Nachhaltigkeit

Aktuelle Forschungsprojekte mit Fokus auf Nachhaltigkeit

• Ressourcen- und Energieeffizienz

  

  IMProvT II – Intelligente Messverfahren zur energetischen Prozessoptimierung von Trinkwasserbereitstellung

  Das Verbundprojekt IMProVt II (Intelligente Messverfahren zur Prozessoptimierung von Trinkwasserbereit-stellung und Verteilung) entwickelt eine zentrale Open-Source Digitalisierungsplattform für die Wasserwirtschaft mit dem Ziel, technische Prozesse und Verfahren der Wasseraufbereitung und -verteilung zu erfassen, zu steuern und zu regeln, um deren Energie- und Ressourcenverbrauch nachhaltig zu senken. Dazu wird eine Plattform erstellt, die von Datenanalyse-Services basierend auf Verfahren künstlicher Intelligenz verwendet wird. Dabei werden die Ziele der automatisierten Energieanalyse der Wasserförderung und -verteilung, der gleichmäßigen energieeffizienten Wasserförderung und - verteilung und der automatisierten, bedarfsorientierten und energieeffizienten Fahrweise der Wasserwerke verfolgt. Diese Ziele entsprechen Use-Cases der industriellen Praxispartner und erfordern neue Geschäftsmodelle, die ebenfalls im Rahmen des Projektes entwickelt und analysiert werden.

  

  Intelligente Planung und Betriebsführung von Stromnetzen

  Wie können Algorithmen basierend auf künstlicher Intelligenz (KI) die Planung und Betriebsführung von Stromnetzen auf Verteilnetzebene und von Microgrids („Inselnetzen“) unterstützen? Die Frage steht im Zentrum des Forschungsprojekts AI4Grids, gefördert als KI-Leuchtturmprojekt des Bundesministeriums für Umwelt, Naturschutz, nukleare Sicherheit und Verbraucherschutz. Ziel ist, die für die Energiewende benötigten Erzeuger und Verbraucher in Zukunft mittels intelligenter Netzbetriebsführung effizient in das Mittel- und Niederspannungsnetz zu integrieren.

   

  

  Mit Künstlicher Intelligenz zur klimaneutralen Produktion

  Am Beispiel der FONDIUM Singen GmbH wollen Forscher*innen der HTWG Möglichkeiten aufzeigen, wie mithilfe datengestützter Algorithmen (maschinelles Lernen) zur Vorhersage und Betriebsführung die Dekarbonisierung in der energieintensiven Industrie modelliert und so die Umsetzung einer klimaneutralen Produktion unterstützt werden kann. Ziel ist mit einer KI unterstützten optimalen Produktionsplanung eine effektive und ökonomische Emissionsreduktion zu erreichen. Dabei werden Sektorenkopplung, regenerative Energieerzeugung und Speichertechnologien miteinbezogen. Das so erreichte modulare Design soll dann auf verschiedene Unternehmen übertragbar sein. Das Projekt DeepCarbPlanner wird von der Carl-Zeiss-Stiftung gefördert.

   

  

  Ökologischer Fußabdruck breiter gedacht

  CO2-Rechner helfen, den ökologischen Fußabdruck zu berechnen, vorwiegend auf der Grundlage unseres Konsums und unserer Mobilität. Aber was ist eigentlich mit unserem Internetkonsum? Auch die Herstellung der Geräte, mit denen wir im Internet unterwegs sind und die Daten, die wir mit ihnen verarbeiten, verursachen CO2. Die meisten Fußabdruckrechner vernachlässigen das aber. Ein interdisziplinäres Projekt der HTWG Konstanz und der Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaft (ZHAW) untersucht das Thema im Projekt OFAR4All – Onlinezeiten-Fußabdruckrechner.

   

  

  Minimierung des Kühlenergiebedarfs von Nichtwohngebäuden

  In dem vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz geförderten Verbundprojekts „MiniKueWeE“ werden in Teilprojekt der HTWG verschiedene Technologien und Systeme zur Abwärmenutzung mit dem Ziel untersucht werden, durch Synergieeffekte die Nutzung von erneuerbaren Energien im Gebäudebereich, speziell im Bereich Bürogebäude/Funktionsgebäude zu erhöhen. Für eine effiziente Nutzung wird eine vorausschauende Regelung erforscht und entwickelt. Mögliche Eingangsparameter für die datenbasierten Modelle bilden dabei Daten der Projektpartner aus bereits realisierten Anlagen.

   

  Potential von IR-Heizsystemen für hocheffiziente Wohngebäude

  Hier soll das Potenzial von Infrarot-Heizsystemen im hocheffizienten Wohnungsbau bewertet werden. Mittels Pilotprojekt und Labormessungen sowie ergänzenden Simulationen werden neue Grundlagen für die ökologische, wirtschaftliche und planerische Einordnung ermittelt. Parallel wurde im Realbetrieb die wechselseitige Beziehung zwischen Heizsystem und Nutzer untersucht, um den Einfluss auf die Behaglichkeit sowie das Potenzial der Energieeinsparung durch optimiertes Nutzerverhalten zu erörtern (Suffizienzpotenzial).

  Das Projekt wird gefördert durch: Forschungsinitiative Zukunft Bau, Bundesinstitut für Bau-, Stadt- und Raumforschung im Bundesamt für Bauwesen und Raumordnung

   

• Ressourcensparendes Bauen und zukunftsorientierte Stadtplanung

  

  Recycling von Post Consumer-Flachglasabfällen aus dem Gebäudesektor in Baden-Württemberg

  Während für Behälterglas ein lang etabliertes Recyclingsystem besteht, gibt es kein vergleichbar etabliertes System für Flachglas. Insbesondere Abfälle aus Sanierung und Abbruch werden nicht systematisch erfasst. Im Auftrag der Landesanstalt für Umwelt Baden-Württemberg untersuchen Prof. Richard Erpelding und Kollegen den Status Quo und darauf aufbauend technische Möglichkeiten, Flachglasabfälle hochwertig aufzubereiten und zu verwerten.

  

  Stuttgart 210

  Ein interdisziplinäres Team unter Beteiligung der HTWG im Rahmen des Forschungsprojekts Stuttgart 210 forscht daran, wie Elemente wiederverwendet werden können, die für den Bau des Stuttgarter Hauptbahnhofs zum Einsatz kamen. Das Projekt wird vom Ministerium für ländlichen Raum und Verbraucherschutz Baden-Württemberg (MLR) im Rahmen der Holzbauoffensive finanziert

  

  Unterstützung für Kommunen bei der Klimafolgenanpassung

  Städte in Deutschland sind in der Regel nicht auf die klimatischen Verhältnisse vorbereitet, die der Klimawandel erwarten lässt. In der Fakultät Bauingenieurwesen leistet die HTWG mit ihrem von Prof. Michael Bühler geleiteten Teilvorhaben im Verbundprojekt „Nutzung von Copernicus-Daten zur klimaresilienten Stadtplanung am Beispiel von Wasser, Wärme und Vegetation – Co-KlimaX“ einen wertvollen Beitrag zur Ermöglichung einer nachhaltigeren Stadtplanung.

  Recycling von Baustoffen

  Auch wenn ein Sprichwort anderes vermuten lässt: Sand ist eine endliche Ressource. Dazu kommt: Nicht nur das Material zur Herstellung von Beton, sondern auch das Verfahren selbst ist teuer und sehr energieintensiv. In der Fakultät Bauingenieurwesen forscht Prof. Dr. Sylvia Stürmer deshalb sowohl zur Altbauerhaltung als auch zum , allen voran Beton. Im Vorschungsprojekt geht es um die Verwendung recyclierter gesteinskörnung aus Mauerwerkabbruch (Typ2) in RC-Beton. Themen dabei sind die Entwicklung von Methoden zur Vor-Ort-Prüfung von Material, die Untersuchung realer RC-Körnung Typ 2 bezüglich Schwankungsbreite und chemisch-physikalischer Eigenschaften und das Aufzeigen von Möglichkeiten des Umgangs mit Rest-Calciumsulfat-Gehalten in der RC-Körnung.

• Regenerative Energien

  

  Design2PV

  Innerhalb des Projektes Design2PV werden industriell herstellbare BIPV Module entwickelt, die auf Basis einer neuen Grundidee, dem Glas-Glas-Modul, neue Möglichkeiten in Effizienz und Modulgestaltung erwarten lassen. Durch das Projekt soll die Verwendbarkeit und Akzeptanz von PV gesteigert werden. Die HTWG arbeitet hierbei mit unterschiedlichen Kooperationspartnern wie dem Fraunhofer ISE zusammen.

  

  Bauwerkintegrierte Photovoltaik

  Die photovoltaische Solarenergie ist eine Schlüsseltechnologie für die Energiewende in Baden-Württemberg. Auf und an Gebäuden stehen ausreichend Flächen zur Verfügung. Im Fachbereich Architektur startete im Juli 2020 das von Prof. Thomas Stark geleitete Projekt „Beitrag zur Energiewende durch bauwerkintegrierte Photovoltaik“ in der Initiative für bauwerkintegrierte Photovoltaikanlagen Baden-Württemberg (BIPV II). Gefördert wird es vom Ministerium für Umwelt, Klima und Energiewirtschaft Baden-Württemberg – BWPLUS.

• Mobilität

  Alternative Bootsantriebe

  Das Forschungsboot Solgenia steht zur Bearbeitung vielseitiger Forschungsfragen zur Verfügung. Neben Forschung zu autonomem Fahren dient es auch zur Untersuchung alternativer bzw. nachhaltiger Antriebskonzepte. Hierzu wurde zum Beispiel selbst produzierter Wasserstoff verwendet. Derzeit fährt die Solgenia im Hybridbetrieb aus Solarstrom und Methanol-Brennstoffzelle.

   

  "Sauberer Bordstrom" für die Autofähren

  Studierende der Fakultäten Maschinenbau sowie Elektrotechnik und Informationstechnik haben in Kooperation mit den Stadtwerken Konstanz nach Möglichkeiten für eine nachhaltige Energieversorgung der Fähren gesucht, die zwischen Konstanz und Meersburg pendeln. Die Stadtwerke Konstanz wollen die Idee der Studierenden, Batterien für die Bordstromversorgung während der Anlandung der Fähre über Induktion zu laden, weiterverfolgen.

   

  Das Fahrzeug der Zukunft

  Prof. Dr.-Ing Alexander Basler entwickelt mit seinem Team autonom fahrende Prototypen. Im Bereich Softwareentwicklung, Elektromobilität und autonomer Fortbewegung steht er auch im engen Austausch mit den beiden Studierenden-Teams eLaketric und Bodensee-Racing-Team.

• Verantwortungsvolles, nachhaltiges Wirtschaften

  CO2 - Global gedacht

  Zusammen mit der Firma WERMA Signaltechnik GmbH + Co. KG wollen Forschende der HTWG einen unternehmensspezifischen Prozess zur systematischen Emissionserfassung und -bilanzierung erstellen. Dabei soll eine individuelle Toolbox entstehen, die auf das Unternehmen zugeschnitten ist und die Erfassung der Emissionen entlanng einer globalen Wertschöpfungskette ermöglicht. Das Konzept soll aufzeigen, welche Umweltauswirkungen sich innerhalb der vor- und nachgelagerten Wertschöpfung ergeben. Mehr Informationen dazu hier.

  Corporate Governance

  Moralisch und ökologisch verantwortungsvolles, nachhaltiges Wirtschaften bedarf sowohl optimaler staatlicher und rechtlicher Regulierung als auch einer optimalen Unternehmensführung und -organisation. Nachhaltigkeit ist ein umfassendes Konzept, das selbstverständlich auch abgestimmte, transparente und verlässliche Strukturen und Prozesse in und zwischen Organisationen bezeichnet. Diesem Thema widmen sich seit vielen Jahren die Forschenden des Konstanz Institut für Corporate Governance (KICG) in verschiedenen Projekten.