El Cambio Climático en la Estrategia Global de Seguridad de la Unión Europea

El cambio climático es uno de los mayores desafíos de la actualidad. La UE ha abordado el tema de forma claramente insuficiente desde el punto de vista teórico, con unos planteamientos demasiado inmovilistas y hasta conformistas con su propia acción. Pero, al mismo tiempo, ha sido uno de los primeros y principales actores internacionales en actuar y posicionarse claramente en la lucha contra el cambio climático. La Estrategia Global de Seguridad de la UE no aborda adecuadamente ni el cambio climático como prioridad fundamental ni algunas de sus implicaciones en las políticas de los Estados Miembros de la UE.

National climate policies across Europe and their impacts on cities strategies

Globally, efforts are underway to reduce anthropogenic greenhouse gas emissions and to adapt to climate change impacts at the local level. However, there is a poor understanding of the relationship between city strategies on climate change mitigation and adaptation and the relevant policies at national and European level. This paper describes a comparative study and evaluation of cross-national policy. It reports the findings of studying the climate change strategies or plans from 200 European cities from Austria, Belgium, Estonia, Finland, France, Germany, Ireland, Italy, Netherlands, Spain and the United Kingdom. The study highlights the shared responsibility of global, European, national, regional and city policies. An interpretation and illustration of the influences from international and national networks and policy makers in stimulating the development of local strategies and actions is proposed. It was found that there is no archetypical way of planning for climate change, and multiple interests and motivations are inevitable. Our research warrants the need for a multi-scale approach to climate policy in the future, mainly ensuring sufficient capacity and resource to enable local authorities to plan and respond to their specific climate change agenda for maximising the management potentials for translating environmental challenges into opportunities.

Modulares Prognosemodell für den einsatzspezifischen Energieverbrauch von Gabelstaplern

Flurförderzeuge leisten einen wesentlichen Beitrag zu den Treibhausgasemissionen in der EU. Aktuell wird ihr Verbrauch in Deutschland in der Regel per VDI-Zyklus prognostiziert. Dieser hat allerdings keinen Bezug zu dem tatsächlichen Nutzungsprofil eines konkreten Flurförderzeugs. Es soll untersucht werden, inwiefern ein modularer Aufbau, der sich einsatzspezifisch anpassen lässt, eine verbesserte Prognose der Verbräuche ermöglicht. Zudem soll analysiert werden, wie viel Mehraufwand diese verbesserte Möglichkeit der Vorhersage für die Hersteller bzw. die Nutzer bedeutet. Am MTL ist ein Messsystem aufgebaut worden, welches neben dem Energieverbrauch auch die Einflussparameter aufnimmt. Es werden exemplarische Messungen vorgestellt.

Spatio-temporal Variability of Atmospheric Ozone over Indian Subcontinent and its Relation to Meteorological Parameters

Ozone present in the atmosphere not only absorbs the biologically harmful ultraviolet radiation but also is an important ingredient of the climate system. The radiative absorption properties of ozone make it a determining factor in the structure of the atmosphere. Ozone in the troposphere has many negative impacts on humans and other living beings. Another significant aspect is the absorption of outgoing infrared radiation by ozone thus acting as a greenhouse gas. The variability of ozone in the atmosphere involves many interconnections with the incoming and outgoing radiation, temperature circulation etc. Hence ozone forms an important part of chemistry-climate as well as radiative transfer models. This aspect also makes the quantification of ozone more important. The discovery of Antarctic ozone hole and the role of anthropogenic activities in causing it made it possible to plan and implement necessary preventive measures. Continuous monitoring of ozone is also necessary to identify the effect of these preventive steps. The reactions involving the formation and destruction of ozone are influenced significantly by the temperature fluctuations of the atmosphere. On the other hand the variations in ozone can change the temperature structure of the atmosphere. Indian subcontinent is a region having large weather and climate variability which is evident from the large interannual variability of monsoon system over the region. Nearly half of Indian region comprises the tropical region. Most of ozone is formed in the tropical region and transported to higher latitudes. The formation and transport of ozone can be influenced by changes in solar radiation and various atmospheric circulation features. Besides industrial activities and vehicular traffic is more due to its large population. This may give rise to an increase in the production of tropospheric ozone which is greenhouse gas. Hence it becomes necessary to monitor the atmospheric ozone over this region. This study probes into the spatial distribution and temporal evolution of ozone over Indian subcontinent and discusses the contributing atmospheric parameters.

Hotel Sustainability Benchmarking Index 2016: Energy, Water, and Carbon

Several studies have been undertaken or attempted by industry and academe to address the need for lodging industry carbon benchmarking. However, these studies have focused on normalizing resource use with the goal of rating or comparing all properties based on multivariate regression according to an industry-wide set of variables, with the result that data sets for analysis were limited. This approach is backward, because practical hotel industry benchmarking must first be undertaken within a specific location and segment.1 Therefore, the CHSB study’s goal is to build a representative database providing raw benchmarks as a base for industry comparisons.2 These results are presented in the CHSB2016 Index, through which a user can obtain the range of benchmarks for energy consumption, water consumption, and greenhouse gas emissions for hotels within specific segments and geographic locations.

Adsorption Calorimetry for Energy Conversion Technologies: Applications in Organic Photovoltaics, Catalysis, and Atomic Layer Deposition

Thesis (Ph.D.)--University of Washington, 2016-07

Techno-Economic Assessment of LNG and Diesel Production and Global Trading Based on Hybrid PV-Wind Power Plants and PtG, GtL and PtL Technologies

With growing demand for liquefied natural gas (LNG) and liquid transportation fuels, and concerns about climate change and causes of greenhouse gas emissions, this master’s thesis introduces a new value chain design for LNG and transportation fuels and respective fundamental business cases based on hybrid PV-Wind power plants. The value chains are composed of renewable electricity (RE) converted by power-to-gas (PtG), gas-to-liquids (GtL) or power-to-liquids (PtL) facilities into SNG (which is finally liquefied into LNG) or synthetic liquid fuels, mainly diesel, respectively. The RE-LNG or RE-diesel are drop-in fuels to the current energy system and can be traded everywhere in the world. The calculations for the hybrid PV-Wind power plants, electrolysis, methanation (H2tSNG), hydrogen-to-liquids (H2tL), GtL and LNG value chain are performed based on both annual full load hours (FLh) and hourly analysis. Results show that the proposed RE-LNG produced in Patagonia, as the study case, is competitive with conventional LNG in Japan for crude oil prices within a minimum price range of about 87 - 145 USD/barrel (20 – 26 USD/MBtu of LNG production cost) and the proposed RE-diesel is competitive with conventional diesel in the European Union (EU) for crude oil prices within a minimum price range of about 79 - 135 USD/barrel (0.44 – 0.75 €/l of diesel production cost), depending on the chosen specific value chain and assumptions for cost of capital, available oxygen sales and CO2 emission costs. RE-LNG or RE-diesel could become competitive with conventional fuels from an economic perspective, while removing environmental concerns. The RE-PtX value chain needs to be located at the best complementing solar and wind sites in the world combined with a de-risking strategy. This could be an opportunity for many countries to satisfy their fuel demand locally. It is also a specific business case for countries with excellent solar and wind resources to export carbon-neutral hydrocarbons, when the decrease in production cost is considerably more than the shipping cost. This is a unique opportunity to export carbon-neutral hydrocarbons around the world where the environmental limitations on conventional hydrocarbons are getting tighter.

A bio-coke for anode production and the manufacturing method thereof

Dans l’industrie de l’aluminium, le coke de pétrole calciné est considéré comme étant le composant principal de l’anode. Une diminution dans la qualité du coke de pétrole a été observée suite à une augmentation de sa concentration en impuretés. Cela est très important pour les alumineries car ces impuretés, en plus d’avoir un effet réducteur sur la performance des anodes, contaminent le métal produit. Le coke de pétrole est aussi une source de carbone fossile et, durant sa consommation, lors du processus d’électrolyse, il y a production de CO2. Ce dernier est considéré comme un gaz à effet de serre et il est bien connu pour son rôle dans le réchauffement planétaire et aussi dans les changements climatiques. Le charbon de bois est disponible et est produit mondialement en grande quantité. Il pourrait être une alternative attrayante pour le coke de pétrole dans la fabrication des anodes de carbone utilisées dans les cuves d’électrolyse pour la production de l’aluminium. Toutefois, puisqu’il ne répond pas aux critères de fabrication des anodes, son utilisation représente donc un grand défi. En effet, ses principaux désavantages connus sont sa grande porosité, sa structure désordonnée et son haut taux de minéraux. De plus, sa densité et sa conductivité électrique ont été rapportées comme étant inférieures à celles du coke de pétrole. L’objectif de ce travail est d’explorer l’effet du traitement de chaleur sur les propriétés du charbon de bois et cela, dans le but de trouver celles qui s’approchent le plus des spécifications requises pour la production des anodes. L’évolution de la structure du charbon de bois calciné à haute température a été suivie à l’aide de différentes techniques. La réduction de son contenu en minéraux a été obtenue suite à des traitements avec de l’acide chlorhydrique utilisé à différentes concentrations. Finalement, différentes combinaisons de ces deux traitements, calcination et lixiviation, ont été essayées dans le but de trouver les meilleures conditions de traitement.

Measuring nitrous oxide emissions from conventional and controlled release fertilisers in south-east Queensland pineapple production

Nitrous oxide (N2O) is a potent greenhouse gas with a global warming potential 298 times higher than carbon dioxide. Soils are a natural source of N2O, contributing 65% of global emissions. This paper is the first in Australia to measure and compare N2O emissions from pre-plant controlled release (CR) and conventional granular (CV) fertilisers in pineapple production using static PVC chambers to capture N2O emissions. Farm 1 cumulative emissions from the CR fertiliser were 3.22 kg ha-1 compared to 6.09 kg ha-1 produced by the CV. At farm 2 the CV blend emitted 2.36 kg ha-1 in comparison to the CR blend of 2.92 kg ha-1. Daily N2O flux rates showed a relationship of direct response to rainfall and soil moisture availability. High emissions were observed for wheel tracks where increased N2O emissions may be linked to soil compaction and waterlogging that creates anaerobic conditions after rain events. Emission measurements over three months highlighted the inconsistencies found in other studies relative to reducing emissions through controlled release nitrogen. More investigations are required to verify the benefits associated with controlled release fertiliser use in pineapples, placement and seasonal timing to address N2O emissions in pineapples.

Different approaches to municipal solid waste management in Brazil : case study Rio de Janeiro

Inadequate final disposal of municipal solid waste (MSW) is associated with significant greenhouse gas (GHG) emission, environmental, health and safety issues, space consumption, public health and developmental issues in general. The environmental impact of waste is mostly felt in developing countries, inadequate waste management and treatment solution, inadequate policies and outdated practices are some of the factors leading to the significantly high final disposal of waste in dumps in developing countries. Brazil and other developing countries are changing the status quo by adopting polices that will adequately address this problem of inadequate waste management and disposal. Life cycle analysis (LCA) identifies the potential environmental impact of a product though environmental impact assessment, International Organization for Standardization (ISO) created the ISO 14040 and ISO 14044 to serve as principle guidelines for conducting LCA. Various waste treatment solution was applied to identify the waste management solution with the least Global warming potential (GWP) for treating the MSW generated from the city of Rio de Janerio, while reducing significantly final waste disposed in landfill.

Life-cycle assessment of microalgae biodiesel: a review

Microalgae are an attractive way to produce biofuels due to the ability to accumulate lipids and very high photosynthetic yields. This article presents a review of life-cycle assessment studies of microalgae biodiesel production, including an analysis of modeling choices and assumptions. A high variation in GHG emissions (between -0.75 and 2.9 kg CO2eq MJ-1) was found and the main causes were investigated, namely modeling choices (e.g. the approach used to deal with multifunctionality), and a high parameter uncertainty in microalgae cultivation, harvesting and oil extraction processes.

Improved models for estimating temporal changes in carbon sequestration in above-ground biomass of mixed-species environmental plantings

Plantings of mixed native species (termed 'environmental plantings') are increasingly being established for carbon sequestration whilst providing additional environmental benefits such as biodiversity and water quality. In Australia, they are currently one of the most common forms of reforestation. Investment in establishing and maintaining such plantings relies on having a cost-effective modelling approach to providing unbiased estimates of biomass production and carbon sequestration rates. In Australia, the Full Carbon Accounting Model (FullCAM) is used for both national greenhouse gas accounting and project-scale sequestration activities. Prior to undertaking the work presented here, the FullCAM tree growth curve was not calibrated specifically for environmental plantings and generally under-estimated their biomass. Here we collected and analysed above-ground biomass data from 605 mixed-species environmental plantings, and tested the effects of several planting characteristics on growth rates. Plantings were then categorised based on significant differences in growth rates. Growth of plantings differed between temperate and tropical regions. Tropical plantings were relatively uniform in terms of planting methods and their growth was largely related to stand age, consistent with the un-calibrated growth curve. However, in temperate regions where plantings were more variable, key factors influencing growth were planting width, stand density and species-mix (proportion of individuals that were trees). These categories provided the basis for FullCAM calibration. Although the overall model efficiency was only 39-46%, there was nonetheless no significant bias when the model was applied to the various planting categories. Thus, modelled estimates of biomass accumulation will be reliable on average, but estimates at any particular location will be uncertain, with either under- or over-prediction possible. When compared with the un-calibrated yield curves, predictions using the new calibrations show that early growth is likely to be more rapid and total above-ground biomass may be higher for many plantings at maturity. This study has considerably improved understanding of the patterns of growth in different types of environmental plantings, and in modelling biomass accumulation in young (<25. years old) plantings. However, significant challenges remain to understand longer-term stand dynamics, particularly with temporal changes in stand density and species composition. © 2014.

Utilização de sondas lambda em caldeiras de biomassa

Nos dias que correm a eficiência energética está na ordem do dia, havendo um esforço significativo para obter-se equipamentos cada vez mais eficientes. Uma parte significativa do consumo global de energia, bem como da emissão de gases nocivos e de efeito de estufa, está associado à climatização, quer doméstica quer industrial. Assim, é importante desenvolver tecnologias mais eficientes neste domínio. O principal objetivo deste trabalho consiste no desenvolvimento de um módulo de interface a uma sonda lambda para monitorização de combustão em caldeiras de biomassa. Este módulo permitirá medir a concentração de oxigénio presente na saída das caldeiras, possibilitando o ajuste dinâmico dos parâmetros de combustão por forma a maximizar o seu rendimento e minimizar a emissão de gases poluentes. O módulo desenvolvido é de baixo custo e apresenta uma interface bastante simples, facilitando a sua incorporação em equipamentos já existentes. Os resultados obtidos revelaram-se consistentes com os valores teóricos fornecidos pelo fabricante da sonda utilizada, podendo assim concluir-se que o trabalho foi realizado com sucesso.

DISSOLVED AND GASEOUS FLUXES OF CARBON AND NITROGEN FROM URBAN WATERSHEDS OF THE CHESAPEAKE BAY

Carbon and nitrogen loading to streams and rivers contributes to eutrophication as well as greenhouse gas (GHG) production in streams, rivers and estuaries. My dissertation consists of three research chapters, which examine interactions and potential trade-offs between water quality and greenhouse gas production in urban streams of the Chesapeake Bay watershed. My first research project focused on drivers of carbon export and quality in an urbanized river. I found that watershed carbon sources (soils and leaves) contributed more than in-stream production to overall carbon export, but that periods of high in-stream productivity were important over seasonal and daily timescales. My second research chapter examined the influence of urban storm-water and sanitary infrastructure on dissolved and gaseous carbon and nitrogen concentrations in headwater streams. Gases (CO2, CH4, and N2O) were consistently super-saturated throughout the course of a year. N2O concentrations in streams draining septic systems were within the high range of previously published values. Total dissolved nitrogen concentration was positively correlated with CO2 and N2O and negatively correlated with CH4. My third research chapter examined a long-term (15-year) record of GHG emissions from soils in rural forests, urban forest, and urban lawns in Baltimore, MD. CO2, CH4, and N2O emissions showed positive correlations with temperature at each site. Lawns were a net source of CH4 + N2O, whereas forests were net sinks. Gross CO2 fluxes were also highest in lawns, in part due to elevated growing-season temperatures. While land cover influences GHG emissions from soils, the overall role of land cover on this flux is very small (< 0.5%) compared with gases released from anthropogenic sources, according to a recent GHG budget of the Baltimore metropolitan area, where this study took place.

Development of ultra-high-performance concrete (UHPC) using waste glass materials ─ towards innovative eco-friendly concrete

Le béton conventionnel (BC) a de nombreux problèmes tels que la corrosion de l’acier d'armature et les faibles résistances des constructions en béton. Par conséquent, la plupart des structures fabriquées avec du BC exigent une maintenance fréquent. Le béton fibré à ultra-hautes performances (BFUP) peut être conçu pour éliminer certaines des faiblesses caractéristiques du BC. Le BFUP est défini à travers le monde comme un béton ayant des propriétés mécaniques, de ductilité et de durabilité supérieures. Le BFUP classique comprend entre 800 kg/m³ et 1000 kg/m³ de ciment, de 25 à 35% massique (%m) de fumée de silice (FS), de 0 à 40%m de poudre de quartz (PQ) et 110-140%m de sable de quartz (SQ) (les pourcentages massiques sont basés sur la masse totale en ciment des mélanges). Le BFUP contient des fibres d'acier pour améliorer sa ductilité et sa résistance aux efforts de traction. Les quantités importantes de ciment utilisées pour produire un BFUP affectent non seulement les coûts de production et la consommation de ressources naturelles comme le calcaire, l'argile, le charbon et l'énergie électrique, mais affectent également négativement les dommages sur l'environnement en raison de la production substantielle de gaz à effet de serre dont le gas carbonique (CO[indice inférieur 2]). Par ailleurs, la distribution granulométrique du ciment présente des vides microscopiques qui peuvent être remplis avec des matières plus fines telles que la FS. Par contre, une grande quantité de FS est nécessaire pour combler ces vides uniquement avec de la FS (25 à 30%m du ciment) ce qui engendre des coûts élevés puisqu’il s’agit d’une ressource limitée. Aussi, la FS diminue de manière significative l’ouvrabilité des BFUP en raison de sa surface spécifique Blaine élevée. L’utilisation du PQ et du SQ est également coûteuse et consomme des ressources naturelles importantes. D’ailleurs, les PQ et SQ sont considérés comme des obstacles pour l’utilisation des BFUP à grande échelle dans le marché du béton, car ils ne parviennent pas à satisfaire les exigences environnementales. D’ailleurs, un rapport d'Environnement Canada stipule que le quartz provoque des dommages environnementaux immédiats et à long terme en raison de son effet biologique. Le BFUP est généralement vendu sur le marché comme un produit préemballé, ce qui limite les modifications de conception par l'utilisateur. Il est normalement transporté sur de longues distances, contrairement aux composantes des BC. Ceci contribue également à la génération de gaz à effet de serre et conduit à un coût plus élevé du produit final. Par conséquent, il existe le besoin de développer d’autres matériaux disponibles localement ayant des fonctions similaires pour remplacer partiellement ou totalement la fumée de silice, le sable de quartz ou la poudre de quartz, et donc de réduire la teneur en ciment dans BFUP, tout en ayant des propriétés comparables ou meilleures. De grandes quantités de déchets verre ne peuvent pas être recyclées en raison de leur fragilité, de leur couleur, ou des coûts élevés de recyclage. La plupart des déchets de verre vont dans les sites d'enfouissement, ce qui est indésirable puisqu’il s’agit d’un matériau non biodégradable et donc moins respectueux de l'environnement. Au cours des dernières années, des études ont été réalisées afin d’utiliser des déchets de verre comme ajout cimentaire alternatif (ACA) ou comme granulats ultrafins dans le béton, en fonction de la distribution granulométrique et de la composition chimique de ceux-ci. Cette thèse présente un nouveau type de béton écologique à base de déchets de verre à ultra-hautes performances (BEVUP) développé à l'Université de Sherbrooke. Les bétons ont été conçus à l’aide de déchets verre de particules de tailles variées et de l’optimisation granulaire de la des matrices granulaires et cimentaires. Les BEVUP peuvent être conçus avec une quantité réduite de ciment (400 à 800 kg/m³), de FS (50 à 220 kg/m³), de PQ (0 à 400 kg/m³), et de SQ (0-1200 kg/m³), tout en intégrant divers produits de déchets de verre: du sable de verre (SV) (0-1200 kg/m³) ayant un diamètre moyen (d[indice inférieur 50]) de 275 µm, une grande quantité de poudre de verre (PV) (200-700 kg/m³) ayant un d50 de 11 µm, une teneur modérée de poudre de verre fine (PVF) (50-200 kg/m³) avec d[indice inférieur] 50 de 3,8 µm. Le BEVUP contient également des fibres d'acier (pour augmenter la résistance à la traction et améliorer la ductilité), du superplastifiants (10-60 kg/m³) ainsi qu’un rapport eau-liant (E/L) aussi bas que celui de BFUP. Le remplacement du ciment et des particules de FS avec des particules de verre non-absorbantes et lisse améliore la rhéologie des BEVUP. De plus, l’utilisation de la PVF en remplacement de la FS réduit la surface spécifique totale nette d’un mélange de FS et de PVF. Puisque la surface spécifique nette des particules diminue, la quantité d’eau nécessaire pour lubrifier les surfaces des particules est moindre, ce qui permet d’obtenir un affaissement supérieur pour un même E/L. Aussi, l'utilisation de déchets de verre dans le béton abaisse la chaleur cumulative d'hydratation, ce qui contribue à minimiser le retrait de fissuration potentiel. En fonction de la composition des BEVUP et de la température de cure, ce type de béton peut atteindre des résistances à la compression allant de 130 à 230 MPa, des résistances à la flexion supérieures à 20 MPa, des résistances à la traction supérieure à 10 MPa et un module d'élasticité supérieur à 40 GPa. Les performances mécaniques de BEVUP sont améliorées grâce à la réactivité du verre amorphe, à l'optimisation granulométrique et la densification des mélanges. Les produits de déchets de verre dans les BEVUP ont un comportement pouzzolanique et réagissent avec la portlandite générée par l'hydratation du ciment. Cependant, ceci n’est pas le cas avec le sable de quartz ni la poudre de quartz dans le BFUP classique, qui réagissent à la température élevée de 400 °C. L'addition des déchets de verre améliore la densification de l'interface entre les particules. Les particules de déchets de verre ont une grande rigidité, ce qui augmente le module d'élasticité du béton. Le BEVUP a également une très bonne durabilité. Sa porosité capillaire est très faible, et le matériau est extrêmement résistant à la pénétration d’ions chlorure (≈ 8 coulombs). Sa résistance à l'abrasion (indice de pertes volumiques) est inférieure à 1,3. Le BEVUP ne subit pratiquement aucune détérioration aux cycles de gel-dégel, même après 1000 cycles. Après une évaluation des BEVUP en laboratoire, une mise à l'échelle a été réalisée avec un malaxeur de béton industriel et une validation en chantier avec de la construction de deux passerelles. Les propriétés mécaniques supérieures des BEVUP a permis de concevoir les passerelles avec des sections réduites d’environ de 60% par rapport aux sections faites de BC. Le BEVUP offre plusieurs avantages économiques et environnementaux. Il réduit le coût de production et l’empreinte carbone des structures construites de béton fibré à ultra-hautes performances (BFUP) classique, en utilisant des matériaux disponibles localement. Il réduit les émissions de CO[indice inférieur 2] associées à la production de clinkers de ciment (50% de remplacement du ciment) et utilise efficacement les ressources naturelles. De plus, la production de BEVUP permet de réduire les quantités de déchets de verre stockés ou mis en décharge qui causent des problèmes environnementaux et pourrait permettre de sauver des millions de dollars qui pourraient être dépensés dans le traitement de ces déchets. Enfin, il offre une solution alternative aux entreprises de construction dans la production de BFUP à moindre coût.