Ressourceneffizienz: Schlüsseltechnologien für Wirtschaft und Gesellschaft
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| Format: | Book |
| Language: | German |
| Published: |
Berlin
Springer Vieweg
[2017]
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| Edition: | 1. Auflage |
| Series: | Fraunhofer-Forschungsfokus
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INHALTSVERZEICHNIS
1 DIE
FRAUNHOFER-MISSION.
1
1.1 FRAUNHOFER FORSCHT FUER DIE
ANWENDUNG. 1
1.2 F ORSCHUNGSTHEMEN IM F
OKUS. 2
1.2.1 RESSOURCENEFFIZIENZ
. 2
1.2.2 DIGITALISIERUNG UND
RESILIENZ. 3
1.2.3 LIFE SCIENCES
.
5
1.3 UNSERE
VERANTWORTUNG.
6
2 ENERGIE UND
ROHSTOFFE.
9
2.1 FOSSILE ENERGIEN IM WANDEL
. 9
2.2 REGENERATIVE ENERGIEQUELLEN AUF ERFOLGSKURS
. 11
2.3 ROHSTOFFE: GEWINNEN, RECYCELN, ERSETZEN
. 14
2.4 EFFIZIENZTECHNOLOGIEN: VERMEIDEN STATT VERBRAUCHEN
.
16
2.5 MOBILITAET MIT SINN FUER RESSOURCEN
. 18
2.6
AUSBLICK.
20
3 LEISTUNGSZENTRUM
NACHHALTIGKEIT.
23
3.1 WIE FUNKTIONIERT EIN
LEISTUNGSZENTRUM?. 24
3.2 NACHHALTIGKEITSFORSCHUNG IN FREIBURG
. 26
3.3 FORSCHUNGSTHEMEN DES LEISTUNGSZENTRUMS NACHHALTIGKEIT
.
28
3.4 ANKERPROJEKTE UND IHRE
ZIELE. 30
3.4.1 DAS TECH CENTER
I-PROTECT. 30
3.5 PILOTPROJEKTE UND IHRE
ZIELE. 33
3.5.1 ACTIPIPE: AKTIVE HEATPIPES ZUR NACHHALTIGEN KUEHLUNG
---
34
3.5.2 GLOBE SOLAR: EIN KLASSIFIKATIONSSYSTEM FUER
SOLARTECHNISCHE
MATERIALIEN. 34
3.5.3 G-ONET: GRAPHEN-ORGANISCHE NETZWERKE FUER
SUPERKONDENSATOREN.
35
3.5.4 DAS HYC02-NETZWERK: DIE HYDROGENIERUNG VON C02 ZU
FLUESSIGKRAFTSTOFFEN.
35
3.5.5 LEICHTBAUMATERIALIEN MIT GESTEIGERTER FESTIGKEIT
.
36
3.5.6 LIGNIN ALS BASIS FUER
KUNSTSTOFF. 36
3.5.7 MULDISCAN: MULTI-DIMENSIONALE ERFASSUNG VON
UMWELTDATEN
.
37
3.5.8 NALUWILES: EFFIZIENZVERBESSERUNG VON LEDS UND
SOLARZELLEN.
37
3.5.9 RESILIENZMASSE ZUR OPTIMIERUNG TECHNISCHER SYSTEME
.
38
3.5.10 SELBSTREPARIERENDE WERKSTOFFE
.
39
3.5.11 SUSCOMP: MOLEKULARE VERBUNDWERKSTOFFE FUER DEN
LEICHTBAU
.
40
3.5.12 SUSLIGHT: NACHHALTIGE BELEUCHTUNG DURCH LEDS
.
40
3.6 DAS INSTITUT FUER NACHHALTIGE TECHNISCHE SYSTEME (INATECH)
---
41
3.7 SUSTAINABILITY SUMMIT FREIBURG
. 42
3.8
AUSBLICK.
44
4 FORSCHUNGSPROJEKT KOMBIKRAFTWERK 2
. 45
4.1
EINLEITUNG.
46
4.2 DAS REGENERATIVE
KOMBIKRAFTWERK. 48
4.3
SIMULATIONSMODELL.
48
4.4 NETZSTABILITAET UND SYSTEMDIENSTLEISTUNGEN
.
50
4.4.1 FREQUENZHALTUNG UND REGELLEISTUNGSBEREITSTELLUNG
.
51
4.4.2 SPANNUNGSHALTUNG UND BLINDLEISTUNGSMANAGEMENT
.
53
4.4.3 NETZENGPASSMANAGEMENT
. 54
4.5 SCHLUSSFOLGERUNGEN UND EMPFEHLUNGEN
.
56
5 VERBUNDPROJEKT SYSTEMFORSCHUNG ELEKTROMOBILITAET
.
59
5.1 MIT STROM IN DIE ZUKUNFT
FAHREN. 60
5.1.1 KLIMASCHUTZ ALS TREIBER DER ELEKTROMOBILITAET
.
61
5.1.2 ELEKTROFAHRZEUGE IM VERKEHRSSYSTEM
.
62
5.2 BESONDERE HERAUSFORDERUNGEN DER ELEKTROMOBILITAET
.
63
5.3 EINRICHTUNG DES
LEITPROJEKTS.
66
5.4 CLUSTER ANTRIEBSSTRANG UND FAHRWERK
.
68
5.4.1 ZIELSTELLUNG DES
CLUSTERS. 68
5.4.2 LOESUNGSANSAETZE: RADNABENMOTOR UND ADAPTIVES
FAHRWERK.
69
5.5 CLUSTER BATTERIESYSTEM UND RANGE EXTENDER
.
75
5.5.1 ZIELSTELLUNG DES
CLUSTERS. 75
5.5.2
LEICHTBAU-BATTERIESYSTEM.
76
5.5.3 EXTREM ROBUSTER HOCHLEISTUNGSSPEICHER FUER DIE
ELEKTROMOBILITAET.
80
5.5.4 FLEXIBLES BATTERIEMANAGEMENT-SYSTEM FUER KOMPLEXE
BATTERIESYSTEME
. 82
5.5.5 BRENNSTOFFZELLEN ALS RANGE-EXTENDER
.
85
5.5.6 SPANNUNGSWANDLER ZWISCHEN RANGE EXTENDER UND
HOCHVOLTBATTERIE.
90
5.5.7 KOMPAKTER RANGE EXTENDER
. 92
5.6 CLUSTER BAUWEISEN UND
INFRASTRUKTUR. 95
5.6.1 ZIELSTELLUNG DES
CLUSTERS. 95
5.6.2 PROJEKT 1: HOCHINTEGRIERTE BODENGRUPPE
.
95
5.6.3 PROJEKT 2:
LEICHTBAUKAROSSERIE. 97
5.6.4 PROJEKT 3: BIDIREKTIONALES LADEN
. 98
5.6.5 PROJEKT 4:
FLAECHENHEIZUNG.100
5.6.6 PROJEKT 5: INNENRAUMAKUSTIK UND SOUNDDESIGN FUER
E-F
AHRZEUGE.101
5.6.7 PROJEKT 6: KOMMUNIKATIONSGATEWAY
.
102
5.6.8 PROJEKT 7: AUTONOMES
FAHREN.103
5.7
AUSBLICK.104
6 FORSCHUNGSPROJEKT
SAFETE-CAR.107
6.1 EINLEITUNG
.
108
6.2 TECHNOLOGISCHE BESONDERHEITEN VON ELEKTROFAHRZEUGEN IM
KONTEXT VON RETTUNGS- UND PANNENDIENSTLEISTUNGEN
.
109
6.2.1 UEBER DEN UMGANG MIT ELEKTROFAHRZEUGEN BEI NICHT
GEPLANTEN BETRIEBSZUSTAENDEN - ERGEBNISSE EINER
EMPIRISCHEN
ANALYSE.111
6.2.2 NEUE PROZESSE FUER NEUE DIENSTLEISTUNGEN
.
114
6.3
AUSBLICK.116
7 E-BUS OHNE FAHRLEITUNG
.119
7.1
EINLEITUNG.119
7.1.1 DIE WURZELN DES
ELEKTROAUTOS.120
7.1.2 RENAISSANCE DER
E-MOBILITAET.120
7.2 DIE AKTUELLE TECHNIK:
HYBRIDBUSSE.121
7.3 EINE LOESUNG FUER E-BUSSE: DAS DOCKING-PRINZIP
.
123
7.3.1 BATTERIE, SCHWUNGRAD UND HOCHLEISTUNGSKONDENSATOR
----
124
7.3.2 LADESYSTEM FUER HOECHSTE LEISTUNG
.
125
7.4
FAZIT.126
8 FUNKTIONSINTEGRIERTER
LEICHTBAU.127
8.1 HANDLUNGSFELD
LEICHTBAU.127
8.2 HOCHDRUCK-RESIN TRANSFER MOLDING (HP-RTM)
.
128
8.2.1
PROZESS.129
8.2.2 METHODEN ZUR SIMULATION DES RTM-VERFAHRENS
.
132
8.3 NASSPRESSEN
.136
8.4 THERMOPLASTISCHE TAPES IN KOMBINATION MIT LFT-D
.
137
8.4.1
PROZESS.137
8.4.2 METHODEN ZUR SIMULATION DES KOMBINIERTEN TAPE-/D-LFT-PRO
ZESSES
.139
9 FRAUNHOFER LEITPROJEKT E3-PRODUKTION
.145
9.1
EINLEITUNG.146
9.2
GRUNDLAGEN.147
9.3 EFFIZIENTE TECHNOLOGIE - ULTRAKURZE PROZESSKETTEN
.
149
9.3.1
BEWERTUNGSMODELL.149
9.3.2 SOFTWAREBASIERTE BEWERTUNGSMETHODIK
.
150
9.3.3 ADDITIVE FERTIGUNG YYVOM PULVER ZUM FERTIGTEIL66
.
151
9.3.4 DIRECT SHEET MOLDING COMPOUND-PROZESS
.
152
9.3.5 UMFORMBASIERTE PROZESSKETTE
.
153
9.3.6 INTEGRIERTE VERFAHRENSTECHNIK
.
155
9.3.7 RESSOURCENOPTIMIERTES PRODUKTDESIGN
.
156
9.4 ENERGIEOPTIMIERTE
FABRIK.158
9.4.1 NACHHALTIGKEITS- UND NUTZENBEWERTUNG VON PRODUKTIONEN . 158
9.4.2 ENERGIE- UND RESSOURCENADAPTIVE PRODUKTIONSSYSTEME . 159
9.4.3 EMISSIONSOPTIMIERTE PRODUKTIONSSTAETTEN
.
160
9.4.4 INTEGRALES STOFFSTROM- UND ENERGIEMANAGEMENT
.
162
9.5 ERFOLGSGARANT
MENSCH.162
9.5.1 INDUSTRIE 4.0 IN PRODUKTION UND LOGISTIK
.
163
9.5.2 ASSISTENZSYSTEME FUER DIE PRODUKTION
.
165
9.6
DEMONSTRATOREN.167
9.6.1 DIGITALE ENGINEERINGPLATTFORM
.
167
9.6.2 E3-FORSCHUNGSFABRIK
.168
9.6.3 ASSISTENZSYSTEME FUER DIE PRODUKTION
.
170
9.6.4 PRODUKTIONSLOGISTIK PLANEN UND STEUERN 4.0
.
171
9.7 GUTE AUSSICHTEN FUER PRODUKTION UND LOGISTIK
.
172
10 INNOVATIONSALLIANZ YYGREEN CARBODY TECHNOLOGIES66 - INNOCAT
---
175
10.1
EINLEITUNG.175
10.2 DIE INNOCAT-REFERENZFABRIK UND DIE
INNOCAT-REFERENZKAROSSERIE
.
177
10.3 ERGEBNISSE
.177
10.3.1
PROZESSSTABILITAET.179
10.3.2 RESSOURCENEFFIZIENTE UMFORMMASCHINE
.
181
10.3.3 BLECHWARMUMFORMUNG
.
184
10.3.4 VERSCHLEISSREDUKTION VON TIEFZIEHWERKZEUGEN
.
185
10.3.5
VORRICHTUNGSJUSTAGE.187
10.3.6 KONFIGURIERBARES ENERGIEMANAGEMENT
.
189
10.3.7 LACKVERLUSTFREIES BESCHICHTEN
.191
10.4
AUSBLICK.193
11 LEITPROJEKT YYSTROM ALS ROHSTOFF6
.197
11.1 WARUM STROMBASIERTE PRODUKTIONSVERFAHREN?
.
198
11.2 STROM UND KOHLENSTOFFDIOXID ALS ROHSTOFFE: CHANCEN UND
HERAUSFORDERUNGEN.201
11.2.1 DIE ENERGIEWENDE IN DEUTSCHLAND:
REGENERATIVER STROM UND FLUKTUIERENDES ENERGIEANGEBOT . .201
11.2.2 DIE RENAISSANCE DER ELEKTROCHEMIE
.
206
11.2.3 SYSTEMKOPPLUNG ENERGIE UND CHEMIE:
NEUE ELEKTROCHEMISCHE SYNTHESEROUTEN.207
11.3 STRUKTUR DES LEITPROJEKTS YYSTROM ALS ROHSTOFF6
.
213
11.4 EFFIZIENTE ELEKTROCHEMIE FUER NACHHALTIGE CHEMIEPRODUKTE:
ERSTE
ERGEBNISSE.215
11.5
AUSBLICK.230
12 FRAUNHOFER-INNOVATIONSCLUSTER
ER-WIN.239
12.1 ER-WIN AUS SACHSEN-ANHALT FUER DIE WELT VON MORGEN
.
240
12.2 ER-WIN BEGEISTERT SPIELEND
.
241
12.2.1 PLANSPIEL PHASE 1: YYIDENTIFIZIEREN"
.
242
12.2.2 PLANSPIEL PHASE 2: YYFORMATIEREN"
.
243
12.2.3 PLANSPIEL PHASE 3: YYFLEXIBILISIEREN"
.245
12.3 ER-WIN MACHT WEITER
.
247
13 INNOVATIONSNETZWERK MORGENSTADT: CITY INSIGHTS
.251
13.1 DIE STADT ALS GESUNDER ORGANISMUS
.
252
13.2 SYSTEMANSATZ MORGENSTADT
.
253
13.2.1 DIE MORGENSTADT-INITIATIVE
.
255
13.2.2 DAS MORGENSTADT-FRAMEWORK
.
258
13.3 EIN PRAXISBEISPIEL AUS DER MORGENSTADT
.
265
13.3.1 ANALYSE DER PRAGER INDIKATOREN
.
266
13.3.2 ANALYSE DER PRAGER HANDLUNGSFELDER
.268
13.3.3 ANALYSE DER PRAGER WIRKFAKTOREN
.
269
13.4 LIVING
LABS.271
13.5 FAZIT: DIE STADT ALS GESUNDER ORGANISMUS
.
276
14 LEISTUNGSZENTRUM ELEKTRONIKSYSTEME LZE
.
281
14.1 AUF ZU NEUEN
UFERN.283
14.2 ENERGIEAUTARKES ASSET-TRACKING-SYSTEM
.284
14.2.1 ORTUNGSTECHNOLOGIE FUER DIE
LOGISTIK.285
14.2.2 ENERGIEAUTARKE
FUNKTECHNOLOGIE.287
14.3 LOW-POWER-ELEKTRONIK FUER SPORT- UND FITNESSANWENDUNGEN
.
289
14.3.1 DAS
FITNESSSHIRT.289
14.3.2 IM FOKUS:
ENERGIEEFFIZIENZ.291
14.3.3 DATEN FUER DIE
GESUNDHEIT.292
14.4 MIT GLEICHSTROM ZU MEHR
EFFIZIENZ.293
14.4.1 GLEICHSTROM ALS RUECKGRAT DER ENERGIEVERSORGUNG
.
294
14.4.2 NEUE KONZEPTE ZUR
ENERGIESPEICHERUNG.295
14.5 KONTAKTLOSE ENERGIE- UND
DATENUEBERTRAGUNG.297
14.5.1 NEUE FREIHEITSGRADE DURCH INDUKTIONSTECHNOLOGIE
.
298
14.5.2 INDUKTIVE STECKVERBINDUNGEN FUER VIELFAELTIGE
ANWENDUNGSGEBIETE.300
14.6 FAZIT
.301
15 LEITPROJEKT YYKRITIKALITAET SELTENER ERDEN66
.
303
15.1 SELTEN, ABER WICHTIG: HIGHTECH-METALLE
.304
15.2 BESONDERE HERAUSFORDERUNGEN
.304
15.3 DAS LEITPROJEKT YYKRITIKALITAET SELTENER ERDEN"
.306
15.3.1 TEILNEHMENDE INSTITUTE UND IHRE AUFGABEN
.
306
15.3.2
HUNDERT-PROZENT-SUBSTITUTION.308
15.3.3 PROZESSOPTIMIERUNG IN INDUSTRIELLER FERTIGUNG
.
309
15.3.4 UNTERSUCHUNG UND OPTIMIERUNG VON DEMONSTRATOREN
.
311
15.3.5 DESIGN FOR
RECYCLING.312
15.3.6 BEGLEITSTUDIEN, MAERKTE UND
UMWELT.315
15.4 LOESUNGSANSAETZE
.316
15.5
AUSBLICK.320
16 NATURKAUTSCHUK AUS RUSSISCHEM LOEWENZAHN
.
323
16.1 HINTERGRUND
.324
16.2
HERAUSFORDERUNGEN.326
16.2.1 ZUECHTUNG ERTRAGSOPTIMIERTER LOEWENZAHNPFLANZEN
.
326
16.2.2 EXTRAKTION VON NATURKAUTSCHUK AUS RUSSISCHEM
LOEWENZAHN.328
16.3 FAZIT UND
AUSBLICK.329 |
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