TY - JOUR A1 - Cheenakula, Dheeraja A1 - Griebel, Kai A1 - Montag, David A1 - Grömping, Markus ED - Huang, Xiaowu T1 - Concept development of a mainstream deammonification and comparison with conventional process in terms of energy, performance and economical construction perspectives JF - Frontiers in Microbiology N2 - Deammonification for nitrogen removal in municipal wastewater in temperate and cold climate zones is currently limited to the side stream of municipal wastewater treatment plants (MWWTP). This study developed a conceptual model of a mainstream deammonification plant, designed for 30,000 P.E., considering possible solutions corresponding to the challenging mainstream conditions in Germany. In addition, the energy-saving potential, nitrogen elimination performance and construction-related costs of mainstream deammonification were compared to a conventional plant model, having a single-stage activated sludge process with upstream denitrification. The results revealed that an additional treatment step by combining chemical precipitation and ultra-fine screening is advantageous prior the mainstream deammonification. Hereby chemical oxygen demand (COD) can be reduced by 80% so that the COD:N ratio can be reduced from 12 to 2.5. Laboratory experiments testing mainstream conditions of temperature (8–20°C), pH (6–9) and COD:N ratio (1–6) showed an achievable volumetric nitrogen removal rate (VNRR) of at least 50 gN/(m3∙d) for various deammonifying sludges from side stream deammonification systems in the state of North Rhine-Westphalia, Germany, where m3 denotes reactor volume. Assuming a retained Norganic content of 0.0035 kgNorg./(P.E.∙d) from the daily loads of N at carbon removal stage and a VNRR of 50 gN/(m3∙d) under mainstream conditions, a resident-specific reactor volume of 0.115 m3/(P.E.) is required for mainstream deammonification. This is in the same order of magnitude as the conventional activated sludge process, i.e., 0.173 m3/(P.E.) for an MWWTP of size class of 4. The conventional plant model yielded a total specific electricity demand of 35 kWh/(P.E.∙a) for the operation of the whole MWWTP and an energy recovery potential of 15.8 kWh/(P.E.∙a) through anaerobic digestion. In contrast, the developed mainstream deammonification model plant would require only a 21.5 kWh/(P.E.∙a) energy demand and result in 24 kWh/(P.E.∙a) energy recovery potential, enabling the mainstream deammonification model plant to be self-sufficient. The retrofitting costs for the implementation of mainstream deammonification in existing conventional MWWTPs are nearly negligible as the existing units like activated sludge reactors, aerators and monitoring technology are reusable. However, the mainstream deammonification must meet the performance requirement of VNRR of about 50 gN/(m3∙d) in this case. KW - anammox KW - energy efficiency KW - mainstream deammonification KW - nitrogen elimination KW - wastewater Y1 - 2023 U6 - http://dx.doi.org/10.3389/fmicb.2023.1155235 SN - 1664-302X VL - 14 IS - 11155235 SP - 1 EP - 15 PB - Frontiers ER - TY - CHAP A1 - Paulsen, Svea A1 - Hoffstadt, Kevin A1 - Krafft, Simone A1 - Leite, A. A1 - Zang, J. A1 - Fonseca-Zang, W. A1 - Kuperjans, Isabel T1 - Continuous biogas production from sugarcane as sole substrate T2 - Energy Reports Y1 - 2020 U6 - http://dx.doi.org/10.1016/j.egyr.2019.08.035 N1 - 6th International Conference on Energy and Environment Research, ICEER 2019, 22–25 July, University of Aveiro, Portugal VL - 6 IS - Supplement 1 SP - 153 EP - 158 PB - Elsevier ER - TY - JOUR A1 - Rupp, Matthias A1 - Handschuh, Nils A1 - Rieke, Christian A1 - Kuperjans, Isabel T1 - Contribution of country-specific electricity mix and charging time to environmental impact of battery electric vehicles: A case study of electric buses in Germany JF - Applied Energy Y1 - 2019 U6 - http://dx.doi.org/10.1016/j.apenergy.2019.01.059 SN - 0306-2619 VL - 237 SP - 618 EP - 634 PB - Elsevier CY - Amsterdam ER - TY - JOUR A1 - Dielmann, Klaus-Peter A1 - Mehlkopf, Marcus A1 - Cudina, Boris T1 - Der Handel mit Emissionsrechten : Vorbereitung auf den europaweiten Start 2005 JF - VGB PowerTech : international journal for electricity and heat generation Y1 - 2005 SN - 1435-3199 VL - 85 IS - 1/2 SP - 66 EP - 69 ER - TY - JOUR A1 - Werner, Frederik A1 - Krumbe, Christoph A1 - Schumacher, Katharina A1 - Groebel, Simone A1 - Spelthahn, Heiko A1 - Stellberg, Michael A1 - Wagner, Torsten A1 - Yoshinobu, Tatsuo A1 - Selmer, Thorsten A1 - Keusgen, Michael A1 - Baumann, Marcus A1 - Schöning, Michael Josef T1 - Determination of the extracellular acidification of Escherichia coli by a light-addressable potentiometric sensor JF - Physica status solidi (a) : applications and material science. 208 (2011), H. 6 Y1 - 2011 SN - 1862-6319 SP - 1340 EP - 1344 PB - Wiley CY - Weinheim ER - TY - JOUR A1 - Rupp, Matthias A1 - Rieke, Christian A1 - Handschuh, Nils A1 - Kuperjans, Isabel T1 - Economic and ecological optimization of electric bus charging considering variable electricity prices and CO₂eq intensities JF - Transportation Research Part D: Transport and Environment N2 - In many cities, diesel buses are being replaced by electric buses with the aim of reducing local emissions and thus improving air quality. The protection of the environment and the health of the population is the highest priority of our society. For the transport companies that operate these buses, not only ecological issues but also economic issues are of great importance. Due to the high purchase costs of electric buses compared to conventional buses, operators are forced to use electric vehicles in a targeted manner in order to ensure amortization over the service life of the vehicles. A compromise between ecology and economy must be found in order to both protect the environment and ensure economical operation of the buses. In this study, we present a new methodology for optimizing the vehicles’ charging time as a function of the parameters CO₂eq emissions and electricity costs. Based on recorded driving profiles in daily bus operation, the energy demands of conventional and electric buses are calculated for the passenger transportation in the city of Aachen in 2017. Different charging scenarios are defined to analyze the influence of the temporal variability of CO₂eq intensity and electricity price on the environmental impact and economy of the bus. For every individual day of a year, charging periods with the lowest and highest costs and emissions are identified and recommendations for daily bus operation are made. To enable both the ecological and economical operation of the bus, the parameters of electricity price and CO₂ are weighted differently, and several charging periods are proposed, taking into account the priorities previously set. A sensitivity analysis is carried out to evaluate the influence of selected parameters and to derive recommendations for improving the ecological and economic balance of the battery-powered electric vehicle. In all scenarios, the optimization of the charging period results in energy cost savings of a maximum of 13.6% compared to charging at a fixed electricity price. The savings potential of CO₂eq emissions is similar, at 14.9%. From an economic point of view, charging between 2 a.m. and 4 a.m. results in the lowest energy costs on average. The CO₂eq intensity is also low in this period, but midday charging leads to the largest savings in CO₂eq emissions. From a life cycle perspective, the electric bus is not economically competitive with the conventional bus. However, from an ecological point of view, the electric bus saves on average 37.5% CO₂eq emissions over its service life compared to the diesel bus. The reduction potential is maximized if the electric vehicle exclusively consumes electricity from solar and wind power. Y1 - 2020 U6 - http://dx.doi.org/10.1016/j.trd.2020.102293 SN - 1361-9209 VL - 81 IS - Article 102293 PB - Elsevier CY - Amsterdam ER - TY - JOUR A1 - Dielmann, Klaus-Peter A1 - Cudina, Boris A1 - Mehlkopf, Marcus T1 - Einfluss der Brennstoffdaten auf die CO2-Inventarisierung : Handel mit Emissionsrechten JF - Euroheat and power : Kraft-Wärme-Kopplung, Nah-/Fernwärme, Contracting Y1 - 2003 SN - 0949-166X VL - 32 IS - 9 SP - 22 EP - 25 ER - TY - CHAP A1 - Rupp, Matthias A1 - Kuperjans, Isabel A1 - Schulze, Sven ED - Berns, Karsten T1 - Energetische und ökologische Bewertung hybrider Antriebe im städtischen Busverkehr T2 - Commercial vehicle technology 2016 : proceedings of the 4th Commercial Vehicle Technology Symposium (CVT 2016), March 8-10, 2016, University of Kaiserslautern, Kaiserslautern, Germany N2 - In Anbetracht weltweit zunehmend strengerer klimapolitischer Ziele steigt auch der Druck für Nutzfahrzeughersteller, effizientere und umweltfreundlichere Technologien zu entwickeln. Den Blick bei der Bewertung dieser ausschließlich auf die Fahrzeugnutzung zu richten, ist längst nicht mehr zufriedenstellend. Im Rahmen dieser Analyse wird ein gegenwärtig auf dem Markt erwerblicher und in deutschen Städten bereits seit Jahren betriebener Hybridbus energetisch und ökologisch mit einem konventionell angetriebenen, nahezu baugleichen Modell entlang des Lebensweges bewertet. Nach Definition von Ziel und Untersuchungsrahmen wird ein Überblick auf bereits durchgeführte Lebenszyklusanalysen zu Hybridbussen im Stadtverkehr gegeben und Schlussfolgerungen für die anschließende Analyse abgeleitet. Diese wird im Rahmen einer energetischen und ökologischen Bewertung beider Produktsysteme anhand der Parameter "Primärenergieeinsatz" und "CO2äq Emissionen" praktiziert. Der Fahrzeugrumpf beider Fahrzeuge des gleichen Modells wird dabei als einheitlich angenommen, sodass bei dem Vergleich der Herstellung vereinfacht nur die sich unterscheidenden Komponenten des Antriebstranges berücksichtigt werden. Die Resultate der Wirkungsabschätzung werden als Differenz des Hybridbusses gegenüber dem Referenzfahrzeug über die einzelnen Lebenszyklusphasen dargestellt. Schließlich werden Prognosen getroffen, ab welcher Strecke die bei der Herstellung erzeugten höheren CO2äq Emissionen des Hybridantriebstranges gegenüber dem Referenzmodell ausgeglichen werden. Y1 - 2016 SP - 227 EP - 237 PB - Shaker CY - Aachen ER - TY - JOUR A1 - Kuperjans, Isabel A1 - Weitzel, J. T1 - Energiedesign 2020 : Sichere Strom- und Wärmeversorgung für die Industrie JF - TAB: das Fachmedium der TGA-Branche Y1 - 2015 SN - 0341-2032 IS - 3 SP - 105 EP - 107 PB - Bauverlag CY - Gütersloh ER - TY - CHAP A1 - Knoche, K. F. A1 - Kruska, Martin A1 - Weber, P. A1 - Kuperjans, Isabel ED - Schulz, Werner F. T1 - Energiemanagement T2 - Lexikon Nachhaltiges Wirtschaften. - (Lehr- und Handbücher zur ökologischen Unternehmensführung und Umweltökonomie) Y1 - 2001 SN - 3-486-24523-6 SP - 88 EP - 92 PB - Oldenbourg CY - München [u.a.] ER - TY - CHAP A1 - Borchert, Jörg A1 - Rothe, Sebastian ED - Suntrop, Carsten T1 - Energiemanagement und Versorgung von Chemieparks – Ein Ansatz zur wertschöpfungsgetriebenen Risikosteuerung T2 - Chemiestandorte : Markt, Herausforderungen und Geschäftsmodelle Y1 - 2016 SN - 978-3-527-33441-4 SP - 193 EP - 210 PB - Wiley-VCH CY - Weinheim ER - TY - CHAP A1 - Kuperjans, Isabel A1 - Schreiber, M. A1 - Determann, L. A1 - Schreiber, R. T1 - Entscheidungsunterstützung bei der Gestaltung der betrieblichen Energieversorgung und -nutzung T2 - Innovationen bei der rationellen Energieanwendung : neue Chancen für die Wirtschaft ; Tagung Dortmund, 3. und 4. März 1998. - (VDI-Berichte ; 1385) Y1 - 1998 SN - 3-18-091385-1 SP - 79 EP - 94 PB - VDI-Verl. CY - Düsseldorf ER - TY - CHAP A1 - Groebel, Simone A1 - Werner, Frederik A1 - Jörres, Niklas A1 - Jansen, F. A1 - Kasper, Katharina A1 - Schiffels, Johannes A1 - Sprenger, B. A1 - Baumann, Marcus A1 - Schöning, Michael Josef A1 - Selmer, Thorsten T1 - Entwicklung einer Sensor-Überwachung für Biogasanlagen auf Basis von Prozessdaten einer Parallelanlage T2 - 10. Dresdner Sensor-Symposium : Dresden, 5. - 7. Dezember 2011 ; miniaturisierte analytische Verfahren, Hochtemperatur-Sensoren, Sensoren für Bioprozess- und Verfahrenstechnik, Sensoren für die Medizin, Chemische Verfahrenstechnik, Lebensmittelanalytik, innovative Sensorlösungen, Sensoren für die Wasserqualität, Selbstüberwachung / Gerald Gerlach ... (Hg.) N2 - Beim Ausbau nachhaltiger, regenerativer Energieversorgung hat die Umwandlung von organischer Biomasse in Biogas ein großes Potential. Der zugrundeliegende, komplexe biologische Prozess wird noch immer unzureichend verstanden und bedarf systematischer Untersuchungen der Prozessparameter, um einen hohen Ertrag bei guter Gasqualität zu ermöglichen. Die Fragestellungen zur Entschlüsselung des Prozesses sind sowohl verfahrenstechnischer als auch mikrobiologischer Natur. Aus mikrobiologischer Sicht ist die Kenntnis der tatsächlich beteiligten prozesstragenden Mikroorganismen von erheblicher Bedeutung, aus verfahrenstechnischer Sicht die Kenntnis der physikalischen und chemischen Faktoren, welche die mikrobiologischen Prozesse und kontrollieren. Im Zusammenspiel aller dieser Parameter wird die Biogasbildung befördert oder behindert, bis zum Abbruch des Prozesses. Eine mögliche Kontrollmethode ist die Messung der metabolischen Aktivität prozesstragender Organismen. Diese soll, beruhend auf fundierten Prozessdaten, gewonnen durch eine Parallelanlage, mit einem lichtadressierbaren potentiometrischen Sensor-System (LAPS) realisiert werden. Dieser Sensor ist in der Lage, pH-Wert-änderungen zu detektieren, die durch den Stoffwechsel der auf dem Chip immobilisierten Organismen hervorgerufen werden, um eine Online-Überwachung von Biogasanlagen zu ermöglichen. Y1 - 2011 SN - 978-3-942710-53-4 U6 - http://dx.doi.org/10.5162/10dss2011/4.3 N1 - Dresdner Beiträge zur Sensorik 43 ; Dresdner Sensor-Symposium ; 10 ; 2011 ; Dresden ; Forschungsgesellschaft für Messtechnik, Sensorik und Medizintechnik ; Zehntes Dresdner Sensor-Symposium ; Dresdner Sensor-Symposium ; (10 ; 2011.12.05-07 ; Dresden) SP - 81 EP - 84 PB - TUDpress CY - Dresden ER - TY - JOUR A1 - Dielmann, Klaus-Peter A1 - Mehlkopf, Marcus A1 - Cudina, Boris T1 - Erfahrungen mit der Software Risa-Gen JF - BWK : das Energie-Fachmagazin Y1 - 2004 SN - 0006-9612 SN - 1618-193X VL - 56 IS - 3 SP - 24 EP - 25 ER - TY - CHAP A1 - Augenstein, Eckardt A1 - Kuperjans, Isabel A1 - Lucas, K. ED - Tsatsaronis,, Georgios T1 - EUSEBIA - Decision-Support-System for Technical, Economical and Ecological Design and Evaluation of Industrial Energy Systems T2 - ECOS 2002 : proceedings of the 15th International Conference on Efficiency, Costs, Optimization, Simulation and Environmental Impact of Energy Systems, Berlin, Germany July 3 - 5, 2002. - Vol. 1 Y1 - 2002 SN - 3-00-009533-0 SP - 446 EP - 453 PB - Techn. Univ., Inst. for Energy Engineering CY - Berlin ER - TY - JOUR A1 - Kuperjans, Isabel T1 - Exergetische und exergoökonomische Analyse thermischer Prozesse JF - Arbeitsbericht / Institut für Wirtschaftswissenschaften, Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen Y1 - 1996 IS - 06 ER - TY - JOUR A1 - Pauksztat, Anja A1 - Kuperjans, Isabel A1 - Meyer, Jörg T1 - Formeln statt Zahlen : Referenzwerte Formeln zur energetischen Bewertung von Produktionsanlagen JF - BWK : das Energie-Fachmagazin Y1 - 2005 SN - 0006-9612 SN - 1618-193X VL - 57 IS - 12 SP - 52 EP - 55 ER - TY - JOUR A1 - Kuperjans, Isabel A1 - Esser, J. A1 - Meyer, Jörg A1 - Donner, O. T1 - Gestaltung und Bewertung von Energieanlagen unter ökologischen, wirtschaftlichen und technischen Gesichtspunkten JF - Umweltwirtschaftsforum : UWF Y1 - 2000 SN - 0943-3481 VL - 8 IS - 3 SP - 53 EP - 58 ER - TY - JOUR A1 - Kuperjans, Isabel T1 - Gute Planung ist alles : Energieeffizienz in der Pharmaproduktion JF - Pharma + Food Y1 - 2011 SN - 1434-8942 VL - 2011 IS - 2 SP - 8 EP - 10 PB - Hüthig CY - Heidelberg ER - TY - JOUR A1 - Dotzauer, Martin A1 - Pfeiffer, Diana A1 - Lauer, Markus A1 - Pohl, Marcel A1 - Mauky, Eric A1 - Bär, Katharina A1 - Sonnleitner, Matthias A1 - Zörner, Wilfried A1 - Hudde, Jessica A1 - Schwarz, Björn A1 - Faßauer, Burkhardt A1 - Dahmen, Markus A1 - Rieke, Christian A1 - Herbert, Johannes A1 - Thrän, Daniela T1 - How to measure flexibility – Performance indicators for demand driven power generation from biogas plants JF - Renewable Energy Y1 - 2019 U6 - http://dx.doi.org/10.1016/j.renene.2018.10.021 SN - 0960-1481 SP - 135 EP - 146 PB - Elsevier CY - Amsterdam ER -