Abgeschlossene Projekte
Übersicht
Smart Grids
Forschungsprojekt: Smart Grids
Eine Kooperation mit der Hochschule Darmstadt
Im Rahmen der strategischen Partnerschaft mit der Hochschule Darmstadt befassen sich die Forscher der Hochschule mit intelligenten Stromnetzen – so genannten Smart Grids. Die Wissenschaftler planen in Zusammenarbeit mit Mitarbeitern der HSE ein Pilotprojekt, um angesichts eines steigenden Anteils Erneuerbarer Energien eine optimale Netzsteuerung zu ermöglichen.
Die Struktur der Energienetze steht vor einem Umbruch, weil sich die Anforderungen ändern. Im Zuge des Ausbaus erneuerbarer Energien speisen künftig verstärkt dezentrale Anlagen ein, die Sonne, Wind oder Biomasse nutzen. Hier gilt es vor allem die Schwankungen von Photovoltaik und Wind in den Netzen zu steuern und auszugleichen. Darauf müssen zukünftig die Energienetze ausgerichtet sein.
Experten bezeichnen mit Smart Grids auch die Abkehr von der bisherigen Denkweise: Bislang erzeugen Energieversorger den Strom dann, wenn er gebraucht wird. Der neue Ansatz besteht dagegen darin, Strom zu verbrauchen, wenn gerade genügend zur Verfügung steht. Ziel ist es, dass Haushalte elektrische Geräte bevorzugt dann einschalten, wenn Solar- oder Windkraftanlagen viel Strom produzieren.
Die HSE und die Hochschule Darmstadt hatten Ende 2007 eine strategische Partnerschaft vereinbart, um das gemeinsame Know-How bei Energiethemen zu nutzen. Der Energieversorger und die Hochschule arbeiten seit Jahren etwa auch bei der Betreuung von Diplomarbeiten oder Veranstaltungsreihen zusammen.
Energieeinsparpotentiale Reifenproduktion
Forschungsprojekt mit Pirelli
Kooperation mit der Universität Kassel
Das ENTEGA NATURpur Institut fördert beispielhaft ein Gemeinschaftsprojekt mit der Universität Kassel zur Aufdeckung von Energieeffizienzpotenzialen in der Produktion. Als zwei wichtige Bereiche wurden dabei die Kältetechnik und der Dampfverbrauch der Vulkanisationspressen identifiziert.
Die Umstellung von Kompressionskälte auf Absorptionskälte, würde eine Nutzung von Abwärme auch im Sommer ermöglichen. Der Einsatz von Low-e-Lacken kann den Energieverlust durch Wärmeabstrahlung bei den Vulkanisationsanlagen um 36 Prozent senken. Pirelli will aufgrund der guten Ergebnisse nun seine Pressen mit diesem Lack ausstatten.
Hessen – Innovationen für Energie- und Ressourceneffizienz (HIER!)
Hessen – Innovationen für Energie- und Ressourceneffizienz (HIER!)
Um das Ziel zu erreichen, Deutschland zum international anerkannten Vorreiter für Energieeffizienzsteigerung zu machen, ist es erforderlich, dass Politik, Wirtschaft und Wissenschaft an einem Strang ziehen. Aus diesem Grund haben die Hessische Landesregierung, das gemeinnützige Tochterunternehmen ENTEGA NATURpur Institut des regionalen Energieversorgers ENTEGA AG, das Fachgebiet „Umweltgerechte Produkte und Prozesse“ (upp) der Universität Kassel sowie das spin-off-Unternehmen Limón GmbH aus Kassel ihre Kräfte vereint und das HIER! Projekt ins Leben gerufen.
Das HIER! Projekt verfolgt einen ganzheitlichen Ansatz. Hierfür setzt es zum einen auf bereits bestehenden und erfolgreichen Strukturen auf, die durch eine gezielte Projektförderung gestärkt werden. Mit dem Ziel eines möglichst großen Wirkungskreises, setzt das HIER! Projekt zum anderen in verschiedenen Bereichen an:
1. Innovations- und Demonstrationsprojekte in zentralen Effizienzfeldern mit großem Potential
a) Druckluftarme Produktion
b) KW(K)K-gerechte Produktion
c) Produktion in klimatisierten Räumen
2. Aus- und Weiterbildung
3. Kommunikation
Das HIER! Projekt ist am 1. Januar 2010 gestartet und für eine Laufzeit von drei Jahren geplant.
Energieeffizienz Biomasseprozesse
Forschungsprojekt: „Steigerung der Primärenergieeffizienz durch flexible Kopplung von Biomasseprozessen“
Kooperation mit der Universität Kassel
Schon heute leistet Bioenergie, im Vergleich zu anderen erneuerbaren Energien in Deutschland, den größten Beitrag zum Umweltschutz. Untersucht wird eine Verfahrenskombination, die einer effizienteren Herstellung von biogenen Brennstoffen dient.
Mit dem Projekt soll eine Verfahrenskombination von Biodiesel, Bioethanol und Biomethan erforscht werden. Bei konventioneller Biobrennstoffproduktion werden anfallende Nebenprodukte weiterverkauft. Hier soll ein Anlagenkonzept aus verfahrenstechnischer und ökonomischer Sicht untersucht werden, das die Kuppelprodukte nicht vermarktet, sondern energetisch weiterverwertet.
Die Projektdauer umfasste das Jahr 2009
Energieeffizienz Gewerbegebiete
Forschungsprojekt: „Potenzialermittlung zur Energieeffizienz durch unternehmensübergreifende Kopplung von Energieströmen in Gewerbegebieten“
Kooperation mit der Universität Kassel
Betrachtet werden sollen einerseits Energieeffizienzmaßnahmen in den Unternehmen, andererseits der intelligente Einsatz und die Vernetzung erneuerbarer Energien und Kraft-Wärme-Kopplung.
Bereitstellungsanlagen, die den Gesamtbedarf des Gebiets decken bringen kooperative Kostenvorteile durch effektivere Auslegung, höhere Wirkungsgrade und niedrigere Anschaffungskosten.
Das Projekt wurde im Jahr 2009 begonnen und lief bis 2010.
Software Energieeffizienzpotentiale
Forschungsprojekt: „Softwaregestützte Werkzeuge zur Analyse von Energieeffizienzmaßnahmen in der Industrie“
Kooperation mit der Universität Kassel
Insbesondere kleinere und mittlere Unternehmen weisen viele Hemmnisfaktoren bei der Umsetzung von Maßnahmen zur Steigerung der Energieeffizienz auf, trotz Einsparpotenzialen von 15-30%. Softwaregestützte Werkzeuge helfen diese Hemmnisse abzubauen. Sie ermöglichen eine optimale Auswertung erhobener Daten und eine schnelle und zielgerichtete Berechnung und Bewertung von Potenzialen.
Ziel dieses Projektes ist die Erstellung einer Übersicht von softwaregestützten Instrumenten zur Analyse von Energieeffizienzmaßnahmen, sowie deren Grundkonzeption. Die Inhalte beziehen sich ausschließlich auf industrielle Prozesse und deren Rahmenbedingungen.
Das Forschungsprojekt hatte eine Dauer von einem Jahr und wurde im Jahr 2010 durchgeführt.
Energiepflanzenanbau
Forschungsprojekt: „Auswirkungen des Energiepflanzenanbaus auf das ökologische Gesamtsystem“
Kooperation mit der Universität Gießen
Das Land Hessen will bis zum Jahr 2020 den Anteil der erneuerbaren Energien am Endenergieverbrauch auf 20 Prozent steigern. Der größte Teil davon soll durch Bioenergie gedeckt werden. Vor dem Hintergrund aktuell hoher Agrarmarktpreise und einer Nutzungskonkurrenz zur Nahrungs- und Futtermittelerzeugung stellt sich die Frage nach den ökonomischen sowie den ökologischen Risiken eines verstärkten Anbaus von Energiepflanzen für landwirtschaftliche Betriebe.
Die Forschungskooperation zwischen der Universität Gießen und dem NATURpur Institut soll dazu beitragen, den Ausbau der Biomassenutzung in Hessen planvoll voranzutreiben. Der von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) geförderte Transferbereich "Energiepflanzen, Wirtschaft und Umwelt" an der Universität Gießen untersuchte die mit einer verstärkten Energiepflanzenproduktion verbundenen wirtschaftlichen und ökologischen Auswirkungen des Baus von Biogasanlagen.
Die Forschungsergebnisse wurden auf einem Symposium am 11. März 2010 im Freilichtmuseum Hessenpark vorgestellt und dienen als Grundlage für die Entwicklung nachhaltiger Anbauverfahren von Energiepflanzen sowie für die umweltverträgliche Standortbestimmung zukünftiger Biogasanlagen.
Die Zusammenarbeit des Transferbereichs mit der HSE stellt eine viel versprechende Möglichkeit dar, die Ergebnisse der Grundlagenforschung in die Praxis zu übertragen. Dabei steht neben der Bewertung bestehender Anbauverfahren auch die Entwicklung ökonomisch und ökologisch nachhaltiger Bewirtschaftungsmethoden im Vordergrund, um die bezüglich des Klimaschutzes positiven Aspekte der Biogaserzeugung durch geeignete Landbewirtschaftung zu unterstützen.
Die HEAG Südhessische Energie AG (HSE) plant, bis Ende 2012 rund 13 Millionen Euro in den Ausbau der Nutzung von Bioenergie zu investieren. Die erste Biogasanlage in Hessen mit Aufbereitung von Biogas und Einspeisung in das reguläre Erdgasnetz ging im April 2008 in Darmstadt in Betrieb. Die Technik hat Vorbildfunktion für ganz Deutschland: Sie ist so ausgelegt, dass für den Betrieb auch Ackerflächen in einem dicht besiedelten Gebiet wie dem Rhein-Main-Gebiet ausreichen. Die HSE geht beim Bau von Biogasanlagen mit Augenmaß und Umsicht vor, weil negative Nebeneffekte verhindert sollen.
Energie aus Algen
Forschungsprojekt: „Energie aus Algen“
Kooperation mit der Universität Gießen
Am Institut für Landschaftsökologie und Ressourcenmanagement der Universität Gießen wurde das Projekt „Energie aus Algen“ unterstützt.
Algen wachsen in Gewässern, vermehren sich durch Teilung und sind daher in ihrer Entwicklung mehr oder weniger unabhängig von Jahreszeiten und generativen Phasen.
Außerdem besteht keine Flächenkonkurrenz zur bestehenden Nahrungsmittelproduktion. Algen wandeln CO2 in Biomasse und Sauerstoff um. Darüber hinaus versprechen Algen ein Vielfaches an Biomasseproduktion im Vergleich zu Produktion von Ackerkulturen wie Mais, Raps oder Getreide. Erforscht werden sollen Grundlagen und Potenziale zur Produktion von Energie aus Mikroalgen im Hinblick auf ihren Biomasseertrag und ihren Ölgehalt.
Das Projekt besitzt eine Laufzeit von 2009 bis 2011.
Mikroalgen als erneuerbare Energieressource
Forschungsprojekt: „Mikroalgen als erneuerbare Energieressource – Strategien zur Maximierung des Biomasse(gas)potenzials"
Kooperation mit der Universität Gießen
Die Sicherung der Energieversorgung und der Klimaschutz auf der einen Seite sowie die Ernährungssicherung mit Lebensmitteln und Trinkwasser auf der anderen Seite sind die zentralen Problemfelder auf unserer Erde.
Erneuerbare Biomasseenergieträger stehen allerdings in der Diskussion, da sie einerseits wertvolle Böden der Nahrungsmittelproduktion beanspruchen, andererseits je nach Kultur und Standortfaktoren einen hohen Verbrauch an fossilen Energieträgern für die Produktion in Form von Düngung, Pflanzenschutz und Bodenbearbeitung erfordern. Das führt letztendlich dazu, dass die Effizienz bei der Produktion erneuerbarer Biomasseträger als gering eingestuft wird, zumal die Erträge durch die Vegetationszeit und die Standortfaktoren wie Wasser, Licht und Nährstoffe begrenzt sind und die Preise für Nahrungs- und Düngemittel von der Flächenkonkurrenz zunehmend beeinflusst werden.
Eine Alternative zu der skizzierten Biomasseproduktion, stellt die Produktion von Algen und Algenöl dar. Algen, vor allem Mikroalgen, wachsen im Gewässer, vermehren sich durch Teilung und sind demnach in ihrer Entwicklung mehr oder weniger unabhängig von Jahreszeiten und generativen Phasen. Eine Flächenkonkurrenz zur bestehenden Nahrungsmittelproduktion besteht zwangsläufig nicht.
In den vergangenen drei Jahren wurden am Institut für Landschaftsökologie und Ressourcenmanagement in Kooperation mit der SAG in Göttingen (Sammlung von Algenkulturen Göttingen, Leiter Prof. Dr. Thomas Friedl) in einem vom NATURpur-Institut geförderten Forschungs- und Entwicklungsvorhaben 43 Mikroalgen – aus einer Sammlung von ca. 2.600 Stämmen – im Hinblick auf ihre Vitalität und ihr Biomassepotenzial untersucht. Bei diesen Arbeiten wurde eine Mikroalge identifiziert, die im Vergleich zu den bekannten Arten ein deutlich höheres Biomassepotenzial aufweist, sofern die Algensuspension mit CO2 gedüngt wurde. Die Alge SAG UKWN – es handelt sich um eine Sphaerosorus-Art – hatte unter diesen Randbedingungen ein 6-7fach höheres Biomassepotenzial.
Ziel des Forschungsprojektes soll es sein, aufbauend auf den Vorarbeiten vertiefende Untersuchungen im Labor unter standardisierten Bedingungen durchzuführen, um das Biomassepotenzial bzw. das Biomassegaspotenzial zur Produktion von Energie aus Mikroalgen – unter besonderer Beachtung der Alge SAG UKWN - zu maximieren. Die Untersuchungen verfolgen damit das Ziel, die flächenspezifische Biomasse(gas)produktion zu minimieren und die Effizienz der Energieausbeute zu optimieren.
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