Das Projekt "Implementierung des EU-HFKW-Phase - down in Deutschland" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Öko-Recherche. Büro für Umweltforschung und -beratung GmbH durchgeführt. Die Verordnung (EU) Nr. 517/2014 über fluorierte Treibhausgase und zur Aufhebung der Verordnung (EG) Nr. 842/2006 ('F-Gas-VO') gibt seit dem Jahr 2015 mittels des 'Phase-down' eine schrittweise Reduzierung der in der EU verwendeten Mengen an teilfluorierten Kohlenwasserstoffen (HFKW) um 79 % bis zum Jahr 2030 vor. Betrachtungen, in welchem Umfang die gesetzlichen Vorgaben zu einer Durchsetzung von HFKW-Alternativen in den einzelnen betroffenen Sektoren in Deutschland geführt haben, gab es bislang nicht. Dieses Vorhaben beleuchtet den Stand der Umsetzung der F-Gas-VO in Deutschland und analysiert die aktuelle Verwendung von HFKW-Alternativen im Kälte-Klima-Sektor. Zudem zeigen Projektionen die Marktdurchdringung der Alternativen in den Sektoren Gewerbekälte, Industriekälte, Transportkälte sowie der stationären und mobilen Klimatisierung bis zum Jahr 2030, wobei Neu- und Bestandsanlagen betrachtet werden. Alle Daten werden mit Hilfe eines Modells berechnet, wobei detaillierte Annahmen zu den künftigen Verwendungsmengen von HFKW sowie deren Alternativen getroffen wurden. Die Gegenüberstellung der in Deutschland zur Verfügung stehenden HFKW-Verwendungsmengen (SOLL-Mengen) und der projizierten HFKW-Mengen (IST-Mengen) in der Kälte- und Klimatechnik zeigt 2018 über alle Sektoren ein deutliches Überschreiten der insgesamt zur Verfügung stehenden HFKW-Mengen, ausgedrückt in CO2-Äquivalenten. Zwar sinken entsprechend der getroffenen Annahmen die HFKW-Verwendungsmengen im IST-Szenario kontinuierlich, allerdings nicht in ausreichendem Maße, um in den Jahren der Reduktionsschritte das SOLL zu erfüllen. Dabei ist auch zu beachten, dass andere Anwendungen außerhalb der Kälte- und Klimatechnik, wie etwa der Einsatz von HFKW als Schaumtreibmittel, Aerosol, Lösemittel oder Feuerlöschmittel, noch nicht eingerechnet sind. Auch der HFKW-Bedarf für die Umrüstung von Bestandsanlagen ist im Modell nicht berücksichtigt. Daneben wird grundsätzlich angenommen, dass fortlaufend technische Innovationen stattfinden, die zur Verringerung der erforderlichen HFKW-Mengen führen. In den einzelnen Anwendungssektoren stellt sich das Bild sehr unterschiedlich dar: Für viele Sektoren wird eine kontinuierliche Überschreitung der zur Verfügung stehenden HFKW-Mengen projiziert. In der Industriekälte ist jedoch mit einem deutlichen Rückgang der Verwendungsmengen zu rechnen und auch andere Sektoren können nach anfänglichem Überschreiten der Mengen ihren HFKW-Bedarf durch den Einsatz von Niedrig-GWP-Kältemitteln deutlich reduzieren (Flüssigkeitskühlsätze und PKWs). Insgesamt können gemäß diesen Berechnungen die EU HFKW-Phase-down Schritte nur zeitverzögert erfüllt werden.
Das Projekt "Teilvorhaben 2: IoT Network und Digital Twin" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Dr. Krätzig Ingenieurgesellschaft mbH durchgeführt. Der Betrieb von Trinkwasseranlagen muss kontinuierlich überwacht werden, um Trinkwasserverluste zu vermeiden, um einen effizienten Betrieb zu realisieren und um auftretende Schäden an den Anlagen frühzeitig zu erkennen. Derzeit wird diese Aufgabe von Leitsystemen ausgeübt, in denen Sensordaten von Fernaufnehmern und anderen Anlagenkomponenten wie Ventile und Pumpen gesammelt werden. Leitsysteme sind sehr komplex und teuer und kommen deshalb, gerade bei kleinen Versorgungsunternehmen, nicht zur Anwendung. Der Betrieb der Anlagen erfolgt nicht automatisieret über ein Leitsystem, sondern manuell. Hierdurch werden ein effizienter Betrieb und die Überwachung erschwert. Durch die Digitalisierung eröffnen sich neue Möglichkeiten. Im Projekt IoTH2O soll das Potential von IoT-Technologien (Internet of Things) zur Überwachung von Trinkwasseranlagen genutzt werden. Basierend auf hydraulischen Modellen von ausgewählten Trinkwasseranlagen, werden die Positionen zur Platzierung der IoT-Sensoren festgelegt. Zu diesem Zweck werden gängige Messgeräte zur Messung von Strömungsgrößen wie Drücken, Wasserständen und Durchflüssen aber auch zur Erfassung des Betriebszustandes von Anlagenkomponenten, wie z.B. Pumpen mit Komponenten ausgerüstet, die eine Übertragung der Messdaten mit einer hohen zeitlichen Auflösung in Echtzeit in eine Cloudanwendung erlaubt. Basierend auf den Messdaten werden Modelle zur Optimierung und Entscheidungsunterstützung für den Betrieb der Trinkwasseranlagen entwickelt. Gleichzeitig können diese Modelle als 'digitaler Zwilling' zum Testen von alternativen Betriebskonzepten, zur Schulung von Betriebspersonal und zur Auswahl von neuen Anlagenkomponenten verwendet werden. Die IoT-Systeme werden in Anlagen in Brasilien, Belgien und Deutschland im Feldversuch getestet und leisten einen Beitrag zur Reduzierung von Wasserverlusten, ermöglichen angepasste Wartungsstrategien und erhöhen die Energieeffizienz der Anlagen.
Das Projekt "Überprüfung des NBS-Gesellschaftsindikators zum Bewusstsein für Biologische Vielfalt sowie Entwicklung eines alternativen Messverfahrens" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Steinbeis - Transferzentrum Interventions- und Evaluationsforschung GmbH durchgeführt. Ziele: Reanalyse des NBS-Gesellschaftsindikators sowie Entwicklung und Überprüfung eines alternativen Messmodels. Geplante Maßnahmen: - Voranalyse: Überprüfung des bisherigen Indikators, insbesondere hinsichtlich des Gütekriteriums der Validität und den zu Grunde liegenden theoretischen Annahmen. - Konstruktion: Entwicklung eines alternativen Messinstruments, das dem 'state of the art' psychometrischer Messungen und sozialpsychologischer Modelle entspricht und mit den Erfordernissen eines Ressort-Forschungsinstruments für die Politikberatung in Übereinstimmung gebracht wird. - Testlauf: Probelauf des neuen Indikators in paralleler Erfassung des bisherigen NBS-Indikators an einer Test-Stichprobe (ca. N = 1.000 Interviewte), unter Monitoring und Kontrolle ausgewählter Variablen (Soziodemographie, soziale Milieus, soziale Erwünschtheit, Manipulation der Befragungssituation (z. B. selbst- vs. fremdadministriert, Nennung vs. Anonymisierung des Auftraggebers). - Berichtslegung: Auswertung der Testphase und Ableitung von Handlungsempfehlungen für die nächste offizielle Erfassungsrunde im Rahmen der Naturbewusstseinsstudie 2021. Schriftliche Fixierung der Befunde (ggf. als BfN-Skript). Hintergrund/aktueller Erkenntnisstand: Um die biologische Vielfalt dauerhaft zu sichern, bedarf es nicht nur großer Anstrengungen staatlicher Akteure, sondern auch einer breiten Zustimmung und Mitwirkung in der Gesellschaft. In der NBS formuliert die Bundesregierung das Ziel: 'Im Jahre 2015 zählt für mindestens 75 % der Bevölkerung die Erhaltung der biologischen Vielfalt zu den prioritären gesellschaftlichen Aufgaben.' Zur Erreichung dieses Ziels wurde der sogenannte Gesellschaftsindikator entwickelt. Die seit 2009 im zweijährigen Turnus durchgeführte Erhebung zeigt, dass die Messwerte stabil, aber sehr weit entfernt vom Zielwert der NBS entfernt gemessen werden.
Das Projekt "Teilvorhaben 1: Hydraulische Modellierung, Test der Sensorik und Koordination" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Rheinland-Pfälzische Technische Universität Kaiserslautern-Landau, Lehrstuhl für Strömungsmaschinen und Strömungsmechanik durchgeführt. Der Betrieb von Trinkwasseranlagen muss kontinuierlich überwacht werden, um Trinkwasserverluste zu vermeiden, um einen effizienten Betrieb zu realisieren und um auftretende Schäden an den Anlagen frühzeitig zu erkennen. Derzeit wird diese Aufgabe von Leitsystemen ausgeübt, in denen Sensordaten von Fernaufnehmern und anderen Anlagenkomponenten wie Ventile und Pumpen gesammelt werden. Leitsysteme sind sehr komplex und teuer und kommen deshalb, gerade bei kleinen Versorgungsunternehmen, nicht zur Anwendung. Der Betrieb der Anlagen erfolgt nicht automatisieret über ein Leitsystem, sondern manuell. Hierdurch werden ein effizienter Betrieb und die Überwachung erschwert. Durch die Digitalisierung eröffnen sich neue Möglichkeiten. Im Projekt IoTH2O soll das Potential von IoT-Technologien (Internet of Things) zur Überwachung von Trinkwasseranlagen untersucht werden. Basierend auf hydraulischen Modellen von ausgewählten Trinkwasseranlagen, werden die Positionen zur Platzierung der IoT-Sensoren festgelegt. Zu diesem Zweck werden gängige Messgeräte zur Messung von Strömungsgrößen wie Drücken, Wasserständen und Durchflüssen aber auch zur Erfassung des Betriebszustandes von Anlagenkomponenten, wie z.B. Pumpen mit Komponenten ausgerüstet, die eine Übertragung der Messdaten mit einer hohen zeitlichen Auflösung in Echtzeit in eine Cloudanwendung erlaubt. Basierend auf den Messdaten werden Modelle zur Optimierung und Entscheidungsunterstützung für den Betrieb der Trinkwasseranlagen entwickelt. Gleichzeitig können diese Modelle als 'digitaler Zwilling' zum Testen von alternativen Betriebskonzepten, zur Schulung von Betriebspersonal und zur Auswahl von neuen Anlagenkomponenten verwendet werden. Die IoT-Systeme werden in Anlagen in Brasilien, Belgien und Deutschland im Feldversuch getestet und leisten einen Beitrag zur Reduzierung von Wasserverlusten, ermöglichen angepasste Wartungsstrategien und erhöhen die Energieeffizienz der Anlagen.
Das Projekt "Auswertung eruptionsdynamischer Daten des Mt. Erebus, Antarktis" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hamburg, Zentrum für Meeres- und Klimaforschung, Institut für Geophysik durchgeführt. Die Quantifizierung vulkanischer Eruptionsdynamik ist immer noch eine der großen Herausforderungen der geophysikalischen Vulkanologie. Quantitative in situ Daten werden benötigt, um existierende Modelle für den präerutiven Magmentransport zu verifizieren und um neue Modell hierfür zu entwickeln. In situ Daten können aber nur mit einem gut ausgebauten vulkanologischen Monitoringsystem, welches sich an einem regelmäßig eruptierenden offenen Schlotsystem befindet, aufgezeichnet werden. Systeme dieser Art sind auf der Erde relativ selten und die beste Lokation ist wahrscheinlich Mt. Erebus in der Antarktis, da hier bereits ein gut ausgebautes Monitoringsystem existiert. Im Rahmen dieses Antrags werden wir die notwendige Infrastruktur entwickeln, um während des antarktischen Sommers 2003/2004 ein Doppler Radargerät am Kraterrand des Mt. Erebus zu betreiben. Das Radar soll alle strombolianischen Eruptionen während einer 4 wöchigen Messkampagne aufzeichnen. Mit Hilfe der Daten sollen die zeitliche Entwicklung der Eruptionsgeschwindigkeit untersucht und die während einer Eruption ausgestoßene Magmenmenge abgeschätzt werden. Wichtig ist weiterhin die Korrelation unserer Daten mit den vom Mount Erebus Volcano Observatory (MEVO) aufgezeichneten seismischen, akustischen, geodätischen und thermischen Signalen. Insbesondere ist ein Vergleich mit den akustischen Daten und Videoaufzeichnungen von Interesse, wodurch wir hoffen, die immer noch heftig diskutierte Frage des Überdrucks in Gasgroßblasen direkt vor der Eruption zu beantworten.
Das Projekt "Alternativmethoden - Einzelprojekt: (ARM) - Evaluation einer tissue-engineerten Gefäßprothese als alternatives Testsystem für Tierversuche in der kardiovaskulären Forschung und Zulassung - Aachener ReStenose Modell" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von RWTH Aachen University, Uniklinik, Institut für Angewandte Medizintechnik durchgeführt. Zum jetzigen Zeitpunkt stellen Tiermodelle einen unentbehrlichen Eckpfeiler in der kardiovaskulären Erforschung der komplexen pathophysiologischen Zusammenhänge der Entstehung und der Therapie von Arteriosklerose und Restenose dar. Um die Lücke zwischen in-vitro Experimenten mit einzelnen Zelllinien und präklinischer Forschung im Tiermodell zu schließen, wird ein 3D Gewebemodell angeregt. Ziel des geplanten Vorhabens ist die Entwicklung eines in vitro ReStenose-Modells auf der Basis eines tissue-engineerten Gefäßäquivalents. Diese Methode soll die zahlreichen Tierversuche, die überwiegend in Modellen in der Maus, Ratte, Kaninchen und Schwein etabliert sind, im Sinne des 3R-Prinzip ('Replacement') ersetzen in Form eines humanisierten Restenosemodells eine in vitro Methode mit optimierter klinischer Aussagekraft zur Verfügung zu stellen. Die von den Antragstellern entwickelten Gefäßprothesen bestehen aus den wesentlichen zellulären Komponenten der Gefäße. Durch die Verwendung gesunder, 'erkrankter' bzw. gentechnisch veränderter Zellen können unterschiedlichste Forschungsaspekte adressiert werden. Dieser Plattformcharakter des Aachener ReStenose Modells stellt ein wertvolles Instrument dar, um auf Basis humaner Zellen, Erkenntnisse zu gewinnen deren Übertragbarkeit auf die Situation im menschlichen Körper weniger limitiert ist, als aus einem Tiermodell. Die Forschungsergebnisse werden in 5 aufeinander aufbauenden Arbeitspaketen (AP) erarbeitet. Diese lassen sich in zwei Kategorien - die Entwicklung des Aachener Gefäßmodells (AP 1, 2, 3) sowie die Evaluation/Validierung des Modells in vitro (AP 4) und im Vergleich zum etablierten Tiermodell (AP 5) unterteilen.
Das Projekt "Modellregion Pinneberg" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Landwirtschaftskammer Schleswig-Holstein durchgeführt. Die Umstellung von Torf auf alternative Ausgangsstoffe in Substraten stellt für die Produktion von Gehölzen in Töpfen eine große Herausforderung dar. Das geplante Modell- und Demonstrationsvorhaben soll aufzeigen, dass auch mit stark torfreduzierten Substraten qualitativ hochwertige Gehölze produziert werden können. Dementsprechend soll es dazu dienen, Barrieren bei den Praxisbetrieben abzubauen, die schrittweise Implementierung von torfreduzierten Substraten in die Praxis zu unterstützen und damit die Akzeptanz in der Baumschulbranche für alternative Kultursubstrate bundesweit zu verbessern. Dazu sollen in zwei Modellregionen, den Baumschulanbauzentren Ammerland und Pinneberg, Praxisbetriebe eingebunden werden, die möglichst die gesamte Bandbreite der Containerkulturen repräsentieren. Hier sollen die zunächst aussichtsreichsten Ersatzstoffe und Substratmischungen bei einzelnen Pflanzenarten eingesetzt werden. Der Torfanteil soll dabei maximal 50 % betragen und im Laufe des Projektsauf einen minimalen Anteil zurückgeführt werden. Darüber hinaus wird für ausgewählte Kulturen eine komplett torffreie Produktion angestrebt. In der Folge ist ein Scale-up, die Einbindung weiterer Kulturen und Substratmischungen sowie die Optimierung der Kulturverfahren geplant. Die sich aus der Substratumstellung ergebenen Änderungen sollen exemplarisch für ausgewählte Kulturen dokumentiert und anschließend für eine ökonomische Bewertung der Umstellung auf stark torfreduzierte Substrate herangezogen werden. Im Rahmen des Vorhabens ist eine enge Zusammenarbeit mit der Beratung und der Substratindustrie vorgesehen. Um die Projektergebnisse einer möglichst breiten Öffentlichkeit zur Verfügung zu stellen sind neben klassischen Vortragsveranstaltungen und Veröffentlichungen sogenannte 'Feldtage' in ausgewählten Betrieben geplant. Darüber hinaus sollen auch digitale Medien stärker zum Einsatz kommen sowie Lehrerfortbildungen in Berufs- und Fachschulen durchgeführt werden.
Das Projekt "Modellregion Ammerland" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Landwirtschaftskammer Niedersachsen durchgeführt. Die Umstellung von Torf auf alternative Ausgangsstoffe in Substraten stellt für die Produktion von Gehölzen in Töpfen eine große Herausforderung dar. Das geplante Modell- und Demonstrationsvorhaben soll aufzeigen, dass auch mit stark torfreduzierten Substraten qualitativ hochwertige Gehölze produziert werden können. Dementsprechend soll es dazu dienen, Barrieren bei den Praxisbetrieben abzubauen, die schrittweise Implementierung von torfreduzierten Substraten in die Praxis zu unterstützen und damit die Akzeptanz in der Baumschulbranche für alternative Kultursubstrate bundesweit zu verbessern.
Das Projekt "Wirkungsanalysen von CO2-Bepreisungen in ausgewählten Sektoren: Teilvorhaben 2 - Diskussion und Ausgestaltung einer sozialverträglichen CO2-Bepreisung unter besonderer Betrachtung der Mittelverwendung und Belastungskompensation im Bereich Wärme und Verkehr" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Institut für Makroökonomie und Konjunkturforschung IMK durchgeführt. a) Umsetzung Klimaschutzziele: Untersuchung von Handlungsoptionen zur CO2-Einsparung in nicht ETS-Sektoren, insb. im Wärme- und Verkehrssektor. Analysen von Instrumenten/Modellen, insb. auch vor dem Hintergrund sozial- und gesellschaftspolitischer Akzeptanzfragen, Wirkungen auf Haushalte und gewerbliche Wirtschaft, Abschätzung möglicher Innovationseffekte. b) Vergleichende Kurzanalysen von Lenkungswirkungen und Verteilungswirkungen unterschiedlicher Modelle, Diskussion von alternativen Bepreisungs- und Entlastungsoptionen insbesondere bezogen auf den Wärme- und Verkehrssektor. Der Fokus sollte insbesondere auf einer quantitativen Analysen privater Haushalte (Beispielrechnungen) sowie auf die Auswirkungen für die gewerbliche Wirtschaft (Beispielrechnungen) liegen.
Das Projekt "Alternativmethode: TumOC - Kolonkarzinom-Organoid-on-Chip zur Aufklärung der Wirkungseffizienz von Krebsmedikamenten mittels Echtzeitmessungen der Zellvitalität" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Zelltherapie und Immunologie (IZI), Institutsteil Bioanalytik und Bioprozesse (IZI-BB) - Standort Potsdam durchgeführt. Verbesserte, physiologisch relevante in vitro Tumormodelle können entscheidend zur Entwicklung wirksamerer Krebstherapien bei gleichzeitiger Reduktion von Tierversuchen beitragen, z.B. für die Behandlung kolorektaler Karzinome, die zu den häufigsten bösartigen Tumoren gehören und deren Verlauf oft unheilbar ist. Patienten-abgeleitete 3D-Zellkulturen kolorektaler Karzinome (CRC Organoide) können die Struktur und Heterogenität des ursprünglichen Tumors abbilden und wurden in den letzten Jahren als relevante, hochdurchsatzfähige Tumormodelle etabliert, jedoch besteht noch ein Erweiterungspotential bezüglich einer besseren Messung physiologischer Vorgänge. Dies wird in diesem Projekt durch die Entwicklung eines Tumor-Organoid-on Chip Modells (TumOC) erreicht, das dynamische Behandlungen und Messung der Zellvitalität in Echtzeit ermöglicht und zur Aufklärung der Wirkungseffizienz von Krebsmedikamenten unter physiologischen, kontrollierten Bedingungen eingesetzt wird. Die kontinuierliche Nährstoffversorgung und Echtzeitmessungen der Zellvitalität erhöht den Informationsgewinn während der Wirkstoffexposition und somit wird die hohe Vorhersagekraft der 3D-Tumormodelle bezüglich der Wirksamkeit von Zytostatika deutlich verbessert. Durch die simultanen Messungen der Tumorheterogenität in Kombination mit wiederholter Dosisgabe einer Kaskade unterschiedlicher Chemotherapeutika bietet unser TumOC-System die eindrucksvolle Möglichkeit, die Wirkungsweise individueller Kombinationstherapien zu testen und folglich therapeutische Vorhersagen zu treffen. Damit ist das System sowohl für präklinische Wirkstoffentwicklung als auch für die aufsteigende, personalisierte Onkologie von großem Interesse. Zur Bewertung der Aussagekraft des TumOC-Modells werden die Projektergebnisse mit umfangreichen, bereits vorhandenen Daten aus Tiermodellen unter Verwendung desselben Tumormaterials verglichen, um es als wirkungsvolle Alternative zu Tierversuchen nachzuweisen.
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