bis zum Jahr 2050 soll das Ziel der Treibhausgasneutralität, mit dann nur noch Emissionen von rund 0,5 Mio. t CO2/a, erreicht sein. Ein großes Problem bei der Herstellung keramischer Erzeugnisse wie Ziegel, Dachziegel, Klinker etc. ist der hohe Energieverbrauch. Der Sekundärenergieträger Wasserstoff kann durch seine CO2-freie Verbrennung sehr gut als Brennstoff eingesetzt werden. Wasserstoff ist ein brennbares Gas das exotherm mit Sauerstoff zu Wasser reagiert. Durch die Veränderung der Gasatmosphäre im Ofen gibt es jedoch Auswirkungen auf die Eigenschaften des Brennproduktes, die keramischen Eigenschaften, die Brennfarbe, die Puzzolanität und schädliche Emissionen im Ofenraum. Schwerpunkt ist es, derzeit noch offene Fragestellungen zum Wasserstoff-verfahren zu lösen, d.h. Kenntnisse über die Reaktionsmechanismen in den Rohstoffen bei wasserdampfhaltiger Atmosphäre zu erlangen und ein Konzept für die Verfahrenstechnik zu entwickeln, mit der es nach dem heutigen Stand der Technik möglich wird, ein solches Brennverfahren sicher und wirtschaftlich in einem kontinuierlichen Prozess einzusetzen. Die Projektergebnisse sollen im Werk Rietberg der Wienerberger GmbH in einem Pilotofen umgesetzt und erprobt werden.
Das Projekt "Nutzung von Wasserstoff als klimaneutrales Prozessgas für den Tunnelofenbetrieb in der keramischen Industrie, Teilvorhaben: Bewertung anhand von Werkstoff- und Produktuntersuchungen" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: IAB - Institut für Angewandte Bauforschung Weimar gemeinnützige GmbH.Das Ziel des Projektes besteht in der Nutzung von Wasserstoff als klimaneutrales Prozessgas für den Tunnelofenbetrieb in der keramischen Industrie. Der Bundesverband der Deutschen Ziegelindustrie e. V. hat im März 2021 eine Roadmap für eine treibhausgasneutrale Ziegelindustrie in Deutschland - Ein Weg zur Klimaneutralität der Branche bis 2050- herausgegeben. Die Treibhausgasemissionen der deutschen Ziegelindustrie betragen rund 1,74 Mio. t CO2 im Jahr. Bis zum Jahr 2050 soll das Ziel der Treibhausgasneutralität, mit dann nur noch Emissionen von rund 0,5 Mio. t CO2/a, erreicht sein. Ein großes Problem bei der Herstellung keramischer Erzeugnisse wie Ziegel, Dachziegel, Klinker etc. ist der hohe Energieverbrauch. Der Sekundärenergieträger Wasserstoff kann durch seine CO2-freie Verbrennung sehr gut als Brennstoff eingesetzt werden. Wasserstoff ist ein brennbares Gas das exotherm mit Sauerstoff zu Wasser reagiert. Durch die Veränderung der Gasatmosphäre im Ofen gibt es jedoch Auswirkungen auf die Eigenschaften des Brennproduktes, die keramischen Eigenschaften, die Brennfarbe, die Puzzolanität und schädliche Emissionen im Ofenraum. Schwerpunkt ist es, derzeit noch offene Fragestellungen zum Wasserstoff-verfahren zu lösen, d.h. Kenntnisse über die Reaktionsmechanismen in den Rohstoffen bei wasserdampfhaltiger Atmosphäre zu erlangen und ein Konzept für die Verfahrenstechnik zu entwickeln, mit der es nach dem heutigen Stand der Technik möglich wird, ein solches Brennverfahren sicher und wirtschaftlich in einem kontinuierlichen Prozess einzusetzen. Die Projektergebnisse sollen im Werk Rietberg der Wienerberger GmbH in einem Pilotofen umgesetzt und erprobt werden.
Das Projekt "Nutzung von Wasserstoff als klimaneutrales Prozessgas für den Tunnelofenbetrieb in der keramischen Industrie, Teilvorhaben: Entwicklung des klimaneutralen Brennverfahrens" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: KB Engineering GmbH.Das Ziel des Projektes besteht in der Nutzung von Wasserstoff als klimaneutrales Prozessgas für den Tunnelofenbetrieb in der keramischen Industrie. Der Bundesverband der Deutschen Ziegelindustrie e. V. hat im März 2021 eine Roadmap für eine treibhausgasneutrale Ziegelindustrie in Deutschland - Ein Weg zur Klimaneutralität der Branche bis 2050- herausgegeben. Die Treibhausgasemissionen der deutschen Ziegelindustrie betragen rund 1,74 Mio. t CO2 im Jahr. Bis zum Jahr 2050 soll das Ziel der Treibhausgasneutralität, mit dann nur noch Emissionen von rund 0,5 Mio. t CO2/a, erreicht sein. Ein großes Problem bei der Herstellung keramischer Erzeugnisse wie Ziegel, Dachziegel, Klinker etc. ist der hohe Energieverbrauch. Der Sekundärenergieträger Wasserstoff kann durch seine CO2-freie Verbrennung sehr gut als Brennstoff eingesetzt werden. Wasserstoff ist ein brennbares Gas das exotherm mit Sauerstoff zu Wasser reagiert. Durch die Veränderung der Gasatmosphäre im Ofen gibt es jedoch Auswirkungen auf die Eigenschaften des Brennproduktes, die keramischen Eigenschaften, die Brennfarbe, die Puzzolanität und schädliche Emissionen im Ofenraum. Schwerpunkt ist es, derzeit noch offene Fragestellungen zum Wasserstoff-verfahren zu lösen, d.h. Kenntnisse über die Reaktionsmechanismen in den Rohstoffen bei wasserdampfhaltiger Atmosphäre zu erlangen und ein Konzept für die Verfahrenstechnik zu entwickeln, mit der es nach dem heutigen Stand der Technik möglich wird, ein solches Brennverfahren sicher und wirtschaftlich in einem kontinuierlichen Prozess einzusetzen. Die Projektergebnisse sollen im Werk Rietberg der Wienerberger GmbH in einem Pilotofen umgesetzt und erprobt werden.
Das Projekt "Reallabor: Entwicklung und Aufbau eines Testraums für die regenerative, strombasierte Wasserstofferzeugung unter Einbeziehung der Sektoren Gebäude, Verkehr und Industrie, Teilvorhaben: Wasserstoffbereitstellung" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: MESSER Group GmbH.
Der Primärenergieverbrauch ist seit Beginn der 1990er Jahre rückläufig. Bis auf Erdgas ist der Einsatz aller konventionellen Primärenergieträger seither zurückgegangen. Dagegen hat die Nutzung erneuerbarer Energien zugenommen. Ihr Anteil ist kontinuierlich angestiegen, besonders seit dem Jahr 2000. Definition und Einflussfaktoren Der Primärenergieverbrauch (PEV) bezeichnet den Energiegehalt aller im Inland eingesetzten Energieträger. Der Begriff umfasst sogenannte Primärenergieträger, wie zum Beispiel Braun- und Steinkohle, Mineralöl oder Erdgas, die entweder direkt genutzt oder in sogenannte Sekundärenergieträger wie zum Beispiel Kohlebriketts, Benzin und Diesel, Strom oder Fernwärme umgewandelt werden. Berechnet wird er als Summe aller im Inland gewonnenen Energieträger zuzüglich des Saldos der importierten und exportierten Mengen sowie der Lagerbestandsveränderungen abzüglich der auf Hochsee gebunkerten Vorräte. Statistisch wird der Primärenergieverbrauch über das Wirkungsgradprinzip ermittelt. Dabei werden die Einsatzmengen der in Feuerungsanlagen verbrannten Energieträger mit ihrem Heizwert multipliziert. Für Strom aus Wind, Wasserkraft oder Photovoltaik wird dabei ein Wirkungsgrad von 100 %, für die Geothermie von 10 % und für die Kernenergie von 33 % angenommen. Im Ergebnis wird durch diese internationale Festlegung für die erneuerbaren Energien ein erheblich niedrigerer PEV errechnet als für fossil-nukleare Brennstoffe. Dies hat in Zeiten der Energiewende methodenbedingte Verzerrungen bei der Trendbetrachtung zur Folge: Der Primärenergieverbrauch sinkt bei fortschreitender Substitution von fossil-nuklearen Brennstoffen durch erneuerbare Energien, selbst wenn die gleiche Menge an Strom zur Nutzung bereitgestellt wird. Dieser rein statistische Effekt überzeichnet den tatsächlichen Verbrauchsrückgang, wie die Entwicklung des Bruttoendenergieverbrauchs zeigt. Der Anteil erneuerbarer Energien am gesamten Primärenergieverbrauch steigt dagegen unterproportional (siehe Abb. „Primärenergieverbrauch“). Es wird – rechnerisch bedingt – ein langsamerer Anstieg des Erneuerbaren-Anteils am PEV wahrgenommen. Dies kann einen geringeren Ausbaueffekt suggerieren. Diese Effekte werden umso größer, je mehr Stromproduktion aus beispielsweise Kohlekraftwerken durch erneuerbare Energien und/oder Stromimporte (ebenfalls mit Wirkungsgrad von 100 % bewertet) ersetzt werden, weil immer weniger Umwandlungsverluste in die Primärenergiebilanzierung einfließen. Der Primärenergieverbrauch wird in erheblichem Maße durch die wirtschaftliche Konjunktur und Struktur, Preise für Rohstoffe und technische Entwicklungen beeinflusst. Auch die Witterungsverhältnisse und damit verbunden der Bedarf an Raumwärme spielen eine wichtige Rolle. Entwicklung und Ziele Der Primärenergieverbrauch in Deutschland ist seit Beginn der 1990er Jahre rückläufig (siehe Abb. „Primärenergieverbrauch“). Das ergibt sich zum einen aus methodischen Gründen beim Umstieg auf erneuerbare Energien (siehe Abschnitt „Primärenergieverbrauch erklärt“). Zum anderen konnten aber auch Effizienzsteigerungen beobachtet werden, zum Beispiel durch bessere Ausnutzung der in Energieträgern gespeicherten Energie (Brennstoffnutzungsgrad) in Kraftwerken , Motoren oder Heizkesseln. Im Energieeffizienzgesetz 2023 (EnEfG) hat der Gesetzgeber festgelegt, dass der Primärenergieverbrauch bis zum Jahr 2030 um 39,3 % unter dem Wert des Jahres 2008 liegen soll. Im „ Projektionsbericht 2023 für Deutschland “ wurde auf der Basis von Szenarioanalysen untersucht, ob Deutschland seine Klimaziele im Jahr 2030 erreichen kann. Wichtig ist dabei auch die Frage nach der zu erwartenden Entwicklung des Primärenergieverbrauchs. Das Ergebnis der Untersuchung: Wenn alle von der Regierungskoalition geplanten Maßnahmen umgesetzt werden, ist im Jahr 2030 mit einem PEV von etwa 10.000 Petajoule (PJ) zu rechnen (Mit-Maßnahmen- Szenario ). Das wäre gegenüber dem Jahr 2008 ein Rückgang von lediglich etwa 30 %. Weitere Maßnahmen zur Senkung des PEV sind also erforderlich, um die Ziele des EnEfG zu erreichen. Primärenergieverbrauch nach Energieträgern Seit 1990 hat sich der Energieträgermix stark verändert. Der Verbrauch von Primärenergie auf Basis von Braunkohle lag im Jahr 2023 um 72 %, der von Steinkohle um etwa 63 % unter dem des Jahres 1990. Der Energieverbrauch auf Basis von Erdgas stieg an: Noch im Jahr 2021 lag das Plus gegenüber dem Jahr 1990 bei 44 %. In der Folge des Krieges in der Ukraine und den daraus erwachsenden Versorgungsengpässen und der wirtschaftlichen Rezession sank der Gasverbrauch in den Jahren 2022 und 2023 gegenüber dem Jahr 2021 jedoch deutlich. Im Jahr 2023 lag der Energieverbrauch für Erdgas 14 % über dem des Jahres 1990. Der Einsatz erneuerbarer Energieträger hat sich seit 1990 mehr als verzehnfacht (siehe Abb. „Primärenergieverbrauch nach Energieträgern“).
Das Projekt "Energy Lab 2.0 - Im Rahmen des hier beantragten Vorhabens soll ein mobiler Mikrogasturbinenprüfstand (MobGT) durch das DLR aufgebaut werden, dessen neues Brennersystem einen Last- und Brennstoffflexiblen Betrieb ermöglicht. Dieser Prüfstand wird dann im Anlagenverbund des Energy Lab 2.0 am KIT eingesetzt" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt, Institut für Verbrennungstechnik.Die sichere, bezahlbare und nachhaltige Energieversorgung der Zukunft wird wesentlich durch die effiziente Wandlung primärer, überwiegend regenerativer Energieträger zu sekundären Energieträgern wie Strom, Wärme und Kraftstoffe sowie deren effiziente Nutzung bestimmt. Forschung und Entwicklung stehen daher vor der Aufgabe, relevante Optionen und variable Prozesskombinationen zu entwickeln, um bei sich ändernden Bedingungen der Märkte innovative und flexibel umsetzbare Lösungen bereitzuhalten. Im Rahmen des Energy Lab 2.0 wird am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ein energietechnischer Anlagenverbund realisiert, der wesentliche Komponenten zur Erzeugung, Wandlung und Speicherung verschiedener Energieträger enthält und dabei elektrische, thermische und chemische Energieströme miteinander verknüpft. Eine wichtige Fragestellung dabei ist der Einsatz von Gasturbinen zur Erzeugung von Strom und Wärme aus unterschiedlichen Mischungen von Synthesegas und Erdgas . Im Rahmen des hier beantragten Vorhabens soll deshalb ein Brennersystem entwickelt werden, das einen brennstoff- und lastflexiblen Betrieb der Gasturbine ermöglicht. Zur Analyse der Wechselwirkungen zwischen den Verbrauchern, den Erzeugern, dem Vergasungsprozess und der Gasturbine wird ein mobiler Mikrogasturbinenprüfstand (MobGT) durch das DLR aufgebaut und im Anlagenverbund des KIT in Betrieb genommen. Die Entwicklung des MobGT lässt sich in die drei Schritte Konzept, Entwicklung und Inbetriebnahme unterteilen. Im ersten Schritt wird das Design des Brennersystems entworfen und der MobGT Prüfstand sowie das Regelungskonzept entwickelt. In der Entwicklungsphase wird das Brennersystem getestet, optimiert und in den MobGT eingebaut. Der Schritt Inbetriebnahme ist zweigeteilt und umfasst zuerst eine Inbetriebnahme des mobilen Labors am DLR in Stuttgart. Nach erfolgreichem Betrieb folgt der Transport und die Inbetriebnahme in Karlsruhe, wo eine reale Kopplung an den bioliq® Vergaser durchgeführt werden kann.
Das Projekt "ERA-Net: Verbundprojekt: Untersuchung von Umwandlungswegen von festen und flüssigen biogenen Rückstände in biogene Sekundärenergieträger, Teilvorhaben: EIFER" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: ElfER Europäisches Institut für Energieforschung EDF-KIT EWIV.Das Projekt zielt auf die Beantwortung der Fragen, ob und wie Olivenölproduktionsrückstände mittels Pyrolyse oder Hydrothermaler Karbonisierung in Sekundärbrennstoffe umgewandelt werden können, und ob somit eine Alternative zu bestehenden Verfahren darstellt. Hierfür sind neben experimentellen Arbeiten ebenfalls Untersuchungen zur Charakterisierung der Haupt- und Nebenprodukte geplant. Diese Untersuchungen werden durch Modellierungsarbeiten unterstützt, um Optimierungsbedarf zu identifizieren und eine optimale Integration in das bestehende lokale Energiesystem zu ermitteln und zu gewährleisten.
Das Projekt "Teilvorhaben F1^Teilvorhaben D1^Teilvorhaben I0^Teilvorhaben F0^Teilvorhaben H0^Teilvorhaben H1^Teilvorhaben Y0^Teilvorhaben E0^Teilvorhaben C1^Teilvorhaben G0^Teilvorhaben E1^Teilvorhaben G1^Teilvorhaben I1^P2X: Erforschung, Validierung und Implementierung von 'Power-to-X' Konzepten^Teilvorhaben Z0^Teilvorhaben D0, Teilvorhaben C0" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg.Das hier vorgestellte Konzept verfolgt einen neuen P2X-Pfad mit signifikanter Effizienz-Steigerung. Dabei erfolgt die Gewinnung von Wasserstoff durch eine Hochtemperatur-Elektrolyse mit keramischem Festelektrolyten, deren elektrischer Wirkungsgrad ca. 120 % beträgt. Dies entspricht einem elektrischen Energiebedarf von 2,5 kWh pro Nm3 H2 (bei heute eingesetzten Elektrolyseuren beträgt der elektrische Energiebedarf typischerweise 4,3 - 5,5 kWh pro Nm3 H2). Dies wird erreicht durch Einkopplung von HT-Wärme aus einer OxyFuel-Verbrennung in die HT-Elektrolyse (Verbrennung eines Brennstoffs, z.B. Biomasse, in O2-Atmosphäre zur Erzeugung eines N2-freien Rauchgases). Der hierfür notwendige Sauerstoff für die Verbrennung wird in der HT-Elektrolyse produziert. In einem weiteren Schritt wird das CO2 aus dem OxyFuel-Prozess mit dem elektrolytisch-erzeugten H2 in einen Kohlenstoff-haltigen Sekundärenergieträger oder Basis-Chemikalien konvertiert. Durch diese Verfahrenskonzeption wird bei reduziertem elektrischen Energiebedarf eine nahezu 100 %ige Umwandlung von biogenem Kohlenstoff in Kraftstoff-Kohlenstoff erreicht. Der Agrarflächenbedarf wird hierbei drastisch reduziert: um bis zu 80 % gegenüber der Erzeugung von Biodiesel oder Bioethanol. Die Steigerung des elektrischen Wirkungsgrades durch die OxyFuel/SOEL-Prozessverschaltung wurde am ZSW mittels Simulation nachgewiesen. Jetzt sollen in der ersten Projektphase die Machbarkeit der Biomasse-Oxyfuel-Verbrennung zur Erzeugung von CO2 und Bereitstellung von HT-Wärme im Labormaßstab gezeigt werden sowie eine simulationsgestützte Konzeptentwicklung zur Verschaltung von HT-Elektrolyse und Oxyfuel-Verbrennung erfolgen. AP1.15: Aufbau einer Laboranlage zur Biomasse-Oxyfuel-Verbrennung AP1.16: Experimentelle Validierung der Biomasse-Oxyfuel-Verbrennung AP1.17: Simulationsgestützte Konzeptentwicklung zur Integration von Oxyfuel-Verbrennung und HT-Elektrolyse
Das Projekt "FACCE SURPLUS 1: SustainFARM - Innovative und nachhaltige Intensivierung von integrierten Systemen aus Nahrungsmittel- und Nichtnahrungsmittelproduktion zur Entwicklung von klimaresistenten Agrarökosystemen in Europa und darüber hinaus, Teilprojekt Philipps-Universität Marburg" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Philipps-Universität Marburg, Fachbereich Geographie, Fachgebiet Regionalforschung und -politik.
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| Bund | 18 |
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| Förderprogramm | 17 |
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