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Redaktion Harald Jeschke |
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Abschlussdemonstration im Forschungsprojekt FernBin
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Duisburg, 19. März 2024 - Am 21. März 2024
findet im DST – Entwicklungszentrum für Schiffstechnik und
Transportsysteme e.V. die Abschlusspräsentation des
Forschungsprojekts FernBin statt. Nach einem
Übersichtsvortrag über das Projekt wird live die
Fernsteuerung des Binnenschiffs „Ernst Kramer“ im Hafen
Duisburg und auf dem Rhein-Herne-Kanal gezeigt. In dem vom
Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz geförderten
Forschungsprojekt FernBin (Ferngesteuertes, koordiniertes
Fahren in der Binnenschifffahrt) wurden alle notwendigen
Methoden entwickelt und erprobt, um ein Binnenschiff von Land
aus fernzusteuern.
Ernst Kramer bei einer ferngesteuerten Testfahrt (Foto: DST)
Der Schiffsführer wird dabei von Assistenzsystemen
unterstützt. Das Binnenschiff „Ernst Kramer“ der Reederei
Rhenus PartnerShip GmbH & Co. KG wurde dazu mit der
erforderlichen Technik ausgerüstet. Der Schiffsführer sitzt
in einem Steuerstand im Versuchs- und Leitungszentrum
Autonome Binnenschiffe, an dem ihm der Zustand der
Bordsysteme und alle Navigationsinformationen (elektronische
Wasserstraßenkarte, Radar usw.) angezeigt werden. Außerdem
stehen ihm acht Kamerabilder zur Navigation zur Verfügung.
Über den normalen UKW-Binnenschiffsfunk kann er mit den
anderen Verkehrsteilnehmern kommunizieren. Das ferngesteuerte
Fahren ist ein Zwischenschritt auf dem Weg zum
vollautomatisierten Fahren.
Fernsteuerstand (hier mit einer Simulationsdarstellung (Foto:
DST)
Die Verlagerung des Arbeitsplatzes des Schiffsführers an Land
kann zu einer Steigerung der Attraktivität führen und so dem
Fachkräftemangel in der Binnenschifffahrt entgegenwirken.
Gleichzeitig können Schiffe, bei gleicher Besatzungsstärke an
Bord und zusätzlichem fernsteuernden Operator die täglichen
Betriebszeiten verlängern, bis hin zum 24h-Betrieb.
Die Veranstaltung beginnt um 10 Uhr mit zwei Vorträgen, die
die Projektergebnisse zusammenfassen. Von 11:20 Uhr bis 13:20
Uhr wird dann die Fernsteuerung live gezeigt.
Informationsstände der folgenden Projektpartner:
• Argonav GmbH • Argonics GmbH • Bundesanstalt für Wasserbau
(BAW) • Ingenieurbüro Kauppert • in - Innovative Navigation
GmbH • Universität Duisburg-Essen (Institute SRS, IMECH und
ISMT) • Rhenus Partnership GmbH & Co. KG • RWTH Aachen
(Institut irt)
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Forschung Internationale Vergleichskampagne für Radiosonden mit
neuen Maßstäben
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Genf/ Payerne / Lindenberg / Offenbach,
15. März 2024 - Wettervorhersage, Warnmanagement,
Klimaforschung – alle diese Bereiche basieren auf Messdaten,
die mit unterschiedlichen Systemen in der Atmosphäre erfasst
werden. Ein grundlegendes und nach wie vor unverzichtbares
System zur Messung von Daten in Echtzeit sind Radiosonden -
kleine Geräte, die von Ballonen bis in Höhen von 35
Kilometern getragen werden und ihre Daten während des
Aufstiegs zu Empfangsstationen am Boden senden.
Zur Sicherstellung von Qualität, Vergleichbarkeit und
Nachvollziehbarkeit von Radiosondendaten werden in
mehrjährigen Abständen im Auftrag der Weltorganisation für
Meteorologie (WMO), einer UN-Sonderorganisation,
Vergleichskampagnen durchgeführt. Während solcher Kampagnen
steigen Radiosonden mehrerer Hersteller am selben Ballon auf,
was eine direkte Vergleichbarkeit der Messdaten ermöglicht.
Die jüngste Kampagne fand 2022 am Meteorologischen
Observatorium Lindenberg / Richard-Aßmann-Observatorium
(MOL-RAO) des Deutschen Wetterdienstes (DWD) statt.
Der Bericht dazu wurde jetzt von der WMO veröffentlicht.
Kampagne mit neuer Konzeption
Diese Kampagne wurde nach mehrjähriger Vorbereitung in enger
Zusammenarbeit von Kolleg:innen vom Observatorium Payerne des
Bundesamtes für Meteorologie und Klimatologie MeteoSchweiz
und vom MOL-RAO durchgeführt. Bis zu 35 Wissenschaftler:innen
und Techniker:innen aus Indien, Großbritannien, der Schweiz,
den USA und Deutschland waren während des Projektes am
Observatorium Lindenberg im Einsatz. Gegenüber früheren
Vergleichen wurden neue konzeptionelle Ideen umgesetzt, z.B.
die Aufteilung der Kampagne in einen Labor- und einen
Sondierungsteil. Die Laborkampagne fand zwischen Februar 2022
und Januar 2023 in sieben zweiwöchigen Abschnitten vor und
nach der Sondierungskampagne (auch in-Situ-Kampagne oder
Feldkampagne genannt) statt.
Die vierwöchige Feldkampagne absolvierten die Forschenden von
Mitte August bis Mitte September 2022. Dabei wurden
Radiosonden von insgesamt zehn Herstellern auf Herz und
Nieren getestet. Die Hersteller kamen aus China, Deutschland,
Finnland, Frankreich, Indien, Japan, Südafrika und Südkorea.
Die wichtigsten Ergebnisse
- Bis auf ein Modell erfüllen alle Radiosonden die
erforderlichen Standards bei der Temperaturmessung für die
numerische Wettervorhersage. Labor- und Feldergebnisse
stimmen hier gut überein.
- Bis auf zwei Radiosonden erfüllen alle die Anforderungen
hinsichtlich der Messung der Luftfeuchte. Eine Tendenz zu
Auffälligkeiten zeigt sich jedoch bezüglich der Temperatur
beim Fliegen durch Flüssigwasser-Wolken (liquid clouds), die
zu einer Differenz von bis zu 4 Kelvin führen kann. Dies
wurde auch in der Laborkampagne bestätigt.
- Sieben der zehn getesteten Radiosonden senden ihre Daten
bereits im aktuellen standardisierten BUFR-Format für den
weltweiten Austausch über das Global Telecommunication System
(GTS) der WMO.
- Sechs der zehn Sonden werden von den unabhängigen
Operatoren als besonders nutzerfreundlich bewertet. Ein
zweitägiges Training für Bedienpersonal mit Grunderfahrung
sollte für den Einstieg in die Sondierung mit diesen Systemen
genügen.
- Insgesamt erfüllen alle zehn getesteten Systeme die
operationellen Anforderungen für tägliche Routine-Aufstiege.
Die Hersteller trainieren die
Operatoren in der Ballonhalle in Lindenberg. © Christoph von
Rohden, DWD
Laborkampagne: Test unter extremen Bedingungen
Radiosonden sind während ihres Einsatzes in der Atmosphäre
extremen Bedingungen bezüglich Luftfeuchte, Temperatur und
Strahlung ausgesetzt. Dabei muss sichergestellt sein, dass
die Sensoren konstant und zuverlässig Daten erfassen.
In der parallelen Laborkampagne wurden die Sensoren daher in
speziellen Feuchtigkeitskammern und einer Klimakammer
kontrollierten Bedingungen ausgesetzt, z.B. Feuchtigkeit in
verschiedenen Sättigungsstufen sowie Temperaturen bis -75
Grad Celsius. Die Sonneneinstrahlung hat einen wärmenden
Einfluss auf die Temperaturmessung, insbesondere in größeren
Höhen. In einer speziellen Laboreinrichtung, die die
Bedingungen einschließlich der Einstrahlung beim Aufstieg
simuliert, wurden die Radiosonden bei Luftdrücken zwischen
950 hPa und 5 hPa, was dem Höhenbereich zwischen Boden und 35
km entspricht, bezüglich dieses Effektes getestet.
Die Ergebnisse der Laborkampagne erlaubten einerseits eine
direkte Rückmeldung an die Hersteller über die
Leistungsfähigkeit und mögliches Potential für Verbesserungen
ihrer Systeme. Andererseits lieferte die Laborkampagne
wichtige Informationen für das Verständnis und die
Beurteilung der Resultate der Feldkampagne. Feldkampagne:
unabhängige und praxisgleiche Sondierung Eine Woche vor dem
Start der Feldkampagne bauten Vertreter der Herstellerfirmen
ihre Systeme am Lindenberger Observatorium auf. In dieser
Zeit schulten sie für die Bedienung der Systeme ein Team von
unabhängigen Operatoren aus zehn Ländern weltweit, die dafür
von der WMO eingeladen worden waren.
Kurz vor dem Start eines Radiosondengespanns © Ronny
Leinweber, DWD
Zoom
Sobald die Operatoren mit den Systemen vertraut waren,
mussten die Hersteller vor Beginn der Sondierungen das
Observatorium verlassen. Die Operatoren hatten die Aufgabe,
selbständig die Radiosonden vorzubereiten, die Sondierungen
unabhängig und praxisgleich durchzuführen und auch die
Bedienerfreundlichkeit der Systeme zu bewerten. Die Prüfung
der Instrumente und anschließende Analyse der Datenqualität
liefert den Nutzern der Radiosondendaten, meistens die
nationalen Wetterdienste, wichtige Informationen, ob und
welche Systeme die Anforderungen bezüglich der spezifischen
Anwendungen erfüllen.
Während der vierwöchigen Feldkampagne ließen die Forschenden
insgesamt 79 Radiosondengespanne steigen, 41 davon tagsüber
und 38 in der Nacht. Darüber hinaus wurden die durch die
Feldkampagne gewonnenen Daten mit anderen bodengebundenen
Fernerkundungssystemen wie Mikrowellenradiometer, Lidar und
Windprofiler verglichen.
Auswertung und Bewertung für jeden Aufstieg
Der Schwerpunkt in der Auswertung der Messdaten und des
abschließenden Berichts an die WMO liegt auf der Bewertung
der einzelnen Sondensysteme. Dabei werden für jeden Aufstieg
die Messabweichungen sowie die Messunsicherheiten bestimmt.
Die statistische Analyse des Datensatzes wird hinsichtlich
eines vorab definierten Kriterienkatalogs interpretiert und
dargestellt. Auf diese Weise wird jedes Radiosondensystem im
Hinblick auf die Erfüllung der Anforderungen für einzelne
Anwendungsbereiche wie Flugwetter, numerische
Wettervorhersage oder Klimaforschung bewertet.
Die Mitglieder des Kampagnenteams geben in ihrem
Abschlussbericht an die Hersteller zudem Empfehlungen in
Bezug auf mögliche Optimierungen, welche die Datenqualität
der Radiosonden weiter verbessern können. Die WMO
veröffentlichte jetzt den Abschlussbericht mit allen
Informationen zum Aufbau und Ablauf der Vergleichskampagne
sowie allen Ergebnissen im Detail. Er ist in englischer
Sprache online verfügbar. Neue Maßstäbe und optimales Umfeld
„Diese Kampagne hat für die Meteorologie neue Maßstäbe und
Standards gesetzt“, sagt Dr. Ruud Dirksen, Leiter der
Kampagne am Observatorium Lindenberg.
„Zum einen hat der Ansatz, eine Labor- und eine Feldkampagne
durchzuführen, für die Qualität der getesteten Systeme und
die Datenqualität insgesamt neue Erkenntnisse gebracht. Zum
anderen können diese Daten mit weiteren Referenzdaten, wie
zum Beispiel aus dem Globalen Klimabeobachtungsnetzwerk GRUAN
verglichen und validiert werden. Dies führt wiederum zu mehr
Datensicherheit und einer besseren Datenqualität.
Die Kolleginnen und Kollegen von MeteoSchweiz und DWD haben
gemeinsam für die WMO diese wichtige Aufgabe hervorragend
gemeistert. Ihnen gilt es für ihren Einsatz ganz besonders zu
danken.“ „Wichtig für den Erfolg der Kampagne war das hohe
persönliche Engagement aller Beteiligten und das Gefühl der
Verbundenheit bei der Erreichung eines gemeinsamen Ziels,“
sagt Dr. Alexander Haefele, Leiter der Abteilung
Atmosphärendaten am Observatorium Payern.
„Das international und interdisziplinär ausgerichtete
Arbeits- und Forschungsumfeld im DWD bot optimale
Voraussetzungen für die Entwicklung des Konzepts und die
Organisation der Kampagne, in koordinierter Zusammenarbeit
mit den internationalen Partnern. Die Kampagne hat sicher
auch von den einzigartigen Erfahrungen in der aerologischen
Forschung mit mehr als 100jähriger Tradition, insbesondere in
der in-situ-Sondierung, und den optimalen Bedingungen
bezüglich der besonderen wissenschaftlich-technischen
Infrastruktur am Austragungsort in Lindenberg profitiert.
Die Ergebnisse sind von hoher Relevanz, insbesondere für die
vielen gesellschaftlichen Bereiche, die auf
Wetterinformationen angewiesen sind, für die klimabezogene
Forschung, aber auch für die meist privatwirtschaftlichen
Entwickler und Hersteller der Instrumente.“ Auch die
Hersteller der Radiosonden zeigten sich sehr zufrieden über
die Organisation und Durchführung der Kampagne. Schließlich
lieferte die Vergleichskampagne weitere Anreize, die Systeme
zur Gewinnung der Echtzeitdaten aus der freien Atmosphäre
weiter zu optimieren – Daten, die für die Meteorologie und
Klimatologie essentiell sind.
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Verbundprojekt „BiFlex-Industrie“ Vorteil
Flottenkraftwerk |
Duisburg, 22. Februar 2024 -
Batterien für
Elektrofahrzeuge sind noch sehr teuer und werden im
Durchschnitt knapp 23 Stunden am Tag nicht genutzt – dabei
ließe sich die Energiespeicherfähigkeit der Batterien gerade
dann sinnvoll einsetzen. Erste Elektroautos können bereits
bidirektional laden, es lässt sich also Energie in die
Fahrzeugbatterie einspeisen, aber auch daraus entnehmen.
Mit diesem Vorgang beschäftigt
sich das neue Verbundprojekt „BiFlex-Industrie“*, an dem für
die Universität Duisburg-Essen der Lehrstuhl für ABWL &
Internationales Automobilmanagement (IAM) beteiligt ist.
Direkte und effiziente
Sektorenkopplung von Photovoltaik und E-Mobilität sind
wichtig für die Energie- und Verkehrswende. © Juan Enrique
del Barrio/Shutterstock.com
Dass Batterien „rückspeisefähig“
sind, ist besonders interessant, wenn mehrere Fahrzeuge z. B.
aus Firmenflotten zusammengekoppelt werden und damit
Flottenkraftwerke bilden. So kann nicht benötigter
Photovoltaik-Strom für andere Fahrzeuge zur Verfügung
gestellt oder zurück ins Stromnetz gespeist werden.
BMWK fördert das Projekt mit fast
15 Mio. Euro An „BiFlex-Industrie“ ist ein Konsortium mit 16
Partnern aus Forschung, Industrie und Anwendern, z. B. SAP
oder Mahle chargeBIG, beteiligt und hat sich unter der
Leitung des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme
zusammengeschlossen. Das Projekt wird vom Bundesministerium
für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) mit fast 15 Millionen
Euro gefördert.
Das gemeinsame Ziel ist es, das
volle Potenzial von rückspeisefähigen Fahrzeugflotten zu
nutzen. Im ersten Schritt werden die Partner zunächst
rückspeisefähige Ladestationen mit angepasster Hardware und
offenen Kommunikationsschnittstellen zu übergeordneten
Leitsystemen und Elektrofahrzeugen entwickeln und in Betrieb
nehmen. Anschließend ist geplant, Konzepte und Verfahren zur
Ermittlung und Prognose von Flexibilitätspotenzialen durch
Rückspeisung zu erarbeiten. Weitere Projektziele sind die
Standardisierung der bidirektionalen Ladelösung und die
Übertragbarkeit der Projektergebnisse auf andere Anwendungen.
Akzeptanzbereitschaft für
bidirektionale Laden Am Lehrstuhl IAM untersucht Prof. Dr.
Heike Proff gemeinsam mit David Meyer, Luca Husemann und Lisa
Kraus den wahrgenommenen Nutzen und die Akzeptanzbereitschaft
für das bidirektionale Laden am Arbeitsplatz – mit dem Ziel
der Markteinführung und der Entwicklung möglichst profitabler
Geschäftsmodelle.
„Ein Erfolg von BiFlex könnte
auch für das bidirektionale Laden zuhause wegweisend sein.
Die Speicherung der Energie aus der heimischen
Photovoltaikanlage in der Batterie des eigenen Elektroautos
könnte die Elektromobilität attraktiver machen und damit der
Energie- und Mobilitätswende neuen Schwung geben.“, sagt Frau
Prof. Dr. Heike Proff.
* BiFlex-Industrie -
Bidirektionale Flexibilität durch Flottenkraftwerke in und um
Unternehmen Weitere Informationen:
https://www.ise.fraunhofer.de/de/forschungsprojekte/biflex.html;
https://www.uni-due.de/iam/biflex.php
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Internationales Expertentreffen German Microwave Conference
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Duisburg, 22. Februar 2024 - Neuste Entwicklungen, aktuelle wissenschaftliche
Erkenntnisse: Expert:innen aus Forschung und Industrie aus den
Bereichen Mikrowellentechnologie und Hochfrequenz zieht es ins
Ruhrgebiet. Vom 11. bis 13. März lädt die Universität Duisburg-Essen
zur 15. Fachtagung „German Microwave Conference (GeMiC)“ in die
Mercatorhalle Duisburg ein. Erwartet werden rund 250 Fachleute aus
dem In- und Ausland.
Drei Tage lang referieren,
diskutieren und netzwerken Forschende von Universitäten und
Forschungseinrichtungen aus Deutschland, Europa, USA und Japan, auch
im Austausch mit Experten aus der Industrie. Ein Fokus der
diesjährigen GeMiC ist die Funktechnik bei höchsten Frequenzen, den
Terahertz-Wellen, die auch an der UDE in drei Forschungsnetzwerken -
gefördert von Bund und Land - einen Forschungsschwerpunkt bilden.
Die Anwendungen der Terahertz-Wellen reichen von
Mobilfunk in zukünftigen 6G-Netzen über hochauflösende
Radartechnologie für intelligente Robotik bis hin zu medizinischer
Bildgebung und Sensorik für die ressourcenschonende Landwirtschaft.
Neben mehr als 80 wissenschaftlichen Beiträgen sind mehrere
hochkarätige internationale eingeladene Vorträge im Programm. Die
GeMiC 2024 wird von der Elektro- und Informationstechnik in der
Fakultät Ingenieurwissenschaften der UDE organisiert.
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Ministerin Ina Brandes eröffnet FutureLab.NRW am IUTA
Forschung made in NRW |
Duisburg, 19. Februar 2024 -
Ein digitales Modelllabor für die
Analytik der Zukunft: Heute am 19. Februar eröffnete
NRW-Ministerin für Kultur und Wissenschaft Ina Brandes vor
über 100 Gästen aus Wirtschaft und Wissenschaft das
FutureLab.NRW am Institut für Umwelt und Energie, Technik und
Analytik, einem An-Institut der Universität Duisburg-Essen.
Ministerin Ina Brandes und UDE-Rektorin Barbara Albert
durchschneiden das Band. Im Bild außerdem: IUTA
Geschäftsführer Dr. Stefan Haep (l.), Dr. Linda Gehrmann
(2.v.l.), Projektleiter Dr. Thorsten Teutenberg (Mitte),
IUTA Vorstand Prof. Dieter Bathen (2.v.r.) und IUTA Vorstand
Jochen Schiemann (r.).
Damit stärkt das Mitglied der
Johannes-Rau-Forschungsgemeinschaft seine Expertise im
Bereich Chemische Analytik, Automation und Digitalisierung.
Das Real- und Demonstrationslabor FutureLab.NRW des Instituts
für Umwelt und Energie, Technik und Analytik (IUTA) an der
Universität Duisburg-Essen (UDE) steht
Technologie-Entwickler:innen und Anwender:innen offen, um
Laborsysteme stärker zu automatisieren: „Unser Ziel ist es,
isolierte Laborsysteme, die für sich genommen bereits stark
automatisiert sind, zu einem kommunizierenden und
interagierenden Gesamtsystem zu verbinden und gleichzeitig
mit der Gebäudeperipherie und Haustechnik zu verknüpfen“,
erklärt Dr. Thorsten Teutenberg, Abteilungsleiter am IUTA und
Hauptverantwortlicher für die Umsetzung des Projekts.
Das umfasst beispielsweise die Entwicklung miniaturisierter
Trenn- und Analyseverfahren sowie die Kopplung von Geräten
verschiedener Hersteller sowie die Standardisierung von Daten
und Kommunikationsschnittstellen. Das
FutureLab.NRW bietet Anwender:innen die Möglichkeit, neue
Konzepte zu erproben, bevor diese den Weg in Routinelabore
und die industrielle Praxis finden. So lassen sich neue und
innovative Produkte innerhalb einer echten Laborumgebung
evaluieren, um mögliche Schwachstellen bei der Entwicklung
von Software und Hardware zu identifizieren. Dies umfasst
auch mobile Robotersysteme, die autonom mit Analysenstationen
interagieren, sowie KI-Lösungen, die eine vorausschauende
Wartung und Qualitätssicherung unter Nutzung von Metadaten
erlauben.
Die Rektorin der UDE, Prof. Dr. Barbara Albert betont die
Bedeutung: „Das FutureLab.NRW eröffnet neue
Kooperationsmöglichkeiten zwischen IUTA und der Universität
Duisburg-Essen zum Thema chemische Analytik. Das IUTA ist als
An-Institut ein wichtiger Partner unserer Universität,
insbesondere beim Transfer von Forschungsergebnissen in die
Anwendung.“
Bei der heutigen Eröffnung wurde deutlich: Das FutureLab.NRW
stärkt die Potenziale des Landes NRW. Ministerin Ina Brandes:
„Spitzenforschung ‚made in NRW‘ leistet einen wichtigen
Beitrag, die großen Herausforderungen unserer Zeit zu
bewältigen. Kluge Köpfe arbeiten an unseren Hochschulen und
Forschungseinrichtungen daran, das Leben der Menschen besser
zu machen. Mit dem FutureLab bauen wir eine Brücke zu
Unternehmen in der Region und machen so den Transfer von
Wissenschaft in die Anwendung leichter und schneller. Damit
stärken wir den Wissenschafts- und Wirtschaftsstandort
Nordrhein-Westfalen.“
Prof. Dr. Dieter Bathen von der UDE unterstreicht als
Vorstandsmitglied des IUTA und der
Johannes-Rau-Forschungsgemeinschaft die Bedeutung des
Projekts: „FutureLab.NRW schärft das Profil des IUTA als
Transferinstitut, wir leisten einen wichtigen Beitrag zur
Innovationsfähigkeit der deutschen Wirtschaft. Die
Zusammenarbeit mit insbesondere mittelständischen Unternehmen
und die Verwertung der Forschungsergebnisse stehen oben auf
der Agenda.“
Das FutureLab.NRW wird innerhalb der Initiative
Forschungsinfrastrukturen NRW zur Förderung des Forschungs-
und Innovationspotentials sowie aus Mitteln des Europäischen
Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) gefördert.
Weitere Informationen:
https://www.iuta.de/forschung/analytik-messtechnik/futurelab-nrw/
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Johannes-Rau-Forschungsgemeinschaft: Eröffnung des FutureLab.NRW
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Digitalisiertes Modelllabor für die miniaturisierte,
instrumentelle und wirkungsbezogene Analytik der Zukunft
Duisburg, 16. Febnuar 2024 -
Die Wissenschaftsministerin des Landes NRW, Ina Brandes, eröffnet am
19. Februar 2024 ab 14 Uhr in den Räumlichkeiten des JRF-Instituts
IUTA – Institut für Umwelt & Energie, Technik & Analytik – in
Duisburg das „FutureLab.NRW – digitalisiertes Modelllabor für die
miniaturisierte instrumentelle und wirkungsbezogene Analytik der
Zukunft“.
Die Forschungsinfrastruktur
„FutureLab.NRW“ zielt darauf ab, die Digitalisierung des Labors, die
Entwicklung miniaturisierter Trenn- und Analyseverfahren, die
Kopplung von Messverfahren und die Verbindung von instrumenteller
und wirkungsbasierter Analytik voranzutreiben.
Eine
besondere Herausforderung liegt dabei im Umgang mit hochtoxischen
Substanzen. FutureLab.NRW stellt die Forschung für die Praxis und
den Transfer in Unternehmen in der Region und darüber hinaus in den
Vordergrund.
Die Zusammenarbeit mit insbesondere
mittelständischen Unternehmen aus den Bereichen Pharmazie, chemische
Analytik, Messgeräteherstellung, Laborausrüstung und Gebäudetechnik
ist wichtiger Bestandteil der Arbeiten. Das Projekt „FutureLab.NRW“
wird von der nordrhein-westfälischen Landesregierung über die
Förderlinie „Forschungsinfrastrukturen NRW“ aus Mitteln des
Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) gefördert.
Die
Johannes-Rau-Forschungsgemeinschaft ist die Forschungsgemeinschaft
des Landes NRW. Aktuell zählt sie 16 wissenschaftliche Institute mit
mehr als 1.600 MitarbeiterInnen in NRW und einem Jahresumsatz von
über 124 Millionen Euro. Gegründet hat sich der gemeinnützige Verein
2014 als Dachorganisation für landesgeförderte, rechtlich
selbstständige, außeruniversitäre und gemeinnützige
Forschungsinstitute.
Unter dem Leitbild „Forschung ‚Made
in NRW‘ für Gesellschaft, Wirtschaft, Politik“ arbeiten die
JRF-Institute fachübergreifend zusammen, betreiben eine gemeinsame
Öffentlichkeitsarbeit, fördern wissenschaftlichen Nachwuchs und
werden von externen GutachterInnen evaluiert. Neben den
wissenschaftlichen Mitgliedern ist das Land NRW ein
Gründungsmitglied, vertreten durch das Ministerium für Kultur und
Wissenschaft. Weitere Informationen unter
www.jrf.nrw.
Das IUTA ist ein Mitgliedsinstitut der
Johannes-Rau-Forschungsgemeinschaft im Bereich der Energie- und
Umwelttechnik. Es arbeitet in den Leitthemen „Aerosole &
Partikeltechnik“, „Luftreinhaltung & Gasprozesstechnik“,
„Kreislaufwirtschaft & Wassertechnik“, „Analytik & Messtechnik“ und
bildet die Brücke zwischen Grundlagenforschung und industrieller
Anwendung.
Ziele der Forschung sind sowohl die Gewinnung von neuen
wissenschaftlichen Erkenntnissen und Methoden als auch der Transfer
der Erkenntnisse in die Praxis. Die ca. 130 MitarbeiterInnen
arbeiten hauptsächlich an anwendungsorientierten Forschungs- und
Entwicklungsprojekten mit Industriepartnern. Zur Unterstützung der
anwendungsnahen Forschung werden zudem grundlagenorientierte
Projekte mit Universitäten und anderen Forschungseinrichtungen
durchgeführt. Weitere Informationen unter:
www.iuta.de.
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Eine klimaneutrale Industrie braucht
schnelle Genehmigungsverfahren
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Duisburg,
16. Februar 2024 - Für die
Transformation der Industrie hin zur Klimaneutralität sind
zügige Genehmigungsverfahren eine zentrale Rahmenbedingung.
Denn sie bestimmen darüber, ob notwendige Maßnahmen schnell
umgesetzt werden können. Mit dem nun veröffentlichten
Diskussionspapier legt die unter dem Dach der
Landesgesellschaft NRW.Energy4Climate arbeitende Initiative
IN4climate.NRW konkrete Vorschläge zur Weiterentwicklung des
Rechtsrahmens vor.
©
EnWG, UVPG, BImSchG, BauGB: Diese Kürzel stehen für
Bundesgesetze, die erheblichen Einfluss auf die Dauer von
Genehmigungsverfahren nehmen können. Um die Industrie beim
klimaneutralen Umbau bestmöglich zu unterstützen, ist es
notwendig, diesen bestehenden Rechtsrahmen
weiterzuentwickeln. Hier setzt das Diskussionspapier
»Vorschläge zur Beschleunigung von Genehmigungsverfahren für
die Transformation der Industrie zur Klimaverträglichkeit«
an. In fünf Themenfeldern formuliert das Papier Vorschläge
zur Änderung des Bundesrechts.
Ausgangspunkt sind dabei Praxiserfahrungen der
energieintensiven Grundstoffindustrie und der zugehörigen
Infrastruktursektoren. Samir Khayat, Geschäftsführer von
NRW.Energy4Climate: »In unserer Initiative IN4climate.NRW
bringen wir Wissenschaft, Politik und Wirtschaft an einen
Tisch und erarbeiten Lösungsansätze, um den klimaneutralen
Umbau der Industrie in der Praxis umzusetzen. Schnelle
Genehmigungsverfahren sind hierbei von ganz zentraler
Bedeutung.
In dem Diskussionspapier machen wir konkrete Vorschläge, die
echtes Beschleunigungspotenzial haben. Denn notwendige
Umbaumaßen müssen, unter Wahrung der rechtlichen Vorgaben,
zeitnah und zielgerichtet umgesetzt werden können.« Den
Diskussionsbeitrag hat IN4climate.NRW gemeinsam mit
Partnerunternehmen in der Arbeitsgruppe
»Genehmigungsverfahren« erarbeitet. Hierzu gehören Heidelberg
Materials, thyssenkrupp Steel, Open Grid Europe und das
Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und
Energietechnik UMSICHT.
Bundeseinheitliche Beschleunigung von Fachverfahren
Prof. Dr.-Ing. Ulrich Seifert vom Fraunhofer UMSICHT und
einer der Autoren: »Die grundsätzliche Passfähigkeit der
Vorschläge in den bestehenden Rechtsrahmen und plausibel
darstellbare Bezüge zu übergeordneten, rechtsverbindlichen
Zielen des Klimaschutzes waren die Leitmerkmale, um aus den
beigesteuerten Hinweisen und Empfehlungen der
Industriepartner eine Auswahl treffen und ausformulieren zu
können. Die Vorschläge konzentrieren sich auf mögliche
Änderungen des Bundesrechts, da in erster Linie eine
bundeseinheitliche Beschleunigung von Fachverfahren
angestrebt werden sollte, die allen Betroffenen in der Praxis
zugutekommt. Sie folgen dem erkannten Bedarf,
Transformationsvorhaben in der Breite den Weg zu ebnen und
dabei auch notwendige Infrastrukturen einzubeziehen.«
Einige der in dem Papier enthaltenen Vorschläge sind bereits
Gegenstand laufender Prozesse zur Gesetzesnovellierung, zu
welchen das Papier durch die Einbettung in Praxiserfahrungen
einen ergänzenden Beitrag leisten möchte. Die Vorschläge sind
in die Themenfelder Energiewirtschaftsgesetz (EnWG), Gesetz
über die Umweltverträglichkeitsprüfung (UVPG),
Bundes-Immissionsschutzgesetz (BImSchG), Baugesetzbuch
(BauGB) und Übergreifendes untergliedert. Jedem
Änderungsvorschlag wird eine kurze Beschreibung der
rechtlichen Situation vorangestellt, die die Problematik mit
dem Blick auf zügige Genehmigungsverfahren veranschaulicht.
Dem einzelnen Änderungsvorschlag folgt die juristische
Begründung. Das Diskussionspapier »Vorschläge zur
Beschleunigung von Genehmigungsverfahren für die
Transformation der Industrie zur Klimaverträglichkeit« ist
unter diesem Link abrufbar:
Zum Diskussionspapier
IN4climate.NRW
IN4climate.NRW ist als Initiative der Landesregierung
Nordrhein-Westfalen eine zentrale Arbeitsplattform rund um
Klimaneutralität in der Industrie. Unter dem Dach der
Landesgesellschaft für Energie und Klimaschutz
NRW.Energy4Climate bringt der Thinktank Wirtschaft,
Wissenschaft und Politik zusammen, um die klimaneutrale
Transformation der produzierenden Branchen voranzutreiben.
Mittlerweile engagieren sich mehr als 70 Industriepartner in
verschiedenen Arbeitsformaten in der Bearbeitung der
zentralen Transformationsthemen. Wissenschaftliche
Erkenntnisse aus SCI4climate.NRW zu Pfaden der
Industrietransformation fließen ebenfalls in die Arbeit von
IN4climate.NRW ein. Kompetenzen des Fraunhofer UMSICHT
Low Carbon Technologies (Abteilungsseite)
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Potenziale der Kälteversorgung für den Energieausgleich |
Projektabschluss FlexKaelte - Durch die Flexibilisierung von
Kälteversorgungssystemen CO2-Emissionen minimieren und
Stromkosten sparen
Duisburg, 15. Februar 2024 - Einspeisung und Verteilung
dezentraler, zeitlich fluktuierender erneuerbarer Energien in
unser Energieversorgungssystem sind eine der
Herausforderungen der Energiewende. Neben dem Ausbau der
Energienetze ist dazu auch der Einsatz von Energiespeichern
zum Lastmanagement gefragt. Lag der Fokus von Forschung und
Praxis bislang auf der Flexibilisierung von
Wärmeversorgungsanlagen, haben Wissenschaftlerinnen und
Wissenschaftler von Fraunhofer UMSICHT diese Lücke
geschlossen und die Potenziale von Kälteversorgungssystemen
untersucht. Ergebnis: Ökonomische und ökologische Vorteile
einer Flexibilisierung der Kälteversorgung gehen Hand in
Hand.
Im Projekt »FlexKaelte« wurden die Potenziale der
Kälteversorgung für den Energieausgleich untersucht. ©
shutterstock/Composition: Fraunhofer UMSICHT
Charakterisierung von 73 Kälteanwendungen
Am Anfang des Projektes »FlexKaelte« stand eine Metastudie.
»Der ermittelte Gesamt-Energiebedarf des deutschen
Kältesektors liegt bei 92,7 TWh – davon 85 Prozent elektrisch
und 15 Prozent thermisch«, fasst UMSICHT-Wissenschaftler
Christoph Goetschkes zusammen. »Insgesamt haben wir 73
unterschiedliche Kälteanwendungen identifiziert und 27 davon
in Steckbriefform näher charakterisiert.« Darüber hinaus sind
auch Steckbriefe zu Kälteerzeugungs- und
Kältespeichertechnologien entstanden, in denen
Funktionsweisen erläutert und technologische Parameter
dargestellt werden.
Kältesektor weist hohes Flexibilisierungspotenzial auf In
einem zweiten Schritt haben die Forschenden das
Flexibilisierungspotenzial von zehn beispielhaft ausgewählten
Kälteanwendungs-Standorten untersucht: ein Krankenhaus, ein
Labor, eine industrielle Großbäckerei, eine industrielle
Fleischverarbeitung, ein Kühlhaus, ein Kleinstrechenzentrum,
ein Hochleistungsrechenzentrum, einen Supermarkt, ein Hotel
und ein Zulieferunternehmen für die Fahrzeugindustrie.
UMSICHT-Wissenschaftlerin Dr.-Ing. Annedore Mittreiter:
»Dabei haben wir festgestellt, dass Kälteanwendungen sehr
heterogen sind und das Bedarfsprofil von ein- und derselben
Kälteanwendung trotz ähnlicher Rahmenbedingungen für
verschiedene Standorte deutlich unterschiedlich ausfallen
kann. Das bedeutet: Für die praktische Umsetzung müssen für
jeden Standort individuelle Empfehlungen ausgesprochen
werden, wie die zu flexibilisierenden Kälteversorgungssysteme
ausgelegt und betrieben werden sollen.«
Nichtsdestotrotz weisen die Ergebnisse für die betrachteten
Standorte übergreifende Ähnlichkeiten auf, so dass die
projektbegründete Annahme, dass der Kältesektor ein hohes
Flexibilisierungspotenzial aufweist, gestützt werden konnte.
Um das Flexibilisierungspotenzial zu quantifizieren, kam ein
mathematisches Betriebsoptimierungsmodell zum Einsatz. Es
nutzt das zeitlich aufgelöste Ganzjahres-Kältebedarfsprofil
als Input und bildet sowohl den Betrieb der
Kälteerzeugungsanlagen als auch der Kältespeicher ab. »Unsere
Auswertungen zeigen, dass die ökonomischen und die
ökologischen Vorteile einer Flexibilisierung der
Kälteversorgung Hand in Hand gehen«, stellt Annedore
Mittreiter heraus.
»So lassen sich durch die Flexibilisierung im Vergleich zum
Referenzbetrieb die CO2-Emissionen um 22 bis 39 Prozent, die
Strombezugskosten um 35 bis 54 Prozent reduzieren.« Alle
Projektergebnisse – inklusive der Steckbriefe – stehen unter www.flexkaelte.de zur
Verfügung. Dort findet sich auch ein interaktiver
FlexKaelte-Check, der für Kälteanwender fragebogenbasiert
eine erste grobe Abschätzung vornimmt, ob und inwiefern ein
Flexibilisierungspotenzial am Standort vorliegt. Übrigens
steht ein Nachfolgeprojekt bereits in den Startlöchern: Dabei
werden die »FlexKaelte«-Ergebnisse mit zahlreichen
Praxispartnern vertieft und u.a. zwei Demonstratoren mit
unterschiedlichen Systemkomponenten aufgebaut.
Das Projekt »FlexKaelte – Flexibilisierung von
Kälteversorgungssystemen für den elektrischen
Energieausgleich in Deutschland« wurde vom Bundesministerium
für Wirtschaft und Klimaschutz gefördert. Kennzeichen:
01EI1007. Weitere Informationen
FlexKaelte: Kälteversorgungssysteme flexibilisieren
(Projektsteckbrief)
FlexKaelte (Projektseite)
|
Warn-App NINA: Hochwasserinformationen werden lokal
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Bonn/Duisburg, 15. Februar 2024 - Seit dem
01.02.2024 können in der Warn-App NINA die
Hochwasserinformationen nun regional statt für das ganze
Bundesland ausgegeben werden. Damit erhalten die Nutzerinnen
und Nutzer nun geografisch präzisere Informationen zu
Hochwasser bzw. drohendem Hochwasser in ihrer Region.
Verbesserung des Informationsangebots Insbesondere die
Darstellung der hydrologischen Daten in der Warn-App NINA
wurde optimiert.
In der Warn-App NINA können jetzt
regionale Hochwasser-Warnungen empfangen werden. Quelle
BBK
Bislang wurden in der Warn-App NINA
die Hochwasserinformationen der Landeshochwasserzentralen für
das gesamte Bundesland ausgegeben, auch wenn nur einzelne
Bereiche davon betroffen waren. Nun werden regionsbezogene
Hochwasserinformationen bereitgestellt. Die herausgebenden
Landesämter und -anstalten können diese
Hochwasserinformationen wahlweise für Flusseinzugsgebiete
bzw. Flussabschnitte innerhalb ihres Bundeslandes oder für
ihre Landkreise herausgeben. Unberührt davon können die
zuständigen Gefahrenabwehr- und Katastrophenschutzbehörden
weiterhin Bevölkerungsschutzwarnungen vor Hochwasser
herausgeben, welche ebenfalls in Warn-App NINA enthalten
sind.
Alle Smartphones mit installierter Warn-App
NINA erhalten eine Benachrichtigung, wenn für das ausgewählte
Gebiet eine Hochwasserinformation herausgegeben wurde. Dazu
müssen Nutzerinnen und Nutzer entweder den aktuellen Standort
abonnieren und sich im Einzugsgebiet befinden, oder sie
erhalten eine Benachrichtigung zu einer Hochwasserinformation
für einen abonnierten Ort, wenn dieser im Einzugsgebiet
liegt. Wichtig ist dabei, dass in den Einstellungen der App
die Funktion „Hochwasserwarnungen erhalten“ aktiviert ist.
BBK-Präsident Ralph Tiesler: „Wir entwickeln die
Warn-App NINA kontinuierlich weiter und passen sie auf neue
Bedarfe oder technische Neuerungen an. Dabei berücksichtigen
wir auch immer die Rückmeldung aus der Bevölkerung, wie in
diesem Fall: Der Wunsch nach einer genaueren Information zu
Hochwassergefahren war groß. Ich bin froh, dass wir gemeinsam
mit allen beteiligten Akteuren eine gute Lösung gefunden
haben, die den Schutz vor Gefahren verbessert und damit das
Vertrauen der Bevölkerung in unsere Systeme stärkt.“
Das Länderübergreifende Hochwasserportal Im
Hochwasserfall oder bei drohendem Hochwasser werden von den
Landesämtern oder -anstalten für Umwelt oftmals fortlaufend
hydrologische Lageberichte bzw. Hochwasserinformationen auf
ihren Hochwasserportalen veröffentlicht. Diese enthalten
zumeist detaillierte Informationen zur jeweiligen
Hochwassergefahr der einzelnen Einzugsgebiete. Die deutschen
Landesämter oder -anstalten für Umwelt sind an das
Länderübergreifende Hochwasserportal (LHP) angeschlossen.
Hinzu kommen das Bundesamt für Seeschifffahrt und
Hydrographie, welches Sturmflutwarnungen für die Nord- und
Ostseeküste herausgibt, sowie die Hochwasserwarn- und
-vorhersagedienste der Anrainerstaaten Frankreich, Luxemburg,
Schweiz und Tschechien. Das LHP bündelt diese
Hochwasserinformationen und bildet in aktuellen Lagekarten
die Gesamtsituation ab:
www.hochwasserzentralen.de. Um eine große Reichweite der
Informationen zu erzielen, werden die Hochwasserinformationen
des LHP automatisch in der WarnWetter-App des DWD und der
Warn-App NINA angezeigt. Mehr Informationen zum BBK und
zur Warnung der Bevölkerung finden Sie unter folgenden Links:
www.bbk.bund.de/warnung
https://warnung-der-bevoelkerung.de/
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Post-COVID-Nachsorge und
Diagnostik verbessern: Kontaktlose
Vitalparametermessungen und eine innovative App sollen die
Lebensqualität verbessern
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Duisburg, 2. Februar 2024 - Im Projekt
»KoVit – Kontaktlose Vitalparametererfassung für eine
objektive Verlaufskontrolle von Post-Covid zur Unterstützung
der medizinischen Diagnostik«1 wollen das Fraunhofer-Institut
für Mikroelektronische Schaltungen und Systeme IMS zusammen
mit der Klinik für Infektiologie des Universitätsklinikums
Essen, die Fimo Health GmbH und die MedEcon Ruhr GmbH das
Leben von Post-COVID-Patientinnen und Patienten nachhaltig
verbessern.
C) Fraunhofer IMS
Das Projekt wird vom Bundesministerium für Bildung und
Forschung (BMBF) gefördert und hat eine Laufzeit von
September 2023 bis August 2024. (Multidisziplinäres Projekt
soll neue Erkenntnisse für die Behandlung von
Post-COVID-Symptomen liefern Aufgrund der vielfältigen
Symptomatik erfordern die Diagnostik und die Therapie des
Post-CO-VID-Syndroms (PCS) einen multidisziplinären Ansatz.
Ein zentraler Baustein dieses Ansatzes ist die
kontinuierliche Messung der Vitalparameter.
Im Rahmen des KoVit-Projekts arbeiten Forscherinnen und
Forscher daran, ein fortschrittliches optisches System zu
entwickeln, das diese Messungen ermöglicht. »Wir setzen auf
kontaktlose Vitalparametermessungen durch optische Sensoren.
Dies ermöglicht ein kontinuierliches Monitoring von
Post-COVID-Patientinnen und -Patienten und eine präzise
Anpassung der Therapie«, erklärt Prof. Karsten Seidl, Leiter
Health am Fraunhofer IMS. Neben dem optischen System für die
berührungslose Messung von Vitalpara-metern vom Fraunhofer
IMS steuert die Klinik für Infektiologie des
Universitätsklinikums Essen ihre Expertise in Diagnostik und
Therapie von PCS bei.
Die Fimo Health GmbH bietet Expertise in Patientenbegleitung
durch eine innovative App mit Symptomtagebuchführung. Die
MedEcon Ruhr GmbH verantwortet die Anforderungsspezifikation
des Systems und bewertet das Konzept hinsichtlich
Überführbarkeit in Versorgungsstrukturen, um somit zur
Entwicklung von Behand-lungsstandards und
Überführungslösungen beizutragen.
Früherkennung von Spätfolgen ermöglicht präventive
Interventionen
Die kontinuierliche Überwachung durch Kamerascans unterstützt
nicht nur die medizinische Be-handlung und Therapie, sondern
ermöglicht auch die Früherkennung von Spätfolgen bei
Post-COVID-Patientinnen und Patienten. Das hybride
Interaktionssystem von KoVit spielt somit eine entscheidende
Rolle bei der Überwachung und Unterstützung von Therapie und
Versorgung von Post-COVID-Erkrankungen. Das Projekt strebt
eine wegweisende Entwicklung für die ganzheitli-che Betreuung
von Betroffenen an.
Fraunhofer-Institut für Mikroelektronische Schaltungen
und Systeme IMS | Finkenstraße 61 | 47057 Duisburg |
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Start für das Projekt BEFuel: Von Abgasen und Abwässern
zu E-Treibstoffen und hochwertigen Chemikalien
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Oberhausen/Duisburg, 25. Januar 2024 - Wie
lassen sich aus Abgasen und Abwässern E-Treibstoffe und
Biotenside für die Industrie herstellen? Mit dieser Frage
befasst sich im neu gestarteten Projekt BEFuel ein
interdisziplinäres Konsortium koordiniert von Fraunhofer
UMSICHT. Im Fokus steht die gekoppelte bioelektrochemische
Produktion – also die Kombination von elektrochemischer
Synthese und biotechnologischer Synthese durch
Mikroorganismen.
Kick-off für das Projekt BEFuel (v.l.): Ramineh Rad
(Ruhr-Universität Bochum), Dr. Daniel Siegmund (Fraunhofer
UMSICHT), Prof. Dr. Karl-Georg Schmelz (Emschergenossenschaft
Lippeverband), Prof. Dr. Dirk Tischler (Ruhr-Universität
Bochum), Rebecca Schwantes (SolarSpring GmbH), Dr. Jens Alex
(Institut für Automation und Kommunikation e.V.), Dr. Tito
Gehring (Ruhr-Universität Bochum), Beyzanur Celebi
(Ruhr-Universität Bochum), Emeline Melchiors
(Ruhr-Universität Bochum), Prof. Dr. Ulf-Peter Apfel
(Fraunhofer UMSICHT | Ruhr-Universität Bochum) © Fraunhofer
UMSICHT.
Für die mit erneuerbarer Energie betriebene Elektrolyse
werden zwei unterschiedliche Abfallströme genutzt: An der
Anode kommt Rohglyzerin zum Einsatz, ein Abfallstoff aus der
Biodieselproduktion. Die Oxidationsprodukte können von
Mikroorganismen als Nährstoffe genutzt werden, um Biotenside
zu bilden. An der Kathode setzen die Forschenden auf Abwässer
einer Kläranlage. Hier entsteht zunächst grüner Wasserstoff,
den die Mikroorganismen als Energieträger nutzen, um in einem
ersten Schritt Kohlenstoffdioxid zu fixieren und in einem
zweiten Schritt organische C6- und C8-Säuren zu produzieren.
Sie können als Ausgangsstoffe für die Herstellung von
Biodiesel und Biogas dienen und werden über eine spezielle
Membrantechnik getrennt und angereichert.
Einzigartige Kopplung elektrochemischer Prozesse »Diese
Kopplung bioelektrischer Systeme für die gleichzeitige
Biokonversion mehrerer Abfallströme ist einzigartig«, sagt
Projektkoordinator Dr. Daniel Siegmund von Fraunhofer
UMSICHT. »Sie ermöglicht die parallele Produktion mehrerer
hochwertiger Güter, senkt die Betriebskosten und erhöht
gleichzeitig die Energieumwandlungseffizienz.« Weitere
Vorteile: Das neue System ist sowohl unabhängig von Importen
als auch dezentralisiert möglich. Zudem werden durch die
Einbindung an bestehende Klärwerke, die CO2 aus Rauchgasen
oder Biogasen sowie Nährstoffe für das Wachstum der Biomasse
bereitstellen können, Nährstoffe aus heimischen Abwässern und
organischen Abfällen wiederverwertet.
Für die Umsetzung zeichnet ein Team aus unterschiedlichen
Partnern verantwortlich und ermöglicht das Zusammenspiel
zwischen Elektrolyse, biotechnologischer Verarbeitung bzw.
Produktisolierung sowie ökonomischer und ökologischer
Bewertung. Neben dem Fraunhofer UMSICHT sind das die
Ruhr-Universität Bochum mit verschiedenen Lehrstühlen, die
SolarSpring GmbH, die Emschergenossenschaft und das Institut
für Automation und Kommunikation. Ihr Erfolg wird durch eine
umfassende Bewertung des Prozesses gemessen. Neben
Treibhausgasemissionsbilanzen und Kostenberechnungen umfasst
sie auch soziale und vor allem ökologische Aspekte, um das
Potenzial für eine kurzfristige industrielle Anwendung nach
Projektabschluss zu ermitteln.
Das Projekt »BEFuel – Gekoppelte bioelektrochemische
Produktion von E-Treibstoffen und hochwertigen Chemikalien
aus Abgasen und Abwässern« wird vom Bundesministerium für
Bildung und Forschung im Rahmen der Maßnahme »Klimaneutrale
Produkte durch Biotechnologie – CO2 und C1-Verbindungen als
nachhaltige Rohstoffe für die industrielle Bioökonomie
(CO2BioTech)« gefördert.
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Reifen- und Fahrbahnabrieb
im Fokus einer neuen Publikation
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Duisburg, 15. Januar 2024 -
Gemeinsam mit dem Karlsruher Institut für Technologie
(KIT) und der Carnegie Mellon University (CMU, Pittsburgh,
hat das Fraunhofer UMSICHT in einer Fachpublikation den
Forschungsstand zum Thema Reifen- und Fahrbahnabrieb
zusammengetragen. Der peer reviewed Artikel mit dem Titel
»Review: Mitigation measures to reduce tire and road wear
particles« beschreibt technische und nicht-technische
Maßnahmen, mit denen sich Emissionen aus Reifen- und
Fahrbahnabrieb in die Umwelt vermeiden und bereits
eingetragene Mengen reduzieren lassen.
©
shutterstock/Composing Fraunhofer UMSICHT
Rund 1,5 Milliarden Kraftfahrzeuge waren im Jahr 2023
weltweit zugelassen.
© Fraunhofer UMSICHT
Reifenabrieb: relevante Quelle für Mikroplastik
© Fraunhofer UMSICHT
Tyre and Road Wear Particles gelangen von der Straße in
Luft, Wasser und Boden. Es ist wissenschaftlich belegt,
dass Reifenabrieb eine relevante Quelle für Mikroplastik
ist. Dies resultiert bereits aus der Zahl von rund 1,5
Milliarden weltweit zugelassener Kraftfahrzeuge im Jahr
2023[1]. Alleine in den Vereinigten Staaten waren im
ersten Quartal 2023 gut 286 Millionen Fahrzeuge auf den
Straßen unterwegs[2].
In Deutschland wurden nach Angaben des
Kraftfahrtbundesamts KBA fast 70 Millionen gezählt (Stand
1. Januar 2023)[3]. Das Fraunhofer UMSICHT schätzt die
jährlich entstehende Menge an Reifenabrieb hierzulande auf
60 000 bis 100 000 Tonnen – was bei über 80 Millionen
Einwohner*innen einem rechnerischen Mittel von ca. 1 000
Gramm Reifenabrieb pro Kopf und Jahr entspricht.
Weitestgehend unbekannte Folgen für die Umwelt
Reifenabrieb tritt auf Straßen nicht als reines Material
auf.
Während der Fahrt reibt sich die Lauffläche des Reifens ab
und verbindet sich mit Material der Fahrbahnoberfläche
sowie weiteren Partikeln wie Sand, Straßenstaub oder
sedimentiertem Feinstaub aus der Atmosphäre zu sogenannten
TRWP (Tyre and Road Wear Particles). Durch Niederschläge,
Wind oder fahrzeuginduzierte Aufwirbelung können TRWP dann
von der Straße weiter in Luft, Wasser und Boden gelangen.
Einmal dort angekommen, ist der Reifen- und Fahrbahnabrieb
nur schwer wieder zu entfernen und verbleibt in der Regel
über lange Zeit – mit noch weitestgehend unbekannten
Folgen für die Umwelt.
Neue Schadstoffnorm Euro 7 soll Bremsen- und Reifenabrieb
berücksichtigen Es gibt bereits heute Maßnahmen, die sich
mindernd auf die Entstehung und Verbreitung von Reifen-
und Fahrbahnabrieb auswirken. Hierzu zählen präventive
Maßnahmen wie Geschwindigkeitsreduzierungen oder eine
defensive Fahrweise sowie nachgelagerte Maßnahmen wie die
Straßenreinigung oder passende Behandlungsmethoden bei der
Straßenentwässerung. Auch setzen immer mehr technische
Lösungsansätze zur Reduzierung von TRWP-Emissionen bei den
Fahrzeugen und Reifen an. Zu nennen sind zum Beispiel die
optimale Verteilung von Antriebsmomenten oder die
Steigerung der Reifenabriebresistenz.
Ebenso werden regulatorische Maßnahmen eingeführt. So
verständigte sich am 18. Dezember 2023 die EU auf die neue
Schadstoffnorm Euro 7, in der es erstmalig Grenzwerte für
Bremsen- und Reifenabrieb geben soll[4]. Studie zeigt
Ist-Zustand auf Um sich einen Überblick über bereits
existierende technologische, regulatorische und
verwaltungstechnische Maßnahmen und Entwicklungen gegen
Reifenabrieb zu verschaffen, beauftragten die European
Tyre & Rubber Manufacturers‘ Association ETRMA und die
U.S. Tire Manufacturers Association USTMA im Jahr 2022 das
Fraunhofer UMSICHT und seine wissenschaftlichen
Kooperationspartner KIT und CMU mit der Erstellung einer
Studie.
Die im internationalen Journal »Science of The Total
Environment« online erschienenen Publikation »Review:
Migration measures to reduce tire and road wear particles«
basiert auf der gleichnamigen Studie. Das Team um die
Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Fraunhofer
UMSICHT hat aus mehr als 500 Fachliteraturquellen den
aktuellen Stand an Minderungsmaßnahmen für TRWP
zusammengetragen, kategorisiert und bewertet. Auch
zukünftige Mobilitätstrends wie E-Mobilität und autonomes
Fahren wurden berücksichtigt.
Die Publikation schildert Wissenslücken und weist auf
vielversprechende Forschungsfelder hin. Ralf Berling vom
Fraunhofer UMSICHT: »Wirksame Maßnahmen, die die
Entstehung und Verbreitung von Reifenabrieb reduzieren,
liegen uns nun übersichtlich vor. Jetzt gilt es, ins
Handeln zu kommen und die Maßnahmen zeitnah anzuwenden.«
[1] https://hedgescompany.com/blog/2021/06/how-many-cars-are-there-in-the-world/
[2] https://www.statista.com/statistics/859950/vehicles-in-operation-by-quarter-united-states/
[3] https://www.kba.de/DE/Statistik/Fahrzeuge/Bestand/bestand_node.html
[4] https://www.consilium.europa.eu/de/press/press-releases/2023/12/18/euro-7-council-and-parliament-strike-provisional-deal-on-emissions-limits-for-road-vehicles/
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