Dieses Schwerpunktthema des Themenfelds 2 behandelt die Einschleppung und Verbreitung von zum Teil invasiven Neobiota, welche die heimische Tier- und Pflanzenwelt gefährdet und somit die Biodiversität beeinträchtigt. Der Ausbau der marinen Verkehrsinfrastruktur und die damit einhergehende weitere Belastung der heimischen marinen und binnenländischen Ökosysteme durch die Einschleppung von Neobiota (z. B. über das Ballastwasser der Schiffe) sind ein wichtiger Faktor, der aber noch nicht abschließend verstanden ist. Dies betrifft auch die Verbreitungswege über die Binnenwasserstraßen sowie über das Straßen- und Schienennetz. Ein wichtiges Problem sind in diesem Zusammenhang invasive Pflanzenarten, die teilweise sogar gesundheitsschädigend sein können. Hier besteht Handlungsbedarf, um die Veränderungen in der Artenvielfalt zu dokumentieren und zu bewerten und um die Entwicklung von Techniken zu unterstützen, die helfen der Arteneinschleppung entgegenzuwirken. Das Projekt wird dazu die Bedeutung invasiver Arten an ausgewählten Brennpunkten der Infrastruktur und des Verkehrsbetriebs ermitteln und ggf. deren nachteilige Wirkungen auf den Natur- und Artenschutz und die Biodiversität analysieren. Ziele des Projekts sind die Formulierung verkehrsträgerübergreifender Strategien zur Prävention der Einschleppung oder Kontrolle der bereits vorhandenen Neobiota, die sich am Kosten-Nutzen-Verhältnis orientieren.
In dem Forschungsprojekt soll aufgezeigt werden, in welchem Umfang Emissionen aus Binnenschiffen durch optimierte Fahrweise sowie schiffbauliche Innovationen bei Aufrechterhaltung der Wirtschaftlichkeit minimiert werden können. Dies soll am Beispiel typischer Randbedingungen auf dem Rhein in ausgewählten Musterstrecken geschehen. Aufgabenstellung und Ziel Im BMDV-Expertennetzwerk greifen sieben Ressortforschungseinrichtungen und Fachbehörden des Bundesministeriums für Digitales und Verkehr (BMDV) gemeinsam drängende Probleme der Verkehrsinfrastrukturen auf. Es beinhaltet Forschungsarbeiten zur Anpassung an den Klimawandel, zur umweltgerechten Gestaltung sowie zur Erhöhung der Zuverlässigkeit von Verkehr und Infrastruktur. Das Themenfeld 2 des BMDV-Expertennetzwerkes hat das Ziel, Verkehr und Infrastruktur umweltgerecht zu gestalten. In einem Schwerpunktthema werden stoffliche Belastungen durch die einzelnen Verkehrsträger Straße, Schiene und Wasserstraße erfasst und mögliche Maßnahmen zur Reduktion der Emissionen untersucht. Die BAW entwickelt Modelle und führt temporäre Onboard-Messungen an Binnenschiffen durch, um den Treibstoffverbrauch und den Ausstoß von Luftschadstoffen zu bestimmen. Darauf aufbauend soll gezeigt werden, inwieweit Treibstoffbedarf und Emissionen durch eine optimierte Fahrweise sowie technische Innovationen reduziert werden können. Bedeutung für die Wasserstraßen- und Schifffahrtsverwaltung des Bundes (WSV) Die Wasserstraßen- und Schifffahrtsverwaltung des Bundes (WSV), das Verkehrsministerium und die schifffahrtstreibende Wirtschaft werden Informationen über die Luftschadstoffemissionen der Binnenschifffahrt erhalten. Es werden Möglichkeiten aufgezeigt, wie durch betriebliche und technische Maßnahmen Reduktionen des Treibstoffbedarfs und der Emissionen erreicht werden können. Auf dieser Grundlage lassen sich die wirtschaftlichen Auswirkungen einzelner Maßnahmen auf den Verkehrsträger Binnenschifffahrt hinsichtlich seiner Wettbewerbsfähigkeit bewerten und Handlungsempfehlungen ableiten. Untersuchungsmethoden Zur Bestimmung des Treibstoffbedarfs und der Emissionen von Binnenschiffen werden Modelle mit einer hohen zeitlichen und räumlichen Auflösung entwickelt (BMDV 2023). Sie verknüpfen beobachtete bzw. modellierte Schiffsbewegungen mit Emissionsfaktoren. Zur Beschreibung des Schiffsverkehrs stehen Daten des automatischen Identifikationssystems (AIS) zur Verfügung, die über Empfängerstationen der Generaldirektion Wasserstraßen und Schifffahrt (GDWS) entlang der meisten Bundeswasserstraßen erfasst und aufgezeichnet werden. Sie enthalten genaue Positionen, Geschwindigkeiten und Abmessungen der Binnenschiffe. Zu den Wasserstraßen liefern zum einen Datenbanken der WSV Breiten, Tiefen und Profilformen der Kanäle. Zum anderen werden Bathymetrie und Strömungsbedingungen der Flüsse aus hydrodynamischen, numerischen Modellen genutzt, die zu den beobachteten Pegelständen Wassertiefen und Fließgeschwindigkeiten berechnen. Diese beeinflussen die auf ein im Flachwasser fahrendes Schiff wirkenden Kräfte und hydromechanischen Effekte, wie z. B. den Schiffstiefgang (Squat) oder die vom Schiff induzierte Rückströmung. Aus der Bewegung eines Schiffs durch das Wasser wird zunächst der Widerstand an jedem Punkt der gefahrenen Trajektorie bestimmt. Aus diesem werden mit Effizienzbeiwerten, u. a. zur Propulsion, die aufgebrachte Motorleistung und letztlich mit leistungsabhängigen Emissionsfaktoren die schiffsspezifischen Emissionsraten berechnet. Die ursprünglich für den Fast-Time-Simulator FaRAO (Fahrdynamische Routen-Analyse und -Optimierung, Schwarz-Beutel 2024) entwickelten fahrdynamischen Ansätze zur Widerstandsberechnung berücksichtigen explizit Flachwasserbedingungen und Querkräfte in Kurvenfahrten. Dies ermöglicht es, Emissionen möglichst präzise zu bestimmen, aber auch Einflüsse der Bathymetrie auf die Emissionsraten zu analysieren.
The impacts of climate change pose one of the main challenges for agriculture in Central Europe. In particular, an increase of extreme and compound extreme climate events is expected to strongly impact economic revenues and the provision of ecosystem services by agroecosystems. A highly relevant, still open question is how grassland farming systems can cope best with these climate risks to adapt to climate change. A prominently discussed economic instrument to relieve income risks is the formal insurance, but natural and social insurances are newly under discussion as well. Natural insurances include specific grassland management practises such as maintaining species-rich grasslands. Social insurances, in our terminology, comprise all forms of societal support for farmers’ climate risk management. This includes in particular arrangements of community-supported agriculture that reduce income risks for farmers, or payments for ecosystem services if their design takes risk into account. Formal, natural and social insurances may be substitutes or complements, and affect farmer behaviour in different ways. Thus, policy support for any of the three forms of insurance will have effects on the others, which need to be understood. InsuranceGrass takes an innovative interdisciplinary view and assesses formal, natural and social insurances: on how to cope best with impacts of climate extremes on grasslands, integrating social and natural sciences perspectives and feedbacks between them. Based on this holistic analysis, InsuranceGrass will provide recommendations for policy and insurance design to ensure effective risk-coping of farmers and to enhance sustainable grassland farming, considering economic, environmental and social aspects. Impacts of extreme and compound extreme events on the provision of ecosystem services (e.g. magnitude and quality of yield, climate regulation via carbon sequestration, plant diversity) by permanent grasslands in Germany and Switzerland are quantified based on long-term observations and field experiments. Cutting-edge model-based approaches will be based on behavioural theories and empirically calibrated. With the help of social-ecological modelling, InsuranceGrass explicitly incorporates feedbacks between farmers’ and households’ decision, grassland management options, and ecosystem service provision in a dynamic manner. The contributions of different insurance types are developed, discussed and evaluated jointly with different groups of stakeholders (i.e., farmers, insurance companies, public administration). A scientifically sound and holistic assessment of the role of formal, natural, and social insurances for the sustainability of grassland farming under extreme events requires both disciplinary excellence and seamless interdisciplinary collaboration. InsuranceGrass brings together four groups from Zürich and Leipzig, with unique disciplinary expertise and a track record of successful collaboration.
Das Teilvorhaben befasst sich mit der Konzipierung eines recyclingfähigen und reparierbaren Solarmoduldesigns. Ein besonderer Schwerpunkt liegt dabei auf der Entwicklung von alternativen Einkapselungsmaterialien, Rückseitenfolien und einem entfernbarem 'potting-Material' in der Anschlussdose sowie der Verringerung des Material- und Energieeinsatzes im Herstellungsprozess. Außerdem befasst sich das Teilvorhaben mit der Aufarbeitung, Dissemination und dem Transfer der gewonnen Projektergebnisse. Im Hinblick auf die Senkung des Material- und Energieeinsatzes werden am Markt gegenwärtige Solarmoduldesigns untersucht. Insbesondere erfolgt eine Materialeinsatzoptimierung (Verringerung des Aluminiums und Glasbedarfs) unter Berücksichtigung der Modulbefestigung, der Rahmenausbildung und der Glasauswahl. Außerdem werden alternative Materialien als Grundlage für die eingesetzten Modulkomponenten ausgewählt. Ein weiterer Schwerpunkt stellen die Herstellungsrouten im Hinblick auf Umweltauswirkungen dar. Es wird eine Bewertung der Modulkonzepte, Modulmaterialien und Recyclingverfahren mit einer umfassenden Lebenszyklusanalyse (LCA) in Ecoinvest vorgenommen. Ein weiteres Ziel ist es, die Reparierbarkeit von Solarmodulen zu ermöglichen und dadurch die Ausfallwahrscheinlichkeit im Schadensfall zu verringern. Dafür sollen die Zelltopologie und Modulkomponenten wie die Anschlussdose untersucht und Konzepte zur Entfernung des Potting-Materials entwickelt werden, die einen Austausch der Bypass-Diode ermöglichen. Zusätzlich stehen der Austausch der Stecker und der Anschlussdose im Fokus des Teilvorhabens. Schließlich werden Strategien und Konzepte zur gesellschaftlichen Einbindung und zur Erzeugung von Handlungsbereitschaft entwickelt. Weiterhin erfolgt eine Erstellung von Konzepten zur Förderung der Marktakzeptanz für eventuell auftretenden Mehrkosten durch Verbesserungen im Ökodesign.
Unterstützung von kleinen und mittleren Unternehmen (kmU) bei der Entwicklung neuer Produkte im Sinne der umweltgerechten Produktgestaltung.
Bisher wird die Sicherheit von Batteriegehäusesystemen gegenüber thermischem Durchgehen und Propagation im Wesentlichen durch zeit- und kostenintensive, iterative Experimente während der Produktentwicklungsphase überprüft. Nach aktuellem Stand der Technik werden überwiegend metallische Werkstoffe für Batteriegehäuse verwendet. Konzepte für leichtere und nachhaltigere Batteriegehäuse aus Kunststoffen stehen zwar zur Verfügung, der Nachweis der Sicherheit ist allerdings sehr aufwendig und teuer. Von einer stärkeren Integration von Simulationsmethoden wird eine deutliche Verbesserung des Entwicklungsprozesses erwartet. Ziel ist zukünftig die Sicherheit von kunststoffbasierten Batteriegehäusen bei geringeren Kosten und Entwicklungszeiten zu gewährleisten. Es käme dabei sowohl bei der Herstellung der Gehäuse als auch im Betrieb von Elektrofahrzeugen zu einer CO2-Einsparung. Das Projekt SiKuBa setzt bei der Entwicklung und Validierung von Simulationsmodellen zur Auslegung sicherer Kunststoff-Batteriegehäuse unter thermischem Durchgehen an. Die Entstehung und Ausbreitung der gefährlichen Gas- und Partikelströme sowie deren Interaktion mit Strukturelementen wird experimentell analysiert und in strömungs- und strukturmechanische Simulationsmodelle überführt. Die Modelle eröffnen eine effiziente Möglichkeit neuartige Konzepte zur Verlangsamung und Unterdrückung der Propagation virtuell zu untersuchen. Der somit mögliche Einsatz sicherer und nachhaltiger kunststoffbasierter Gehäuselösungen kann dabei einen wesentlichen Beitrag zur Akzeptanz der Elektromobilität leisten. Kautex fokussiert sich hauptsächlich auf die Entwicklung von Schutzkonzepten für den Lastfall des thermischen Durchgehens. Neben der Weiterentwicklung lokaler Schutzmaßnahmen werden neuartige Konzepte zur schnellen Abführung heißer Gase erarbeitet. Darüber hinaus ist Kautex für die Auslegung und Fertigung von Demonstratoren verantwortlich und wird die Simulationsarbeiten im Projekt unterstützen.
Bisher wird die Sicherheit von Batteriegehäusesystemen gegenüber thermischem Durchgehen und Propagation im Wesentlichen durch zeit- und kostenintensive, iterative Experimente während der Produktentwicklungsphase überprüft. Nach aktuellem Stand der Technik werden überwiegend metallische Werkstoffe für Batteriegehäuse verwendet. Konzepte für leichtere und nachhaltigere Batteriegehäuse aus Kunststoffen stehen zwar zur Verfügung, der Nachweis der Sicherheit ist allerdings sehr aufwendig und teuer. Von einer stärkeren Integration von Simulationsmethoden wird eine deutliche Verbesserung des Entwicklungsprozesses erwartet. Ziel ist zukünftig die Sicherheit von kunststoffbasierten Batteriegehäusen bei geringeren Kosten und Entwicklungszeiten zu gewährleisten. Es käme dabei sowohl bei der Herstellung der Gehäuse als auch im Betrieb von Elektrofahrzeugen zu einer CO2-Einsparung. Das Projekt SiKuBa setzt bei der Entwicklung und Validierung von Simulationsmodellen zur Auslegung sicherer Kunststoff-Batteriegehäuse unter thermischem Durchgehen an. Die Entstehung und Ausbreitung der gefährlichen Gas- und Partikelströme sowie deren Interaktion mit Strukturelementen wird experimentell analysiert und in strömungs- und strukturmechanische Simulationsmodelle überführt. Die Modelle eröffnen eine effiziente Möglichkeit neuartige Konzepte zur Verlangsamung und Unterdrückung der Propagation virtuell zu untersuchen. Der somit mögliche Einsatz sicherer und nachhaltiger kunststoffbasierter Gehäuselösungen kann dabei einen wesentlichen Beitrag zur Akzeptanz der Elektromobilität leisten. Farasis fokussiert sich auf die Entwicklung eines Simulationsmodells zur Darstellung aller am thermischen Durchgehen beteiligten und relevanten Ereignisse innerhalb des Batteriemoduls. Hieraus werden Ersatzquellterme, die als Eingangsbedingung weiterführender Simulationsmodelle dienen, abgeleitet. Darüber hinaus unterstützt Farasis unteranderem bei der Entwicklung und Auslegung geeigneter Schutzmaßnahmen.
| Origin | Count |
|---|---|
| Bund | 389 |
| Land | 18 |
| Zivilgesellschaft | 2 |
| Type | Count |
|---|---|
| Ereignis | 4 |
| Förderprogramm | 240 |
| Text | 112 |
| Umweltprüfung | 4 |
| unbekannt | 44 |
| License | Count |
|---|---|
| geschlossen | 161 |
| offen | 242 |
| unbekannt | 1 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 344 |
| Englisch | 104 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Archiv | 1 |
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| Webseite | 113 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 276 |
| Lebewesen und Lebensräume | 272 |
| Luft | 176 |
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| Weitere | 344 |