Die Klimaanalysekarten sind Ergebnis einer durchgeführten gesamtstätischen Klimamodellierung im Land Berlin. Sie bilden den stadtklimatischen Ist-Zustand an einem durchschnittlichen autochthonen Sommertag ab.
Die Klimaanalysekarten umfassen neben verschiedenen klimatischen Parametern, bestehend aus (1) dem bodennahen Windfeld und Kaltluftvolumenstromdichte, (2) die Luft- und (3) Oberflächentemperatur, (4) die nächtliche Abkühlung, sondern auch zwei thermische Bewertungsindizes, bestehend aus (5) dem PET und (6) dem UTCI. Die Zusammenfassung der Erkenntnisse aus der Klimaanalyse erfolgt in der (7) Klimaanalysekarte. Die Klimaanalysekarte ermöglicht es, die einzelnen Bereiche der Stadt nach ihren unterschiedlichen klimatischen Funktionen, d.h. ihrer Wirkung auf andere Räume, abzugrenzen.
Die Karten der Klimaanalyse werden teilweise in einer Rasterdarstellung mit einer hohen räumlichen Auflösung von 10 m x 10 m sowie aggregiert auf etwa 25.000 Block- und Blockteilflächen angeboten.
Zur Förderung feststoffbeladener Fluide wie z.B. Abwässer oder Schlämme werden Pumpen mit nur wenigen (z.B. 1 oder 2) Schaufeln verwendet, um Verstopfungen der Pumpenhydrauliken zu vermeiden. Während die Aggregate mit Priorisierung auf höchste Verfügbarkeit im Betrieb ausgelegt werden, ist eine gleichzeitige Verbesserung ihrer Energieeffizienz mangels geeigneter Methoden aktuell noch nicht machbar. Daher sollen in diesem Projekt 3D CAE-Methoden für numerische Strömungs- und Schwingungsuntersuchungen auf Basis von OpenFOAM weiterentwickelt werden. Die Methoden werden experimentell validiert und für 1- und 2-Schaufelpumpen allgemein anwendbar gemacht. Die Ergebnisse dienen einem verbesserten Verständnis der Wirkzusammenhänge zwischen Pumpendesign, Betriebsverhalten und Verstopfungsneigung und eröffnen die Möglichkeit zur systematischen Erhöhung des Wirkungsgrades unter Berücksichtigung einer geringen Verstopfungsanfälligkeit. In dem Vorhaben wird ein kombinierter numerisch-experimenteller Ansatz verfolgt. Ein entscheidender Schritt zur möglichst vollständigen Ausschöpfung des vermuteten Wirkungsgradpotentials in 1- und 2- Schaufelpumpen ist die Erhöhung der Treffsicherheit der verfügbaren CFD-Methoden. Einen großen Hebel vermuten die Antragsteller aufgrund der starken zeitlichen Schwankungen der Strömungsgrößen in der Vorgabe realistischer transienter Randbedingungen für das numerische Modell. Diese werden in einem ersten Schritt aus zeitauflösenden Messungen der Druck- und ggf. Volumenstrompulsationen einer Versuchspumpe gewonnen. Im zweiten Schritt ist die gekoppelte Simulation der Pumpe mit der gesamten Anlage vorgesehen, wodurch Ein- und Ausströmränder im Modell wegfallen und damit auch die Notwendigkeit der Messung von Randbedingungen entfällt. Im Weiteren liegt das Augenmerk neben der Bewertung konventioneller statistischer Modelle auf der Erprobung skalenadaptiver Turbulenzmodelle.
Trotz des großen Potenzials von Hüttengasen als Synthesegasquelle existiert bislang keine industrielle Anwendung zur Methanolherstellung. Im Gegensatz zu konventionellen Synthesegasen liegt Hüttengas bei Atmosphärendruck vor und sowohl der Volumenstrom als auch die Zusammensetzung unterliegen einer zeitlichen Änderung. Ferner ist davon auszugehen, dass Hüttengase einen höheren Anteil an CO2 gegenüber konventionellen Synthesegasen aufweisen. Es muss daher untersucht werden, ob kommerzielle Katalysatoren unter diesen Prozessbedingungen eingesetzt werden können. Des Weiteren werden verschiedene Prozessvarianten zur Methanolsynthese technologisch, ökonomisch und ökologisch evaluiert. Ziel ist es, ein Gesamtoptimum für die gesamte Verfahrenskette zu identifizieren, wobei das Methanol aus Hüttengas einen deutlich geringeren Carbon-Footprint haben soll, als das Methanol aus fossilen Rohstoffen.
Die Fraunhofer-Institute UMSICHT und ISE sind an dem Vorhaben beteiligt. In Labortestanlagen werden Methanolsynthesekatalysatoren in Abhängigkeit von Temperatur, Druck und Gaszusammensetzung sowie Variation der Last untersucht. Über eine Flüssigdosiereinheit können die Katalysatoren mit spezifischen Komponenten beaufschlagt werden, die als Störkomponenten im Hüttengas identifiziert wurden. Dabei werden zusätzlich Möglichkeiten untersucht, deaktivierte Katalysatoren zu regenerieren. Weitere Anlagen stehen zur Testung größerer Mengen pelletierten Katalysators zur Verfügung. Hierin werden Langzeituntersuchungen zum Verhalten der Katalysatoren unter Variation der Hauptgaskomponenten (speziell hohe Anteile CO2) sowie unter Rezyklierung der nicht umgesetzten Edukte durchgeführt. Zusätzlich finden Untersuchungen unter prozessnahen Bedingungen in einer kommerziellen MeOH-Pilotanlage statt. Unterstützt werden die praktischen Arbeiten durch Prozess-Simulationen und LCA-Berechnungen.