Energie für die Zukunft
Fraunhofer-Institut für Fabrikbetrieb und -automatisierung IFF
Volle Energie
Wo wären wir ohne Energie? Ohne Strom wären heute modernes Leben, industrielle Produktion oder wissenschaftlicher Fortschritt undenkbar. Doch die alten Energieträger gehen zur Neige, belasten die Umwelt oder besitzen zu große Risiken. Nachhaltige Energiequellen wie Wind, Sonne, Wasser oder Biomasse werden in Zukunft ihre Aufgabe übernehmen. Wir entwickeln neue Technologien für ihre effiziente Gewinnung, unterstützen bei ihrer effektiven Integration in die Produktion und entwerfen Lösungen für ihre intelligente und sichere Verteilung und Speicherung. Das macht sie nutzbar für Produktion, Wohnen oder Mobilität. So bauen wir mit an der Energiewelt der Zukunft.
Zu diesem Thema
- Effiziente Energiewandlung
- Bioenergie
- Elektrische Netze
- Elektromobilität
Effiziente Energiewandlung
Strohverbrennung in der KWK-Anlage
Die durch den weltweit wachsenden Energiebedarf zunehmende Umweltbelastung sowie die Verknappung fossiler Rohstoffe macht die Verwendung alternativer Energieträger zur zukünftigen Energiebereitstellung notwendig. Bisher hat sich Stroh als Brennstoff nicht durchsetzen können, da dieses sich signifikant in seinen Eigenschaften von Regelbrennstoffen wie z. B. Holz unterscheidet.
Mischpellets aus landwirtschaftlichen Reststoffen
Die energetische Nutzung von festen Biomassen stützt sich zum größten Teil auf Holz als Brennstoff. Durch die immer größere Nachfrage ist die Versorgungssicherheit nicht gewährleistet und somit der weitere Ausbau von thermochemischer Biomassenutzung begrenzt. Als Alternativen bieten sich biogenen Reststoffe und Anbaubiomassen sowie industrielle Reststoffe biogenen Ursprungs an.
Weiterentwicklung kleintechnischer Biomassevergasung
Bei potenziellen Anwendern herrscht ein großes Interesse an kleintechnischen Biomassevergasern. In Deutschland ist die Markteinführung kleintechnischer Vergasungsanlagen noch nicht gelungen, obwohl die Biomassevergasung prinzipielle Vorteile (z. B. höherer elektrischer Wirkungsgrad) gegenüber den etablierten Biomasse-KWK-Systemen auf Verbrennungsbasis aufweist. Um eine möglichst zügige und effiziente Markteinführung der kleintechnischen Vergasung zu unterstützen, sollen relevante, gegenwärtig realisierte Konzepte in einem »Bundesmessprogramm« begleitet, d. h. praktische Erfahrungen gesammelt, dokumentiert, ausgetauscht und wissenschaftlich bewertet werden.
Brenngasreinigung
Die Vergasung von Biomasse stellt eine Möglichkeit zur effizienten und versorgungssicheren Brenngasbereitstellung auf der Basis regenerativer Energiequellen dar. Das bei der Biomassevergasung entstehende, brennbare Gasgemisch beinhaltet Wasserstoff, Kohlenmonoxid, Methan, Kohlendioxid, Wasserdampf, Kohlenwasserstoff und ggf. Stickstoff. Ein direkter Einsatz dieses Brenngases in Gasmotoren, Turbinen oder Brennstoffzellen ist jedoch nur möglich, wenn die im Brenngas beinhalteten Schadkomponenten wie Teer, Stäube, Halogen- und Schwefelverbindungen entfernt werden können.
Bioenergie
Biomasse- und Holzlogistik
Die Prozesse der Biomasse- und Holzlogistik sind durch eine hohe Komplexität charakterisiert. Kennzeichen dafür sind u.a. viele Akteure, individuelle Systeme und zahlreiche IT-Schnittstellen. Zur Überwindung der Medienbrüche bietet das Fraunhofer IFF zahlreiche logistikunterstützende Dienste und Anwendungen an, mit denen Sie Ihre Informationen erheben, anwenden, verwalten und mit anderen Partnern austauschen können.
Green Logistics
Nachwachsende Rohstoffe können in einer Vielzahl verschiedener technischer Verfahren nicht nur energetisch, sondern auch stofflich genutzt werden. Die nachhaltige, qualitätsgesicherte und kontinuierliche Versorgung mit Biomasse wird künftig ein entscheidender Aspekt für die Nutzung dieses nachwachsenden Rohstoffs, sowohl auf regionaler als auch auf europäischer Ebene sein. Ökonomische und ökologische Gesichtspunkte zwingen heute zur verstärkten Suche nach Strategien und ganzheitlichen Konzepte für die Biomasselogistik, d. h. zur ressourcen- und energieeffizienten Biomassebereitstellung.
- Green Logistics(green-logistics.iff.fraunhofer.de)
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- © HeikoR - Fotolia
Bioökonomie
Die Bioökonomie umfasst die nachhaltige Nutzung von biologischen Ressourcen wie Pflanzen, Tiere und Mikroorganismen. Wir entwickeln und realisieren für Biomasseverwerter standortspezifische Konzepte und Lösungen zur nachhaltigen Versorgung mit biologischen Ressourcen. Unsere Leistungen umfassen die Erstellung unternehmensspezifischer Bereitstellungsketten biogener Stoffe sowie den Aufbau von nachhaltigen Versorgungskonzepten mit Reststoffströmen durch Aspekte der Koppel- und Kaskadennutzung.
- Best4VarioUse(best4variouse.iff.fraunhofer.de)
Strohverbrennung in der KWK-Anlage
Die durch den weltweit wachsenden Energiebedarf zunehmende Umweltbelastung sowie die Verknappung fossiler Rohstoffe macht die Verwendung alternativer Energieträger zur zukünftigen Energiebereitstellung notwendig. Bisher hat sich Stroh als Brennstoff nicht durchsetzen können, da dieses sich signifikant in seinen Eigenschaften von Regelbrennstoffen wie z. B. Holz unterscheidet.
Mischpellets aus landwirtschaftlichen Reststoffen
Die energetische Nutzung von festen Biomassen stützt sich zum größten Teil auf Holz als Brennstoff. Durch die immer größere Nachfrage ist die Versorgungssicherheit nicht gewährleistet und somit der weitere Ausbau von thermochemischer Biomassenutzung begrenzt. Als Alternativen bieten sich biogenen Reststoffe und Anbaubiomassen sowie industrielle Reststoffe biogenen Ursprungs an.
Weiterentwicklung kleintechnischer Biomassevergasung
Bei potenziellen Anwendern herrscht ein großes Interesse an kleintechnischen Biomassevergasern. In Deutschland ist die Markteinführung kleintechnischer Vergasungsanlagen noch nicht gelungen, obwohl die Biomassevergasung prinzipielle Vorteile (z. B. höherer elektrischer Wirkungsgrad) gegenüber den etablierten Biomasse-KWK-Systemen auf Verbrennungsbasis aufweist. Um eine möglichst zügige und effiziente Markteinführung der kleintechnischen Vergasung zu unterstützen, sollen relevante, gegenwärtig realisierte Konzepte in einem »Bundesmessprogramm« begleitet, d. h. praktische Erfahrungen gesammelt, dokumentiert, ausgetauscht und wissenschaftlich bewertet werden.
Elektrische Netze
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- Stromtankstelle am VDTC
© Thoralf Winkler, Fraunhofer IFF
Elektromobilität
Im Konsortium von Harz.EE-mobility arbeiten verschiedene Hochschulen, Forschungsinstitute und Unternehmen zusammen, um Elektrofahrzeuge als mobile Speicher zur Last-Balancierung in die intelligenten Energienetze der Zukunft zu integrieren.
Virtuelle Trassenplanung
Zur Sicherung unseres Lebensstandards ist ein intelligenter Ausbau der elektrischen Netze unter Berücksichtigung von Versorgungssicherheit, Umweltschutz und kommunaler Kommunikation notwendig. Eine Virtuelle Trassenplanung kann die Erreichung dieser Ziele auf der Basis innovativer VR-Technologien unterstützen.
Elektromobilität
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- Stromtankstelle am VDTC
© Thoralf Winkler, Fraunhofer IFF
Elektromobilität
Im Konsortium von Harz.EE-mobility arbeiten verschiedene Hochschulen, Forschungsinstitute und Unternehmen zusammen, um Elektrofahrzeuge als mobile Speicher zur Last-Balancierung in die intelligenten Energienetze der Zukunft zu integrieren.
Energieeffiziente Stadt Magdeburg
Seit Mitte 2011 ist die Stadt Magdeburg im Verbund mit mehreren Forschungspartnern auf dem Weg zur »EnergieEffizienten Stadt und Modellstadt für Erneuerbare Energien (MD-E4)«. Im Rahmen dieses fünfjährigen Vorhabens beschäftigt sich das Fraunhofer IFF u. a. mit der Maßnahme zur Errichtung eines innenstadtnahen Miniverteilzentrums, welches in der praktischen Anwendung die Nutzung von Wechselbehältern für innerstädtische Lieferverkehre ermöglicht.
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- © Anterovium - Fotolia
Mobilitätsunterstützende Dienste und Apps
Zunehmende Verkehrsdichten sowie sich verändernde ökonomische und ökologische Rahmenbedingungen führen zu einem Wandel der Mobilität und des Mobilitätsverhaltens des Einzelnen. Location Based Services und Apps können durch die Bereitstellung von Informationen am aktuellen Standort oder einer Reiseroute eine Unterstützung der Mobilität bieten.
Mobilitätsanalysen und -prognosen
Die Erfassung der Mobilität und somit des Fahr- und Nutzerverhaltens ermöglicht eine detaillierte Beschreibung, wann, wo und wie sich logistische Objekte bewegen, aufhalten und Aktivitäten durch Nutzer ausgeführt werden. Aus den so gewonnenen Daten können Mobilitätskenngrößen abgeleitet werden. Hierzu gehören u. a. quantitative sowie zeitbezogene Aussagen zur Nutzung von Infrastrukturen bzw. Verkehrsmitteln. Diese dienen als Grundlage für die Entwicklung von Prognosemodellen zur Beschreibung des zukünftigen Mobilitätsverhaltens von Personen oder logistischen Objekten. Weiterhin können die gewonnenen Erkenntnisse zur Durchführung von Infrastrukturplanungen durch die genaue Kenntnis von Bedarfen eingesetzt werden.
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