Abgeschlossene Verbundprojekte

Maritime Sicherheitsaspekte bezüglich Installation und Wartung von Offshore-Windenergieanlagen

Das Forschungsprojekt befasst sich mit Sicherheitsfragen, die beim Einsatz von Installations- und Wartungsschiffen für Offshore-Windenergieanlagen entstehen. Der Schwerpunkt liegt auf Anforderungen und Fragestellungen, die während der Installation von Offshore-Windenergieanlagen (OWEA) in Nord- und Ostsee entstehen können. Sicherheitsaspekte sind beim Einsatz von Schiffen während der Installation, des Betriebes, der Wartung und dem Rückbau von OWEA von Bedeutung. Diese Sicherheitsaspekte können verschiedene Szenarien umfassen, obwohl die physikalischen Ursachen ähnlich sind. Ein grundlegende Erforschung der physikalischen Phänomene und die interdisziplinäre Entwicklung von Simulationsmodellen ist entscheidend, um leistungsfähige technologische Lösungen für Sicherheitsfragen zu entwickeln, ohne einen unverhältnismäßig hohen Aufwand an Zeit und Kosten zu verursachen.

Ziel des Forschungsprojekts ist es, Industrie, nationale und internationale Organisationen bei der Erhöhung der Sicherheit von Schiffen und OWEA zu unterstützen. Hierfür werden Rechenverfahren entwickelt, die das Verhalten von Schiff und OWEA während verschiedener Operationen unter realen Einsatzbedingungen simulieren können. Sie tragen dazu bei, die Gefährdung von Menschen und Umweltschäden zu vermeiden.

Das Forschungsprojekt befasst sich mit computergestützten Simulationen, die eine Prognose von möglichen Unfallszenarien, Reihenfolge der Ereignisse und Konsequenzen der Schäden ermöglichen. Eine Datenbank für Kenter- und Sinkvorfälle wird geschaffen, um Testfälle zur Verfügung zu stellen und numerische Methoden zu validieren. Die im Rahmen des Forschungsvorhabens entwickelten Methoden können eingesetzt werden, um Unfallszenarien zu analysieren und das Sicherheitsverhalten neuer Schiffe und OWEA-Entwürfe zu verbessern.

Die Auswertung der numerischen Ergebnisse wird es auch ermöglichen, verschiedene Kategorien von präventiven und operativen Maßnahmen zu definieren, welche die Wahrscheinlichkeit von Unfällen und deren Konsequenzen verringern können. Präventive Maßnahmen könnten die Entwurfseigenschaften dergestalt ändern, dass ein bestimmtes Problem nicht auftreten würde und/oder weniger ernste Konsequenzen hätte. Operative Maßnahmen könnten die Konsequenzen eines Unfalls verringern. Diese Maßnahmen können während eines Unfalls angewandt werden, um das Ausmaß der Schäden zu verringern und die Konsequenzen herabzusetzen; z.B. werden Evakuierungspläne im Vorfeld für verschiedene Fälle entwickelt und können je nach Umfang eines Schadens angewandt werden.

Eine Besonderheit der geplanten numerischen Untersuchungen ist die simultane Betrachtung der komplizierten Interaktion zwischen verschiedenen Phänomenen. Diese umfassen z.B. die Änderung im hydrostatischen Verhalten der Offshore-Windenergieanlagen bei Installation,  die Kollision mit schwimmenden Einheiten, das globale Versagen der Schiffsstruktur wegen lokaler Beschädigung, Überflutung in hohem Seegang, begrenzte Manövrierfähigkeit der Service-Schiffe auf Grund von Schäden an den Steuervorrichtungen in schwerer See usw.

Das Forschungsprogramm umfasst sechs Arbeitspakete (AP) für die numerische Simulation des dynamischen Verhaltens von Schiffen und OWEA in sicherheitskritischen Situationen. An dem Projekt sind folgende Institute und Professoren beteiligt.

Forschungs- und Wissenschaftsstiftung Hamburg

Innovation and Product Development for Aging Users

Dieses von der Forschungs- und Wissenschaftsstiftung Hamburg unterstützte Forschungsvorhaben befasst sich mit den Herausforderungen und Chancen, die der wachsende Markt älterer Konsumenten für die Industrie in Deutschland und Japan mit sich bringt.

Die alternde Bevölkerung ist kein ganz neues Phänomen. Dennoch steckt die Entwicklung altersgerechter Produkte und Services in Deutschland noch in den Anfängen. In Japan stellt sich die Situation anders dar. Hier hat sich die Industrie schon seit Jahren intensiv mit den Bedürfnissen dieser wachsenden Bevölkerungsgruppe auseinandergesetzt und bereits eine Fülle von Produkten und Services erfolgreich in den Markt eingeführt. Dieses Forschungsvorhaben befasst sich daher mit den Herausforderungen und Chancen, den der wachsende Markt älterer Konsumenten für die Industrie in Deutschland und Japan mit sich bringt. Ausgehend von den besonderen Bedürfnissen dieser Konsumentengruppe untersuchen vier Institute der Technischen Universität Hamburg-Harburg (TUHH) die Besonderheiten des Produkt-Innovationsprozesses für dieses Marktsegment von der Ideenfindung, über die Konzeptentwicklung bis hin zu deren Vermarktung. Dabei werden empirische Forschungsmethoden mit computergestützten Simulationsverfahren kombiniert.

Zunächst stellt sich die grundsätzliche Frage, ob Deutschland und Japan eine weltweite Vorreiterrolle für die Entwicklung von Technologien und Innovationen, die speziell für ältere Menschen entwickelt wurden, einnehmen werden. Dazu untersucht das Institut für Technologie- und Innovationsmanagement unter Leitung von Prof. Dr. Cornelius Herstatt die Rolle Deutschlands und Japans als potenzielle „Lead Markets“ für altersgerechte Innovationen. Das Institut für Personalwirtschaft und Arbeitsorganisation mit Prof. Dr. Christian M. Ringle an der Spitze beschäftigt sich mit den treibenden Faktoren von Kundenzufriedenheit sowie den Erfolgsfaktoren für die Akzeptanz von Innovationen durch die älteren Konsumenten. Das Institut für Marketing und Innovation, geführt von Prof. Dr. Christian Lüthje, analysiert die Informations- und Wissensverbreitung in sozialen Netzwerken älterer Menschen, um deren Adaption von Innovationen und differenzierten Produktkonzepten besser zu verstehen. Schließlich befasst sich das Institut für Controlling und Rechnungswesen von Prof. Dr. Matthias Meyer mit der Entwicklung von Szenarien für die Verbreitung altersgerechter Produkte und Innovationen, die in Simulationsansätzen untersucht werden können. Alle vier Teilbereiche sind eng miteinander verzahnt und verfolgen das Ziel, wissenschaftliche Erkenntnisse zu liefern, die Unternehmen besonders dahingehend stärken, den Herausforderungen einer älter werdenden Bevölkerung zu begegnen.

Die im Rahmen dieses Projektes gewonnenen theoretischen und empirischen Erkenntnisse zu

  • den Haupttreibern der Akzeptanz von Technologien, Produkten und Services in unterschiedlichen Segmenten alternder Bevölkerungsgruppen,
  • den Informations- und Wissensströmen in sozialen Netzwerkstrukturen älterer Konsumenten,
  • den Diffusionsprozessen von Innovationen und ihren Kernelementen und
  • dem “Lead Market“-Potenzial von Deutschland und Japan im Zusammenhang mit altersgerechten Innovationen

werden während der Projektlaufzeit in Form von wissenschaftlichen Beiträgen und Artikeln dokumentiert sowie durch Vorträge auf Konferenzen mit internationalen Experten diskutiert. In diesem Projekt wird zudem eine Kooperation mit dem Tokyo Institute of Technology (TIT) in Japan, das auf dem Gebiet „Innovation for Aging Users“ führend ist, weiter ausgebaut.

Erfahren Sie mehr auf der Projektwebsite: https://www.tuhh.de/innoage/.

Landes-Exzellenzinitiative

Mehr als 7,8 Milllonen Euro Förderung für die Forschung auf den Gebieten der Life Sciences und Materialwissenschaft

Die TUHH ist erfolgreich aus dem Hamburger Landeswettbewerb zur Förderung exzellenter Grundlagenforschung hervorgegangen: Beide Vorhaben, die im April eingereicht worden waren, werden in den kommenden dreieinhalb Jahren mit jährlich mehr als 2 Millionen Euro gefördert. Mit ihrem erfolgreichen Abschneiden in der ersten Runde der Landes-Exzellenzinitiative hat die TUHH zugleich ihre Chance erhöht, in naher Zukunft auch auf nationaler Ebene in Programmen zur Förderung der Spitzenforschung mitzuwirken.

„Es ist ein großartiges Ergebnis für die TUHH, im Rahmen der Landesinitiative beide Anträge gefördert zu sehen, und eine Auszeichnung für unsere Wissenschaftler”, sagt TUHH-Präsident Prof. Dr.-Ing. Edwin Kreuzer. Außerdem zeige sich, dass die TUHH mit ihrer neuen Politik, Schwerpunkte in zukunftsweisenden Forschungsfeldern zu setzen, auf dem richtigen Wege ist.

Einen Durchbruch in der Biotechnologie erhoffen sich die Forscher des Clusters „Fundamentals for synthetic biological systems”. Dabei geht es um effektivere Methoden zur Herstellung zum Beispiel von Medikamenten. Acht Forscher der TUHH arbeiten auf diesem Gebiet mit Kollegen der Universität Hamburg sowie dem European Molecular Biology Laboratory (EMBL) bei DESY zusammen. Ziel ist einerseits die Optimierung vorhandener und andererseits die Entwicklung neuer, synthetischer Stoffwechselprozesse für die biotechnologische Produktion zum Beispiel von neuartigen Medikamenten oder regenerativen Energieträgern. So hoffen die Forscher, auf diesem Wege einen Durchbruch zum Beispiel bei der Wasserstoff-Synthese aus Biomasse für den Antrieb von Autos erreichen zu können. An der TUHH wird damit ein neues Forschungsfeld an der Schnittstelle der Bio- und Ingenieurwissenschaften etabliert, das die Biotechnologie und die Life Sciences insgesamt revolutionieren könnte. Die beteiligten Forscher gehen davon aus, dass dieses neue Forschungsgebiet der Synthetischen Systembiotechnologie in seiner Bedeutung vergleichbar ist mit der Entwicklung der Halbleitertechnik für die Elektro- und Informationstechnologie.

„Die Verknüpfung von Chemie, Biologie und Ingenieurwissenschaften in diesem Cluster ist einzigartig und wird den Weg zu einer erfolgreichen Bewerbung in der nächsten Bundesexzellenzinitiative ebnen”, sagt der Koordinator des Clusters, Prof. Dr. An-Ping Zeng. Der Bioverfahrenstechniker leitet an der TUHH das Institut für Bioprozess- und Biosystemtechnik. Er ist ein international anerkannter Experte in dem noch jungen Wissenschaftszweig der Systembiologie.

Im Cluster „Integrierte Materialsysteme (IMS)” suchen die Wissenschaftler nach maßgeschneiderten Werkstoffen für die industrielle Herstellung in Leichtbauweise. Ziel dieses gemeinsam von der TUHH, den Forschungszentren GKSS und DESY sowie der Universität Hamburg beantragten Landesexzellenzclusters ist die Entwicklung völlig neuartiger Verbundwerkstoffe aus Polymeren, Keramiken und Metallen. Dabei werden Nanostrukturen in makroskopische Bauteile implementiert. Es ist das Ziel, Werkstoffe mit völlig neuen Eigenschaften zu entwickeln und zwar solche, die sich bisher noch nicht miteinander verbinden lassen: zum Beispiel extrem hart und trotzdem möglichst plastisch verformbar, Solche Werkstoffe wären zum Beispiel ideale Zahn-Ersatzmaterialen. Auch in der Luftfahrt könnten diese neuen Werkstoffe zum Einsatz kommen. Koordinator des Verbundprojekts ist Prof. Dr.-Ing. Gerold Schneider, Leiter des Instituts für Keramische Hochleistungswerkstoffe der TUHH.

Werkstoffe und Werkstofftechnologien sind in Deutschland die Basis einer 1 Billion Euro umsatzstarken Industrie. Zu den wichtigsten Wirtschaftszweigen in der Metropolregion Hamburg sowie den benachbarten norddeutschen Bundesländern zählen die Luftfahrt- und Automobilindustrie, die Windkraftindustrie sowie der Hamburger Hafen, in denen Leichtbau-Strukturbauteilen eine Schlüsselrolle zukommen.

Biokatalyse2021

Mikroorganismen haben sich im Laufe ihrer Entwicklung die vielfältigsten Eigenschaften angeeignet. Kommen diese Eigenschaften in industriellen Anwendungen zum Einsatz - etwa in der Lebensmittel-, Kosmetik- oder Chemieindustrie - sprechen Experten von "Industrieller Biotechnologie". Um dieses Forschungs- und Wirtschaftsfeld auch in Deutschland stärker voranzutreiben, fördert das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Rahmen des Wettbewerbs BioIndustrie 2021 fünf strategische Partnerschaften, in denen sich Akteure aus Wissenschaft und Wirtschaft in einem Cluster zusammenfinden. Eines dieser Cluster ist "BIOKATALYSE2021 – Nachhaltige Biokatalyse auf neuen Wegen".

Das Cluster hat sich zum Ziel gesetzt, durch ein interdisziplinäres Netzwerk basierend auf technischen Kernkompetenzen und Grundlagenwissen Verbesserungen in den Bereichen wirtschaftliche Wertschöpfung, Wettbe-werbsfähigkeit und Beschäftigungssituation zu erreichen. Hieran beteiligen sich 15 global agierende Großunternehmen sowie 19 Unternehmen aus dem KMU-Bereich.

Durch die unterschiedlichen Schwerpunkte und Geschäftsmodelle der beteiligten Industriepartner wird eine Kommerzialisierung der Forschungsergebnisse entlang der gesamten Wertschöpfungskette - vom Enzymscreening über die Produktion und das Downstream-Processing bis zum Endprodukt - sichergestellt. Getragen werden die hierzu notwenigen Innovationen durch ein breites, interdisziplinäres Netzwerk von 22 Forschergruppen aus Hochschulen und Forschungszentren.

Die Gesamtkoordination erfolgt durch Prof. Dr. Garabed Antranikian (wissenschaftliche Leitung), Leiter des Instituts für Technische Mikrobiologie an der Technischen Universität Hamburg-Harburg, und Dr. Helmut Thamer (Federführung Clustermanagement), Geschäftsführer von TuTech Innovation GmbH. Sie werden operativ unterstützt durch das Koordinationsbüro BIOKATALYSE2021-Office.

Das Cluster "Nachhaltige Biokatalyse auf neuen Wegen" wird in einer gemeinsamen und interdisziplinären Forschungskooperation zwischen Wirtschaft und Wissenschaft das große Potenzial von industriell relevanten Biokatalysatoren aus Mikroorganismen systematisch erforschen und es in eine industrielle Anwendung sowie in verstetigte Strukturen überführen.

KLIMZUG-Nord

Der Schwerpunkt von KLIMZUG-NORD liegt auf der Entwicklung von Techniken und Methoden zur Minderung der Klimafolgen und der Anpassung von Gesellschaft und Ökonomie an die erhöhten Risiken durch den Klimawandel.

Der Klimawandel verstärkt künftig die schon bestehenden Spannungsfelder zwischen der wachsenden Metropole Hamburg und der sie umgebenden ländlichen Region sowie zwischen den Anforderungen einer dynamischen Wirtschaftsregion und den Erfordernissen des Naturschutzes. Entscheidend für das Gelingen der Anpassung an den Klimawandel ist die Einbindung aller wichtigen Handlungs- und Entscheidungsträger der Region in eine gemeinsame Anpassungsstrategie (integrativer Ansatz).

Das Projekt verfolgt eine Verbindung von naturwissenschaftlichem, ökonomischem und technologischem Fachwissen. Politische, administrative, wissenschaftliche und privatwirtschaftliche Akteure schließen sich zu einem Klimaverbund zusammen, um den Dialog zwischen Wissenschaft, Wirtschaft und Politik mit dem Ziel zu verstärken, gemeinsam die Folgen des Klimawandels und konkrete Schwerpunkte des Handelns für die Metropolregion bis zum Zeithorizont 2050 aufzuzeigen.

An KLIMZUG-NORD sind 6 Hochschulen, 6 Forschungsreinrichtungen, 10 Behörden und behördennahe Einrichtungen und 10 Unternehmen direkt beteiligt. Hinzu kommen zahlreiche weitere assoziierte Partner. Das fünf Jahre laufende Projekt KLIMZUG-NORD hat ein Gesamtvolumen von 29 Millionen Euro. Es wird maßgeblich durch den Bund mit rund 15 Millionen Euro gefördert. Die beteiligten Einrichtungen bringen erhebliche Eigenmittel auf. Weitere ca. 1,2 Mio. Euro werden von der Freien und Hansestadt Hamburg aufgebracht.