Ausgabe 1/2008 - klimazwei

Katalytisch-thermische Entsorgung methanhaltiger Schwachgase
Große Teile des klimarelevanten Methanausstoßes in
Deutschland entweichen als Schwachgase aus Deponien
und Kohlegruben. Gegenwärtig mangelt es jedoch
an einer einfachen, anlagentechnisch sicheren und wirtschaftlich
tragbaren Technologie zur Beseitigung dieser
Schwachgase. In dem klimazwei-Projekt „Gestützte
thermische Entsorgung von methanhaltigen Schwachgasen“
(Methakat) soll diesem Problem durch die Entwicklung
eines langzeitstabilen Katalysatoreinsatzes, der
eine stabile Verbrennung der Schwachgase ermöglicht,
begegnet werden. Als Katalysatorträger sollen dabei
keramische Schäume mit guter thermomechanischer
Stabilität und hoher Durchlässigkeit zum Einsatz kommen.
Durch den Auftrag einer gleichmäßigen, dünnen Schicht
aktiven Materials auf den Träger soll der Keramikschaum
seine katalytischen Eigenschaften erhalten.
Bislang wurde ein Verfahren zur Beschichtung von Siliziumcarbid-Schaumkeramik
mit funktionellen Katalysatorschichten
entwickelt. Dabei konnten im Labormaßstab
bereits verschiedene, sehr gute abriebfeste Kombinationen
von Träger- und Katalysatormaterialien hergestellt
werden. Eine Vielzahl solcher Materialpaarungen wurde
erfolgreich getestet. Anhand der Ergebnisse konnte die
optimale Materialpaarung für einen aktiven Katalysator
Ein großer Teil der Klimabelastung durch die Halbleiter-
und Solarzellenproduktion geht von Perfluorcarbonverbindungen
(PFC) aus, welche in Ätz- und
Reinigungsprozessen verwendet werden. Auf das
Gewicht bezogen, haben PFC eine 20.000-fach stärkere
Treibhauswirkung als CO2. Obwohl diese Problematik
seit langem bekannt ist und eine Verminderung
der Emissionen angestrebt wird, haben die Emissionen
in den letzten Jahren noch zugenommen. Gegenwärtig
werden PFC zum Teil mit teuren und verbesserungs-
fähigen Verfahren aus
der Abluft entfernt.
In dem klimazwei-
Projekt „Technologien
und Konzepte zur
Minderung von Treibhausgasemissionen
bei der Herstellung von Halbleiter-Bauelementen und
Solarzellen“ wird dieses Problem nun durch den Einsatz
von Plasmatechnik angegangen. Die Plasmatechnik, bei
der Materialien bei Temperaturen von über 20.000 Grad
bearbeitet werden können, gilt als ökologisch besonders
Gefördert durch das
zur Entsorgung von methanhaltigen Schwachgasen festgelegt
werden. Die Langzeitbeständigkeit, insbesondere
bezüglich der Vergiftung durch Schwefelwasserstoff, wird
der Gegenstand weiterer Betrachtungen sein.
Die im Labormaßstab gewonnenen Erkenntnisse werden
nun sowohl material- als auch anlagentechnisch in den
nächstgrößeren Maßstab übertragen. Durch die anschließende
Errichtung und Inbetriebnahme einer Pilotanlage
mit abgestimmter Verfahrens- und Anlagentechnik soll
die Einsatztauglichkeit der entwickelten Technologie im
Regelbetrieb nachgewiesen werden.
Mit dieser Technologie könnten in Deutschland ab 2010
rund 0,8 Millionen Tonnen CO2-Äquivalente vermieden
werden. Auf lange Sicht liegt das Potenzial sogar bei 2,4
Millionen Tonnen pro Jahr.
Kontakt: daniela.boettge@ikts.fraunhofer.de
Klimaschutz in der Halbleiter- und Solarzellenproduktion:
Plasmatechnik im Beta-Test
vorteilhaft. Mit dem Übergang zur Plasmatechnologie
ist ein qualitativer Sprung in der Gesamtökobilanz der
Benutzung von PFC möglich, wenn die technische Reife
der benutzten Apparatur gegeben ist.
Dem Projektpartner Centrotherm ist ein Meilenstein mit
der Integration eines atmosphärischen Plasmas in die
Brennerkammer eines Standard-Abgasreinigungssystems
gelungen. Hierzu war eine genaue Untersuchung
des Verhaltens des Plasmas in Abhängigkeit von Gesamtgasfluss,
Schadstoffkonzentration im Gas sowie der Art
der Plasmaquelle notwendig. Das Bild zeigt eine Plasmaflamme
unter atmosphärischen Bedingungen. Angeregt
durch das Mikrowellenplasma, entsteht die Flamme aus
der Reaktion der in der Luft vorhandenen Komponenten
Stickstoff und Sauerstoff.
Die Anlage wird demnächst im Rahmen des Projektes in
realen Fabrikationen auf Effizienz, Standzeit und Zuverlässigkeit
getestet. In dem Projekt wird darüber hinaus
ein Instrument zum Fabrikplanungsprozess entwickelt,
das alternative Realisierungen in ökonomischer wie ökologischer
Hinsicht nachvollziehbar bewertet.
Kontakt: martin.schottler@mw-zander.com
NEWSLETTER
Die klimazwei-Projekte
Nr. 1/Januar 2008
Im Rahmen des Förderschwerpunktes „klimazwei –
Forschung für den Klimaschutz und Schutz vor Klimawirkungen“
fördert das Bundesministerium für Bildung
und Forschung insgesamt 41 anwendungsorientierte
Projekte. Rund die Hälfte beschäftigt sich mit dem
Bereich der Mitigation, also der Verminderung des
Ausstoßes von Treibhausgasen. Das Themenspektrum
ist dabei sehr umfangreich. Mehrere Projekte lassen
sich der Kategorie „Herstellungs- und Prozessoptimierung“
zuordnen. Bei diesen Forschungsvorhaben geht
es unter anderem um die Herstellung von chemischen
Grundstoffen und Stahlprodukten. Fünf klimazwei-
Projektee erarbeiten Lösungen und Konzepte für den
Bereich „Logistik und Verkehr“. Mit verschiedenen
Nutzungsstrategien beschäftigen sich weitere sechs
Projekte. Hierbei werden Forschungsfragen, wie beispielsweise
die Möglichkeiten zur Vermeidung von
Schwelbränden oder zur Einspeisung von Biogas in
das Erdgasnetz, untersucht. Schließlich gibt es noch
fünf weitere Vorhaben aus dem Bereich der Mitigation,
die sich mit Fragen der „Kommunikation und Information“
rund um die Vermeidung von Treibhausgasen
beschäftigen.
Darüber hinaus gibt es 19 klimazwei-Projekte, e, die
sich nicht mit der Verminderung von Treibhausgasen,
sondern mit der Anpassung an die Folgen des
Klimawandels befassen. Ein Schwerpunkt ist hierbei
der Aufbau und die Nutzung von „regionalen Netzwerken“,
in denen die relevanten Akteure einer Stadt oder
Region zusammenarbeiten. Insgesamt weisen fünf
Projekte eine starke regionale Ausrichtung auf. Andere
Projekte haben bei der Frage nach Anpassungsstrategien
die Forst- und Landwirtschaft im Auge. Hier wird
erforscht, wie man Pflanzen und Wälder durch Züchtungen
oder veränderte Bewirtschaftungsmaßnahmen
besser auf neue klimatische Bedingungen einstellen
kann. Zwei weitere Projekte beschäftigen sich mit
den Auswirkungen des Klimawandels auf bestimmte
Tourismusregionen. Vor allem im Bereich des Wintersports
wird hier mit weitreichenden Veränderungen
gerechnet. An anderer Stelle stehen die Auswirkungen
auf die Wasserversorgung und Anpassungsmaßnahmen
im Gebäudebereich im Mittelpunkt. Auch
die Anpassungsmöglichkeiten des Finanzbereichs an
die Auswirkungen des Klimawandels sind Gegenstand
eines Forschungsvorhabens.
Ausführliche Informationen zu den einzelnen klimazwei-Projekten
en finden Sie unter www.klimazwei.de

Klimaschutz bei Kurier-, Express- und Paketdienstleistern
Über 700 Millionen Sendungen (ohne Express) werden
pro Jahr von DHL Paket, dem Paketdienstleister der
Deutschen Post AG, in Deutschland transportiert. Dabei
entstehen entlang der Prozessketten von der Abholung
beim Kunden oder der Postfiliale über den Umschlag in
den Paketzentren bis zum Weitertransport zum Empfänger
Treibhausgasemissionen in Höhe von rund 0,45
Millionen Tonnen. Dies entspricht durchschnittlich rund
650 Gramm CO2-Äquivalenten pro Sendung.
Diese Zahlen berücksichtigen, dass DHL Paket bereits
in der Vergangenheit die Treibhausgasemissionen
stark reduziert hat. Um weitere Minderungspotenziale
zu erschließen, arbeitet die Deutsche Post AG in dem
klimazwei-Projekt „Maßnahmen zur Minderung der
Treibhausgasemissionen stationärer und mobiler Prozesse
in Logistikunternehmen“ (StaMoLo) mit dem Öko-
Institut e. V. und dem Lehrstuhl für Verkehrssysteme und
-logistik der Universität Dortmund zusammen. Ziel des
Projektes ist es, für das Standard-Paketnetz von DHL
Das DockingPrinzip
Die Umweltauswirkungen des Verkehrs werden zurzeit
intensiv diskutiert. Dabei stehen vor allem die Treibhausgasemissionen
im Mittelpunkt.
Das klimazwei-Projekt „DockingPrinzip – Klimaschutz
durch emissionsreduzierte Nahverkehrssysteme“, durchgeführt
vom Fraunhofer-Institut für Verkehrs- und Infrastruktursysteme
(IVI) und der Bombardier Transportation
GmbH, greift diesen Problembereich auf. Im Rahmen
dieses Projektes wird ein neuartiges elektrisches
Antriebskonzept für den öffentlichen Personennahverkehr
entwickelt und umgesetzt. Das DockingPrinzip ermöglicht
es den Fahrzeugen, lokal emissionsfrei zu fahren.
Die benötigte Energie erhalten die ÖPNV-Fahrzeuge an
bestimmten Streckenabschnitten, beispielsweise an den
Haltestellen, an denen punktuell ein fahrzeugseitiges
Energiespeichersystem geladen wird (Docking-Stationen).
Ein wichtiger Vorteil dieser punktuellen Ladestationen,
verglichen mit Oberleitungen oder Stromschienen, ist
ein verhältnismäßig geringer Aufwand zum Ausbau der
notwendigen Infrastruktur. Darüber hinaus kann die
anfallende Bremsenergie wieder in das Energiespeichersystem
eingespeist werden, was eine erhebliche
Herausgeber:
Institut der deutschen Wirtschaft Köln (IW)
Forschungsstelle Ökonomie/Ökologie
Verantwortlich für den Inhalt:
Dr. Hubertus Bardt
Paket ökologisch wie auch ökonomisch effiziente Maßnahmen
zur Minderung der Treibhausgasemissionen zu
identifizieren und kurzfristig realisierbare Maßnahmen
in Modellprojekten umzusetzen. Die Bewertung und
Auswahl der Maßnahmen erfolgt dabei übergreifend für
den stationären und für den mobilen Bereich. Darauf aufbauend
werden für DHL Paket Bausteine für eine Klimaschutzstrategie
entwickelt, die auf den Gesamtkonzern
Deutsche Post AG, aber auch auf andere Unternehmen
der Branche übertragen werden können.
Aktuell wurde die Bewertung möglicher Minderungsmaßnahmen
unter Öko-Effizienz-Gesichtspunkten abgeschlossen.
Kurzfristig in der Praxis umsetzbar sind vor
allem Maßnahmen zur Erhöhung der Auslastung der
Transporte im Hauptlauf zwischen den Paketzentren
sowie Maßnahmen zur Senkung des Strom- und Wärmeverbrauchs
der Paketzentren. In diesen Bereichen
sind aktuell Modellprojekte in Vorbereitung. Seit Mitte
2007 läuft bereits ein Vorhaben zum Auslastungsmanagement
der Transporte im Hauptlauf. Die Anzahl der
transportierten Wechselbrücken im Hauptlauf ist bisher
um ca. 5 Prozent, die Lkw-Fahrleistung um ca. 3 Prozent
gesunken. Hochgerechnet auf ein Jahr könnten so rund
4.400 Tonnen Treibhausgase und mehrere Millionen
Euro eingespart werden. Es wird erwartet, dass mit der
Umsetzung weiterer Kurzfristmaßnahmen nochmals in
erheblichem Maße Treibhausgase und Kosten reduziert
werden können.
Kontakt: m.schmied@oeko.de
Effizienzverbesserung darstellt. Das Potenzial hierfür ist
im Öffentlichen Personennahverkehr besonders groß, da
hier häufig zwischen Beschleunigungs- und Bremsvorgängen
gewechselt wird.
Der Ausstoß an Kohlendioxid wird zusätzlich dadurch
reduziert, dass die benötigte Energieumwandlung nicht
im Motor, sondern in Großkraftwerken mit höheren
Wirkungsgraden geschehen kann. Insgesamt kann der
CO2-Ausstoß gegenüber einem herkömmlichen dieselbetriebenen
Bus so erheblich gesenkt werden. Darüber
hinaus kann der Einsatz des DockingPrinzips zu einer
deutlichen Reduzierung des Feinstaubs in den Innenstädten
beitragen.
Kontakt: mareike.schneider@ivi.fhg.de
Kontakt:
Institut der deutschen Wirtschaft Köln (IW)
Gustav-Heinemann-Ufer 84-88
50968 Köln
NEWSLETTER
Berechnung der kumulierten
CO2-Emissionsintensität
der textilen Kette
In enger Zusammenarbeit mit Kooperationspartnern
entlang der internationalen Wertschöpfungskette
der Textilindustrie hat das klimazwei-Projekt
EINBLIK kumulierte CO2-Emissionsintensitäten
der textilen Kette berechnet. Die bisher zur Verfügung
stehenden Daten beschränken sich zunächst
auf die Prozessschritte Spinnerei, Färberei und
Konfektion (das heißt: das Zuschneiden, Nähen
und Fertigen von Textilien). Die Ergebnisse auf
den einzelnen Prozessstufen zeigen, dass beim
Spinnen und Färben relativ hohe CO2-Emissionen
entstehen. Der Färbeprozess ist bei Betrachtung
der Emissionen pro Euro Wertschöpfung wesentlich
emissionsintensiver. In der Konfektion kommt
es dagegen zu vergleichsweise geringen Emissionen
und Emissionsintensitäten.
Die Betrachtung von kumulierten Emissionsintensitäten
(KEI) ergibt ein differenzierteres Bild.
Hierbei ist die Verflechtungsstärke der einzelnen
Prozesse entscheidend. Die Menge der aus den
vorangegangenen Prozessschritten kumulierten
CO2-Emissionen hängt direkt mit dem Vorleistungsanteil
zusammen, den der jeweilige Lieferant
einnimmt. Liegt der Anteil einer Färberei
beispielsweise bei 25 Prozent des Wertes aller
Vorleistungen des Konfektionsbetriebes, so ist
dessen KEI bereits um das Zehnfache höher als
dessen nicht-kumulierte Emissionsintensität. Hier
wirken sich die hohen Emissionen eines Zulieferers
direkt auf die kumulierte Intensität der nachgelagerten
Stufe aus.
Die Lieferantenauswahl des Konfektionsbetriebes
hat eine erhebliche Auswirkung auf dessen eigene
KEI. Mit der Auswahl eines weniger emissionsintensiven
Färbereibetriebes kann der Konfektionär
seine eigene Kennzahl verbessern. Durch die
Einbeziehung der KEI als ein relevantes Entscheidungskriterium
im Lieferantenauswahlprozess
entsteht zudem für den Färbereibetrieb ein Anreiz,
seine Prozesse zu optimieren. Dadurch kann er
seine Emissionen und seine Emissionsintensität
senken. Dies zeigt, von welcher großen Bedeutung
die Einbindung der Kennzahl der kumulierten
Emmissionsintensität in den betrieblichen Entscheidungsprozess
ist.
Um die Verflechtungswirkungen der Lieferkette
auf die Kennzahl der KEI genauer zu analysieren,
werden in den nächsten Schritten des Forschungsprojektes
EINBLIK die Untersuchungen in
der textilen Kette weiter vertieft.
Kontakt: christian.haubach@hs-pforzheim.de
Telefon: 0221 49 81-790
Telefax: 0221 49 81-594
E-Mail: kontakt@klimazwei.de
www.klimazwei.de