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Mit der vorliegenden Arbeit werden die Emissionen eines Biomasseheizwerkes der Firma URBAS messtechnisch erfasst. Mit diesen Istwerten wird ein Vergleich mit der vorhandenen Literatur gezogen, um eine Reduktion der NOx-Abgaswerte erreichen zu k��nnen. Dazu wird in der einschl��gigen Literatur der theoretische Hintergrund recherchiert, analysiert und es werden m��gliche L��sungswege dargestellt. Das Hauptaugenmerk dieser Arbeit liegt im Feststellen von Prim��rma��nahmen zur Vermeidung von Emissionen. Im Ausblick auf zuk��nftige Entwicklungen wird theoretisch auf die Sekund��rma��nahmen eingegangen. Der Praxisteil dieser Arbeit beinhaltet die Erfassung, Aufbereitung und den Vergleich von messtechnischen Daten einer Anlage der Firma URBAS. Diese sind die Grundlage f��r die Festlegung von m��glichen Prim��rma��nahmen. With the paper in hand the emissions of a biomass heating plant manufactured by the company URBAS are technical measured. These actual values will be compared with values from literature to be able to reach a significant reduction of NOx-emissions. In addition the theoretical background is investigated at corresponding literature, by analysing and showing possible solutions. The main focus of the paper is to lock primary tasks in prevention of emissions. About secondary tasks is only talked theoretically due to prospective developments. The praxis part of the paper includes the coverage, the preparation and the comparison from technical measured data of a plant by company URBAS. These are the basis for the settling of possible primary tasks.

Das Themenfeld 'Energieeffizienz' gewinnt aus Gr��nden des Klimaschutzes, der Importabh��ngigkeit von Energietr��gern, der Beschr��nktheit bestimmter Rohstoffe und aus wirtschaftlichen Gr��nden immer mehr an Bedeutung. Die Europ��ische Union r��umt dieser im Rahmen der 'Energieeffizienz-Richtlinie' gro��e Bedeutung ein, sodass die nationalen Parlamente in der Union entsprechende Ziele zur Erh��hung der Energieeffizienz beschlossen haben. Diese Arbeit beschreibt eine Methode, mit deren Hilfe der Einspareffekt von Energieeffizienzma��nahmen im Geb��udebereich bewertet werden kann. Diese tr��gt dem Umstand Rechnung, dass in Bewertungsprozessen unsichere Einflussgr����en die nach Ma��nahmenumsetzung eingesparte Energiemenge wesentlich beeinflussen k��nnen. Einflussparameter wie die Au��entemperatur oder die Betriebszeit einer Anlage sind nicht ��ber die Lebensdauer einer Ma��nahme vorhersagbar, k��nnen allerdings erheblichen Einfluss auf den Energieverbrauch haben. Daher unterscheidet die vorgestellte Methode zwischen festen, bekannten Einflussparametern, und unsicheren Modellparametern, welchen eine statistische Verteilung zugeordnet wird. Mittels Monte-Carlo-Simulation wird eine Verteilung des Einspareffekts gewonnen, sodass anstelle eines Einzahlwerts ein entsprechendes Intervall das Ergebnis der Bewertung darstellt, was das Ergebnis wesentlich robuster macht. Im Zusammenhang mit Bewertungsmethoden spielen die Definition und Normalisierung des Vergleichsszenarios, der Baseline, eine bedeutende Rolle, was in dieser Arbeit allgemein und anhand von Beispielen diskutiert wird. Im Folgenden wird die Methode zun��chst allgemein beschrieben und anschlie��end ihre Anwendbarkeit im Rahmen von ausgew��hlten Beispielma��nahmen demonstriert. Dabei zeigte sich, dass Modellparametern, welche nicht n��her bekannt sind, aufgrund der Durchf��hrung von Monte-Carlo-Simulationen eine geeignete statistische Verteilung basierend auf realistischen Annahmen zugewiesen werden kann, sodass die Methode selbst bei geringer Datenlage hilfreiche Ergebnisse bereitstellt. Dar��ber hinaus kann mit ihrer Hilfe der Einfluss m��glicher 'Rebound-Effekte' abgesch��tzt werden und es k��nnen jene Einflussparameter erkannt werden, welche ��ber den Einsparerfolg einer Energieeffizienzma��nahme entscheiden. Die behandelten Beispielma��nahmen f��r die betrachtete Geb��udestichprobe w��rden nach Umsetzung in Summe zu einer j��hrlichen Einsparung von rund 1200 t CO2 f��hren. As a consequence of climate protection, dependances on imports of energy resources, limited availability of non-renewable energy carriers and due to economic reasons, energy efficiency has gained in importance. The European Union even emphasizes its importance in a directive leading national parliaments to pass laws to increase energy efficiency. This thesis describes a method to evaluate the achievable energy savings by measures in the building sector. The fact that uncertain factors can significantly affect the calculated amount of saved energy is taken into account by implementation of energy efficiency measures. Influencing quantities, such as outside temperature or the operating time of an energy consuming system, cannot be predicted precisely throughout the lifespan of a measure. Consequently, the introduced method distinguishes between fixed model parameters, which stay the same throughout the simulation and uncertain model parameters, which are identified by an appropriate statistical distribution. Via a Monte-Carlo-Simulation a distribution of the achievable energy savings can be evaluated. Instead of delivering a single quantity, the introduced method provides a range of variations for the expectable energy savings leading to a much more robust result. The specification and normalization of the baseline plays a very important role in the process of evaluating energy savings of an energy efficiency measure, which will be discussed both in general and on the basis of case studies. In the following, the above mentioned method will be described in general and its applicability will be shown using a real dataset of selected buildings. It will be shown that if required model parameters are unknown for a building, it is possible to estimate them using an appropriate statistical distribution and applying it in the Monte-Carlo-Simulations. Consequently, the method leads to useful results even if there is little knowledge of required model parameters. Moreover, the influence of possible ��rebound-effects�� can be estimated as well. Finally, using the method provides information, which influencing quantities have the highest impact on the achievable savings. If all in this thesis presented examples of energy efficiency measures were implemented, about 1200 tons of CO2 emissions could be saved per year.

Die vorliegende Diplomarbeit befasst sich mit dem Thema ein nachhaltiges, ökologisches und ökonomisches Hotel in Antalya zu entwerfen. Das Klima in Antalya tritt im Allgemeinen in das mediterrane Klima ein. Die Sommer sind heiß und trocken, die Winter regnerisch und stürmisch. Da Antalya eine Touristenstadt ist, gibt es hier Unmengen an Hotels, die vorwiegend für Großfamilien mit Kindern sind. Dieser Entwurf ist anders als die „herkömmlichen“ Hotelprojekte, die es in Antalya schon gibt. Das Ziel des Entwurfes ist ein Treibhaus- und/oder Gewächshaushotel mit all seinen nachhaltigen Nutzen entlang der Küste zu schaffen. Neben der nachhaltigen Gebäudestruktur des Öko-Hotels werden viele energiesparenden Maßnahmen eingesetzt. Im Fokus stehen hierbei die Verwendung von natürlichen Baumaterialien in monolithischer Bauweise, unterirdische monolithische Betonzisterne für Trink- oder Nutzwasser zur Bewässerung des Innengartens und ebenso eine Meerwassersolaranlage, die als zusätzliches Trinkwasser fungieren soll. Durch Gebäudeintegrierte Photovoltaik-Module (GiPV) an der Fassade und auf dem Dach des Atriums wird die Sonnenenergie genutzt und in Strom zur Erwärmung des Duschwassers umgewandelt. Ein Gebäude, dass nicht nur nimmt, sondern auch gibt! Gegen die Monotonie im Alltag soll das Öko-Hotel eine abwechslungsreiche und beruhigende Entspannung fördern. Als therapeutische Zwecke wird die Thalasso- und Kneipp-Therapie angewendet. Thalasso ist einfach eine Heilbehandlung am und mit dem Meer, aber mit allem, was dazugehört: Wasser, Algen, Schlick, Wind, Salz und frischer, daher schadstoff- und pollenfreier Meeresluft. Einzigartige, heilende Kräfte für Körper und Seele! This diploma thesis describes the idea of designing a sustainable, ecological and economical hotel in Antalya. The climate in Antalya generally enters the Mediterranean climate. Summers are hot and dry, winters are rainy and stormy. Antalya is a tourist city, there are tons of hotels here, which are mainly for large families with children. This design is different from the „conventional“ hotel projects that already exist in Antalya. The aim of the design is to create a greenhouse and/or glasshouse hotel with all its sustainable benefits along the coast. In addition to the sustainable building structure of the eco hotel, many energy-saving measures are used. The focus here is on the use of natural building materials in monolithic construction, underground monolithic concrete cisterns for drinking water or water for other purposes to irrigate the inner garden and also a seawater solar system, which is intended to serve as additional drinking water. Building-integrated photovoltaic modules (BiPV) on the facade and on the roof of the atrium use solar energy and convert it into electricity to heat the shower water. A building that not only takes, but also gives! Against the monotony of everyday life, the eco-hotel is intended to promote varied and soothing relaxation. Thalasso and Kneipp therapy are used for therapeutic purposes. Thalasso is simply a healing treatment by and with the sea, but with everything that goes with it: water, algae, mud, wind, salt and fresh sea air, which is therefore free of pollutants and pollen. Unique, healing powers for body and soul!

In wirtschaftlicher Hinsicht wurden zu errichtende Geb��ude bisher lediglich unter dem Aspekt der Investitions- bzw. Baukosten betrachtet.1 Baunutzungskosten, also alle Kapital- und Verwaltungskosten, Abschreibungen, Steuern, Betriebs- und Bauunterhaltungskosten / Bewirtschaftungskosten, wurden bisher vernachl��ssigt.2, 3 Bei Betreiberimmobilien ist eine grunds��tzliche Ver��nderung des Nachfragemarktes mit einem verst��rkten Fokus auf lebenszyklusorientierte Immobilienkonzepte und somit eine ganzheitliche Betrachtungsweise festzustellen.4 Die Errichtungskosten einer Immobilie liegen bei etwa 20 Prozent, wohingegen die Baunutzungskosten einen Kostenanteil von bis zu 80 Prozent im Laufe eines Immobilienlebenszyklus haben k��nnen.5 Diese Kosten in der Baunutzungsphase lassen sich durch einen nachhaltigen Planungsansatz erheblich reduzieren.6Insbesondere bei Planungsbeginn sind die ��ber den Immobilienlebenszyklus entstehenden Kosten maximal beeinflussbar, da zu diesem Zeitpunkt Kosten- und Qualit��tsentscheidungen getroffen werden.7 Unter Ber��cksichtigung der Lebenszyklusanalyse soll im Bereich des Industrie- und Produktionsbaus ein nachhaltiges Entwurfskonzept am Beispiel eines neu zu entwickelnden Weingutes im Bestand entwickelt werden. Motivationsgrundlage und Forschungsumfeld sind die Themenfelder Nachhaltigkeit, Nachhaltiges Bauen und Bauen im Bestand. 1 S. 1,Hofer/Herzog (2011): Planungsunterst��tzende Lebenszyklusanalyse f��r nachhaltige Geb��ude. 2 S. 84, Sch��nweitz (2012): Geb��ude wirtschaftlich planen. Kalkulierbare, niedrige Lebenszykluskosten geben dem Bauherrn Kostensicherheit. 3 S. 50, Steger (2011): Lebenszykluskosten und die ��konomische Nachhaltigkeit von Geb��uden. 4 ebd., Hofer/Herzog (2011) 5 S. 76 Escher (2008) Planen f��r den Lebenszyklus. Risiken und Grenzen von PPP-Modellen. 6 ebd. Steger (2011) 7 ebd., Sch��nweitz (2012) In economic terms, buildings to be constructed have only been considered under the aspect of investment- and construction-costs until now. Occupancy costs, involving all capital and administrative expenses, depreciation, taxes, operating- and maintenance-costs / management costs have so far been neglected. Regarding operator properties, a fundamental change in the demand market with an increased focus on life-cycle based real estate concepts and thus a holistic approach can be observed.The construction costs of a property are about 20 percent, whereas the occupancy costs can have a cost share of up to 80 percent during a real estate life cycle.These costs in the use-phase can be significantly reduced through a sustainable planning approach.In particular at the start of planning, arising costs in the real estate life cycle can be influenced maximum, because cost and quality decisions are made at this time. Exemplary in the field of industrial architecture, a sustainable design concept will be developed for a new winery within existing buildings. In particular, the life cycle analysis will be considered. Motivation and research context are the topics sustainability, sustainable construction and construction in existing contexts.

Der globale Energiebedarf nimmt aufgrund der stetig anwachsenden Weltbev��lkerung und der fortschreitenden Industrialisierung kontinuierlich zu. Gegenw��rtig wird der ��berwiegende Anteil des globalen Energiebedarfs immer noch durch fossile Brennstoffe abgedeckt. In diesem Zusammenhang scheint das Erd��l als wichtigster Prim��renergietr��ger auf, da es f��r die Erzeugung von fl��ssigen Kraftstoffen und Synthesechemikalien unverzichtbar ist. Jedoch werden durch die intensive Nutzung der Erd��lprodukte auch gro��e Mengen an Kohlendioxid freigesetzt, wessen Treibhauseffekt ma��geblich an dem sich abzeichnenden Klimawandel mitbeteiligt ist. Dar��ber hinaus ist die Kapazit��t des Erd��ls letztendlich begrenzt, weshalb die ��lf��rderung auch immer schwieriger und kostspieliger wird. Aufgrund dieser Umst��nde werden schon seit l��ngerer Zeit Technologien zur Herstellung von Kraftstoffen aus biogenen Ressourcen entwickelt. Allerdings ist der Marktanteil dieser Bio-Kraftstoffe noch sehr gering, da der technische Aufwand hierf��r wesentlich h��her und kostenintensiver ist. Daher sollte auch die Effizienz bei der Gewinnung und Verarbeitung von Erd��l weiterhin zus��tzlich gesteigert werden. Gerade die Effizienzsteigerung bei der Erd��lverarbeitung stellt die Raffineriebetreiber aber zunehmend vor eine immer gr����er werdende Herausforderung. Die Qualit��t der am Markt erh��ltlichen Roh��lsorten verschlechtert sich von Jahr zu Jahr. Die Roh��le weisen eine h��here Dichte sowie h��here Schwefelgehalte auf, wodurch die Aufarbeitung zu nutzbaren Produkten immer aufw��ndiger wird. Der FCC- (Fluid Catalytic Cracking) bzw. RFCC- (Resid Fluid Catalytic Cracking) Prozess bietet sich diesbez��glich als ein innovatives und wandlungsf��higes Konvertierungs-Verfahren an, durch das Produkte mit hoher Wertsch��pfung auf eine wirtschaftliche Art und Weise generiert werden k��nnen. Im Rahmen dieser Dissertation werden verschiedenartige Optionen zur katalytischen Konversion von schweren Eins��tzen fossilen und biogenen Ursprungs n��her untersucht. Der Schwerpunkt aller Untersuchungen liegt dabei in der Optimierung der Prozesscharakteristik, wobei das entstehende qualitative und quantitative Produktspektrum hierf��r ma��geblich ist. Zur Bewerkstelligung der Experimente stehen zwei vollkontinuierliche FCC-Pilotanlagen mit intern zirkulierender Wirbelschicht zur Verf��gung. Ein Themenkomplex widmet sich dem Recycling von gebrauchtem FCC-Katalysator in einem typischen RFCC-Prozessszenario, wobei der eingesetzte Katalysator aus einem FCC-Prozess mit hohem Konversionsgrad und hoher Olefin-Selektivit��t entstammt. Ein weiterer Themenkomplex befasst sich mit der katalytischen Aufarbeitung von Pyrolyser��ckst��nden zur Gewinnung von Biokraftstoffen der zweiten Generation. Dar��ber hinaus wurde die Betriebscharakteristik einer neu konstruierten Pilotanlage, welche insbesondere f��r die Verarbeitung von schweren Einsatzstoffen konzipiert wurde, evaluiert und durch anschlie��ende Modifikationen optimiert. Im Zuge dieser Optimierungen wurde auch eine Katalysator- und Feed-Vergleichsstudie erstellt, welche die Funktionalit��t und Einsatzf��higkeit der Pilotanlage zugleich validieren soll. Die dargestellten Untersuchungsergebnisse dieser Dissertation zeigen auf, dass die Verarbeitung von schweren Eins��tzen im FCC- bzw. RFCC-Prozess nach wie vor ��ber ein hohes Potenzial verf��gt. Die Ergebnisse des Themenkomplexes Katalysator-Recycling legten einen gr����eren Einfluss des gebrauchten Katalysators auf das Produktspektrum dar als anf��nglich angenommen. Dennoch stellt die Zumischung von gebrauchten Katalysatoren eine wirtschaftliche Option zur Optimierung von RFCC-Prozessen dar. Allerdings w��ren zu diesem Zweck auch weitere Adaptionen hinsichtlich der Prozessf��hrung notwendig. Die Ergebnisse des Themenkomplexes Pyrolyser��ckst��nde bringen eine neuartige M��glichkeit f��r die parallele Verarbeitung von holzartiger Biomasse in der klassischen Erd��lraffinerie zutage. Die eingesetzten Pyrolyser��ckst��nde konnten bei nur geringf��gig verminderter Konversion und leicht erh��hter Koksbildung zu typischen FCC-Produkten konvertiert werden. Dabei wurde ebenso festgestellt, dass sich die Quantit��t sowie Qualit��t der FCC-Produkte ��ber eine vor- bzw. nachgeschaltete Hydrierung der Pyrolyser��ckst��nde noch weiter verbessern l��sst. Die Inbetriebnahme der neu konstruierten Pilotanlage konnte erfolgreich abgeschlossen werden. Die durchgef��hrten Gasverteilungsmessungen zeigten nur sehr geringe Leckagen zwischen dem Reaktions- und Regenerationsbereich auf. ��ber die Modifikation des vorhandenen Katalysator-Regelsystems konnte die Betriebscharakteristik der zirkulierenden Wirbelschicht derart verbessert werden, dass das C/O-Verh��ltnis (Catalyst/Oil) nun in einem Bereich von 10-60 eingestellt werden kann. Die begleitend durchgef��hrte Feed- und Katalysatorstudie untermauert die uneingeschr��nkte Einsatzf��higkeit der neu konstruierten Pilotanlage. So konnte dargelegt werden, dass die Tendenz zur Koksbildung nur geringf��gig von der Risertemperatur abh��ngig ist. Demgegen��ber nimmt mit steigendem C/O-Verh��ltnis der Koksanteil ausgepr��gt zu. Der ausgewiesene Koksanteil ist dabei eigentlich nur scheinbar erh��ht, da eine gr����ere Menge an FCC-Produkten aufgrund der gestiegenen Anzahl an Katalysatorporen in den Regenerator verschleppt wird. Bei der Verarbeitung von schweren Eins��tzen kann sich die Erh��hung des C/O-Verh��ltnisses dennoch positiv auswirken, da der schwer verdampfbare Feed hierdurch wesentlich effektiver in die Gasphase ��berf��hrt werden kann. Global energy demand has been rising continuously due to the fast growing world population and the proceeding industrialization. Currently the major part of the global energy demand is covered by fossil fuels. In this context, crude oil appears as the most important primary energy carrier, since it is indispensable for the production of liquid fuels and synthesis chemicals. However, due to intensive utilization of crude oil products large quantities of carbon dioxide are released into the atmosphere, whose greenhouse effect has a significant influence onto climate change. Furthermore, resources of crude oil are depleting, whereby oil production is getting more difficult and more expensive. Because of these circumstances technologies for the production of biofuels have already been developed. However, the market share of these biofuels is quite low in the current situation, since the technical effort is much higher and more expensive than the production of fossil fuels. Hence, efficiency of the production and processing of crude oil should be raised additionally. Nevertheless, especially efficiency enhancement in processing of crude oil is getting more and more difficult for the refinery operators. The quality of the available crude oil species declines from one year to the next. Crude oils show a higher density as well as higher sulfur content, whereby the processing of useful products requires higher efforts. Concerning this matter the FCC/RFCC (Fluid Catalytic Cracking/ Resid Fluid Catalytic Cracking) process provides an innovative and versatile conversion procedure, which generates products with high value added in an economical way. In the scope of this doctoral thesis, different options for the catalytic conversion of heavy feeds of fossil and biogenic origin are investigated. Thereby focus of all investigations lies in the optimization of the process characteristics, whereby the formed qualitative and quantitative product spectrum is relevant for this purpose. For the achievement of the experiments two continuous FCC pilot plants with internally circulating fluidized bed are available. One complex of themes deals with the recycling of a used catalyst in a typical RFCC process scenario, whereby the catalyst used derives from an FCC process with high conversion degree and high olefin selectivity. Another complex of themes is devoted to the catalytic upgrading of pyrolysis-oil residues for the production of second-generation biofuels. Moreover, operational characteristics of a newly constructed pilot plant, which has been especially designed for upgrading heavy feeds, is evaluated and optimized by subsequent modifications. In the course of these optimizations a catalyst and feed comparative study is performed, which should validate functionality and operability of the new pilot plant at the same time. The research results displayed in this doctoral thesis demonstrate that processing of heavy feeds in the FCC/RFCC process still holds considerable potential. The results of the catalyst recycling experiments showed a higher influence of the recycled catalyst onto product range than initially assumed. Nevertheless, the admixture of used catalyst represents an economical way to optimize RFCC processes. However, for this purpose additional adaptions with regard to process management are required. The results of the pyrolysis-oil residue experiments point out a new possibility for parallel processing of woody biomass in a classical crude oil refinery. The pyrolysis-oil residues used could be converted into typical FCC products with little loss of conversion and slightly increased coke formation. It has equally been verified that the quantity and quality of the FCC products can be raised through a pre- or post-hydrogenation step of the pyrolysis oil residues. The commissioning of the newly constructed pilot plant could be completed successfully. The distribution of the fluidization gases exhibited only small leakages between the reaction and the regeneration area. Through modification of the catalyst control-system, the operational characteristic of the internally circulating fluidized bed system could be improved such that the C/O-ratio (Catalyst/Oil) now can be set in a range between 10 and 60. The associated performed feed and catalyst comparative study underpins the unrestricted availability of the newly constructed pilot plant. It has been shown that the tendency of coke formation is only slightly influenced by riser temperature. In contrast to that the amount of coke raises pronouncedly with an increasing C/O-ratio. In this case the amount of coke identified is increased only apparently, since a larger quantity of FCC products is displaced into the regeneration area by the increased number of catalyst pores. When processing heavy feeds the increase of the C/O-ratio can still have a positive effect, since the less vaporizable feed can be transferred into gas-phase more effectively.

Der Klimawandel und die damit einhergehenden negativen Auswirkungen stellen eine zentrale Herausforderung f��r St��dte, wie beispielsweise Wien dar. Der urbane Raum wird in Zukunft durch seine dichte Bebauung und den hohen Versiegelungsgrad ��berdurchschnittlich stark von den Folgen der Klimaerw��rmung betroffen sein. Um dem Klimawandel entgegenzuwirken oder ihn gar aufzuhalten, wurden auf internationaler, europ��ischer, nationaler und lokaler Ebene bereits zahlreiche rechtliche Regelungen umgesetzt, um einerseits die CO2-Emissionen zu reduzieren beziehungsweise einzuschr��nken und andererseits der Anpassung an den Klimawandel Folge zu leisten. Die Rechtsmaterie reicht hierbei von v��lkerrechtlichen Vertr��gen, Verordnungen ��ber Gesetze bis hin zu einfachen Normen. Ein Hauptverursacher der CO2-Emissionen in Wien stellt, neben den Sektoren ���Verkehr��� und ���Energie���, der Geb��udesektor dar. Neben der CO2-Reduktion kann im Bereich der Geb��ude ebenfalls ma��geblich zur Klimawandelanpassung beigetragen werden. In der Bundeshauptstadt Wien werden bereits Ma��nahmen auf der Geb��udeebene umgesetzt, um sowohl den Klimaschutz als auch die Klimawandelanpassung voranzutreiben. Die Ma��nahmen gliedern sich hierbei in Begr��nung, thermisch-energetische Sanierung, energieeffiziente Geb��ude und Geb��udek��hlung. Alle Ma��nahmen f��hren zu einer Verbesserung des Innenraumklimas und einer CO2- Reduktion, wobei das Ausma�� der Minderung je nach umgesetzter Ma��nahme variiert. Weiters ist durch Ma��nahmen, wie beispielsweise die Fassadenbegr��nung, auch eine Abk��hlung des Mikroklimas in der unmittelbaren Umgebung m��glich. Climate change and the associated negative impacts represent a central challenge for cities such as Vienna. In the future, urban areas will be affected to an above-average extent by the consequences of global warming due to their building desnity and high degree of land sealing. In order to counteract, or even stop climate change, numerous legal regulations have already been implemented at international, european, national and regional level in order to reduce or restrict CO2-emissions on the one hand and to adapt to climate change on the other. The legal material ranges from international treaties, ordinances and laws to simple norms. Besides the sectors "transport" and "energy", the building sector is one of the main sources of CO2-emissions in Vienna. In addition to CO2 reduction, buildings can significantly contribute to climate change adaptation. In the federal capital Vienna, measures are already being implemented in the building sector to promote both climate protection and climate change adaptation. The measures are divided into greening, thermalenergetic renovation, energy-efficient buildings and passive cooling of buildings. All measures lead to an improvement of the indoor climate and a reduction of CO2, whereby the extent of the reduction varies depending on the implemented measure. In addition, measures such as the greening of facades also make it possible to cool the microclimate in the immediate vicinity.

Um Klimaneutralität im Jahr 2050 zu erreichen, ist eine vollständige Substitution der fossilen Energieträger durch erneuerbare Energie erforderlich. Der Einsatz von klimafreundlichen Technologien in der Elektrizitätserzeugung sowie in den Sektoren Verkehr, Industrie, Haushalt, Gewerbe und Landwirtschaft ist unbedingt notwendig.Zur Analyse der Umsetzbarkeit verschiedener Technologien zur Erreichung der Klimaziele hinsichtlich Energie- und Flächenbedarf sowie Kosten wurde in dieser Arbeit ein auf beliebige Regionen anwendbares Modell entwickelt. Der Fokus lag dabei am Straßenverkehrssektor, der in drei Zukunftsszenarien betrachtet wurde, um den zukünftigen Strombedarf verschiedener Bestandsentwicklungen im Verkehr zu berechnen. Des Weiteren wurde ein möglicher Weg zur vollständigen Umstellung der industriellen Energiebereitstellung sowie des Haushalts- und Gewerbesektors auf erneuerbare Energien untersucht, woraus der künftige Elektrizitätsbedarf in diesen Sektoren berechnet wurde. Durch die Überlagerung von sektorenspezifischen Lastprofilen konnte der Systemlastgang der betrachteten Region ermittelt werden. Aus der Berechnung des jährlichen Elektrizitätsbedarfs konnte der notwendige Ausbau an erneuerbaren Erzeugern mit den jeweiligen Einspeiseprofilen ermittelt werden. Eine anschließende Gegenüberstellung des gesamten Erzeugungsprofils und des Systemlastgangs der Verbraucher erlaubte eine Untersuchung der Residuallast und damit des lang- sowie kurzfristigen Flexibilitätsbedarfs (Speicherbedarf) des Stromnetzes. Die Anwendung der entwickelten Methodik erfolgte in dieser Arbeit am Beispiel von Österreich, EU, USA, China und Japan. Für Österreich ergibt sich auf Basis der Modellberechnungen in den untersuchten Szenarien ein jährlicher inländischer Gesamtstrombedarf von 114 TWh (Szenario „E-Fuel“), 127 TWh (Szenario „50:50“) und 143 TWh (Szenario „100% BEV“). Bei Betrachtung der untersuchten Ausbauszenarien ergibt sich je nach Mobilitätsszenario eine notwendige installierte Leistung regenerativer Stromerzeuger von 55 bis 83 GW. In der Berechnung des Flächenbedarfs für den Ausbau Erneuerbarer Erzeuger und die Stromspeicherung ergibt sich je nach Mobilitätsszenario eine zusätzlich benötigte Fläche in Österreich von zwischen 1.800 und 2.500 km2. Für die Erzeugung synthetischer Kraftstoffe für Österreich in Marokko wären in den Szenarien „50:50“ und „E-Fuel“ PV-Kapazitäten von 31 bzw. 55 GW und damit Flächen von 440 bzw. 770 km2 notwendig. Die Kosten für den inländischen Ausbau Erneuerbarer Energien, die Errichtung und den Betrieb des Speichers in Österreich und die Gestehungskosten synthetischer Kraftstoffe belaufen sich auf 9 („E-Fuel“), 7 („50:50“) und 4,5 („100% BEV“) Mrd. Euro pro Jahr im Zeitraum bis 2050 (exkl. Netzerweiterungskosten). To achieve climate neutrality in 2050, a complete substitution of fossil energy sources by renewable energy is required. The use of climate-friendly technologies in electricity generation as well as in the transport, industry, household, commercial and agricultural sectors is absolutely necessary.To analyze the feasibility of different technologies to achieve climate goals in terms of energy and land requirements and costs, a model applicable to any region was developed in this work. The focus was on the road transport sector, which was considered in three future scenarios in order to calculate the future electricity demand of different stock developments in transport. Furthermore, a possible pathway for the complete conversion of the industrial energy supply as well as the household and commercial sector to renewable energies was investigated, from which the future electricity demand in these sectors was calculated. By superimposing sector-specific load profiles, it was possible to determine the system load profile of the region under consideration. From the calculation of the annual electricity demand, the necessary expansion of renewable generators with the respective feed-in profiles could be determined. A subsequent comparison of the entire generation profile and the system load profile allowed an investigation of the residual load and thus the long-term and short-term flexibility requirements (storage requirements) of the power grid. The application of the developed methodology was carried out in this work using Austria, the EU, the USA, China and Japan as examples. Based on the model calculations, the total annual domestic electricity demand for Austria in the scenarios examined is 114 TWh (Scenario "E-fuel"), 127 TWh (Scenario "50:50") and 143 TWh (Scenario "100% BEV"). Considering the studied expansion scenarios, the required installed capacity of renewable electricity generators ranges from 55 to 83 GW, depending on the mobility scenario. In the calculation of the area required for the expansion of renewable generators and electricity storage, the additional area required in Austria is between 1,800 and 2,500 km2 , depending on the mobility scenario. To produce synthetic fuels for Austria in Morocco, an installed PV capacity of 31 and 55 GW and thus areas of 440 and 770 km2 would be required in the "50:50" and "E-Fuel" scenarios, respectively. The costs for the domestic expansion of renewable energies, the construction and operation of the storage facility in Austria and the production costs of synthetic fuels amount to 9 ("E-Fuel"), 7 ("50:50") and 4.5 ("100% BEV”) billion euros per year in the period up to 2050 (excluding grid expansion costs).

Unter Carbon capture and storage (CCS) werden unterschiedliche Technologien zusammengefasst, welche alle dasselbe Ziel verfolgen, n��mlich CO2-Emissionen zu reduzieren. Chemical looping combustion (CLC) geh��rt zu diesen Technologien und erm��glicht die Abscheidung von CO2 ohne erhebliche Energieeinbu��en. Im Gegensatz zu einer normalen Verbrennung wird bei CLC der Brennstoff nicht mit der Verbrennungsluft in Kontakt gebracht, sondern es wird ein Sauerstofftr��ger verwendet, welcher den Transport des Sauerstoffs von Verbrennungsluft zu Brennstoff ��bernimmt. Dies gew��hrleistet ein Abgas, welches haupts��chlich aus CO2 und Wasserdampf besteht. Die Verwendung von Biomasse als Brennstoff mit anschlie��ender CO2-Speicherung erm��glicht dadurch sogar negative CO2-Emissionen. In dieser Arbeit wird eine Versuchsanlage im Laborma��stab vorgestellt, mit welcher die Prozesse der CLC-Technologie untersucht werden k��nnen. Diese Anlage besteht aus einem Wirbelschichtreaktor, welcher im Batch-Betrieb abwechselnd mit Luft und mit Dampf fluidisiert wird. Dadurch k��nnen Versuche im Hei��betrieb, mit unterschiedlichen Sauerstofftr��gern und Brennstoffen, bei verschiedenen Betriebszust��nden durchgef��hrt werden. Es ist die Verwendung von festen wie auch gasf��rmigen Brennstoffen vorgesehen, wobei der Fokus auf der Verwendung von biogenen Festbrennstoffen liegt. Der Versuchsstand besteht aus einem Gasvorw��rmer, dem Reaktor, der Festbrennstoffdosierung, einer Entnahmevorrichtung f��r Feststoffproben und der Abgasstrecke mit Post-Oxidationskatalysator. Um Aussagen ��ber die Vorg��nge im Reaktor treffen zu k��nnen, wird Abgas entnommen und deren Zusammensetzung analysiert. Der Test der elektrischen Heizungen stellte den ersten Schritt der Inbetriebnahme der Versuchsanlage dar. Bei weiteren Testl��ufen wurde der Druckverlust des D��senbodens sowie der Wirbelschicht inkl. D��senboden gemessen. Die ersten Versuche im CLC-Betrieb wurden mit Ilmenit als Sauerstofftr��ger und Holzpellets als Brennstoff durchgef��hrt. Dabei konnte ein Kohlenstoffumsatz von ca. 70-80% erreicht werden. Die Oxidationsrate des Sauerstofftr��gers wurde bei einem Versuch ermittelt und betr��gt ca. 95%. Zusammenfassend erm��glicht der Versuchsstand umfassende Untersuchungen von unterschiedlichen Sauerstofftr��gern und Brennstoffen und kann somit einen Beitrag zur weiteren Forschung im Bereich CLC beitragen. Carbon capture and storage (CCS) summarizes different technologies that all pursue the same goal of reducing CO2 emissions from industrial processes. One of these promising carbon capture technologies is chemical looping combustion (CLC), which combines a combustion process with inherent CO2 separation and therefore almost no energy penalty. Unlike normal combustion, in CLC the fuel is never in contact with the combustion air. Instead, an oxygen carrier is used to transport the oxygen form the combustion air to the fuel. This is resulting in an exhaust gas stream, which consists mainly of CO2 and water vapor. The use of biomass as a fuel in CLC with subsequent CO2 storage even allows negative CO2 emissions. In this work, a laboratory-scale pilot plant will be presented, which allows the investigation of ongoing processes in CLC. This plant consists of one fluidized bed reactor which is operated in batch mode. Which means, that alternately air and steam is used for fluidization and thus simulates the processes of a circulating fluidized bed plant. As a result, experiments can be carried out with different oxygen carriers and fuels at different operating conditions. Both solid and gaseous fuels can be used, in which the focus is on the use of solid biofuels. The main parts of the testing facility are a gas preheater, a fluidized bed reactor, a solid fuel dosing system, a solid sampling device and the post-oxidation catalyst. For the investigation of ongoing processes, the exhaust gas is being analyzed. Testing the electric heaters represented the first step of the commissioning. In further test runs the pressure loss of the nozzle plate as well as the fluidized bed including the nozzle plate have been measured. The first CLC experiments were carried out with ilmenite as an oxygen carrier and wood pellets as a fuel. A carbon conversion of about 70-80% has been achieved. The oxidation rate of the oxygen carrier was determined in one experiment and is about 95%. Concluding, this pilot plant allows a wide range of studies of different oxygen carriers and fuels and can thus contribute to further research in the area of CLC.

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Planung einer Wasserstoffproduktionsanlage, gekoppelt mit dem Mittelspannungsnetz zur Teilnahme am Regelenergiemarkt. In erster Linie werden wesentliche elektrische und verfahrenstechnische Betriebsmittel ermittelt.Das Industrienetz und das Schutzkonzept wird mit Hilfe elektrotechnischer Überlegungen auf Basis von in Österreich geltenden Richtlinien, Normen und Regelwerken für den Netzbetrieb entwickelt. Mit NEPLAN werden wesentliche Betriebsweisen simuliert und analysiert. Die Wasserstofferzeugung geschieht durch zwei unterschiedliche Verfahren: Erstens, durch den thermochemischen Prozess bestehend aus Biomassevergasung und Wasserdampfreformierung; zweitens, durch elektrische Elektrolyse von Strom aus der integrierten Photovoltaikanlage und negativer sekundärer Regelenergie aus dem Netz.Die gesamte Anlage ist auf eine Wasserstoffproduktion von 200 kg/h bemessen. Die elektrische Elektrolyse stellt ein Viertel davon und das thermochemische Verfahren den Rest. Herzstück der Anlage für die thermochemische Umwandlung ist der Wirbelschichtvergaser, welcher auf dem an der TU Wien entwickelten Fast Internal Circulating Fluidised Bed (FICFB) Vergasungsverfahren basiert. Die Elektrolyse wird durch die Photovoltaikanlage, die Überschussleistung aus dem Netz und dem Blockheizkraftwerk versorgt. Die Erzeugungsspitzen der Photovoltaikanlage und der zugewiesene Leistungsüberschuss am vorgelagerten Mittelspannungsnetz werden in einer Batterieanlage zwischengespeichert und bei niedriger Erzeugung in der Elektrolyseanlage zu Wasserstoff umgewandelt.Die Netzintegration der Anlage ins Mittelspannungsnetz geschieht durch das LINK-Modell, welches die Einbindung komplexer netzgekoppelter Betriebsfahrweisen einfacher gestaltet als derzeit angewendete Lösungen. Mit Hilfe von Lastflussberechnungen werden Betriebszustände analysiert und die Planung überprüft. Auf Basis der anschließenden Kurzschlussberechnung werden Lösungen für die Umsetzung der Schutztechnik vorgeschlagen.Als Abschluss werden wesentliche Fahrweisen der Gesamtanlage untersucht, welche in der Praxis je nach Einsatzzweck und den Rahmenbedingungen des Betreibers angewendet werden können. Der Autor wünscht sich, durch die erarbeiteten Planungs- und Analyseergebnisse einen hilfreichen Beitrag zum weiteren Ausbau der Wasserstofftechnologien und Abbau der fossilen Energieabhängigkeiten Österreichs sowie Europas geschaffen zu haben. This thesis deals with planning of a hydrogen production plant coupled to the medium-voltage grid to participate in the control energymarket. First and fore most, essential electrical and process engineering equipment is determined.The industrial network and the protection concept are developed with the help of electrical engineering considerations based on the guidelines, standards and regulations for network operation valid in Austria. NEPLAN is used to simulate the basic operating modes of the facility. Hydrogen is produced using two procedures: firstly, by the thermochemical process of biomass gasification and steam reforming;secondly, by the electrical electrolysis of electricity from the integrated photovoltaic system and negative secondary control energy from the grid.The electrical electrolysis process is designed to produce a quarter of the maximal hydrogen production of 200kg/h. The thermochemical process provides the rest. The centerpiece of the plant for the thermochemical conversion is the fluidized bed gasifier, which is based on the FICFB gasification process developed at the TU Vienna. The electrolysis draws the power from the photovoltaic system,the electricity surplus from the grid and the combined heat and powerplant. The generation peaks of the photovoltaic system and the allocated excess power on the upstream medium-voltage grid are temporarily stored in a battery system and converted to hydrogen at lower generation in the electrolysis plant.The grid integration of the system into the medium-voltage grid is carried out by the LINK model, which is much simpler compared to the current integration solutions. With the help of load flow calculations, operating states are analyzed and the planning checked. Based on the short-circuit calculations, suggestions for implementing the discussed protection technology are given.In conclusion, essential driving styles of the entire system are examined, which in practice depends on the intended use and the general conditions of the operator can be applied. Through the developed planning and analysis of the hydrogen production plant, the author wishes results to be helpful for the further expansion of hydrogen technologies and reduce created fossil energy dependencies in Austria and Europe.

Ziel der vorliegenden Arbeit war es, unter dem Einsatz von Photovoltaik- Modulen und Begr��nung die Fassade des im zweiten Wiener Bezirk gelegenen Georg-Emmerling-Hofs neu zu gestalten und dabei den Fokus im Kontext anhaltender Klimaver��nderungen auf nachhaltige Energieerzeugung zu legen. Es galt, das Bestandsgeb��ude hinsichtlich seines Erscheinungsbildes eingebettet in der Umgebung, seiner Energieeffizienz, der baulichen Substanz und der ��rtlichen Voraussetzungen wie Verschattung, sommerliche ��berw��rmung und L��rmimmission zu analysieren. Darauf aufbauend wurde eine Fassadenl��sung entwickelt, die die Technik der Photovoltaik optimal an diese Gegebenheiten anpasst und in einer Symbiose mit Fassadenbegr��nung positive Auswirkungen auf das Klima innerhalb des Geb��udes sowie auf das Stadtklima hat. Ein wesentlicher Fokus wurde in der Arbeit auch auf die Gestaltung der Fassade gelegt: Einerseits, um auf die umliegenden Geb��ude zu reagieren und andererseits, um aufzuzeigen, dass mit neuesten Technologien der Photovoltaik-Module gestalterisch individuelle L��sungen m��glich sind. The objective of the present paper was to redesign the fa��ade of the Georg- Emmerling-Hof in the second district in Vienna by taking in consideration the use of photovoltaic modules and planting vegetation. In the process the focus was set on sustainable energy production in the context of the continuing climate change. It was necessary to analyze the existing building in terms of its appearance embedded in the surrounding area, its energy efficiency, the main structural parts and the local conditions - such as shading, summer overheating and noise immission. Based on this, a fa��ade solution was developed that optimally adapts photovoltaic technology to these conditions and furthermore, in a symbiosis with fa��ade greening, has positive effects on the climate within the building as well as on the urban climate. A major focus of this paper was set on the arrangement of the fa��ade: on the one hand to react to the surrounding buildings and on the other hand to show that creative solutions on an individual level are possible with the latest technologies of photovoltaic modules.