ALBERT

Description: Deutschlands Klimaschutzstrategie baut auf den Einsatz von grünem Wasserstoff aus erneuerbaren Energien. Doch wo soll der Wasserstoff herkommen, aus heimischer Produktion oder importiert aus dem Ausland? Eine Studie des Wuppertal Instituts und DIW Econ schafft einen Überblick über die aktuelle Datenlage und ermittelt Wertschöpfungs- und Beschäftigungseffekte beider Strategien. Das Resümee: Es trifft nicht zu, dass importierter Wasserstoff allgemein günstiger ist, entscheidend sind je nach Herkunftsland die tatsächlich realisierbaren Strom- und Transportkosten. Wird der grüne Wasserstoff stattdessen im eigenen Land produziert, wird dies zudem eine positive Beschäftigungswirkung und Wertschöpfung entfalten. Mit der Erreichung der Klimaziele 2050 betrüge die zusätzliche Wertschöpfung bei einer stark auf die heimische Erzeugung ausgerichtete Strategie bis zu 30 Milliarden Euro im Jahr 2050 und es könnten bis zu 800.000 Arbeitsplätze geschaffen werden.

Description: Die nationale Wasserstoffstrategie der Bundesregierung beinhaltet zentrale Zielkonflikte: Stärkung der deutschen Wirtschaft versus hohe Importquote, günstigere Produktionskosten im Ausland versus höhere Wertschöpfung durch Produktion im Inland. Vor diesem Hintergrund wird in diesem Beitrag diskutiert, wie groß die Kostenunterschiede ausfallen, welche Bedeutung die Transportkosten haben und welche Reboundeffekte bei Importen aus Nordafrika zu beachten sind.

Description: Im Zuge eines Pilotprojektes wurde 1988 eine flachgründige, sandunterlagerte Niedermoorfläche im oberen Rhinluch durch die Maßnahme der Tiefpflug-Sanddeckkultur (TSDK) umgestaltet. Eine wissenschaftliche Fragestellung war, wie sich unterschiedliche Torfanteile in der Sanddecke (0, 5, 10, 15 % organische Bodensubstanz) im späteren Pflughorizont (0-30 cm) auf die Standorteigenschaften auswirken. Seither wurde die Fläche als Acker genutzt. Etwa 30 Jahre nach Durchführung der Maßnahme wurde die Langzeitentwicklung der organischen Bodensubstanz im Pflughorizont und der bodenhydrologischen Standorteigenschaften auf der Basis von Feld- (Saugspannung, Grundwasserflurabstand) und Labormessungen (Kohlenstoff, Glühverlust, Wasserretentionskurve, hydraulische Leitfähigkeitsfunktion, Trockenrohdichte) untersucht. Die Gehalte an organischer Bodensubstanz der TSDK Varianten haben sich im Oberboden nahezu angeglichen und variierten 2019 zwischen 3,8 und 5,6 %. Die Streuung der Einzelwerte hat gegenüber 1988 stark abgenommen. Hydraulische Hemmnisse bestehen auf der TSDK nicht. Die Bodenwasserspeicherung im Pflughorizont und Unterboden ist ausreichend und in Verbindung mit der guten Kapillarität sind Acker- und Grünlandkulturen zu jeder Zeit ausreichend mit Wasser versorgt, auch wenn die Grundwasserflurabstände in Ausnahmen unter 1 m absinken würden. Auf den 0-Varianten unter Gras- und Ackernutzung hat sich der Anteil der organischen Bodensubstanz fast halbiert und liegt 2019 an der Grenze zum Anmoor. Das bestätigen auch die Wasserretentionsfunktionen und die Trockenrohdichte. Zusammenfassend kann 30 Jahre nach Einrichtung der Tiefpflug-Sanddeckkultur in Ziethenhorst (Rhinluch) geschlussfolgert werden, dass die Zielsetzung, aus einem flachgründigen, vermulmten Moorstandort einen hochleistungsfähigen Ackerstandort zu schaffen, erreicht wurde.

Description: research

Description: DFG, SUB Göttingen

Description: Die vorangegangenen Analysen im RESTORE2050 Projekt, die im Rahmen dieses Berichts weitergeführt werden, haben gezeigt, dass der Einsatz von Wasserstoffspeichern zur Residuallastglättung nur bedingt geeignet ist. Zwar bietet die Technologie ein hohes technisches Potenzial hinsichtlich der Speicherkapazitäten und der installierbaren elektrischen Leistungen. Jedoch führt ein systemdienlicher Einsatz, bei dem positive Residuallastspitzen u. a. durch Anheben geringer Residuallasten gesenkt werden, wie er in den Modellrechnungen des RESTORE2050 Projektes implementiert ist, zu einer Absenkung der Deckungsraten von erneuerbaren Energien (EE) im europäischen Stromsystem. Dies ist dadurch begründet, dass die Umwandlung und Speicherung von EE-Strom als Wasserstoff (H2) im Vergleich zu anderen Speichertechnologien hohe Wandlungsverluste sowohl bei der H2-Erzeugung als auch bei der Rückverstromung aufweisen. Daher wird im Rahmen dieses Aufstockungsprojektes (RESTORE2050_plus) untersucht, welchen Beitrag alternative Einsatzstrategien der H2-Speicher zur Minimierung der negativen Residuallast, also potenzielle erneuerbaren Stromüberschüssen, und gleichzeitig zur Erhöhung der EE- Versorgungsanteile leisten kann.

Description: Das übergeordnete Ziel des Forschungs-Projektes RESTORE 2050 (Regenerative Stromversorgung & Speicherbedarf in 2050; Förderkennzeichen 03SF0439) war es, wissenschaftlich belastbare Handlungsempfehlungen für die Transformation des deutschen Stromsystems im europäischen Kontext zu geben. Dafür wurden auf Basis der zukünftig prognostizierten Entwicklung von Stromangebot und -nachfrage innerhalb des ENTSO-E Netzverbundes für den Zeithorizont des Jahres 2050 sowie mittels örtlich und zeitlich hoch aufgelöster meteorologischer Zeitreihen die Themenkomplexe (1) Nationale Ausbaustrategien für erneuerbare Energien, (2) Übertragungsnetzausbau und (3) Alternativmaßnahmen wie Lastmanagement, (4) Bedeutung des EE-Stromaustauschs mit Drittstaaten und (5) die Rolle von Stromspeichern auf Übertragungsnetzebene analysiert. Die aus den Untersuchungsergebnissen abgeleitenden Handlungsempfehlungen stellen wichtige Beiträge für die weitere Integration von erneuerbaren Energien dar und geben Hinweise für den Aufbau einer leistungsfähigen europäischen Infrastruktur.

Description: Der Regionalverband Ruhr (RVR) legte nach 2017 zum zweiten Mal seinen "Bericht zur Lage der Umwelt in der Metropole Ruhr" vor. Die aktuelle Analyse, die das Wuppertal Institut erstellte, beschreibt die Umwelt- und Lebenssituation im Ruhrgebiet anhand von 20 ausgewählten Indikatoren. Das Fazit der Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler: Es wurde bereits viel erreicht, jedoch nehmen der globale Klimawandel und seine Auswirkungen exponentiell an Tempo zu und betreffen alle Bereiche des menschlichen Lebens. Extreme Trockenperioden, Hitzewellen oder anhaltende Starkregenereignisse mit Überflutungen in bisher nicht gekannten Ausmaßen stellen auch das Ruhrgebiet vor neue und akute Herausforderungen.

Description: Das Energiesystem der Zukunft wird stark durch Elektrifizierung geprägt sein. Für die Langzeitspeicherung von Energie sowie für Bereiche, die sich nicht sinnvoll durch Strom defossilieren lassen, werden aber auch in Zukunft chemische Energieträger benötigt. Das Ziel der Klimaneutralität bedingt, dass diese Energieträger vollständig emissionsfrei aus erneuerbaren Energien (EE) hergestellt werden. Diese grünen Energieträger sind transportier- und handelbar, sodass sich ein internationaler Markt für grünen Wasserstoff und seine Folgeprodukte entwickeln wird. Derzeit gibt es diesen Markt noch nicht. Grüner Wasserstoff ist preislich noch nicht konkurrenzfähig gegenüber fossilen Brennstoffen. Den größten Anteil am Wasserstoffpreis haben die Kosten für die Elektrolyseanlage sowie die Kosten für die Strombereitstellung. Die besten Bedingungen für die Wasserstoffproduktion bieten daher EE-Standorte und Technologien mit hohen Volllaststundenzahlen, an denen auch der Elektrolyseur bei wenig EE-Abregelung auf viele Betriebsstunden kommt.

Description: Stahlfaserbeton (FRC) ist ein zementgebundener Hochleistungswerkstoff, der in vielen Bereichen des Bauwesens breite Anwendung gefunden hat, insbesondere dort, wo hohe Zugfestigkeit, strukturelle Integrität und innovatives Design gewünscht sind. Zu den großen Vorteilen dieses Materials gehören seine geringe Anfälligkeit für Rissbildung, seine Undurchlässigkeit für aggressive Substanzen (z. B. Enteisungsmittel) und die reduzierten Anforderungen an zusätzlich eingebettete Stahlbewehrung. Tatsächlich ist es je nach Form eines FRC-Bauteils auch möglich, die klassischen Bewehrungsstäbe komplett durch Stahlfasern zu ersetzen. Auf diese Weise lassen sich erhebliche Mengen an Beton einsparen, der logistische und ökologische Fußabdruck reduzieren und gleichzeitig gewinnen Ingenieure und Designer ein hohes Maß an Flexibilität bei der Schaffung schlanker und leichter Strukturen. Die strukturelle Integrität hängt, wie fast alle der oben genannten Eigenschaften von FRC, in hohem Maße vom tatsächlichen Gehalt an Fasern und deren räumlicher Orientierung ab. Stahlfasern können sich sogar nachteilig auswirken, wenn sie ungünstig verteilt oder orientiert sind. Solche ungünstigen herstellungsbedingten Faserorientierungen und -verteilungen können z. B. ein unerwünschtes anisotropes Materialverhalten verursachen. Für einen sicheren Einsatz von FRC in der Zukunft müssen zuverlässige zerstörungsfreie Methoden gefunden werden, um die Orientierung und räumliche Verteilung der Fasern im erhärteten Beton zu beurteilen. In diesem Beitrag stellen wir einen Multimethodenansatz vor, der sich auf Ultraschalltransmissions- (US) und Spektral Induzierter Impedanz (SIP) sowie Röntgen-Computertomografie (CT) stützt. Wir haben eine Reihe von Proben mit bekannten Fasergehalten und -orientierungen in verschiedenen Größen hergestellt und versucht, charakteristische Signalmerkmale zu identifizieren. Aufgrund des hohen Kontrasts zwischen der Röntgenschwächung von Stahlfasern und Beton ist die Faserdetektion mittels CT relativ einfach und das Verfahren kann als Referenzmethode verwendet werden. Vielversprechende Korrelationen konnten darüber hinaus zwischen SIP-Signalmerkmalen und Faserorientierung erkannt werden, gleichzeitig beobachteten wir leichte Verschiebungen in den Ultraschallfrequenzspektren in Abhängigkeit von der Faserorientierung innerhalb unserer Proben. Die Übertragbarkeit der Ergebnisse auf in-situ Untersuchungen großformatiger Probekörper wird in einem nächsten Schritt untersucht.

Description: poster