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Fuel Cells for Distributed Power: Benefits, Barriers and Drivers

Das Projekt "Fuel Cells for Distributed Power: Benefits, Barriers and Drivers" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Wuppertal Institut für Klima, Umwelt, Energie gGmbH durchgeführt. Brennstoffzellen werden häufig als die Schlüsseltechnologie für eine nachhaltige Energieversorgung angesehen. Als Kernelement einer künftigen Wasserstoffwirtschaft sollen mit Brennstoffzellen die Emissionen und Umweltbelastungen der Stromerzeugung und im Verkehr deutlich reduziert und schließlich ganz vermieden werden. Bislang bleibt jedoch noch offen, ob Brennstoffzellen diese Erwartung auch erfüllen können. Was sind realistische Perspektiven für die Technologie? Die neue Studie des IFEU Instituts, Heidelberg, und des Wuppertal Instituts geht diesen Fragen nach und analysiert die Hemmnisse und Chancen von stationären Brennstoffzellen. Der Bericht entstand im Auftrag von WWF Europe und Fuel Cell Europe. Er wurde am 11. Juni 2003 in Brüssel offiziell vorgestellt und liefert damit einen Beitrag zum Diskussionsprozess der 'High Level Group on Hydrogen and Fuel Cells' der Europäischen Kommission.

Hydrogen for clean urban transport in Europe (HyFleet:CUTE)

Das Projekt "Hydrogen for clean urban transport in Europe (HyFleet:CUTE)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Mercedes-Benz Group AG durchgeführt. Im Projekt HyFLEET:CUTE wurde 47 Busse in 10 Städten auf drei Kontinenten eingesetzt (Amsterdam, Barcelona, Berlin, Hamburg, London, Luxemburg, Madrid, Perth, Peking und Reykjavik). Das Projekt zielte darauf ab, Antriebskonzepte für Stadtbusse zu demonstrieren und weiterzuentwickeln, die Wasserstoff als Kraftstoff nutzen. Ferner wurden die damit einhergehenden Produktions- und Verteilungspfade für nachhaltig erzeugten Wasserstoff erprobt. Durch die Entwicklung verbrauchsoptimierter Wasserstoffbusse hat das Projekt dazu beigetragen, den Energieverbrauch im Transportsektor zu reduzieren und zu diversifizieren. Obendrein konnte es Wege einer sauberen, effizienten und sicheren Wasserstoffversorgung und -verteilung vermitteln. Von den eingesetzten Bussen besaßen 33 einen Elektromotor, der mit Strom aus einer Brennstoffzelle angetrieben wurde. Die anderen 14 Busse hatten einen Verbrennungsmotor, der an den Kraftstoff Wasserstoff angepasst war. Im Laufe des Projekts wurde ferner ein neuer Brennstoffzellen-Hybrid-Bus entwickelt, getestet und im Alltagsbetrieb demonstriert. Weiteres Kernelement des Projektes war die Optimierung der bestehenden Wasserstoff-Infrastrukturen, die aus dem Vorläuferprojekt CUTE stammten, sowie die Entwicklung und Erprobung neuer Anlagen und Versorgungskonzepte. Der Wasserstoff wurde an den einzelnen Standorten auf verschiedene Weise bereitgestellt: in manchen Städten durch Herstellung direkt an der Tankstelle ('on site) mittels Elektrolyse oder Reformierung, in anderen Städten per Lkw aus externer Produktion. So konnten verschiedene Pfade der Produktion und Verteilung bewertet werden. HyFLEET:CUTE umfasste außerdem den Betrieb von zwei stationären Brennstoffzellen, die an der Tankstelle in Berlin elektrischen Strom und Wärme bereitstellten. In HyFLEET:CUTE haben 31 Partner aus Politik, Industrie und Wissenschaft kooperiert, um die Entwicklung der Wasserstofftechnologie voranzubringen. Das Projekt war auch Teil der Initiative 'Wasserstoff für Mobilität (Hydrogen for Transport), die alle verkehrsbezogenen Demonstrationsvorhaben der Europäischen Kommission in diesem Bereich beraten und koordiniert hat. Die Aufgaben von PLANET PLANET war für die Bewertung der Leistungsfähigkeit der Wasserstoff-Tankstellen verantwortlich und konnte so an die erfolgreichen Arbeiten im Vorgängerprojekt CUTE anschließen. Zu den wichtigsten Indikatoren, die aus den täglichen Betriebsdaten der 10 Standorte zu ermitteln waren, gehörten Wirkungsgrade und Verfügbarkeiten. Daraus wurden die 'kritischen Komponenten ermittelt, die z.B. an mehreren Standorten bzw. wiederholt zu Ausfallzeiten führten. In Zusammenarbeit mit den Projektpartnern wurden Maßnahmen zur Optimierung entwickelt und Empfehlungen für zukünftige Systeme abgeleitet. PLANET leitete ferner die weltweiten Aktivitäten für Aus- und Weiterbildung. Ziel war es, die Ergebnisse und Erfahrungen aus HyFLEET:CUTE an potentielle Nutzergruppen weitezugeben. usw.

Teilprojekt 1

Das Projekt "Teilprojekt 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von IRPC Infrared - Process Control GmbH durchgeführt. Das Verbundprojekt verfolgt gemäß der Richtlinie des BMEL über die Förderung von Innovationen in der Agrartechnik zur Steigerung der Ressourceneffizienz das Ziel, kostengünstige, miniaturisierte stationäre und mobile Sensoren sowie die dazugehörige Mess- und Regeltechnik als auch eine Dateninfrastruktur zu entwickeln, um ein flächendeckendes Güllemanagement realisieren zu können. Die entwickelten Sensoren nutzen hierzu Spektroskopie im aussagekräftigen mittelinfraroten (MIR) Bereich und das Prinzip der abschwächenden Totalreflexion aus. Insgesamt kann durch das Vorhaben der gezielte Einsatz der natürlichen Ressource Gülle verbessert sowie eine Überdüngung vermieden werden und es wird eine nachhaltige Agrarwirtschaft erreicht. Durch die online Analyse und die geschaffene Dateninfrastruktur werden die z.B. durch anstehende Änderungen in der Düngeverordnung zukünftig steigenden Anforderungen an die Landwirte erleichtert und die Förderbereiche 'Technik und umweltgerechte Landbewirtschaftung' und 'Verbesserungen der Rahmenbedingungen für Innovationen' abgedeckt.

Teilprojekt 3

Das Projekt "Teilprojekt 3" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Comline Elektronik Elektrotechnik GmbH durchgeführt. Das Verbundprojekt verfolgt gemäß der Richtlinie des BMEL über die Förderung von Innovationen in der Agrartechnik zur Steigerung der Ressourceneffizienz das Ziel, kostengünstige, miniaturisierte stationäre und mobile Sensoren sowie die dazugehörige Mess- und Regeltechnik als auch eine Dateninfrastruktur zu entwickeln, um ein flächendeckendes Güllemanagement realisieren zu können. Die entwickelten Sensoren nutzen hierzu Spektroskopie im aussagekräftigen mittelinfraroten (MIR) Bereich und das Prinzip der abschwächenden Totalreflexion aus. Insgesamt kann durch das Vorhaben der gezielte Einsatz der natürlichen Ressource Gülle verbessert sowie eine Überdüngung vermieden werden und es wird eine nachhaltige Agrarwirtschaft erreicht. Durch die online Analyse und die geschaffene Dateninfrastruktur werden die z.B. durch anstehende Änderungen in der Düngeverordnung zukünftig steigenden Anforderungen an die Landwirte erleichtert und die Förderbereiche 'Technik und umweltgerechte Landbewirtschaftung' und 'Verbesserungen der Rahmenbedingungen für Innovationen' abgedeckt.

Teilvorhaben: E.ON New Build & Technology GmbH, IPIN

Das Projekt "Teilvorhaben: E.ON New Build & Technology GmbH, IPIN" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von E.ON New Build & Technology GmbH durchgeführt. Datenerfassung der eingesetzten E-Fahrzeuge im Schaufenster in einheitlichen Formaten, über Datenlogger automatisiert und Auswertung des tatsächlichen Stromverbrauchserstellung von Ladekurven für jeden Nutzer und Klassifizierung der Ladekurven -Erstellunburg eingebracht. Es sollen Substitutionspotentiale der Elektrofahrzeuge ermittelt werden, um Ableitungen zum Potential für den Einsatz von Batteriefahrzeugen im Jahre 2020 als Ersatz für Verbrennungsmotorfahrzeuge vornehmen zu können. Der Einsatz von Fahrzeugbatterien wird verglichen mit stationären Speichern hinsichtlich der Möglichkeit zusätzlichen Windstrom zu integrieren. Es soll erkenntlich werden, wie das derzeit limitierte Potential von EE stärker als bisher ausgeschöpft werden kann.

Teilprojekt 4

Das Projekt "Teilprojekt 4" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Hamburg, Institut für Technische Biokatalyse V-6 durchgeführt. Das Verbundprojekt verfolgt gemäß der Richtlinie des BMEL über die Förderung von Innovationen in der Agrartechnik zur Steigerung der Ressourceneffizienz das Ziel, kostengünstige, miniaturisierte stationäre und mobile Sensoren sowie die dazugehörige Mess- und Regeltechnik als auch eine Dateninfrastruktur zu entwickeln, um ein flächendeckendes Güllemanagement realisieren zu können. Die entwickelten Sensoren nutzen hierzu Spektroskopie im aussagekräftigen mittelinfraroten (MIR) Bereich und das Prinzip der abschwächenden Totalreflexion aus. Insgesamt kann durch das Vorhaben der gezielte Einsatz der natürlichen Ressource Gülle verbessert sowie eine Überdüngung vermieden werden und es wird eine nachhaltige Agrarwirtschaft erreicht. Durch die online Analyse und die geschaffene Dateninfrastruktur werden die z.B. durch anstehende Änderungen in der Düngeverordnung zukünftig steigenden Anforderungen an die Landwirte erleichtert und die Förderbereiche 'Technik und umweltgerechte Landbewirtschaftung' und 'Verbesserungen der Rahmenbedingungen für Innovationen' abgedeckt.

Teilprojekt 2

Das Projekt "Teilprojekt 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von SEBA Hydrometrie GmbH & Co. KG durchgeführt. Die Erfassung von Pegelständen, Strömungsgeschwindigkeiten und Wellenausbreitung ist von großer Bedeutung für den Hochwasserschutz und für koordinierte Maßnahmen im Katastrophenfall. Deutschland verfügt über ein solides Netz an Überwachungsstationen, es besteht jedoch großer Bedarf an mobilen Lösungen für Wartungsarbeiten und zur Unterstützung im Hochwasserfall, wenn Messstationen ausfallen. Im vorliegenden Projekt wird ein autonomes, energieautarkes Messsystem entwickelt, welches Daten erfassen und weiterleiten kann. Neben den Anwendungsfeldern in Deutschland, besteht auch international ein großer Bedarf für ein solches System, womit sich für die beteiligten Firmen ein großer Absatzmarkt ergibt. Im Zuge der Entwicklung eines Messsystems mit autarker Energieversorgung zeichnet die Fa. SEBA Hydrometrie GmbH & Co. KG für die Auswahl repräsentativer Messstandorte verantwortlich, um die natürlich zur Verfügung stehenden Beschleunigungsanregungen in Gewässern oder in der Luft durch Testmessungen zu erfassen. Diese Voruntersuchungen dienen als Grundlage für die Entwicklung eines Pendelwandler-Systems durch die JuB und MST. Wichtige Arbeitsanteile des Antragstellers am Gesamtprojekt umfassen: die Entwicklung eines angepassten Online-Sensor-Konzepts zur stationären Messung der hydrologischen Leitparameter (Wasserstand, Wassertemperatur sowie elektrische Leitfähigkeit) sowie die Entwicklung und Systemintegration eines Telemetrie-Interface, welches sich für moderne Datenübertragungstechnologien (3G/LTE) bei gleichzeitiger geringer Energieverfügbarkeit eignet.

Neue Katalysatoren für die dezentrale Erzeugung von Wasserstoff und Strom II

Das Projekt "Neue Katalysatoren für die dezentrale Erzeugung von Wasserstoff und Strom II" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Süd-Chemie AG durchgeführt. Die Entwicklungsarbeiten basieren zum Teil auf den Arbeiten des Projekts 0326892.Für stationäre Anlagen muss eine Minimum Standzeit von 40.000 Stunden nachgewiesen werden. Dazu ist es notwendig die Deaktivierungsmechanismen zu untersuchen und die Katalysatoren dementsprechend zu stabilisieren. Außerdem wird es ein Ziel sein, Wasserstoff aus regenerativen Quellen herzustellen und entsprechend den Anforderungen der Industrie zu reinigen. Das Projekt wurde in 4 Arbeitspakete aufgeteilt. Im ersten Paket solldueAdsorbentien die Anwendungen in Feldtestgeräten unter Beweis stellen. Im zweiten Paket wird die Lebensdauer des edelmetallfreien Katalysators für die Nachverbrennung verbessert und schließlich wird regenerativer Wasserstoff gereinigt. Derzeit befinden sich viele Hersteller von Brennstoffzellen in der Vorkommerzialisierung der Brennstoffzelle. Auf Basis der Ergebnisse der vergangenen Arbeiten konnten sehr gute Katalysatoren eine gute Leistung der Einheiten ermöglichen. Weiter verbesserte Katalysatoren werden die geforderten 40.000 Stunden in stationären Gebieten ermöglichen. Dadurch wird allen Herstellern von Brennstoffzellen der Schritt in die Kommerzialisierung ermöglicht.

Teilprojekt MTU

Das Projekt "Teilprojekt MTU" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von MTU Friedrichshafen GmbH durchgeführt. Aktuelle Studien zeigen, dass eine reine Stromspeicherung für eine Umsetzung der Energiewende nicht realisierbar ist. Es sind daher weitere Speicherpfade z. B. durch energiebasierte Kraftstoffe notwendig. Für die Nutzung dieser Kraftstoffe sind BHKW-Motoren ein zentrales Element, da sie einen hohen Gesamtwirkungsgrad aufweisen und das bei der Verbrennung entstehende CO2 wieder für PtX-Prozesse verwendet werden kann. Hierzu soll im Teilvorhaben ein neuartiges Großmotorkonzept für methanbasierte Kraftstoffe entwickelt werden, welches eine einfache und effiziente CO2-Abscheidung aus dem Abgas ermöglicht. Neben kohlenstoffbasierten Kraftstoffen ist Wasserstoff aus Effizienzgründen eine vielversprechende Kraftstoffoption für zukünftige BHKW-Motoren. Daher werden in Zusammenarbeit mit den Projektpartnern ottomotorische H2-Motorkonzepte erarbeitet, die Dieselmotoren in größeren, stationären Einheiten substituieren können. Mit Hilfe der energetischen Prozesswegbewertung soll zudem ein Gesamtsystemoptimum der BHKW-Anlage in Abhängigkeit vorherrschender Randbedingungen (lokale Vertrimmung / Variation des Subsystemverhaltens) gefunden werden.

Teilprojekt 1

Das Projekt "Teilprojekt 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von VSR Industrietechnik GmbH durchgeführt. Zur Emissionsminderung werden häufig Bedüsungs-Systeme eingesetzt, um durch Wassertropfen den entstandenen Staub aus der Luft zu entfernen. Je nach Einsatzgebiet müssen hierfür erhebliche Mengen Wasser aufgewendet werden, um die vorgeschriebenen Grenzwerte für Luftschadstoffe einhalten zu können. Die Kooperationspartner VSR Industrietechnik GmbH und die Bergische Universität Wuppertal planen zwei wissenschaftlich-technische Verfahren zu kombinieren, um den aktuellen Stand der Technik im Bereich der Abscheidung von Industriestaub zu verbessern: Wasserdispersionsverfahren und Systeme zur elektrostatischen Aufladung. Das zu entwickelnde Verfahren soll eine hohe Abscheidewirksamkeit für Staubpartikeln auch geringer Größen aufweisen und auf den Einsatz von Additiven verzichten. Eine berufsgenossenschaftliche Zertifizierung sowie die Sicherung von Schutzrechten für das neue Verfahren werden angestrebt. Das 24-monatige Projekt soll in enger Zusammenarbeit der Kooperationspartner durchgeführt werden. Hierbei obliegen dem Industrieunternehmen die Entwicklung unterschiedlicher Prototypen (mobil/stationär; alternative Ladungsarten) des neuen Bedüsungs-Systems, die Entwicklung eines Teststands sowie die Durchführung von Testreihen. Dem Forschungspartner obliegen die Erforschung der Anforderungen an Sprühdüsen und Ladungsbestimmung beim Einsatz der Elektrostatik, die Entwicklung eines Messgerätes zur gezielten Ladungsbestimmung, die Entwicklung einer Dispergiereinheit für Teststäube sowie die Untersuchung der Wirkung elektrostatischer Ladung auf Wasserverbrauch, geringere Wasserqualität und Tropfengrößenverteilung. Das entwickelte und am Teststand geprüfte Verfahren soll in abschließenden Praxistests beim Umschlag von Schüttgütern einem Dauereinsatz unterzogen werden.

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