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Brennstoffzelle für den Rappenecker Hof

Der Rappenecker Hof, ein beliebtes Ausflugsziel etwa eine Wanderstunde von Oberried entfernt, ist nicht an das öffentliche Stromnetz angeschlossen. Bis 1987 versorgte ein Dieselgenerator den Hof mit Strom, danach lieferten eine Photovoltaik- und eine Windkraftanlage zusätzlich Energie. 2002 kam eine moderne Brennstoffzelle hinzu, die im Vergleich zum Dieselgenerator nur halb so viel Energie verbraucht. Anders als Verbrennungsmotoren wandelt sie in einem chemischen Prozess Wasserstoff und Sauerstoff direkt in Strom um. Schadstoffe entstehen keine, das Reaktionsprodukt ist reines Wasser. Bisher kommt der benötigte Wasserstoff noch aus Gasflaschen und muss besonders rein sein. Deshalb ist die Anlage für den Dauerbetrieb noch zu teuer. In Zukunft könnte jedoch auch Wasserstoff aus regenerativen Energiequellen zum Einsatz kommen und die Technik noch effizienter und umweltfreundlicher machen.

Wissenschaftler vom Fraunhofer Institut für solare Energiesysteme (ISE) überwachten die Anlage aus der Ferne, so dass für die Hofbesitzer kaum Wartungsaufwand anfiel.

Mit der Kombination von Brennstoffzelle und Wind- und Sonnenenergie ist der Rappenecker Hof ein Beispiel für eine autarke und umweltfreundliche Energieversorgung.

Projektdaten

Projektnummer 2002-15
Projektart Forschung und Studien
Projektträger Fraunhofer ISE
Laufzeit Februar 2003 bis Januar 2006
Zuschuss 250.000

Ihre Ansprechpartner

Richard Tuth

Richard Tuth

Innovationsfonds Klima- & Wasserschutz

T: 0761-279-29 84

E-Mail: richard.tuth@badenova.de

Michael  Artmann

Michael Artmann

Innovationsfonds Klima- & Wasserschutz

T: 0761-279-22 53

E-Mail: michael.artmann@badenova.de

Einblicke in weitere Förderprojekte:

Standortbezogene Minimierungsstrategie für den Metaboliten-Eintrag ins Grundwasser
Freiburg

Minimierung von Pflanzenschutzmittelabbauprodukten im Grundwasser

Nicht nur Pflanzenschutzmittel, sondern auch deren Abbauprodukte, sogenannte Metabolite, sind potentielle Schadstoffe, die ins Grund- und Trinkwasser gelangen können. Verbesserte Analysemethoden machten es in den letzten Jahren möglich, eine steigende Anzahl an Metaboliten im Boden und Grundwasser nachzuweisen. Über die Entstehung, das Verhalten und die Auswirkungen dieser Metaboliten ist jedoch recht wenig bekannt. Langfristige, vergleichende und flächendeckende Untersuchungen liegen noch kaum vor, genauso wenig wie standardisierte Verfahren, um Bodenproben quantitativ auf eine große Anzahl an Metaboliten zu untersuchen. Das Projekt von badenova und dem DVGW-Technologiezentrum Wasser (TZW) in Karlsruhe setzte hier an und untersuchte beispielhaft zwei Grundwassergebiete in Südbaden. Mit den Ergebnissen entstanden verallgemeinernde Modelle und Handlungsempfehlungen. Ziel war es, nicht nur das Vorkommen, sondern den gesamten Entstehungs- und Versickerungsprozess hinsichtlich Ausgangsstoffen, Bodenbeschaffenheit, Eintragswegen und Umweltfaktoren zu erfassen. Hierfür entwickelten die Projektpartner die vorhandene Boden- und Wasseranalytik im Labor sowie in den beiden Untersuchungsgebieten – den Wassereinzugsgebieten Hausen und Ebnet – weiter. Diese beiden Gebiete weisen eine sehr unterschiedliche Belastung an Metaboliten auf, was, wie sich im Projektverlauf herausstellte, mit der unterschiedlichen landwirtschaftlichen Nutzung und damit verbundenen Einsatz von Pflanzenschutzmitteln, dem unterschiedlichen Humusgehalt der Böden sowie dem Grundwasserneubildungverhalten erklärbar ist. Diese Ergebnisse und Einflussfaktoren sind auf andere Wassereinzugsgebiete übertragbar und machen es möglich, das Vorkommen von Metaboliten räumlich und zeitlich vorherzusagen und mögliche Problemgebiete zu identifizieren. Außerdem erstellten die Projektpartner einen Maßnahmenkatalog für Wasserversorger und Landwirtschaft, um den Eintrag von Metaboliten ins Grundwasser in Zukunft zu minimieren. Hierzu gehören ein verbessertes Monitoring, eine optimierte Zusammenarbeit zwischen Behörden, Landwirtschaft und Wasserversorgern und nicht zuletzt eine breitere Betrachtung von Metaboliten bei der Zulassung von Pflanzenschutzmitteln. Drei wesentliche Erkenntnisse: •Die Flächennutzungen und der damit verbundene Pflanzenschutzmitteleinsatz bestimmen den Eintrag von Metaboliten ins Grundwasser. •Weitere wichtige Einflussfaktoren auf das Versickerungsverhalten sind der Humusgehalt der Böden und die Grundwasserneubildungsrate. Niedrige Humusgehalte und eine geringe Grundwasserneubildungsrate begünstigen eine höhere Belastung des Grundwassers mit PSM-Metaboliten. •Die Gehalte an PSM-Metaboliten an den Modellstandorten bilden die Nutzungen dort sehr gut ab und lassen die Verlagerung in tiefere Horizonte erkennen.

Bau einer Klimaneutralen Feuerwache mit integriertem Betriebshof und Aufbau eines Qualitätsmanagements
Weil am Rhein

Klimaneutrale Feuerwache

Innovative, klimafreundliche Gebäude sind in der Praxis oft weniger energieeffizient als geplant. Das liegt einerseits häufig am Nutzerverhalten, zum anderen sind für solche Pilotprojekte wegen fehlender Vergleichsdaten Prognosen meist nur schwer möglich. Beim Neubau ihrer Feuerwache hat die Stadt Weil diese Problematik erkannt und ergänzte ihr Konzept eines klimaneutralen Gebäudes mit einem Qualitätsmanagement. Damit die Neuerungen optimal griffen, überwachten und analysierten Experten das Verbrauchsverhalten, deckten Fehler auf oder schulten und berieten die Nutzer. Der Neubau ersetzt fünf Altbauten mit schlechter Energiebilanz und integriert gleichzeitig den städtischen Betriebshof. Eine Grundwasserwärmepumpe, eine thermische sowie eine photovoltaische Solaranlage decken den Energiebedarf, der 30 Prozent unter den aktuellen Standards liegt. Obwohl der Strombedarf durch Maschinen und Geräte groß ist, deckt die Fotovoltaikanlage die Hälfte davon. Weiterhin sparen die Weiler Energie, in dem sie auf ein zentrales Warmwassernetz verzichten und das Wasser dezentral erwärmen. Das verhindert nicht nur, dass Wärme im Netz verloren geht, sondern ist außerdem besonders hygienisch. Die Toiletten nutzen Grauwasser, außerdem sammelt ein Zisternensystem Regen. Die klimaneutrale Feuerwache, die pro Jahr 95 Tonnen CO2 einspart, demonstriert, wie ein wohlüberlegtes Qualitätsmanagement über die Bauphase hinaus klimafreundliche Techniken noch optimiert.

Aufklärung der Quellen und Eintragspfade für Chromat im Rohwasser von Trinkwasserversorgern im südlichen Oberrheingraben und Ableitung von Handlungsempfehlungen zu ihrer Beseitigung
Freiburg

Aufklärung der Quellen für Chromat im Rohwasser von Trinkwasserversorgern

Chrom kommt in der Natur vor allem in zwei Formen vor, einer harmlosen dreiwertigen und einer krebserregenden sechswertigen, dem sogenannten Chromat. Der Grenzwert für alle Chromverbindungen im Trinkwasser liegt bei 50 Mikrogramm pro Liter und wird von deutschen Wasserversorgern weit unterschritten. Aus neueren Studien gibt es Hinweise, dass Chromat auch schon in geringeren Mengen schädlich sein könnte. Aus diesem Grund findet derzeit eine Diskussion über die Bewertung des Vorkommens von Chromat in Roh- und Trinkwässern statt. Bisher ist aber noch unklar, wie und wo genau, Chromat ins Grund- und Trinkwasser gelangt. Chromverbindungen kommen natürlich in der Umwelt vor, werden aber auch in der Industrie, zum Beispiel in der Stahl- und Autoindustrie, eingesetzt. BnNetze und das Karlsruher Technologiezentrum Wasser untersuchten mögliche Eintragswege nun für die Region Oberrhein in einer regional hochauflösenden Studie und erarbeiteten Handlungsempfehlungen, um die Belastungen mit Chromat zu reduzieren. In einem ersten Schritt untersuchten die Wissenschaftler Wasserproben von Wasserversorgern aus der Region. So können sie feststellen, wo die Chromatbelastung besonders hoch ist und anschließend untersuchen, woher diese stammt. Recherchen in der Fachliteratur und bei den Gemeinden sowie in geologischen Karten und Gutachten gaben weitere Hinweise auf mögliche Chromatquellen in Natur und Industrie, z. B. aus alten Mülldeponien. Diese Daten sowie Messergebnisse für Bodenproben aus dem Untersuchungsgebiet dienten anschließend als Grundlage für ein Monitoringprogramm, das die Chromatbelastung über den Zeitraum von einem Jahr aufzeichnete und damit Aussagen über die aktuelle Belastung ermöglicht. Laborversuche simulierten außerdem den Weg von Chromat vom Boden ins Grundwasser. Genau zu wissen, wo und warum Chromat ins Wasser gelangt, ist deshalb besonders wichtig, weil die Wasserwerke momentan über keine Methoden verfügen, um die Belastungen zu reduzieren. Mit ihrem Projekt tragen bnNetze und das Technologiezentrum Wasser deshalb dazu bei, das Grundwasser zu schützen und das Trinkwasser sicherer zu machen. Darstellung dreier wesentlicher Erkenntnisse aus dem Projekt Die Konzentrationen an sechswertigem Chrom liegen in den untersuchten Grundund Quellwässern des Oberrheingrabens zwischen < 0,02 und 3 μg/L. In Relation zum derzeit gültigen Grenzwert von 50 μg/L sind diese Konzentrationen von untergeordneter Relevanz. Sollte dieser Wert jedoch verringert werden, könnte die Bedeutung für das Trinkwasser zunehmen. Das Vorkommen von überdurchschnittlich hohen Chromkonzentrationen ist in den meisten Fällen geogen bedingt. Verantwortlich sind vor allem vulkanische Gesteine, Muschelkalk und tertiäre Gesteine. Neben den geologischen Gegebenheiten beeinflussen aber auch die lokalen Redox-Verhältnisse die Freisetzung von sechswertigem Chrom. In einzelnen Fällen können auch anthropogene Belastungen der Ursprung überdurchschnittlicher Chromgehalte im Grundwasser sein. Im Einzugsgebiet des Wasserwerks Hausen ist die Altlast Parksiedlung eine Quelle für Chrom im Grundwasser.