Kleintechnische Biomassevergasung

Der DBFZ Report 18 „Kleintechnische Biomassevergasung - Option für eine nachhaltige und dezentrale Energieversorgung“ fasst die wichtigsten Ergebnisse des Verbundvorhabens „Bundesmessprogramm zur Weiterentwicklung der kleintechnischen Biomassevergasung“ zusammen. Während der Projektlaufzeit von 2009 bis 2012 wurden mit Mitteln des BMU-Förderprogramms „Forschung und Entwicklung zur klimaeffizienten Optimierung der energetischen Biomassenutzung“1 reale Biomassevergasungsanlagen umfassend analysiert und bewertet. Zusammen mit den Projekterfahrungen des Deutschen Biomasseforschungszentrums gemeinnützige GmbH (DBFZ), der Hochschule Zittau-Görlitz (HSZG), des Fraunhofer Instituts für Fabrikbetrieb und -automatisierung (IFF) und des Bayerischen Zentrums für Angewandte Energieforschung e. V. (ZAE), werden auf dieser Grundlage Erkenntnisse über den Entwicklungsstand und -perspektiven in technische und methodische Grundlagen eingebettet sowie Akteuren aus Wissenschaft, Industrie, Politik und Gesellschaft zur Verfügung gestellt. Weiterhin geben die Ergebnisse der technisch-ökonomisch-ökologischen Bewertung realer Anlagen und vielversprechender Konzepte basierend auf Einzel-, Verbund- und Langzeitmessungen vor Ort einen Überblick hinsichtlich: - der technischen Verfügbarkeit, der Leistungsfähigkeit und der Optimierungsansätze, - der Wirtschaftlichkeit und der limitierenden sowie begünstigenden Faktoren, - der Treibhausgasemissionen und der damit einhergehenden THG-Minderungspotenziale und - der THG-Vermeidungskosten dieses Nutzugspfades von Biomasse. Einführend sind die Grundlagen der kleintechnischen Biomassevergasung, also Stand der Technik, wobei mögliche Einsatzstoffe, Verfahren und Nutzungsoptionen im Fokus stehen, dargestellt. Zusammen mit der Beschreibung der notwendigen Messtechnik für eine hinreichend genaue Anlagenbilanzierung und -bewertung kann sich auch der Leser mit geringen Vorkenntnissen zunächst einen Überblick verschaffen. Die Entwicklung des Anlagenbestandes und der politischen Rahmenbedingungen verdeutlicht den derzeitigen Trend in dieser Branche. Letztlich sollen die Ergebnisse der technisch-ökonomisch-ökologischen Bewertung einen umfassenden und transparenten Einblick in die Leistungsfähigkeit der kleintechnischen Biomassevergasung gewähren. Bestehende Probleme, Ansätze zu deren Lösung und Vorteile einer bisher verschlossenen Branche der kleintechnischen Biomassevergasung werden klar herausstellt, damit diese Ihren Beitrag für eine nachhaltige Energiebereitstellung leisten kann

α1A-Adrenergic Receptor-Directed Autoimmunity Induces Left Ventricular Damage and Diastolic Dysfunction in Rats

BACKGROUND: Agonistic autoantibodies to the alpha(1)-adrenergic receptor occur in nearly half of patients with refractory hypertension; however, their relevance is uncertain. METHODS/PRINCIPAL FINDINGS: We immunized Lewis rats with the second extracellular-loop peptides of the human alpha(1A)-adrenergic receptor and maintained them for one year. Alpha(1A)-adrenergic antibodies (alpha(1A)-AR-AB) were monitored with a neonatal cardiomyocyte contraction assay by ELISA, and by ERK1/2 phosphorylation in human alpha(1A)-adrenergic receptor transfected Chinese hamster ovary cells. The rats were followed with radiotelemetric blood pressure measurements and echocardiography. At 12 months, the left ventricles of immunized rats had greater wall thickness than control rats. The fractional shortening and dp/dt(max) demonstrated preserved systolic function. A decreased E/A ratio in immunized rats indicated a diastolic dysfunction. Invasive hemodynamics revealed increased left ventricular end-diastolic pressures and decreased dp/dt(min). Mean diameter of cardiomyocytes showed hypertrophy in immunized rats. Long-term blood pressure values and heart rates were not different. Genes encoding sarcomeric proteins, collagens, extracellular matrix proteins, calcium regulating proteins, and proteins of energy metabolism in immunized rat hearts were upregulated, compared to controls. Furthermore, fibrosis was present in immunized hearts, but not in control hearts. A subset of immunized and control rats was infused with angiotensin (Ang) II. The stressor raised blood pressure to a greater degree and led to more cardiac fibrosis in immunized, than in control rats. CONCLUSIONS/SIGNIFICANCE: We show that alpha(1A)-AR-AB cause diastolic dysfunction independent of hypertension, and can increase the sensitivity to Ang II. We suggest that alpha(1A)-AR-AB could contribute to cardiovascular endorgan damage

Messen und Bilanzieren an Holzvergasungsanlagen

Die Vergleichbarkeit von Messergebnissen ist für eine weitere Datenverarbeitung und den darauf aufbauenden Auswertungen unumgänglich. Hier machen jedoch eine Vielzahl von Messverfahren und -methoden sowie fehlende Angaben zu den Messbedingungen und der Messgenauigkeit einen Vergleich unterschiedlicher Datensätze nahezu unmöglich. Dabei kann bereits durch die Angabe einiger wesentlicher Analyse- und Prozessparameter eine projektübergreifende Auswertung erfolgen und ein erheblicher Wissensgewinn generiert werden. Besonders dann, wenn kostenintensive Messkampagnen nur im begrenzten Umfang durchführbar sind, verbessern sich durch weitere Messdaten aus anderen Studien die Sicherheit und damit die Aussagekraft der Ergebnisse bei gleichzeitig geringem Mehraufwand. Die folgenden Ausführungen zu verschiedenen Messgeräten und -methoden zur Bestimmung von Permanentgaskonzentrationen sowie von Teergehalten im Produktgas von Holzvergasungsanlagen erheben nicht den Anspruch auf Vollständigkeit. Dennoch soll die exemplarische Darstellung allgemeine Hinweise für den Umgang mit Messdaten geben und die Nutzer von Messdaten für mögliche Probleme sensibilisieren, um Fehler bei der Auswertung zu minimieren. Damit ergänzt das Handbuch „Produktgasmessmethoden – Biomassevergasung“ neben den Methodensammlungen „Biogas“ und „Feinstaub“ die Arbeiten rund um die Methodenharmonisierung im Förderprogramm „Energetische Biomassenutzung“. Großer Dank für die unermüdliche Unterstützung gilt allen Projektpartnern, den Stadtwerken Rosenheim, der Burkhardt GmbH, der Spanner Re² GmbH und dem Projektteam der Programmbegleitung des Förderprogramms „Energetische Biomassenutzung“

Messmethodensammlung Feinstaub: Methodenvorschlag zur Feinstauberfassung an Feuerungsanlagen für feste biogene Brennstoffe

Bereits lange vor der Debatte über den Umbau der Energieversorgung, hin zu mehr erneuerbaren Energien, wurde Holz für die Erzeugung von Wärme verwendet. Gegenwärtig werden knapp drei Viertel aller aus Erneuerbaren Energien bereitgestellten Wärme durch feste biogene Brennstoffe gedeckt (Musiol et al., 2012). Der überwiegende Teil (knapp die Hälfte) kommt dabei aus kleinen Holzfeuerungsanlagen. Die Verbrennung von Holz und anderen festen Brennstoffen biogener Herkunft trägt damit zu einem sehr großen Teil dazu bei, dass die von den Menschen benötigte Energie aus nachwachsenden Rohstoffen erzeugt wird. Die von der Bundesregierung verfolgten Klimaschutzziele sind auch deshalb, ohne die Verbrennung von Holz in Kleinfeuerungsanlagen nicht erreichbar. Die aktuelle Forschung zeigt allerdings auch, dass die Verbrennung von Holz in Kleinfeuerungsanlagen nennenswerte Emissionen, vor allem auch Feinstaubemissionen, verursacht und so maßgeblich zur Luftbelastung beiträgt (Birmili et al., 2008; Hausmann, 2010; Struschka et al., 2008). Die in der Luft verteilten Feinstäube können sich dabei auf sehr unterschiedliche Weise negativ auswirken. Es können sich bestimmte Komponenten, auf Grund ihrer chemisch-physikalischen Eigenschaften in der Luft anreichern. Die Gefahr diesen Komponenten ausgesetzt zu sein, erhöht unter anderem das Risiko für Atemwegserkrankungen (Dockery et al., 1993). Daher ist eines der Ziele des Förderprogramms zur Optimierung der energetischen Biomassenutzung des BMU, den vermeintlichen Zielkonflikt zwischen Klimaschutz bzw. Treibhausgasminderung und der Luftreinhaltung durch Projekte zur Minderung von schädlichen Emissionen zu lösen. Dieses Spannungsfeld aus Luftreinhaltung und Ausbau der thermochemischen Biomassekonversion wurde bereits in der Vergangenheit erkannt und es wurden erste Ansätze zur Emissionsminderung aufgezeigt (Lenz et al., 2010). Im Förderprogramm werden nun gezielt innovative Ansätze zur Emissionsminderung entwickelt. Allen diesbezüglich bearbeiteten Projekten ist gemein, dass Emissionen gemessen werden müssen. Dies betrifft neben den gasförmigen Emissionen insbesondere eben auch die Feinstaubemissionen. Hierbei gibt es in der Praxis eine Reihe unterschiedlicher Randbedingungen, die einen Einfluss auf das Messergebnis haben und die Vergleichbarkeit der Ergebnisse einschränken können (Typenprüfungen, Labormessungen, Feldmessungen, Schornsteinfegermessungen usw.). Auch die verwendeten Messgeräte und die eingesetzten Messprozeduren unterscheiden sich teilweise deutlich voneinander. Dass das Messen von Staubpartikeln und insbesondere die Beurteilung der Wirkung, die diese Stäube auf den Menschen und die Umwelt ausüben keine leichte Aufgabe ist zeigen regelmäßig vorgestellte Studien (Mudgal & Turbé, 2009; Orthen et al., 2007; Rödelsperger et al., 2009; UBA, 2008; Wiedensohler et al., 2012). Mit der Novellierung der 1. BImSchV im Jahr 2010 wurden die Emissionsanforderungen, die an kleine Holzfeuerungsanlagen gestellt werden, verschärft. Die Untersuchung und Einführung neuer und vor allem präziser Messverfahren gewinnt seit dem kontinuierlich an Bedeutung. Vor allem für die Weiterentwicklung von Feuerungstechniken mit außerordentlich niedrigen Staubemissionen ist der Einsatz von hochauflösender Messtechnik erforderlich. Die etablierte zeitlich aufwendige gravimetrische Bestimmung von Staubkonzentrationen ist hierbei nicht immer ausreichend. Die zeitaufgelöste Bestimmung der Staubkonzentrationen z. B. durch Zählung von einzelnen Partikeln rückt in den Fokus des Interesses. Verschiedene Anbieter vertreiben Geräte, die auf den ersten Blick verlässliche Messwerte generieren, die aber im Vergleich der Geräte untereinander erhebliche Abweichungen offenbaren. Zudem zeigen die Erkenntnisse der letzten Jahre, dass sich gerade Aerosole aus einer unvollständigen Verbrennung fester Biomasse, abhängig von den Umgebungsbedingungen, erheblich verändern können. Neben diesen eher akademisch-wissenschaftlichen Herausforderungen weist der Alltag der Staubmessung im Labor, aber insbesondere auch im Feld zusätzliche – häufig nicht unerhebliche – Herausforderungen auf, die eine Vergleichbarkeit der Messwerte zwischen verschiedenen Projekten weiter erschweren. Insofern erscheint es als eine der wesentlichen Herausforderungen eines Begleitprogramms für Projekte zur Minderung von Staubemissionen diese Zielgröße so gut es möglich ist unter vergleichbaren, reproduzierbaren und allgemein anerkannten Methoden zu ermitteln – dies insbesondere auch in dem Kontext zunehmender europäischer Bemühungen, vereinheitlichte Messverfahren festzulegen

In vivo imaging of pancreatic tumours and liver metastases using 7 Tesla MRI in a murine orthotopic pancreatic cancer model and a liver metastases model

<p>Abstract</p> <p>Background</p> <p>Pancreatic cancer is the fourth leading cause of tumour death in the western world. However, appropriate tumour models are scarce. Here we present a syngeneic murine pancreatic cancer model using 7 Tesla MRI and evaluate its clinical relevance and applicability.</p> <p>Methods</p> <p>6606PDA murine pancreatic cancer cells were orthotopically injected into the pancreatic head. Liver metastases were induced through splenic injection. Animals were analyzed by MRI three and five weeks following injection. Tumours were detected using T2-weighted high resolution sequences. Tumour volumes were determined by callipers and MRI. Liver metastases were analyzed using gadolinium-EOB-DTPA and T1-weighted 3D-Flash sequences. Tumour blood flow was measured using low molecular gadobutrol and high molecular gadolinium-DTPA.</p> <p>Results</p> <p>MRI handling and applicability was similar to human systems, resolution as low as 0.1 mm. After 5 weeks tumour volumes differed significantly (p < 0.01) when comparing calliper measurments (n = 5, mean 1065 mm³+/-243 mm³) with MRI (mean 918 mm³+/-193 mm³) with MRI being more precise. Histology (n = 5) confirmed MRI tumour measurements (mean size MRI 38.5 mm²+/-22.8 mm²versus 32.6 mm²+/-22.6 mm²(histology), p < 0,0004) with differences due to fixation and processing of specimens. After splenic injection all mice developed liver metastases with a mean of 8 metastases and a mean volume of 173.8 mm³+/-56.7 mm³after 5 weeks. Lymphnodes were also easily identified. Tumour accumulation of gadobutrol was significantly (p < 0.05) higher than gadolinium-DTPA. All imaging experiments could be done repeatedly to comply with the 3R-principle thus reducing the number of experimental animals.</p> <p>Conclusions</p> <p>This model permits monitoring of tumour growth and metastasis formation in longitudinal non-invasive high-resolution MR studies including using contrast agents comparable to human pancreatic cancer. This multidisciplinary environment enables radiologists, surgeons and physicians to further improve translational research and therapies of pancreatic cancer.</p

Bewässerung in der Landwirtschaft. Tagungsband zur Fachtagung am 11./12.09.2017 in Suderburg

On September 11 and 12, 2017, a symposium on "Irrigation in agriculture", jointly organized by the Thünen Institute, the Julius-Kühn Institute and the University of Applied Sciences Ostfalia took place at the Ostfalia University of Applied Sciences, Campus Suderburg. For this purpose, experts from the field of irrigation were invited to give current assessments on the development of irrigation needs and the irrigation-worthiness of different crops at different locations in Ger-many as well as on the development of irrigation technology. The irrigation of crops in outdoor vegetables or special crops has long been a common practice. The profitability of irrigating agri-cultural crops in Germany has so far been limited to a few, dry locations. As a result of climate change, an increasing average annual temperature and changed precipitation patterns (in partic-ular lower rainfall at the beginning of the vegetation period in spring) have been observed in Germany for some years now. For the future, according to the results of climate models, a fur-ther increase in temperatures and further changes in the precipitation distribution such as a de-crease in the summer precipitation and an increase in winter precipitation are to be expected. The conference proceedings provide an overview of the latest research findings from the field of drought stress and discuss possible alternative sources for meeting the additional water require-ments of agricultural crops. Aspects of the landscape water balance and hydrological correlations in the agricultural landscape are addressed and solutions presented. Insights into possible con-flicts of water use and practical experience with the development of solutions are accompanied by the presentation of the legal framework for water use. The contributions are supplemented by reports of long-term irrigation field trials conducted by the LWK Lower Saxony. On the one hand, the experiments have shown that irrigation can increase the nutrient efficiency of crops and the quality of crops. On the other hand, the present state of the art of irrigation will be explained and limits and possibilities for increasing efficiency in the future will be presented. In order to in-crease the efficiency of irrigation, irrigation control is of great importance; its current status is presented and the trends for the future are shown. The profitability of investments in irrigation technology is presented in two contributions. Here, both the different techniques and their prof-itability in different crops are assessed economically. Possible developments of regional irrigation needs are exemplarily shown for the federal state of North Rhine-Westphalia. The conference proceedings conclude with a chapter on the overview of previous projects in the field of water management and on irrigation of agricultural land in view of future climate change in Germany