Das Projekt "Teilprojekt 4: Geotechnischer Eignungsnachweis am Standort Bad Lauchstädt" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von IFG Institut für Gebirgsmechanik GmbH durchgeführt. Das Ziel des Verbundvorhabens ist die Entwicklung und Vorbereitung einer Speicherforschungsplattform (SPF) für die Untergrundgasspeicherung von H2 in Salzkavernen. In dem Verbundvorhaben 'H2-Forschungskaverne' haben sich die entscheidenden Akteure zusammengeschlossen um den Ansatz der SPF für grünen H2 umzusetzen und bis zu einem funktionierenden Geschäftsmodell weiterzuführen. Als Voraussetzung für das Leuchtturmvorhaben wird dabei die in diesem Vorhaben zu bearbeitende Phase I gesehen, in der alle technologischen und genehmigungsrechtlichen Voraussetzungen für die Errichtung und den Betrieb der SPF geschaffen werden. Dabei kann auf die besondere Situation in der HYPOS-Region zurückgegriffen werden. Das beinhaltet auf der einen Seite die Bereitstellung von EE-Strom am Netzknoten Bad Lauchstädt sowie die Option, einen geplanten Windpark an die SPF anzuschließen. Andererseits existiert bereits Infrastruktur am Standort Bad Lauchstädt in Form einer gesolten Kaverne, die Erdgas-Transportnetzinfrastruktur in Ostdeutschland und der H2-Transportinfrastruktur des mitteldeutschen Chemiedreiecks Leuna-Merseburg-Bitterfeld. In der SPF vereinigen sich die Anbindung an Erzeugungsaggregate für Erneuerbaren Strom über das Netz oder optional direkt an einen Windpark, die Erzeugung von H2 über eine Großelektrolyse, eine Salzkaverne als H2-Untergrundgasspeicher in Bad Lauchstädt, die Obertageanlage des Speichers zur Ein- und Ausspeicherung des Gases mit allen peripheren Systemen und die bidirektionale Anbindung an das Linde-Wasserstoffnetz über eine umgewidmete Erdgastransportleitung. Am Ende der Phase I ist die Entwurfsplanung für die Systemkomponenten der SPF abgeschlossen und die standortspezifische Anlagendokumentation der SPF liegt vor. Das Ergebnis sind die Dokumente der Entwurfsplanung, die am Ende alle Prozessinformationen enthalten, auf deren Basis die Zulassung/Genehmigung für die Errichtung der SPF und den Forschungsbetrieb am Standort Bad Lauchstädt erteilt werden kann.
Das Projekt "Teilprojekt 1: Entwicklung der Speicherforschungsplattform (SPF) und Integration in die Infrastruktur am Standort Bad Lauchstädt" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von DBI - Gastechnologisches Institut gGmbH Freiberg durchgeführt. Das Ziel des Verbundvorhabens ist die Entwicklung und Vorbereitung einer Speicherforschungsplattform (SPF) für die Untergrundgasspeicherung von H2 in Salzkavernen. In dem Verbundvorhaben 'H2-Forschungskaverne' haben sich die entscheidenden Akteure zusammengeschlossen um den Ansatz der SPF für grünen H2 umzusetzen und bis zu einem funktionierenden Geschäftsmodell weiterzuführen. Als Voraussetzung für das Leuchtturmvorhaben wird dabei die in diesem Vorhaben zu bearbeitende Phase I gesehen, in der alle technologischen und genehmigungsrechtlichen Voraussetzungen für die Errichtung und den Betrieb der SPF geschaffen werden. Dabei kann auf die besondere Situation in der HYPOS-Region zurückgegriffen werden. Das beinhaltet auf der einen Seite die Bereitstellung von EE-Strom am Netzknoten Bad Lauchstädt sowie die Option, einen geplanten Windpark an die SPF anzuschließen. Andererseits existiert bereits Infrastruktur am Standort Bad Lauchstädt in Form einer gesolten Kaverne, die Erdgas-Transportnetzinfrastruktur in Ostdeutschland und der H2-Transportinfrastruktur des mitteldeutschen Chemiedreiecks Leuna-Merseburg-Bitterfeld. In der SPF vereinigen sich die Anbindung an Erzeugungsaggregate für Erneuerbaren Strom über das Netz oder optional direkt an einen Windpark, die Erzeugung von H2 über eine Großelektrolyse, eine Salzkaverne als H2-Untergrundgasspeicher in Bad Lauchstädt, die Obertageanlage des Speichers zur Ein- und Ausspeicherung des Gases mit allen peripheren Systemen und die bidirektionale Anbindung an das Linde-Wasserstoffnetz über eine umgewidmete Erdgastransportleitung. Am Ende der Phase I ist die Entwurfsplanung für die Systemkomponenten der SPF abgeschlossen und die standortspezifische Anlagendokumentation der SPF liegt vor. Das Ergebnis sind die Dokumente der Entwurfsplanung, die am Ende alle Prozessinformationen enthalten, auf deren Basis die Zulassung/Genehmigung für die Errichtung der SPF und den Forschungsbetrieb am Standort Bad Lauchstädt erteilt werden kann.
Das Projekt "Teilprojekt 3: Infrastruktur zur parallelen AC- und DC-Anbindung des Brennstoffzellenstacks" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von ENASYS GmbH durchgeführt. Ziel des beantragten Vorhabens ist die Integration, Validierung, und Optimierung eines in einem Vorprojekt entwickelten und getesteten stationären Brennstoffzellen BHKW auf Wasserstoffbasis in einen Energiepavillon, der leitungsgebunden mit Wasserstoff versorgt wird. Dabei sollen die Kernfunktionen des entwickelten Systems (Kraft-Wärme-Kopplung unter Verwendung von Niedertemperatur-PEM-Brennstoffzellen, H2-basierte Wärmeerzeugung inkl. Brennwertnutzung und leistungselektronische Verbundlösung zur parallelen Nutzung der elektrischen Energie auf AC und DC Level) im Verbund erprobt und aufeinander abgestimmt optimiert werden. Die Nutzung von DC Energie wird hauptsächlich für den Betrieb einer Wärmepumpe konzipiert. Die systemische Abstimmung aller drei Wärmeerzeuger (Brennstoffzellenstack, Spitzenlastkessel und Wärmepumpe) mit einem Wärmespeicher und dem Wärmebedarf eines tatsächlichen und eines simulierten Gebäudes (durch Simulation einer zusätzlichen Wärmelast) bildet einen weiteren Hauptbestandteil der Untersuchungen. Nicht zuletzt sollen alle entwickelten Einzelkomponenten an sich aber auch als System in einem zweijährigen Dauertest auf ihre Langzeitstabilität hin untersucht werden. Ein besonderer Aspekt besteht dabei darin, dass durch die leitungsgebundene Wasserstoffversorgung zusätzlich die Fragen Betriebsführung, der Versorgungssicherheit, der technischen Sicherheit und der funktionalen Sicherheit (systeminterne Entschwefelung) und deren Auswirkung auf das BHKW im geplanten Vorhaben validiert werden können. ENASYS wird im Teilprojekt 3 den DC-Bus mit Speicher und exemplarischen Verbraucher etablieren. Weiterhin wird ENASYS Betriebsstrategien für das elektrische System bestehend aus DC/DC-Wandler, DC-Bus, und Speicher im Energiepavillon entwickeln und das Sicherheitskonzept hierfür validieren. Es werden durch ENASYS KWK-taugliche Kommunikationsschnittstellen untersucht.
Das Projekt "Teilprojekt 4 : Wasserstofftransport auf Basis einer Erdgaspipeline" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von ONTRAS Gastransport GmbH durchgeführt. Das Ziel des Verbundvorhabens ist die Entwicklung und Vorbereitung einer Speicherforschungsplattform (SPF) für die Untergrundgasspeicherung von H2 in Salzkavernen. In dem Verbundvorhaben 'H2-Forschungskaverne' haben sich die entscheidenden Akteure zusammengeschlossen um den Ansatz der SPF für grünen H2 umzusetzen und bis zu einem funktionierenden Geschäftsmodell weiterzuführen. Als Voraussetzung für das Leuchtturmvorhaben wird dabei die in diesem Vorhaben zu bearbeitende Phase I gesehen, in der alle technologischen und genehmigungsrechtlichen Voraussetzungen für die Errichtung und den Betrieb der SPF geschaffen werden. Dabei kann auf die besondere Situation in der HYPOS-Region zurückgegriffen werden. Das beinhaltet auf der einen Seite die Bereitstellung von EE-Strom am Netzknoten Bad Lauchstädt sowie die Option, einen geplanten Windpark an die SPF anzuschließen. Andererseits existiert bereits Infrastruktur am Standort Bad Lauchstädt in Form einer gesolten Kaverne, die Erdgas-Transportnetzinfrastruktur in Ostdeutschland und der H2-Transportinfrastruktur des mitteldeutschen Chemiedreiecks Leuna-Merseburg-Bitterfeld. In der SPF vereinigen sich die Anbindung an Erzeugungsaggregate für Erneuerbaren Strom über das Netz oder optional direkt an einen Windpark, die Erzeugung von H2 über eine Großelektrolyse, eine Salzkaverne als H2-Untergrundgasspeicher in Bad Lauchstädt, die Obertageanlage des Speichers zur Ein- und Ausspeicherung des Gases mit allen peripheren Systemen und die bidirektionale Anbindung an das Linde-Wasserstoffnetz über eine umgewidmete Erdgastransportleitung. Am Ende der Phase I ist die Entwurfsplanung für die Systemkomponenten der SPF abgeschlossen und die standortspezifische Anlagendokumentation der SPF liegt vor. Das Ergebnis sind die Dokumente der Entwurfsplanung, die am Ende alle Prozessinformationen enthalten, auf deren Basis die Zulassung/Genehmigung für die Errichtung der SPF und den Forschungsbetrieb am Standort Bad Lauchstädt erteilt werden kann.
Das Projekt "Der Einfluss der Niedrig- und Hochteperierten Alterierung des Ozeankruste auf das marine Calcium Budget" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von IFM-GEOMAR Leibniz-Institut für Meereswissenschaften durchgeführt. Hydrothermalkreisläufe an mittelozeanischen Rücken beeinflussen in besonderem Maße das marine Gesamtbudget von divalenten Kationen wie Ca, Sr und Mg. Das Ausmaß, zu welchen Anteilen hydrothermale Systeme an der Bilanzierung des marinen Ca beteiligt ist, insbesondere während der Ozeankrustenalteration, ist noch weitestgehend unbekannt und kaum erforscht. Um chemische Austauschprozesse bei der Wechselwirkung zwischen Gestein und zirkulierendem Meerwasser besser zu verstehen, wird im Rahmen des DFG Schwerpunkt Programms SPP1144 Vom Mantel zum Ozean: Energie-, Material- und Lebenszyklen an Spreizungsachsen die Rolle von hoch- und niedrigtemperierter Ozeankrustenalteration auf das marine Ca Budget untersucht. Das Programm startete mit einer Expedition zum Logatchev drothermalfeld auf dem Forschungsschiff Meteor Anfang 2004. Dieses Hydrothermalfeld befindet sich am Mittelatlantischen Rücken (14 Grad 45N) und zeichnet sich durch aktive Quellen eingebettet in ultramafischem Gestein aus. Die Serpentinisierung dieses Gesteins bietet eine gute Grundlage für diese Studie. Die Probennahme erfolgte über einen TV-Greifer und dem ROV Quest, welches mit einem speziellen System zur Fluidbeprobung ausgerüstet wurde. Die Fluidproben sind als Mischungen aus Meerwasser und hydrothermalen Anteilen anzusehen. Die Mischungsanteile können aus Analysen der Ca und Sr Isotope bestimmt werden. Erste Ergebnisse zeigen einen inversen Zusammenhang zwischen den 44Ca/40Ca Verhältnissen und den Anteilen an reinem Hydrothermalfluid, wobei Proben mit höherem Fluidanteil eine deutlich leichtere Ca Signatur im Vergleich zu Meerwasser aufweisen. Entsprechendes zeigen radiogene Sr Verhältnisse, was als Zwei-Komponenten-Mischung interpretiert werden kann. Diese ersten Ergebnisse bestätigen Modelle in welchen die Wechselwirkung zwischen Gestein und Meerwasser während hydrothermaler Prozesse die Massenbilanz und die Isotopie divalenter Kationen signifikant verändert. Weitere Untersuchungen sind notwendig für die genaue Bestimmung und Quantifizierung der reinen hydrothermalen Komponente.
Das Projekt "Teilvorhaben: Entwicklung eines low-GWP Kältekreises" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Dipl.-Ing. (FH) Elke Seidel e.K. durchgeführt. Projektziel ist es, ein System aus einer Wärmepumpe, Speichern und PVT-Kollektoren zu entwickeln, dass deutliche Energie- und Kosteneinsparungen ermöglicht. Dies soll durch eine thermodynamisch effizientere Integration des Wärmepumpenkreises und der Kollektoren in die Speicherarchitektur und die komponentenübergreifende Speichersteuerung gelingen. Die Verbundpartner wollen eine effizientere, kompaktere und über den Lebenszyklus kostengünstigere Lösung als herkömmliche Luft- oder Erdreich-Wärmepumpen anbieten können. Durch die geschickte Kombination der wärmeabführenden und aufnehmenden Bauteile (Verdampfer/ Kondensator) des Kältekreises mit den Speichertemperaturniveaus kombiniert mit der Einbindung der PVT-Kollektoren kann eine Effizienzsteigerung in der Trinkwassererwärmung von bis zu 30 % erreicht werden. Auch für den Heizbetrieb sind durch den speicherintegrierten Kondensators Steigerungen von bis zu 10% zu erwarten. Das Potenzial, das sich aus einer geschickten Kombination und Regelung der Komponenten ergibt, soll im Projekt erschlossen werden. Die technisch-innovative Umsetzung des Konzepts und der Nachweis des Effizienzpotenzials sollen zunächst auf Laborebene erfolgen, hierfür ist Integration von Verdampfer und Kondensator in die Speicher geeignet umzusetzen und zu validieren. Für die effizienzsteigernde Speicherintegration ist die Entwicklung eines deutlich kältemittelreduzierten und sicheren Designs für Kältemittel mit geringem Treibhausgaspotenzial für den Verdampfer und Kondensator geplant. Die Wärmepumpen-Speicherlösung wird in einem nächsten Schritt mit dem PVT-System gekoppelt, in einem Funktionsmuster an einem realen Standort installiert und mit einem geeigneten Regelungskonzept betrieben. Die Betriebsdaten werden detailliert erfasst und ausgewertet. Ziel der Auswertung ist die weitere Optimierung der Regelung und der abschließende Nachweis der Effizienzsteigerung in einer realen Anwendung.
Das Projekt "Teilvorhaben: Systemintegration und Regelungsentwicklung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von res - regenerative energietechnik und -systeme GmbH durchgeführt. Projektziel ist es, ein System aus einer Wärmepumpe, Speichern und PVT-Kollektoren zu entwickeln, dass deutliche Energie- und Kosteneinsparungen ermöglicht. Dies soll durch eine thermodynamisch effizientere Integration des Wärmepumpenkreises und der Kollektoren in die Speicherarchitektur und die komponentenübergreifende Speichersteuerung gelingen. Die Verbundpartner wollen eine effizientere, kompaktere und über den Lebenszyklus kostengünstigere Lösung als herkömmliche Luft- oder Erdreich-Wärmepumpen anbieten können. Durch die geschickte Kombination der wärmeabführenden und aufnehmenden Bauteile (Verdampfer/ Kondensator) des Kältekreises mit den Speichertemperaturniveaus kombiniert mit der Einbindung der PVT-Kollektoren kann eine Effizienzsteigerung in der Trinkwassererwärmung von bis zu 30 % erreicht werden. Auch für den Heizbetrieb sind durch den speicherintegrierten Kondensators Steigerungen von bis zu 10% zu erwarten. Das Potenzial, das sich aus einer geschickten Kombination und Regelung der Komponenten ergibt, soll im Projekt erschlossen werden. Die technisch-innovative Umsetzung des Konzepts und der Nachweis des Effizienzpotenzials sollen zunächst auf Laborebene erfolgen, hierfür ist Integration von Verdampfer und Kondensator in die Speicher geeignet umzusetzen und zu validieren. Für die effizienzsteigernde Speicherintegration ist die Entwicklung eines deutlich kältemittelreduzierten und sicheren Designs für Kältemittel mit geringem Treibhausgaspotenzial für den Verdampfer und Kondensator geplant. Die Wärmepumpen-Speicherlösung wird in einem nächsten Schritt mit dem PVT-System gekoppelt, in einem Funktionsmuster an einem realen Standort installiert und mit einem geeigneten Regelungskonzept betrieben. Die Betriebsdaten werden detailliert erfasst und ausgewertet. Ziel der Auswertung ist die weitere Optimierung der Regelung und der abschließende Nachweis der Effizienzsteigerung in einer realen Anwendung.
Das Projekt "Teilprojekt 2: Entwicklung der Genehmigungsunterlagen zur H2-Forschungskaverne" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von VNG Gasspeicher GmbH durchgeführt. Das Ziel des Verbundvorhabens ist die Entwicklung und Vorbereitung einer Speicherforschungsplattform (SPF) für die Untergrundgasspeicherung von H2 in Salzkavernen. In dem Verbundvorhaben 'H2-Forschungskaverne' haben sich die entscheidenden Akteure zusammengeschlossen um den Ansatz der SPF für grünen H2 umzusetzen und bis zu einem funktionierenden Geschäftsmodell weiterzuführen. Als Voraussetzung für das Leuchtturmvorhaben wird dabei die in diesem Vorhaben zu bearbeitende Phase I gesehen, in der alle technologischen und genehmigungsrechtlichen Voraussetzungen für die Errichtung und den Betrieb der SPF geschaffen werden. Dabei kann auf die besondere Situation in der HYPOS-Region zurückgegriffen werden. Das beinhaltet auf der einen Seite die Bereitstellung von EE-Strom am Netzknoten Bad Lauchstädt sowie die Option, einen geplanten Windpark an die SPF anzuschließen. Andererseits existiert bereits Infrastruktur am Standort Bad Lauchstädt in Form einer gesolten Kaverne, die Erdgas-Transportnetzinfrastruktur in Ostdeutschland und der H2-Transportinfrastruktur des mitteldeutschen Chemiedreiecks Leuna-Merseburg-Bitterfeld. In der SPF vereinigen sich die Anbindung an Erzeugungsaggregate für Erneuerbaren Strom über das Netz oder optional direkt an einen Windpark, die Erzeugung von H2 über eine Großelektrolyse, eine Salzkaverne als H2-Untergrundgasspeicher in Bad Lauchstädt, die Obertageanlage des Speichers zur Ein- und Ausspeicherung des Gases mit allen peripheren Systemen und die bidirektionale Anbindung an das Linde-Wasserstoffnetz über eine umgewidmete Erdgastransportleitung. Am Ende der Phase I ist die Entwurfsplanung für die Systemkomponenten der SPF abgeschlossen und die standortspezifische Anlagendokumentation der SPF liegt vor. Das Ergebnis sind die Dokumente der Entwurfsplanung, die am Ende alle Prozessinformationen enthalten, auf deren Basis die Zulassung/Genehmigung für die Errichtung der SPF und den Forschungsbetrieb am Standort Bad Lauchstädt erteilt werden kann.
Das Projekt "Teilvorhaben: Modellbasierte Systemauslegung und Bewertung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme durchgeführt. Projektziel ist es, ein System aus einer Wärmepumpe, Speichern und PVT-Kollektoren zu entwickeln, dass deutliche Energie- und Kosteneinsparungen ermöglicht. Dies soll durch eine thermodynamisch effizientere Integration des Wärmepumpenkreises und der Kollektoren in die Speicherarchitektur und die komponentenübergreifende Speichersteuerung gelingen. Die Verbundpartner wollen eine effizientere, kompaktere und über den Lebenszyklus kostengünstigere Lösung als herkömmliche Luft- oder Erdreich-Wärmepumpen anbieten können. Durch die geschickte Kombination der wärmeabführenden und aufnehmenden Bauteile (Verdampfer/ Kondensator) des Kältekreises mit den Speichertemperaturniveaus kombiniert mit der Einbindung der PVT-Kollektoren kann eine Effizienzsteigerung in der Trinkwassererwärmung von bis zu 30 % erreicht werden. Auch für den Heizbetrieb sind durch den speicherintegrierten Kondensators Steigerungen von bis zu 10% zu erwarten. Das Potenzial, das sich aus einer geschickten Kombination und Regelung der Komponenten ergibt, soll im Projekt erschlossen werden. Die technisch-innovative Umsetzung des Konzepts und der Nachweis des Effizienzpotenzials sollen zunächst auf Laborebene erfolgen, hierfür ist Integration von Verdampfer und Kondensator in die Speicher geeignet umzusetzen und zu validieren. Für die effizienzsteigernde Speicherintegration ist die Entwicklung eines deutlich kältemittelreduzierten und sicheren Designs für Kältemittel mit geringem Treibhausgaspotenzial für den Verdampfer und Kondensator geplant. Die Wärmepumpen-Speicherlösung wird in einem nächsten Schritt mit dem PVT-System gekoppelt, in einem Funktionsmuster an einem realen Standort installiert und mit einem geeigneten Regelungskonzept betrieben. Die Betriebsdaten werden detailliert erfasst und ausgewertet. Ziel der Auswertung ist die weitere Optimierung der Regelung und der abschließende Nachweis der Effizienzsteigerung in einer realen Anwendung.
Das Projekt "Teilvorhaben: Entwicklung weiterer Anwendungsszenarien" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von goodmen energy GmbH durchgeführt. Projektziel ist es, ein System aus einer Wärmepumpe, Speichern und PVT-Kollektoren zu entwickeln, dass deutliche Energie- und Kosteneinsparungen ermöglicht. Dies soll durch eine thermodynamisch effizientere Integration des Wärmepumpenkreises und der Kollektoren in die Speicherarchitektur und die komponentenübergreifende Speichersteuerung gelingen. Die Verbundpartner wollen eine effizientere, kompaktere und über den Lebenszyklus kostengünstigere Lösung als herkömmliche Luft- oder Erdreich-Wärmepumpen anbieten können. Durch die geschickte Kombination der wärmeabführenden und aufnehmenden Bauteile (Verdampfer/ Kondensator) des Kältekreises mit den Speichertemperaturniveaus kombiniert mit der Einbindung der PVT-Kollektoren kann eine Effizienzsteigerung in der Trinkwassererwärmung von bis zu 30 % erreicht werden. Auch für den Heizbetrieb sind durch den speicherintegrierten Kondensators Steigerungen von bis zu 10% zu erwarten. Das Potenzial, das sich aus einer geschickten Kombination und Regelung der Komponenten ergibt, soll im Projekt erschlossen werden. Die technisch-innovative Umsetzung des Konzepts und der Nachweis des Effizienzpotenzials sollen zunächst auf Laborebene erfolgen, hierfür ist Integration von Verdampfer und Kondensator in die Speicher geeignet umzusetzen und zu validieren. Für die effizienzsteigernde Speicherintegration ist die Entwicklung eines deutlich kältemittelreduzierten und sicheren Designs für Kältemittel mit geringem Treibhausgaspotenzial für den Verdampfer und Kondensator geplant. Die Wärmepumpen-Speicherlösung wird in einem nächsten Schritt mit dem PVT-System gekoppelt, in einem Funktionsmuster an einem realen Standort installiert und mit einem geeigneten Regelungskonzept betrieben. Die Betriebsdaten werden detailliert erfasst und ausgewertet. Ziel der Auswertung ist die weitere Optimierung der Regelung und der abschließende Nachweis der Effizienzsteigerung in einer realen Anwendung.
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