Energieberatungsbericht zum Gebäude D, Hochschule RheinMain, Wiesbaden

Im Rahmen des vom Hessischen Ministerium der Finanzen geförderten Forschungsprojektes „Bausteine für die CO2-Neutralität im Liegenschaftsbestand hessischer Hochschulen“ wird die neu entwickelte Teilenergiekennwertmethode, kurz TEK - an dem Universitätsgebäude D der Hochschule RheinMain Wiesbaden (1993) in dem Kurt-Schumacher-Ring 18, 65197 Wiesbaden, angewandt. Das Gebäude wird als Labor- und Bürogebäude genutzt und besitzt zusätzlich einen Hörsaal und mehrere Seminarräume. Die Außenfassade besteht größtenteils aus dunkler Eternit-Verkleidung in Kombination mit einer stark geneigten und abgestuften Fassade. Die aus den Analysen gewonnenen Gebäude- und Anlagendaten dienen als Datengrundlage für eine Querschnittsanalyse zum Nichtwohngebäudebestand. Der folgende Kurzbericht umfasst: • Eine kurze Beschreibung des Projektes und des Gebäudes, • die Bewertung des Ist-Zustands des Gebäudes, • die Angabe von Modernisierungsmaßnahmen unter Nennung der Energieeinsparung, der Grobkosten und der sich hieraus ergebenden Wirtschaftlichkeit, • einen Anhang mit ausführlichen Informationen zur Gebäudeanalyse. Der Primärenergiebedarf des Objektes wurde mit 323 kWh/(m²a) unter Berücksichtigung der vorhandenen Nutzung als „mittel“ eingestuft. Im Zuge einer möglichen nötigen Erneuerung der Fenster wird empfohlen dreifachverglaste Fenster mit hochwertigem Rahmen zu verwenden, um die einzige Schwachstelle der Gebäudehülle zu sanieren. Das wirtschaftlichste Einsparpotential liegt in der Modernisierung der Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung, wodurch die Luftwechselrate deutlich reduziert werden kann und somit neben eine Stromersparnis auch der Wärmebedarf zurückgeht. Zusätzlich kann eine Senkung des Stromverbrauchs durch den Einsatz moderner Beleuchtungstechnik mit Präsenzmeldern geschaffen werden. Bei Berücksichtigung aller Maßnahmen zeigt sich eine mögliche jährliche Einsparung von 55.000 Euro bezogen auf die Gesamtkosten. Der ökologische Vergleich zeigt eine Minderung der absoluten CO2-Emissionen um knapp 260 Tonnen pro Jahr.

Energieberatungsbericht zum Universitätsgebäude Technik III/2, Kassel

Im Rahmen des vom Hessischen Ministerium der Finanzen geförderten Forschungsprojektes „Bausteine für die CO2-Neutralität im Liegenschaftsbestand hessischer Hochschulen“ wird die neu entwickelte Teilenergiekennwertmethode, kurz TEK - an dem Universitätsgebäude Technik III/2 in der Kurt-Wolters-Straße 3, 34127 Kassel, angewandt. Das Gebäude von 1995 wird als Labor- und Bürogebäude genutzt und besitzt zusätzlich einen Hörsaal und mehrere Seminarräume. Die Außenfassade besteht aus Aluminiumelementen sowie einem großen Fensteranteil von ca. 60% auf Nord- und Südseite. Die aus den Analysen gewonnenen Gebäude- und Anlagendaten dienen als Datengrundlage für eine Querschnittsanalyse zum Nichtwohngebäudebestand. Der folgende Kurzbericht umfasst: • Eine kurze Beschreibung des Projektes und des Gebäudes, • die Bewertung des Ist-Zustands des Gebäudes, • die Angabe von Modernisierungsmaßnahmen unter Nennung der Energieeinsparung, der Grobkosten und der sich hieraus ergebenden Wirtschaftlichkeit, • einen Anhang mit ausführlichen Informationen zur Gebäudeanalyse. Der Primärenergiebedarf des Objektes wurde mit 243 kWh/(m²a) unter Berücksichtigung der vorhandenen Nutzung als „mittel“ eingestuft. Neben einer neuen Auslegung der Lüftungsanlagen, werden die Sanierung der RLT-Heizung sowie die Anbindung des RLT-Netzes an die bereits installierte Wärmerückgewinnung der Kälteanlage empfohlen. Die in den Laboren eingesetzten und nicht mehr zeitgemäßen Klimageräte sollten einer energetischen Inspektion unterzogen werden, um hohe Verbräuche zu analysieren und zu senken. Zusätzlich kann eine Senkung des Stromverbrauchs durch den Einsatz moderner Beleuchtungstechnik mit Präsenzmeldern geschaffen werden. Bei Berücksichtigung aller Maßnahmen zeigt sich eine mögliche jährliche Einsparung von 63.000 Euro bezogen auf die Gesamtkosten. Der ökologische Vergleich zeigt eine Minderung der absoluten CO2-Emissionen um knapp 300 Tonnen pro Jahr.

Beitrag zu Energieeffizienz und Umweltfreundlichkeit von Kranen für den Binnenschiffs-/Feederumschlag

Grundlage für die Wirtschaftlichkeit internationaler Wertschöpfungsketten ist die Effizienz multimodaler Transportketten. Der Transport von Material und Produkten erfolgt entlang der Kanten von Transportnetzwerken, wobei der Spediteur bestrebt ist, die Effizienz des Transports durch die Nutzung von Skaleneffekte entlang Teilstrecken zu maximieren. Die Knoten der Netzwerke sind Mittel zum Zweck, um die Güter zwischen Transportmitteln „umsteigen“ zu lassen. Waren zunächst rein ökonomischen Kriterien Treiber für den Wechsel des Transportmittels, gewinnen zunehmend ökologische Anforderungen an Relevanz: Die Transportketten sollen nicht nur wirtschaftlich darstellbar sein, sondern vernünftigerweise auch noch über einen möglichst „grünen Fußabdruck“ verfügen. Gegenstand der folgenden Betrachtungen sind in diesem Zusammenhang die Umschlagprozesse in den Knoten des Transportnetzwerks, speziell in Feeder- und Binnenschiffterminals. Es sollen Antworten gegeben werden auf die Fragen, inwieweit die Wahl des Primärantriebs von Kranen Einfluss auf Energieverbrauch und Umweltfreundlichkeit des Güterumschlags hat und welchen Zusatznutzen in diesem Zusammenhang die Rekuperation eingeprägter Energien während des Umschlagprozesses bringt.

Zielgerechte Logistikkonzepte in Betrachtung von LNG- Umschlageplätzen unter Berücksichtigung von Industrie 4.0

Logistikkonzepte in der Spedition und Transportgewerbe spielen heutzutage eine immer wichtigere Rolle, um Lohnnebenkosten so niedrig wie möglich zu halten. Gerade in der Spedition entsteht ein Zusammenspiel aus zeitnaher Lieferung von Konsumgütern und Optimierung der Lagerhaltungskosten bei dem die modulare Integration von Logistik, Informationstechnischen Systemen und vernetzter Kommunikation eine ganz spezifische Rolle hat. Anbindung von der Industrie zum Kunden wird dadurch immer mehr verstärkt, wobei sich somit dies zusehends zu einem Technologietransfer der Industrie 4.0 entwickelt. Die deutsche Wirtschaft steht augenblicklich am Übergabepunkt zur virtuellen Revolution im Industriezeitalter.

Systemische Betrachtung der Zusammenhänge und Auswirkungen von Planungsalternativen auf die Gesamtenergiebilanz von Logistikzentren

Logistikzentren müssen zukünftig eine hohe Gesamtenergieeffizienz aufweisen und zu einem hohen Anteil mit Energie aus erneuerbaren Quellen versorgt werden. Um die Stellschrauben zur Senkung des Energiebedarfs als auch der CO2-Emissionen in Logistikzentren zu identifizieren, werden Auswirkungen von energieeffizienten Planungsalternativen aus den Bereichen Intralogistik, Gebäudetechnik und -hülle auf die Gesamtenergiebilanz untersucht.

A study of environmental and management drivers of non-co2 greenhouse gas emissions in Australian agro-ecosystems

Australian climate, soils and agricultural management practices are significantly different from those of the northern hemisphere nations. Consequently, experimental data on greenhouse gas production from European and North American agricultural soils and its interpretation are unlikely to be directly applicable to Australian systems.

Quantifying N2O and CO2 emissions from subtropical pasture

Greenhouse gas emissions from a well established, unfertilized tropical grass-legume pasture were monitored over two consecutive years using high resolution automatic sampling. Nitrous oxide emissions were highest during the summer months and were highly episodic, related more to the size and distribution of rain events than WFPS alone. Mean annual emissions were significantly higher during 2008 (5.7 ± 1.0 g N2O-N/ha/day) than 2007 (3.9 ± 0.4 and g N2O-N/ha/day) despite receiving nearly 500 mm less rain. Mean CO2 (28.2 ± 1.5 kg CO2 C/ha/day) was not significantly different (P < 0.01) between measurement years, emissions being highly dependent on temperature. A negative correlation between CO2 and WFPS at >70% indicated a threshold for soil conditions favouring denitrification. The use of automatic chambers for high resolution greenhouse gas sampling can greatly reduce emission estimation errors associated with temperature and WFPS changes.

Raman spectroscopy of hydrogene-arsenate group (AsO3OH) in solid-state compounds: cobalt mineral phase burgessite Co2(H2O)4[AsO3OH]2•H2O

Raman spectrum of burgessite, Co2(H2O)4[AsO3OH]2.H2O was studied, interpreted and compared with its infrared spectrum. The stretching and bending vibrations of (AsO3) and As-OH units together with the stretching, bending and libration modes of water molecules and hydroxyl ions were assigned. The range of O-H...O hydrogen bond lengths was inferred from the Raman and infrared spectra of burgessite. The presence of (AsO3OH)2- units in the crystal structure of burgessite was proved in agreement with its recently solved crystal structure. Raman and infrared spectra of erythrite inferred from the RRUFF database are used for comparison.

How can soil monitoring networks be used to improve predictions of organic carbon pool dynamics and CO2 fluxes in agricultural soils?

Abstract As regional and continental carbon balances of terrestrial ecosystems become available, it becomes clear that the soils are the largest source of uncertainty. Repeated inventories of soil organic carbon (SOC) organized in soil monitoring networks (SMN) are being implemented in a number of countries. This paper reviews the concepts and design of SMNs in ten countries, and discusses the contribution of such networks to reducing the uncertainty of soil carbon balances. Some SMNs are designed to estimate country-specific land use or management effects on SOC stocks, while others collect soil carbon and ancillary data to provide a nationally consistent assessment of soil carbon condition across the major land-use/soil type combinations. The former use a single sampling campaign of paired sites, while for the latter both systematic (usually grid based) and stratified repeated sampling campaigns (5–10 years interval) are used with densities of one site per 10–1,040 km². For paired sites, multiple samples at each site are taken in order to allow statistical analysis, while for the single sites, composite samples are taken. In both cases, fixed depth increments together with samples for bulk density and stone content are recommended. Samples should be archived to allow for re-measurement purposes using updated techniques. Information on land management, and where possible, land use history should be systematically recorded for each site. A case study of the agricultural frontier in Brazil is presented in which land use effect factors are calculated in order to quantify the CO2 fluxes from national land use/management conversion matrices. Process-based SOC models can be run for the individual points of the SMN, provided detailed land management records are available. These studies are still rare, as most SMNs have been implemented recently or are in progress. Examples from the USA and Belgium show that uncertainties in SOC change range from 1.6–6.5 Mg C ha−1 for the prediction of SOC stock changes on individual sites to 11.72 Mg C ha−1 or 34% of the median SOC change for soil/land use/climate units. For national SOC monitoring, stratified sampling sites appears to be the most straightforward attribution of SOC values to units with similar soil/land use/climate conditions (i.e. a spatially implicit upscaling approach). Keywords Soil monitoring networks - Soil organic carbon - Modeling - Sampling design

Influence of biochars on flux of N2O and CO2 from Ferrosol

Biochars produced by slow pyrolysis of greenwaste (GW), poultry litter (PL), papermill waste (PS), and biosolids (BS) were shown to reduce N₂O emissions from an acidic Ferrosol. Similar reductions were observed for the untreated GW feedstock. Soil was amended with biochar or feedstock giving application rates of 1 and 5%. Following an initial incubation, nitrogen (N) was added at 165 kg/ha as urea. Microcosms were again incubated before being brought to 100% water-filled porosity and held at this water content for a further 47 days. The flooding phase accounted for the majority (<80%) of total N₂O emissions. The control soil released 3165 mg N₂O-N/m², or 15.1% of the available N as N₂O. Amendment with 1 and 5% GW feedstock significantly reduced emissions to 1470 and 636 mg N₂O-N/m², respectively. This was equivalent to 8.6 and 3.8% of applied N. The GW biochar produced at 350°C was least effective in reducing emissions, resulting in 1625 and 1705 mg N₂O-N/m² for 1 and 5% amendments. Amendment with BS biochar at 5% had the greatest impact, reducing emissions to 518 mg N₂O-N/m², or 2.2% of the applied N over the incubation period. Metabolic activity as measured by CO₂ production could not explain the differences in N₂O emissions between controls and amendments, nor could NH₄⁺ or NO₃^– concentrations in biochar-amended soils. A decrease in NH₄⁺ and NO₃^– following GW feedstock application is likely to have been responsible for reducing N₂O emissions from this amendment. Reduction in N₂O emissions from the biochar-amended soils was attributed to increased adsorption of NO₃^–. Small reductions are possible due to improved aeration and porosity leading to lower levels of denitrification and N₂O emissions. Alternatively, increased pH was observed, which can drive denitrification through to dinitrogen during soil flooding.

Are low CO2 emitters in rural areas also socially excluded? An empirical investigation of travel diary data from rural Northern Ireland

The reduction of CO2 emissions and social exclusion are two key elements of UK transport strategy. Despite intensive research on each theme, little effort has so far been made linking the relationship between emissions and social exclusion. In addition, current knowledge on each theme is limited to urban areas; little research is available on these themes for rural areas. This research contributes to this gap in the literature by analysing 157 weekly activity-travel diary data collected from three case study areas with differential levels of area accessibility and area mobility options, located in rural Northern Ireland. Individual weekly CO2 emission levels from personal travel diaries (both hot exhaust emission and cold-start emission) were calculated using average speed models for different modes of transport. The socio-spatial patterns associated with CO2 emissions were identified using a general linear model whereas binary logistic regression analyses were conducted to identify mode choice behaviour and activity patterns. This research found groups that emitted a significantly lower level of CO2 included individuals living in an area with a higher level of accessibility and mobility, non-car, non-working, and low-income older people. However, evidence in this research also shows that although certain groups (e.g. those working, and residing in an area with a lower level of accessibility) emitted higher levels of CO2, their rate of participation in activities was however found to be significantly lower compared to their counterparts. Based on the study findings, this research highlights the need for both soft (e.g. teleworking) and physical (e.g. accessibility planning) policy measures in rural areas in order to meet government’s stated CO2 reduction targets while at the same time enhancing social inclusion.

A study of environmental and management drivers of non-CO2 greenhouse gas emissions in Australian agro-ecosystems

Australian climate, soils and agricultural management practices are significantly different from those of the northern hemisphere nations. Consequently, experimental data on greenhouse gas production from European and North American agricultural soils and its interpretation are unlikely to be directly applicable to Australian systems. A programme of studies of non-CO2 greenhouse gas emissions from agriculture has been established that is designed to reduce uncertainty of non-CO2 greenhouse gas emissions in the Australian National Greenhouse Gas Inventory and provide outputs that will enable better on-farm management practices for reducing non-CO2 greenhouse gas emissions, particularly nitrous oxide. The systems being examined and their locations are irrigated pasture (Kyabram Victoria), irrigated cotton (Narrabri, NSW), irrigated maize (Griffith, NSW), rain-fed wheat (Rutherglen, Victoria) and rain-fed wheat (Cunderdin, WA). The field studies include treatments with and without fertilizer addition, stubble burning versus stubble retention, conventional cultivation versus direct drilling and crop rotation to determine emission factors and treatment possibilities for best management options. The data to date suggest that nitrous oxide emissions from nitrogen fertilizer, applied to irrigated dairy pastures and rain-fed winter wheat, appear much lower than the average of northern hemisphere grain and pasture studies. More variable emissions have been found in studies of irrigated cotton/vetch/wheat rotation and substantially higher emissions from irrigated maize.

Environmental factors controlling temporal and spatial variability in the soil-atmosphere exchange of CO2, CH4 and N2O from an Australian subtropical rainforest

The temporal variations in CO2, CH4 and N2O fluxes were measured over two consecutive years from February 2007 to March 2009 from a subtropical rainforest in south-eastern Queensland, Australia, using an automated sampling system. A concurrent study using an additional 30 manual chambers examined the spatial variability of emissions distributed across three nearby remnant rainforest sites with similar vegetation and climatic conditions. Interannual variation in fluxes of all gases over the 2 years was minimal, despite large discrepancies in rainfall, whereas a pronounced seasonal variation could only be observed for CO2 fluxes. High infiltration, drainage and subsequent high soil aeration under the rainforest limited N2O loss while promoting substantial CH4 uptake. The average annual N2O loss of 0.5 ± 0.1 kg N2O-N ha−1 over the 2-year measurement period was at the lower end of reported fluxes from rainforest soils. The rainforest soil functioned as a sink for atmospheric CH4 throughout the entire 2-year period, despite periods of substantial rainfall. A clear linear correlation between soil moisture and CH4 uptake was found. Rates of uptake ranged from greater than 15 g CH4-C ha−1 day−1 during extended dry periods to less than 2–5 g CH4-C ha−1 day−1 when soil water content was high. The calculated annual CH4 uptake at the site was 3.65 kg CH4-C ha−1 yr−1. This is amongst the highest reported for rainforest systems, reiterating the ability of aerated subtropical rainforests to act as substantial sinks of CH4. The spatial study showed N2O fluxes almost eight times higher, and CH4 uptake reduced by over one-third, as clay content of the rainforest soil increased from 12% to more than 23%. This demonstrates that for some rainforest ecosystems, soil texture and related water infiltration and drainage capacity constraints may play a more important role in controlling fluxes than either vegetation or seasonal variability