Das Projekt "GreenDots - Umweltfreundliche Nanokristall-Materialien für Optoelektronische Anwendungen" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden e.V..
Das Projekt "Intelligente GaN-Leistungselektronik für effiziente Energiewandlung, Intelligente GaN-Leistungselektronik für effiziente Energiewandlung - ALL2GaN" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: AIXTRON SE.
Das Projekt "Forschergruppe (FOR) 2401: Optimierungsbasierte Multiskalenregelung motorischer Niedertemperatur-Brennverfahren, Forschergruppe FOR 2401: Optimierungsbasierte Multiskalenregelung motorischer Niedertemperatur-Brennverfahren" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: RWTH Aachen University, Lehrstuhl und Institut für Regelungstechnik.Die ökonomische und ökologische Energiebereitstellung stellt eine zentrale gesellschaftliche Herausforderung dar. Diese wird durch die steigenden Umweltbelastungen bei gleichzeitig wachsendem weltweitem Energiebedarf und zunehmender Ressourcenverknappung bedingt. Für mobile Antriebe nimmt insbesondere die Verminderung des bei der motorischen Verbrennung entstehenden Treibhausgases CO2 sowie der Schadstoffemissionen ein wichtiges Ziel ein. Dies sind zum Beispiel Stickoxide (NOx), Kohlenmonoxid (CO), unverbrannte Kohlenwasserstoffe (uHC) und Ruß, die erheblich zur städtischen und regionalen Luftverschmutzung beitragen. Zur Realisierung von hohen Wirkungsgraden bei gleichzeitig niedrigen Schadstoffemissionen untersucht die FOR2401 die zukunftsträchtige Niedertemperaturverbrennung (NTV). Die NTV kann sowohl auf Ottomotoren (Gasoline Controlled Auto Ignition, GCAI) als auch auf Dieselmotoren (Premiexed Charge Compression Igniton) angewendet werden und zeichnet sich als ein Brennverfahren aus, welches das Potential bietet, bereits innermotorisch die Emissionen deutlich zu reduzieren. Die Komplexität der Prozessführung ist einer der wesentlichen Gründe, welcher die technische Anwendung der NTV aktuell verhindert. Der Ablauf der NTV wird maßgeblich von lokalen thermodynamischen Zuständen und strömungsmechanischen Effekten bestimmt. Die Zeitskalen der hierbei auftretenden Abläufe sind kleiner als die des Verbrennungszyklus und können deshalb nicht mit einer dem Stand der Forschung entsprechenden zyklusbasierten Regelung beeinflusst werden. Um eine hinsichtlich Stabilität, Wirkungsgrad und Schadstoffemissionen verbesserte Prozessführung zu ermöglichen, werden im Rahmen der Forschergruppe Multiskalenregelungskonzepte untersucht, welche Neuland darstellen. Zur erfolgreichen Realisierung der Multiskalenregelung müssen grundlegende Forschungsfragen aus den Disziplinen Chemie, Verbrennungstechnik, Motorenforschung, Regelungstechnik und Numerik geklärt werden. Aus diesem Grund setzt die Forschergruppe auf einen stark vernetzten, interdisziplinären Ansatz. Innerhalb der FOR2401 soll ein detailliertes physikalisch-chemisches Prozessverständnis der NTV und der zugehörigen Beeinflussungsmöglichkeiten entwickelt werden, wodurch eine Beschreibung in Form von mathematischen Modellen ermöglicht wird. Aufbauend auf diesen Erkenntnissen werden maßgeschneiderte regelungstechnische Methoden entwickelt, die auf Echtzeitoptimierung basieren und die Kontrolle auf einer kleineren als der aktuell möglichen Zeitskala erlauben. Die Forschung erfolgt im engen Schulterschluss zwischen Natur- und Ingenieurswissenschaftler/innen der Universität Bielefeld, der Universität Freiburg und der RWTH Aachen University.
Das Projekt "Intelligente GaN-Leistungselektronik für effiziente Energiewandlung, Intelligente GaN-Leistungselektronik für effiziente Energiewandlung - ALL2GaN" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Institut für Mikroelektronik Stuttgart.
Digitalisierung kann helfen, den Energie- und Rohstoffbedarf zu senken – sie kann auch Klima und Umwelt zusätzlich belasten. Green IT trägt dazu bei, die Digitalisierung in umweltschonende Bahnen zu lenken, so dass Hardware, Software, Rechenzentren, Netze und digitale Dienste energieeffizient und umweltverträglich sind. Vieles, wofür wir vor einigen Jahren noch Gegenstände oder uns selbst von einem Ort an den anderen bewegen oder Material verarbeiten mussten, ist heute virtuell möglich und damit scheinbar dematerialisiert – die Fotos liegen in der Cloud statt im Fotoalbum, wir schreiben eine E-Mail oder Chatnachricht statt einen Brief, wir treffen uns in Videokonferenzen, statt zu einem Präsenztermin zu reisen. Mobile Übertragungsnetze, das Festnetz und Rechenzentren gehören längst zur kritischen Infrastruktur, denn sie sorgen unter anderem dafür, dass die Energie- und Wasserversorgung gesichert sind. Doch hinter jeder digitalen und virtuellen Anwendung verbirgt sich ein ganz realer Bedarf an Rohstoffen und Energie, der auch zu Klimawandel und Umweltzerstörung beiträgt. Die Fotos „in der Cloud“ sind in einem Rechenzentrum gespeichert. Der Server in diesem Rechenzentrum musste zunächst hergestellt werden und er braucht Strom für Betrieb und Klimatisierung. Das Gleiche gilt für Videokonferenz, E-Mail und alles Digitale. Auch das Notebook auf dem Tisch und das Smartphone in der Tasche wurden mit erheblichem Aufwand an Rohstoffen, Energie und Emissionen hergestellt. Wie groß ist der Bedarf an Rohstoffen und Energie tatsächlich? Dazu sind bisher nicht viele Daten verfügbar, und ihre Qualität ist oft mangelhaft. Ein Beispiel: Die Schätzungen für den weltweiten Energiebedarf von Rechenzentren für das Jahr 2020 reichen von 200 bis 1.000 Terawattstunden ( TWh ). (Zum Vergleich: In Deutschland wurden 2020 insgesamt rund 500 TWh Strom erzeugt und ins Netz eingespeist.) Das heißt: Je nach Studie unterscheiden sich die Daten um den Faktor Fünf. Wegen dieser großen Unsicherheit sind weder Effizienzpotenziale noch Fehlentwicklungen leicht zu erkennen, was die Umweltpolitik in diesem Sektor erschwert. Das UBA arbeitet daran, die Datenlage zu verbessern. Welchen Beitrag kann Green-IT für eine ressourcensparende und energieeffiziente Digitalisierung leisten? Hardware wie Notebooks, Smartphones oder Desktop-Computer sollten so lange wie möglich genutzt werden. Denn der überwiegende Teil der klimaschädlichen Emissionen im Lebenszyklus beispielsweise eines Notebooks entsteht bei seiner Herstellung. Stellen Sie sich beispielsweise vor, Sie wollten sich ein neues, sparsames Notebook anschaffen. In der Nutzung ist es sparsamer als Ihr altes Gerät, was Kohlendioxid-Emissionen spart. Doch bis sich der Aufwand für die Herstellung amortisiert hat, würde es mehrere Jahrzehnte dauern. Software ist zwar immateriell – doch sie bestimmt ganz wesentlich mit, wie viel Strom die Hardware verbraucht und wie lange sie genutzt werden kann. Rechenzentren haben eine wesentliche Rolle in der Digitalisierung. Ohne Rechenzentren keine Cloud-Anwendungen, kein Streaming, keine Videokonferenz, keine Kommunikation per E-Mail oder Messenger – kurz: kein Internet. Der Stromverbrauch der Rechenzentren ist durchaus beträchtlich. So geht beispielsweise rund ein Fünftel des Stromverbrauchs von Frankfurt am Main auf das Konto der in der Stadt ansässigen Rechenzentren. Die Übertragungsnetze bilden zusammen mit Rechenzentren das Internet. Ob Glasfasernetz, Kupferkabel oder Mobilfunk: ohne Datenübertragung keine Digitalisierung. Wie die Datenübertragung klima- und ressourcenschonender werden kann, ist Gegenstand unserer Forschung. Digitale Dienste , wie Videostreaming, Videokonferenzen oder Datenspeicherung „in der Cloud“, werden immer mehr genutzt. Wie groß die CO 2 -Emissionen durch digitale Dienste tatsächlich sind, hat ein Forschungsvorhaben des Umweltbundesamtes untersucht.
Das Projekt "Verbesserte Vorbehandlung durch Nassoxidation und enzymatische Verzuckerung mithilfe maßgeschneiderter Enzymsysteme für verbesserte Zuckerfreisetzung aus Lignozellulose-haltiger Biomasse für die Biokr" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: RWTH Aachen University, Aachener Verfahrenstechnik - Enzymprozesstechnik.Die globale Industrialisierung in den vergangenen Jahren führte zu einem enormen Anstieg im weltweiten Energiebedarf. Biomasse-basierte Treibstoffe zeigen ein erhebliches Potenzial, diesen Energiebedarf zu decken. Bio-Ethanol, Bio-Butanol und andere maßgeschneiderte Biokraftstoffe bauen auf einem gemeinsamen Prozess der Fermentation von Zuckern zu den Biokraftstoffen oder Plattformchemikalien auf. Die größere Herausforderung hierbei ist die Freisetzung der Zucker aus der komplexen Biomassestruktur. Das vorgeschlagene Projekt zielt auf die Entwicklung eines schnellen und effizienten Prozesses für die Freisetzung von Zucker aus lignozellulosehaltiger Biomasse. Die in der Zuckerfreisetzung involvierten Schritte, nämlich Vorbehandlung und enzymatische Hydrolyse, werden getrennt von Experten aus Indien und Deutschland beforscht. Der indische Projektpartner ist auf dem Feld der Naßoxidation erfahren, wogegen der deutsche Projektpartner auf dem Gebiet der Charakterisierung und Formulierung von Cellulasepräparationen für maximale Produktivität arbeitet. Somit soll ein hoch-effizienter zweistufiger Prozess für die Freisetzung von Zucker aus lignozellulosehaltiger Biomasse entwickelt werden
Das Projekt "Einsatz (extrem) thermophiler Mikroorganismen zur biologischen Wasserstofferzeugung aus biogenen Roh- und Reststoffen, Teilvorhaben 1: Einsatz (extrem) thermophiler Mikroorganismen zur biologischen Wasserstofferzeugung aus biogenen Roh- und Reststoffen" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: Technische Universität Hamburg-Harburg, Arbeitsbereich Abfallwirtschaft.Die fermentative Erzeugung von Biowasserstoff stellt eine vielversprechende Methode zur umweltfreundlichen und nachhaltigen Energieerzeugung aus Biomasse bzw. Bioabfällen dar. Hauptziel des Forschungsprojektes war die verfahrenstechnische Entwicklung und Optimierung der biologischen H2-Erzeugung durch Vergärung, so dass aus verschiedenen biogenen Roh- und Reststoffen möglichst hohe Mengen an Wasser-stoff produziert werden. Die Laboruntersuchungen zeigen, dass eine Vielzahl an biogenen Roh- und Reststoffen für die fermentative H2-Erzeugung geeignet ist. Die höchste H2-Produktion wurde erwartungsgemäß mit Glucose erreicht (280 Nl H2/kg oTS). Die untersuchten Agrarprodukte zeigten auch hohe Produktionswerte bis 188 Nl H2/kg oTS. Als Substrate mit dem höchsten H2-Bildungspotential werden Futterrübe, Zuckerrübe, Mais und Kartoffel sowie in erster Linie deren Reststoffe empfohlen. Die Ergebnisse der semikontinuierlichen Versuche belegen eindeutig die Eignung der fermentativen H2-Erzeugung für den kontinuierlichen Betrieb (durchschnittliche H2-Produktion von 224 Nl H2/kg oTS bzw. H2-Umsatz von 72 %). Ein Problem der kontinuierlichen H2-Bildung ist prozessbedingt die Versäuerung des Systems. Daher sollte das System über eine pH-Regelung oder Pufferung verfügen (Optimum pH 5) und mit einer optimalen hydraulischen Verweilzeit (HRT-Optimum 2-3 d) betrieben werden. Der Ablauf der Wasserstoffstufe konnte erfolgreich als Substrat in einer nachgeschalteten Anaerobstufe weiter zu Methan umgesetzt werden. So wird bei der kombinierten Biowasserstoff- und Biomethanerzeugung das gesamte Energiepotential der eingesetzten Substrate genutzt. Der erwartete Energiegewinn liegt dabei ca. 20 % höher als bei der reinen Methanproduktion. Die Forschungsergebnisse zeigen somit, dass die biologische H2-Erzeugung im Rahmen der Vergärung eine vielversprechende Alternative zur Nutzung fossiler Energieträger bietet. Natürlich könnte der hohe Weltenergiebedarf nicht annähernd durch Bio-H2 gedeckt werden, doch er kann einen Beitrag zur nachhaltigen Rohstoff- und Energiebereitstellung leisten sowie die Umwelt durch Ressourcenschutz und CO2-Emissionsverminderung entlasten. Insbesondere für dezentrale Lösungen bietet sich das kombinierte Verfahren der fermentativen H2- und CH4-Erzeugung an. Nicht zu vernachlässigen ist auch die Möglichkeit der effizienteren und emissionsarmen Nutzung des Bio-H2 in Brennstoffzellen.
Ministerium für Wirtschaft und Arbeit - Pressemitteilung Nr.: 025/09 Ministerium für Wirtschaft und Arbeit - Pressemitteilung Nr.: 025/09 Magdeburg, den 11. Februar 2009 Ministerium fördert Cluster ¿Regenerative Energien¿ mit 500.000 Euro Vernetzung von Forschungseinrichtungen und Unternehmen soll regionale Energiebranche stärken Das Cluster ¿Regenerative Energien in Sachsen-Anhalt¿ nimmt heute in Magdeburg seine Arbeit auf. Der Zusammenschluss von regionalen Unternehmen und Forschungseinrichtungen soll die Branche stärken und die Spitzenposition des Bundeslandes im Bereich der erneuerbaren Energien ausbauen. Das Ministerium für Wirtschaft und Arbeit fördert das Vorhaben mit 500.000 Euro. Wind, Wasser, Sonne und vor allem Biomasse: Die regenerativen Energien bergen ein enormes Potenzial. Diese natürlichen Schätze eignen sich hervorragend, um ihre Kräfte effizient und umweltfreundlich in Energie umzuwandeln. Dies betonte Sachsen-Anhalts Wirtschaftsminister Dr. Reiner Haseloff während der Eröffnungsveranstaltung im Fraunhofer-Institut für Fabrikbetrieb und -automatisierung (IFF): ¿Sachsen-Anhalt hat beste Voraussetzungen. Bei den erneuerbaren Energien, insbesondere bei Windkraft und Photovoltaik, sind wir in Deutschland weit vorn. Diese Spitzenposition wollen wir mit der Clusterinitiative weiter ausbauen, um regionale Unternehmen noch wettbewerbsfähiger zu machen.¿ Ziel des Clusters ¿Regenerative Energien in Sachsen-Anhalt¿ ist es, die Aktivitäten von Unternehmen, Forschungseinrichtungen und Institutionen der Energiebranche zu bündeln. Die Partner profitieren aufgrund der engen Zusammenarbeit besonders von Technologietransfer und Wissensaustausch. Das Engagement richtet sich intensiv auf die Akquise von Projekten und Investoren und deren Unterstützung bei ihrer Ansiedlung in Sachsen-Anhalt. Dabei konzentriert sich das Clustermanagement insbesondere auf die Bereiche der energetischen Nutzung von Biomasse und Bioabfallstoffen, den Windkraftanlagenbau und die Photovoltaik. ¿Allein mit Biomasse lassen sich zukünftig zehn Prozent des Weltenergiebedarfs decken. Dieses Potenzial müssen wir unbedingt ausschöpfen¿, forderte Prof. Zbigniew Styczynski vom Zentrum für Regenerative Energien (ZERE e.V.). Gemeinsam mit der Agentur für Technologietransfer und Innovationsförderung GmbH Anhalt wurde der Verein mit dem Clustermanagement beauftragt. Die Initiatoren laden engagierte Unternehmen und Einrichtungen zur aktiven Mitarbeit ein. Für die Branche in Sachsen-Anhalt eröffnet das Cluster vielversprechende Perspektiven, um sich erfolgreich auf dem Weltenergiemarkt zu positionieren. Impressum: Ministerium für Wirtschaft und Arbeit Pressestelle Hasselbachstr. 4 39104 Magdeburg Tel: (0391) 567 - 43 16 Fax: (0391) 567 - 44 43 Mail: pressestelle@mw.sachsen-anhalt.de Impressum:Ministerium für Wirtschaft, Wissenschaft und Digitalisierungdes Landes Sachsen-Anhalt Pressestelle Hasselbachstr. 4 39104 Magdeburg Tel.: +49 391 567-4316 Fax: +49 391 567-4443E-Mail: presse@mw.sachsen-anhalt.deWeb: www.mw.sachsen-anhalt.deTwitter: www.twitter.com/mwsachsenanhaltInstagram: www.instagram.com/mw_sachsenanhalt
Das Projekt "EnEff:Wärme: ML4Heat - Tools zum optimierten Betrieb von existierenden Fernwärmenetzen basierend auf Methoden des maschinellen Lernens, Teilvorhaben: Analyse von Fernwärmenetzen, Cloud-basierte Datenanalyse und experimentelle Untersuchungen zum optimierten Betrieb von Fernwärmenetzen" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: KT-Elektronik, Klaucke und Partner GmbH.Ziel des vorgeschlagenen Projekts ist die Entwicklung von Methoden und Softwaretools zur verbesserten Prozesssteuerung und zum Betrieb bestehender Fernwärmenetze. Bei der Optimierung werden sowohl energetische als auch wirtschaftliche Einschränkungen berücksichtigt. Sensordaten und Betriebsdaten werden mit maschinellen Lernmethoden erfasst und analysiert. Methoden und Werkzeuge werden in drei Bereichen entwickelt: 1. Verbesserter Betrieb von Fernwärmestationen durch Leistungs- und Zustandsüberwachung. Ziel ist eine automatisierte Leistungsüberwachung und verbesserte Steuerung der Fernwärmestationen. 2. Strangoptimierung: Es werden Methoden entwickelt, die eine schnelle Erkennung oder sogar Vorhersage der Arbeitsbelastung von Teilen (Strängen) des Fernwärmenetzes ermöglichen. Sowohl maschinelle Lernmethoden als auch physikalische Gleichungen werden verwendet und kombiniert. 3. Netzwerkoptimierung: Es werden Verfahren entwickelt, die eine genauere Vorhersage des globalen Energiebedarfs des Netzwerks innerhalb eines bestimmten Horizonts (z. B. einige Stunden) ermöglichen. Externe Daten und Informationen (z. B. Wettervorhersage) werden mit den Methoden und Werkzeugen der (2) Strangoptimierung kombiniert. Weltweites Ziel ist die Reduzierung fossiler Brennstoffe für den Betrieb des Fernwärmenetzes.
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