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Nachhaltige Schiffskabinen für eine Kreislaufwirtschaft im Schiffbau, Vorhaben: Erfassung von schiffsspezifischen Daten zur Steigerung der Materialeffizienz sowie Kreislauffähigkeit von Schiffen

Reparieren

<p>Durch Reparaturen Umwelt schützen und Geld sparen</p><p>Wie Ihre Alltagsgegenstände durch Reparatur lange nützlich sind</p><p><ul><li>Ziehen Sie eine Reparatur einem Neukauf vor. Das ist fast immer umweltverträglicher.</li><li>Holen Sie bei komplexen Reparaturen Kostenvoranschläge ein und vergleichen Sie die Preise.</li><li>Reparieren Sie Alltagsgegenstände mit einfachen Hilfsmitteln selbst.</li><li>Gehen Sie sorgsam mit Dingen um, pflegen und reinigen Sie diese regelmäßig.</li><li>Achten Sie bei der Anschaffung von Gegenständen auf deren Reparierbarkeit.</li></ul></p><p>Gewusst wie</p><p>Die Herstellung von Möbeln, technischen Geräten und anderen Gegenständen benötigt Energie und Rohstoffe. Insbesondere bei elektrischen und großen Gegenständen sind mit der Herstellung entsprechende Umweltbelastungen verbunden. Eine Reparatur ist deshalb umweltverträglicher als ein Neukauf – abgesehen von wenigen <a href="https://www.umweltbundesamt.de/umwelttipps-fuer-den-alltag/uebergreifende-tipps/produkte-laenger-nutzen">Ausnahmen</a>.</p><p>In der Praxis entscheiden häufig die Kosten, ob ein Gerät repariert oder ausgetauscht wird. In manchen Regionen erhalten Verbraucher*innen einen finanziellen Zuschuss, wenn sie Dinge reparieren lassen. Prüfen Sie, ob es in Ihrer Region einen sogenannten <a href="https://runder-tisch-reparatur.de/reparaturbonus-status-quo/">Reparaturbonus</a> gibt.</p><p><strong>Reparaturbetriebe: </strong>Fragen Sie in Ihrem Freundeskreis nach Adressen und Erfahrungen oder suchen Sie online. In einigen Regionen können Ihnen <a href="https://runder-tisch-reparatur.de/wo-finde-ich-eine-werktstatt-in-der-naehe/%20">Reparaturführer</a> helfen, wie beispielsweise <a href="https://repami.de/">Repami</a> in Berlin. Bei größeren Reparaturen sollten Sie sich mehrere Kostenvoranschläge einholen. Unabhängige Reparaturbetriebe sind mitunter günstiger als die Werkskundendienste der Hersteller. Bedenken Sie, dass ggf. Kosten für die Diagnose und die Anfahrt entstehen können, wenn Ihnen die Art des Defektes unbekannt ist. Bei vielen Betrieben können Sie diese Kosten bei der Beauftragung verrechnen. Doch Vorsicht: Der Kostenvoranschlag darf in begründeten Fällen um 15 bis 20 Prozent überschritten werden, wenn im Vorfeld kein Festpreis vereinbart wurde. Alle Reparaturbetriebe haften gemäß Werkvertragsrecht (§§ 631 ff. BGB) für eine mangelfreie Reparatur. Manche Reparaturbetriebe stellen für die Reparaturdauer ein Ersatzgerät bereit.</p><p><strong>Wichtig:</strong> Solange Sie <a href="https://www.umweltbundesamt.de/umwelttipps-fuer-den-alltag/uebergreifende-tipps/produkte-laenger-nutzen">Gewährleistungs- oder Garantieansprüche</a> haben, sollten Sie keine Reparaturen in Eigenregie durchführen – sonst können Sie diese Ansprüche verlieren.</p><p><strong>Selbst reparieren: </strong>Kleinere Reparaturen können Sie mit der Bedienungsanleitung, der Hilfe aus dem Freundeskreis oder Ihrer eigenen Kreativität selbst durchführen. Mit Klebstoff, Holzleim, Schmieröl oder Nähzeug lassen sich bereits viele Dinge reparieren. Kratzer können Sie oft mit Lack oder Reparaturstiften retuschieren. In Onlineportalen wie <a href="https://www.kaputt.de/">kaputt.de</a> oder <a href="https://de.ifixit.com/">ifixit</a> und auf Videoplattformen finden Sie Reparaturanleitungen. Viele der auf Reparatur spezialisierten Online-Plattformen bieten auch Spezialwerkzeuge an.</p><p><strong>Reinigen:</strong> Um Gegenstände <a href="https://www.umweltbundesamt.de/weniger-ist-mehr-auch-beim-fruehjahrsputz-0">wieder glänzen zu lassen</a>, reichen oft Hausmittel wie Spülmittel, Natron, Zitronensäure oder Schmutzradierer. Beachten Sie – gerade bei elektrischen Geräten – unbedingt die Hinweise zur Reinigung in den Gebrauchsanweisungen.</p><p><strong>Repair Cafés </strong>bieten Ihnen eine kostengünstige Alternative zu kommerzieller Reparatur. Außer einer freiwilligen Spende fallen nur Kosten für Ersatzteile an. Repair Cafés sind Initiativen, bei denen unter Anleitung von Ehrenamtlichen gemeinsam repariert wird. Informationen über Repair Cafés in Ihrer Nähe finden Sie unter <a href="https://www.reparatur-initiativen.de/">reparatur-initiativen.de</a> und <a href="https://www.repaircafe.org/">repaircafe.org</a>. Erkundigen Sie sich vorher, ob Sie einen Termin buchen müssen oder spontan vorbeikommen können. Eine Haftung für Mängel gibt es in Repair Cafés üblicherweise nicht.</p><p><strong>Arrangieren mit Abnutzung und kleinen Defekten: </strong>Manche Defekte machen einen Gegenstand wirklich unbrauchbar. Aber wenn Sie bereit sind, sich mit kleinen, die Funktion nicht zu sehr beeinträchtigenden Mängeln an Ihren Dingen zu arrangieren, können Sie viel Geld sparen – und tun etwas für die Umwelt. Manche liebgewonnenen Gegenstände bekommen durch persönliche Gebrauchsspuren sogar (erst) ihren besonderen Charakter.</p><p><strong>Aufwertung von Dingen durch Reparatur: </strong>Viele Dinge wachsen uns mit der Zeit ans Herz und werden uns umso lieber, je mehr wir uns mit ihnen beschäftigen. Gelungene Reparaturen können ein Gefühl der Ermächtigung und der Selbstwirksamkeit auslösen. Manche Reparaturen machen einen Gegenstand erst richtig schön. Beim „Visible Mending" wird Kleidung kreativ und auffällig gestopft. Die Reparatur wird&nbsp; demonstrativ zur Schau gestellt.1</p><p><strong>Beim Kauf auf Reparierbarkeit achten</strong>: Es ist nicht leicht zu erkennen, ob ein Gerät reparierbar ist. Achten Sie beispielsweise auf Folgendes:</p><p>Informieren Sie sich zudem bei unabhängigen Institutionen, wie zum Beispiel Stiftung Warentest oder <a href="https://de.ifixit.com/reparierbarkeit">ifixit</a>, oder fragen sie Händler und Hersteller.</p><p>Die Grafik zeigt, ob sich die Weiternutzung oder Reparatur von Geschirrspülern ökologisch und ökonomisch lohnt – betrachtet über 10 Jahre. Ein Austausch funktionierender Geräte lohnt grundsätzlich nicht. Ausnahme: bei intensiver Nutzung und Effizienzklasse A oder schlechter (alt) ist ein Austausch ökologisch sinnvoll, aber nicht finanziell. Reparaturen lohnen meist. Ausnahmen: bei Defekten ab 300 € (ökonomisch) und Effizienzklasse A oder schlechter bei normaler bzw. A+ oder schlechter bei intensiver Nutzung (ökologisch). Neugeräte werden mit Klasse A (neu) angenommen, intensive Nutzung = mind. 8×/Woche, normale = 5–6×/Woche.</p><p>Die Grafik zeigt, ob sich der Weiterbetrieb oder die Reparatur von Kühl- und Gefriergeräten ökologisch und ökonomisch lohnt – betrachtet über 10 Jahre. Ein Austausch funktionierender Geräte gegen Klasse-A-Modelle lohnt meist nicht. Ausnahmen: Kühlschrank ab 460 kWh (ökonomisch) bzw. 240 kWh (ökologisch), Kühl-Gefrier-Kombi ab 560 kWh/340 kWh, Gefrierschrank ab 570 kWh/430 kWh. Reparaturen lohnen in der Regel, außer bei hohem Verbrauch: Kühlschrank ab 360 kWh/220 kWh, Kühl-Gefrier-Kombi ab 450 kWh/320 kWh, Gefrierschrank ab 460 kWh/420 kWh. Berechnungen basieren auf 10-jähriger Nutzung nach Reparatur (Kosten: 365 €) und einem Klasse-A-Neugerät. Verbrauch lässt sich mit Strommessgerät ermitteln; Größe und Effizienz sind unabhängig.</p><p>Die Grafik zeigt, ob sich der Weiterbetrieb oder die Reparatur von Wäschetrocknern ökologisch und ökonomisch lohnt – betrachtet über 10 Jahre. Ein Austausch funktionierender Geräte lohnt meist nicht. Ausnahmen: intensiv genutzte Ablufttrockner (Effizienzklasse D oder schlechter) und Kondensationstrockner mit Widerstandsheizung (Klasse C oder schlechter; alte Klassen vor 2021) – hier lohnt der Austausch ökologisch und finanziell. Reparaturen lohnen meist. Ausnahmen: ökologisch bei intensiv genutzten Geräten ab Klasse C, ökonomisch ab Klasse B bei Reparaturkosten von mind. 320 €. Verglichen wird mit einem Gerät der Klasse A+++ (Preis: 1.033 €, Label bis Juli 2025). Intensive Nutzung = ab 705 kg/Jahr, normale = 407 kg/Jahr.</p><p><strong>Engagement für die Kultur der Reparatur:</strong></p><p><strong>Elektr(on)ische Geräte nicht im Hausmüll entsorgen.</strong> Falls das Gerät nicht repariert werden kann, etwa weil notwendige Ersatzteile nicht lieferbar sind oder es unwirtschaftlich wäre, sind Sie als Verbraucher*in verpflichtet, Ihre <a href="https://www.umweltbundesamt.de/themen/wohin-dem-elektroschrott-0">Altgeräte sachgerecht zu entsorgen</a>.</p><p>FAQ</p><p><p><strong>Warum sind Reparaturen häufig unverhältnismäßig teuer im Vergleich zum Neukauf?<br></strong>Viele Produkte und insbesondere elektronische Geräte werden überwiegend in Ländern mit niedrigen Lohnkosten produziert. Routinierte Abläufe und hohe Stückzahlen ermöglichen die Produktion zu geringen Kosten. Angestellte in Reparaturbetrieben in Deutschland hingegen arbeiten zum hier üblichen Lohnniveau. Zudem sind Ersatzteile häufig nur zu hohen Preisen erhältlich.</p><p><strong>Warum sind Ersatzteile häufig nicht mehr erhältlich oder sehr teuer? <br></strong>Die Geschäftsmodelle der meisten Hersteller sind darauf ausgerichtet, Gewinne durch den Verkauf von Neuware zu erzielen, anstatt durch langlebige und reparaturgeeignete Produkte. Insbesondere bei elektronischen Geräten stehen die Hersteller unter einem enormen internationalen Konkurrenzdruck, der sie dazu drängt, ihre Produkte möglichst günstig anzubieten. Jedoch mangelt es an Anreizen für die Hersteller, auch Ersatzteile günstig anzubieten.2<br>Zudem hat die notwendige Lagerkapazität aufgrund der höheren Anzahl verschiedener Ersatzteile zugenommen. Dies ist darauf zurückzuführen, dass einerseits bei vielen Gerätekategorien die Anzahl an Produktvarianten, die auf dem Markt erhältlich sind, zugenommen hat, und andererseits darauf, dass die Dauer, wie lange Produktvarianten verfügbar sind, abgenommen hat.</p><p><strong>Welche Produkte sind nicht gut zu reparieren? <br></strong>Viele Produkte sind nicht so gestaltet, dass sie gut reparierbar sind, zum Beispiel wenn das Gehäuse verklebt oder der Akku nicht austauschbar ist. Wenn Hersteller keine Software-Updates, Baupläne, Reparaturanleitungen, Ersatzteile oder Analysesoftware liefern, behindert das oft ebenfalls die Reparatur oder verhindert sie sogar vollständig.&nbsp;</p><p><strong>Begrenzen Hersteller absichtlich die Lebensdauern von Produkten, um den Absatz zu erhöhen (sogenannte „geplante Obsoleszenz“)? <br></strong>Der Begriff der geplanten Obsoleszenz unterstellt, dass Hersteller Geräte absichtlich derart designen, dass diese vorzeitig ausgetauscht werden müssen, um den Verkauf anzukurbeln. <a href="https://www.umweltbundesamt.de/publikationen/einfluss-der-nutzungsdauer-von-produkten-auf-ihre-1%20">Untersuchungen des Umweltbundesamtes</a> konnten keine Hinweise dafür finden, dass Hersteller absichtlich strategisch die Lebensdauern begrenzen. Berichte in den Medien dazu beziehen sich auf Einzelfälle.3 Hersteller müssen aufgrund der internationalen Konkurrenz Geräte unter einem enormen Kosten- und Zeitdruck designen und produzieren. Umso wichtiger sind verbindliche staatliche Vorgaben für das Produktdesign und die Förderung von Reparatur.</p></p><p><strong>Warum sind Reparaturen häufig unverhältnismäßig teuer im Vergleich zum Neukauf?<br></strong>Viele Produkte und insbesondere elektronische Geräte werden überwiegend in Ländern mit niedrigen Lohnkosten produziert. Routinierte Abläufe und hohe Stückzahlen ermöglichen die Produktion zu geringen Kosten. Angestellte in Reparaturbetrieben in Deutschland hingegen arbeiten zum hier üblichen Lohnniveau. Zudem sind Ersatzteile häufig nur zu hohen Preisen erhältlich.</p><p><strong>Warum sind Ersatzteile häufig nicht mehr erhältlich oder sehr teuer? <br></strong>Die Geschäftsmodelle der meisten Hersteller sind darauf ausgerichtet, Gewinne durch den Verkauf von Neuware zu erzielen, anstatt durch langlebige und reparaturgeeignete Produkte. Insbesondere bei elektronischen Geräten stehen die Hersteller unter einem enormen internationalen Konkurrenzdruck, der sie dazu drängt, ihre Produkte möglichst günstig anzubieten. Jedoch mangelt es an Anreizen für die Hersteller, auch Ersatzteile günstig anzubieten.2<br>Zudem hat die notwendige Lagerkapazität aufgrund der höheren Anzahl verschiedener Ersatzteile zugenommen. Dies ist darauf zurückzuführen, dass einerseits bei vielen Gerätekategorien die Anzahl an Produktvarianten, die auf dem Markt erhältlich sind, zugenommen hat, und andererseits darauf, dass die Dauer, wie lange Produktvarianten verfügbar sind, abgenommen hat.</p><p><strong>Welche Produkte sind nicht gut zu reparieren? <br></strong>Viele Produkte sind nicht so gestaltet, dass sie gut reparierbar sind, zum Beispiel wenn das Gehäuse verklebt oder der Akku nicht austauschbar ist. Wenn Hersteller keine Software-Updates, Baupläne, Reparaturanleitungen, Ersatzteile oder Analysesoftware liefern, behindert das oft ebenfalls die Reparatur oder verhindert sie sogar vollständig.&nbsp;</p><p><strong>Begrenzen Hersteller absichtlich die Lebensdauern von Produkten, um den Absatz zu erhöhen (sogenannte „geplante Obsoleszenz“)? <br></strong>Der Begriff der geplanten Obsoleszenz unterstellt, dass Hersteller Geräte absichtlich derart designen, dass diese vorzeitig ausgetauscht werden müssen, um den Verkauf anzukurbeln. <a href="https://www.umweltbundesamt.de/publikationen/einfluss-der-nutzungsdauer-von-produkten-auf-ihre-1%20">Untersuchungen des Umweltbundesamtes</a> konnten keine Hinweise dafür finden, dass Hersteller absichtlich strategisch die Lebensdauern begrenzen. Berichte in den Medien dazu beziehen sich auf Einzelfälle.3 Hersteller müssen aufgrund der internationalen Konkurrenz Geräte unter einem enormen Kosten- und Zeitdruck designen und produzieren. Umso wichtiger sind verbindliche staatliche Vorgaben für das Produktdesign und die Förderung von Reparatur.</p><p>Hintergrund</p><p><strong>Bei vielen Geräten ist Reparierbarkeit Pflicht: </strong>Die <a href="https://www.umweltbundesamt.de/themen/wirtschaft-konsum/produkte/oekodesign/oekodesign-richtlinie">EU-Ökodesign-Richtlinie</a> schreibt unter anderem für Kühlschränke, Spülmaschinen, Waschmaschinen, Wäschetrockner, Fernseher, Staubsauger und seit dem 20. Juni 2025 auch für Smartphones und Tablets vor, dass sie reparierbar sein müssen. Bei einigen Geräten müssen die Hersteller für eine bestimmte Zeit die wichtigsten Ersatzteile bereithalten. Zukünftig sollen alle Produkt-Anforderungen, die von der EU erlassenen werden, enthalten, dass die Geräte reparierbar sind und die Hersteller Ersatzteile bereitstellen müssen.</p><p><strong>Was ist das Recht auf Reparatur? <br></strong>Die EU will bis 2050 klimaneutral werden und hat mit dem <a href="https://www.umweltbundesamt.de/themen/klima-energie/klimaschutz-energiepolitik-in-der-eu">Green Deal</a> ein ambitioniertes Programm vorgelegt. Dazu gehört, dass Produkte besser reparierbar werden. Weitere Informationen beim <a href="https://www.bmuv.de/faqs/faq-recht-auf-reparatur">Bundesumweltministerium</a> (BMUKN) und bei der <a href="https://ec.europa.eu/commission/presscorner/detail/de/ip_23_1794">Europäischen Kommission</a>.</p><p>Quellen</p><p>1 Melanie Jaeger-Erben / Sabine Hielscher (2023): Verhältnisse reparieren. Wie Reparieren und Selbermachen die Beziehungen zur Welt verändern.<br>und <br>Andrea Baier / Tom Hansing / Christa Müller / Karin Werner (Hg.) (2016): Die Welt reparieren. Open Source und Selbermachen als postkapitalistische Praxis.</p><p>2 Poppe, Erik; Longmuß, Jörg (2019): Geplante Obsoleszenz: Hinter den Kulissen der Produktentwicklung.</p><p>3 Jaeger-Erben, Melanie / Hipp, Tamina (2018): Geplanter Verschleiß oder Wegwerfkonsum? Verantwortungsdiskurse und Produktverantwortung im Kontext kurzlebiger Konsumgüter (Erschienen in: Reflexive Responsibilisierung. Verantwortung für nachhaltige Entwicklung. Bielefeld: transcript, S. 373-394).</p>

Distributed double differential slant delays and IWV from PSI analysis of Sentinel-1 data

The provided dataset consists of double differential slant delays and absolute zenith wet delays in the region of the Upper Rhine Graben. Basis is the SLC data from Sentinel 1A+B satellites provided by the Copernicus program. 169 scenes were processed which had been acquired between April 2015 and July 2019, including data of four specific study events (11 – 22 Apr 2016, 13 – 24 Jul 2018, 16 – 31 Oct 2018, 06 – 21 Jan 2017). Interferometric processing was performed using the software SNAP, continued by a Persistent Scatterer Interferometric SAR (PS-InSAR) processing, using the program StaMPS. The first product are double differential slant delays which represent the phase delay in radiant in the satellites line of sight between the master acquisition (17 Mar 2012) and each acquisition-date respectively. Further processing uses ERA5 zenith wet delay (ZWD) and mean temperature to infer absolute zenith wet delays. A mean value is subtracted for each scene, resulting in an absolute value correction. In addition, long wavelength components are corrected by fitting the trend over the scene for each date to a 2D polynomial approximation from the ERA5 data, as those parts cannot reliably be estimated solely from the SAR data. The final product for every scene is the integrated water vapor (IWV) in kg/m² for each acquisition date at the distributed PS-points – on average about 50 points per square kilometer.

Verschenken statt Wegwerfen

Recyceln statt wegwerfen, dies gilt auch für die Weiternutzung von gut erhaltenern Gebrauchsgegenständen. Hier werden berlinweit Einrichtungen gelistet, die verschiedene noch gebrauchsfähige Güter entgegennehmen und an Bedürftige weiter vermitteln.

Aufbereitung und Weiterverwendung von Hausmuell

Mit der Studie wurde erst begonnen. Es soll ein Weg gefunden werden, Hausmuell nach einer Vorbehandlung wie z.B. Rotte, Verbrennung, nach verschiedenen Komponenten zu sichten und diese Komponenten als Werkstoffe dem Bauwesen zuzufuehren.

Remanufacturing von PEM-Brennstoffzellenstacks für eine nachhaltige Kreislaufwirtschaft, Teilvorhaben: Forschung und Technologietransfer

Brennstoffzellensysteme werden erst wirtschaftlich und ökologisch nachhaltig, wenn eine Kreislaufwirtschaft um das Produkt aufgebaut wird. Dies liegt zum einen darin begründet, dass (Primär-)Platin, das Teil der MEA ist, einen erheblichen Anteil am CO2-Fußabdruck und den Kosten eines Brennstoffzellenstacks hat und zum anderen, dass Brennstoffzellensysteme eine hohe Wertschöpfung haben, welche am Ende des ersten Produktlebenszyklus so weit wie möglich erhalten bleiben sollte. Da verschiedene Komponenten der Brennstoffzelle, insbesondere die MEA, nach einer gewissen Betriebszeit chemische Degradationserscheinungen aufweisen, ist eine unmittelbare Weiterverwendung ausgeschlossen. Sobald ein Brennstoffzellenstack an sein Lebensende gelangt oder aufgrund eines Defekts frühzeitig ausfällt, bedarf es einer Zustandsbeurteilung des Stacks. Daraus muss abgeleitet werden, ob eine Reparatur des Stacks in Form eines Austauschs degradierter Zellen möglich ist. Falls dies nicht mehr möglich ist, bedarf es der Demontage des Brennstoffzellenstacks sowie einer entsprechenden Befundung und ggf. Wiederaufbereitung der Einzelkomponenten, um der Anforderung eines hohen Wertschöpfungserhalts gerecht zu werden. Komponenten, die aufgrund irreversibler Degradationserscheinungen nicht mehr aufbereitet werden können, müssen möglichst sortenrein einem Recycling zugeführt werden. Unter Berücksichtigung der erwarteten Stückzahlen müssen daher bereits jetzt Konzepte für die automatisierte Zustandsbeurteilung und Demontage von Brennstoffzellenstacks, mit dem Ziel einer Kreislaufwirtschaft, entwickelt werden, um langfristig zum Erfolg der Technologie beizutragen. Der Fokus des wbks liegt einem Demonstrator für die automatisierte Demontage unter Berücksichtigung der genannten Herausforderungen. Der Demonstrator bildet Aspekte der Handhabung und Qualitätssicherung ab und ist für verschiedene Stackdesigns befähigt.

Remanufacturing von PEM-Brennstoffzellenstacks für eine nachhaltige Kreislaufwirtschaft, Teilvorhaben: Demontage Konzept

Dem Projektvorhaben liegt folgende Problemstellung zu Grunde: Brennstoffzellensysteme werden erst wirtschaftlich und ökologisch nachhaltig, wenn eine Kreislaufwirtschaft um das Produkt aufgebaut wird. Dies liegt zum einen darin begründet, dass (Primär-)Platin, das Teil der MEA ist, einen erheblichen Anteil am CO2-Fußabdruck und den Kosten eines Brennstoffzellenstacks hat und zum anderen, dass Brennstoffzellensysteme eine hohe Wertschöpfung haben, welche am Ende des ersten Produktlebenszyklus so weit wie möglich erhalten bleiben sollte. Da verschiedene Komponenten der Brennstoffzelle, insbesondere die MEA, nach einer gewissen Betriebszeit chemische Degradationserscheinungen aufweisen, ist eine unmittelbare Weiterverwendung ausgeschlossen. Sobald ein Brennstoffzellenstack an sein Lebensende gelangt oder aufgrund eines Defekts frühzeitig ausfällt, bedarf es einer Zustandsbeurteilung des Stacks. Daraus muss abgeleitet werden, ob eine Reparatur des Stacks in Form eines Austauschs degradierter Zellen möglich ist. Falls dies nicht mehr möglich ist, bedarf es der Demontage des Brennstoffzellenstacks sowie einer entsprechenden Befundung und ggf. Wiederaufbereitung der Einzelkomponenten, um der Anforderung eines möglichst hohen Wertschöpfungserhalts gerecht zu werden. Komponenten, die aufgrund irreversibler Degradationserscheinungen nicht mehr aufbereitet werden können, müssen im Sinne der Nachhaltigkeit möglichst sortenrein einem Recycling zugeführt werden. Unter Berücksichtigung der erwarteten Stückzahlen müssen daher bereits jetzt Konzepte für die automatisierte Zustandsbeurteilung und Demontage von Brennstoffzellenstacks, mit dem Ziel einer Kreislaufwirtschaft, entwickelt werden, um langfristig zum Erfolg der Technologie beizutragen.

Remanufacturing von PEM-Brennstoffzellenstacks für eine nachhaltige Kreislaufwirtschaft

Dem Projektvorhaben liegt folgende Problemstellung zu Grunde: Brennstoffzellensysteme werden erst wirtschaftlich und ökologisch nachhaltig, wenn eine Kreislaufwirtschaft um das Produkt aufgebaut wird. Dies liegt zum einen darin begründet, dass (Primär-)Platin, das Teil der MEA ist, einen erheblichen Anteil am CO2-Fußabdruck und den Kosten eines Brennstoffzellenstacks hat und zum anderen, dass Brennstoffzellensysteme eine hohe Wertschöpfung haben, welche am Ende des ersten Produktlebenszyklus so weit wie möglich erhalten bleiben sollte. Da verschiedene Komponenten der Brennstoffzelle, insbesondere die MEA, nach einer gewissen Betriebszeit chemische Degradationserscheinungen aufweisen, ist eine unmittelbare Weiterverwendung ausgeschlossen. Sobald ein Brennstoffzellenstack an sein Lebensende gelangt oder aufgrund eines Defekts frühzeitig ausfällt, bedarf es einer Zustandsbeurteilung des Stacks. Daraus muss abgeleitet werden, ob eine Reparatur des Stacks in Form eines Austauschs degradierter Zellen möglich ist. Falls dies nicht mehr möglich ist, bedarf es der Demontage des Brennstoffzellenstacks sowie einer entsprechenden Befundung und ggf. Wiederaufbereitung der Einzelkomponenten, um der Anforderung eines möglichst hohen Wertschöpfungserhalts gerecht zu werden. Komponenten, die aufgrund irreversibler Degradationserscheinungen nicht mehr aufbereitet werden können, müssen im Sinne der Nachhaltigkeit möglichst sortenrein einem Recycling zugeführt werden. Unter Berücksichtigung der erwarteten Stückzahlen müssen daher bereits jetzt Konzepte für die automatisierte Zustandsbeurteilung und Demontage von Brennstoffzellenstacks, mit dem Ziel einer Kreislaufwirtschaft, entwickelt werden, um langfristig zum Erfolg der Technologie beizutragen.

Biogeochemical modelling of biosphere-atmosphere-hydrosphere interactions

This project aims at the improvement and testing of a modeling tool which will allow the simulation of impacts of on-going and projected changes in land use/ management on the dynamic exchange of C and N components between diversifying rice cropping systems and the atmosphere and hydrosphere. Model development is based on the modeling framework MOBILE-DNDC. Improvements of the soil biogeochemical submodule will be based on ICON data as well as on results from published studies. To improve simulation of rice growth the model ORYZA will be integrated and tested with own measurements of crop biomass development and transpiration. Model development will be continuously accompanied by uncertainty assessment of parameters. Due to the importance of soil hydrology and lateral transport of water and nutrients for exchange processes we will couple MOBILE-DNDC with the regional hydrological model CMF (SP7). The new framework will be used at field scale to demonstrate proof of concept and to study the importance of lateral transport for expectable small-scale spatial variability of crop production, soil C/N stocks and GHG fluxes. Further application of the coupled model, including scenarios of land use/ land management and climate at a wider regional scale, are scheduled for Phase II of ICON.

Nutzung von Lignocellulosereichen Substraten zur Biogas- und Faser, bzw. Cellulosegewinnung mittels innovativer Verfahren

Eine Substitution fossiler durch biogene Rohstoffe für stoffliche Anwendungen ist ein maßgeblicher Schritt zur Reduktion der anthropogenen CO2 Emissionen. Dabei sollte Biomasse im Sinne der Bioökonomie möglichst ganzheitlich und effizient genutzt werden, um die Flächeneffizient und den Beitrag zur Eindämmung des Klimawandels zu maximieren. Die hochwertige Verwendung von bisher kaum genutzten landwirtschaftlichen Reststoffen ist eine vielversprechende Methode zur Effizienzsteigerung. Die stoffliche Nutzung von Agrarreststoffen ist allerdings problematisch. Biogene Stoffe haben stets eine schwankenden Produktqualität. Deshalb ist eine Vorbehandlung und Auftrennung der Reststoffe auf verwertbare Bestandteile notwendig und ein entscheidender Schritt für die Weiternutzung. Deutschland und Taiwan stellen zwei Technologieführer mit hohem Umweltbewusstsein in ihrer jeweiligen Klimazone dar. Deutschland befindet sich in der gemäßigten Klimazone, während Taiwan sich in der (sub-)tropischen Klimazone befindet. Besonders vielversprechende landwirtschaftliche Reststoffe, die sich für eine stofflich Nutzung eignen und daher untersucht werden sollen, sind in der gemäßigten Klimazone Getreidestroh und in der (sub-)tropischen Klimazone Kakao- und Bananenschalen, sowie Reisstroh. Zudem fallen Tomatenpflanzenreste in beiden Klimazonen an. Im angestrebten Projekt wird der landwirtschaftliche Reststoff zunächst in einem hydrothermalen Aufbereitungsverfahren aufgeschlossen, um die anaerob kaum abzubauenden Fasern von den sehr gutvergärbaren Bestandteilen zu trennen. Dies wird in Deutschland mittels Thermodruckhydrolyse realisiert und in Taiwan mittel Überkritischer Wassermethode. Anschließend folgt eine Auftrennung in einem Flüssig/Fest-Separator. Der faserreiche Feststoff soll als Torfersatzprodukt und als Substrat zur mikrobiellen Zelluloseproduktion genutzt werden. Torf findet insbesondere im Gartenbau Anwendung, da er diverse Vorteile besitzt. Allerdings bildet sich Torf in Mooren nur sehr langsam und zur Gewinnung müssen die CO2-bindende Moore entwässert werden. Im Projekt soll untersucht werden in wie weit die produzierten Fasern Torf ersetzen können. Ein zweiter zu untersuchender Ansatz im Projekt ist es die Feststofffraktion als Nährmedium für Bakterienkulturen zu verwenden, die gezielt mikrobielle Zellulose produzieren. Die Flüssigkeit soll mithilfe innovativer zweistufiger Biogasanlage energetisch genutzt werden soll. Die Nutzung der Organik zur Biogasproduktion soll die Prozessenergie der energieintensiven Aufbereitung bereitstellen. Der TS-Gehalt der flüssigen Fraktion ist sehr gering, was bei herkömmlichen volldurchmischten Reaktoren eine lange Verweilzeit und somit ein sehr großes Reaktorvolumen verursacht. Um diese Nachteile zu reduzieren, sollen im Projekt zweistufige Reaktorsysteme untersucht werden. Während in Taiwan beide Fermenter volldurchmischt betrieben werden, wird in Deutschland der Methanreaktor als Festbettfermenter ausgeführt.

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