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Datengetriebene Kanalsanierungsplanung in Deutschland und Israel

Digitalisierung und Klimaschutz: Herausforderung oder Chance?

<p> <p>Die Folgen der Digitalisierung für Klimaschutz, Beschäftigung und Wertschöpfung sind nicht eindeutig. Ein neuer Forschungsbericht im Auftrag des UBA zeigt anhand von verschiedenen Modellrechnungen, dass digitaler Wandel Wertschöpfung und Beschäftigung steigern kann, aber eine sozial-ökologische Transformation nicht automatisch vorantreibt und vielfach zu einer Zunahme der CO₂-Emissionen führt.</p> </p><p>Die Folgen der Digitalisierung für Klimaschutz, Beschäftigung und Wertschöpfung sind nicht eindeutig. Ein neuer Forschungsbericht im Auftrag des UBA zeigt anhand von verschiedenen Modellrechnungen, dass digitaler Wandel Wertschöpfung und Beschäftigung steigern kann, aber eine sozial-ökologische Transformation nicht automatisch vorantreibt und vielfach zu einer Zunahme der CO₂-Emissionen führt.</p><p> <p>Die zunehmende Digitalisierung kann auf der einen Seite Effizienzgewinne und Fortschritte für den Umweltschutz bringen. Auf der anderen Seite benötigt Digitalisierung auch einen zunehmenden Ressourcen- und Energieeinsatz und Effizienzgewinne können wiederum einen Mehrverbrauch von Ressourcen zur Folge haben. In der Studie „Digitalisierung und <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/klimaschutz">Klimaschutz</a>: Herausforderung oder Chance?“ wurde mithilfe eines makroökonomischen Modells die Auswirkungen einer stärkeren Digitalisierung auf Wertschöpfung, Lohneinkommen, Arbeitsplätze und CO2-Emissionen untersucht. Analysiert wurden unterschiedliche Szenarien, unter anderem die Digitalisierung des Staates, digitale Konsummuster privater Haushalte, der Betrieb von Rechenzentren, Digitalisierung in Industrie, Landwirtschaft, im Baugewerbe sowie bei Recyclingtechnologien und im Reparatursektor.&nbsp;</p> <p><strong>Welche Mechanismen und Ergebnisse zeigen sich?</strong></p> <p>Die Analysen zeigen, dass Digitalisierung Prozesse effizienter macht, in vielen Fällen die Wettbewerbsfähigkeit steigern und Arbeitsplätze schaffen kann. So lassen sich Materialverbräuche reduzieren. Aber in den meisten Szenarien hat die Digitalisierung nicht zu CO2-Emissionsminderungen geführt. Gründe dafür sind insbesondere der steigende Energiebedarf digitaler Infrastrukturen und Rebound-Effekte, das heißt durch die Kostenreduktion angeregte Mehrverbräuche.&nbsp;</p> <p>Die Ergebnisse zeigen je nach Anwendungsfall der Digitalisierung sehr unterschiedlich ausgeprägte Effekte. Beispielsweise ist der Ausbau von Rechenzentren klimapolitisch besonders relevant. Dieser kann zu einem signifikanten Anstieg von CO2-Emissionen führen.&nbsp;</p> <p>Der große Hebel zu mehr Umweltfreundlichkeit liegt hier in der Energieversorgung. Das Beispiel der Digitalisierung in der Industrie oder in der Reparaturbranche zeigt, dass es dort zu Effizienzgewinnen kommen kann, weil Güterströme reduziert werden, wodurch Emissionen sinken. Der entstehende wirtschaftliche Wachstumsimpuls durch mehr Digitalisierung generiert jedoch zusätzliche Nachfrage von Unternehmen und Haushalten. Dadurch wird der positive Effekt der effizienzinduzierten Reduzierung der CO2-Emissionen geschmälert.</p> <p>In einem anderen <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/szenario">Szenario</a> hat sich gezeigt, dass Städte, die bei der Bereitstellung von IKT-Dienstleistungen stark sind, wirtschaftlich profitieren und so die Unterschiede zwischen den Regionen weiter zunehmen können. Wichtig ist auch die Erkenntnis, dass Digitalisierung mit erheblichen Investitionen verbunden ist, so dass es Jahre dauern kann, bis sich die Effizienzgewinne und mögliche positive Umweltfolgen bemerkbar machen.</p> <p><strong>Schlussfolgerungen für die Digitalisierungspolitik</strong></p> <p>Die Analysen machen deutlich, dass die Wirkungen einer Digitalisierung auf Umwelt und Wirtschaft letztlich von den Rahmenbedingungen abhängen. Positive Effekte auf den Klimaschutz entstehen vor allem dort, wo Material- und Güterströme vermieden und erneuerbare Energien genutzt werden. Um die Digitalisierung umweltfreundlich zu gestalten, braucht es Vorgaben und eine gezielte Politik. Ohne eine aktive Ausgestaltung der Digitalisierung besteht die Gefahr, dass die Umweltfolgen letztlich negativ sind. Digitalisierung muss auch umweltpolitisch gesteuert werden und die Nutzung erneuerbarer Energien ist essenziell dafür, dass mehr Digitalisierung auch zu sinkenden CO2-Emissionen führen kann.</p> </p><p>Informationen für...</p>

Entwicklung eines Verfahrens zum Aufbau eines dynamischen hybriden Zwillings von Gebäuden zur Energieeffizienzsteigerung durch datengetriebene Planung, Umsetzung, Nutzung und Sanierung

Das Vorhaben verfolgt das Ziel einer durchgängigen Verknüpfung aller bei der Planung, Errichtung und im Betrieb von Gebäuden beteiligter Akteure. Dies geschieht im gesamten Gebäudelebenszyklus durch den Einsatz eines hybriden Zwillings unter den Gesichtspunkten der Energieeffizienz, -flexibilisierung und -optimierung. Dazu müssen die einzelnen Prozesse, Daten und Simulationen der Gewerke unterstützt durch intelligente und intuitive Systeme ineinandergreifen. Damit geht ein Paradigmenwechsel in der gesamten Bau- und Nutzungsphase von Gebäuden einher. Durch den Aufbau eines Demonstrators in einem mittelständischen produzierenden Unternehmen sollen die Potentiale eines hybriden Zwillings validiert und für die Öffentlichkeit zugänglich gemacht werden, um die digitale Transformation hin zum klimaschonenden Bauen und Betreiben von Gebäuden voranzutreiben. Das Ziel von SE ist die Entwicklung von Nutzungs- und Integrationskonzepten für den Betrieb bezogen auf Energie, Nutzung und Instandhaltung.

Entwicklung eines Verfahrens zum Aufbau eines dynamischen hybriden Zwillings von Gebäuden zur Energieeffizienzsteigerung durch datengetriebene Planung, Umsetzung, Nutzung und Sanierung, Teilvorhaben: Kommunikations- und Integrationskonzepte für die Hausautomation

Dieses Vorhaben verfolgt das Ziel einer durchgängigen Verknüpfung aller bei der Planung, Errichtung und im Betrieb von Gebäuden beteiligter Akteure. Dies geschieht im gesamten Gebäudelebenszyklus durch den Einsatz eines hybriden Zwillings unter den Gesichtspunkten der Energieeffizienz, -flexibilisierung und -optimierung. Dazu müssen die einzelnen Prozesse, Daten und Simulationen der Gewerke unterstützt durch intelligente und intuitive Assistenzsysteme ineinandergreifen. Damit geht ein Paradigmenwechsel in der gesamten Bau- und Nutzungsphase von Gebäuden einher. Durch den Aufbau eines Groß-Demonstrators in einem mittelständischen produzierenden Unternehmen sollen die Potentiale eines hybriden Zwillings validiert und für die Öffentlichkeit anschaulich zugänglich gemacht werden, um die Digitale Transformation hin zum klimaschonenden Bauen und Betreiben von Gebäuden voranzutreiben. Actimage wird eine Anforderungsanalyse durchführen, um aus den Anwendungsfällen die Ziele des Projektes zu spezifizieren. Basierend auf den gesammelten Anforderungen werden Konzepte für die Kommunikation erstellt. U.a. werden verschiedene Ansätze zur energieeffizienten Nutzung der Hausautomation bewertet. Eine detaillierte Design- und Architekturplanung wird die verschiedenen Komponenten des Systems und deren Zusammenarbeit definieren. Softwarekomponenten werden hier entwickelt, integriert und getestet. Es umfasst auch die Programmierung der Schnittstellen und die Konfiguration der Hausautomationsgeräte. Um sicherzustellen, dass alle entwickelten Komponenten von den Partnern richtig zusammen funktionieren, werden umfangreiche Tests durchgeführt. Hierbei werden verschiedene Szenarien simuliert und die Performanz sowie die Energieeffizienz des Systems gemessen. Schließlich werden Optimierungen vorgenommen, um die Leistungsfähigkeit und Energieeffizienz des Systems zu verbessern.

Entwicklung eines Verfahrens zum Aufbau eines dynamischen hybriden Zwillings von Gebäuden zur Energieeffizienzsteigerung durch datengetriebene Planung, Umsetzung, Nutzung und Sanierung, Teilvorhaben: Schnittstellentwicklung und automatisierte Messdatenerfasssung

Dieses Vorhaben verfolgt das Ziel einer durchgängigen Verknüpfung aller bei der Planung, Errichtung und im Betrieb von Gebäuden beteiligter Akteure. Dies geschieht im gesamten Gebäudelebenszyklus durch den Einsatz eines hybriden Zwillings unter den Gesichtspunkten der Energieeffizienz, -flexibilisierung und -optimierung. Dazu müssen die einzelnen Prozesse, Daten und Simulationen der Gewerke unterstützt durch intelligente und intuitive Assistenzsysteme ineinandergreifen. Damit geht ein Paradigmenwechsel in der gesamten Bau- und Nutzungsphase von Gebäuden einher. Durch den Aufbau eines Groß-Demonstrators in einem mittelständischen produzierenden Unternehmen sollen die Potentiale eines hybriden Zwillings validiert und für die Öffentlichkeit anschaulich zugänglich gemacht werden, um die Digitale Transformation hin zum klimaschonenden Bauen und Betreiben von Gebäuden voranzutreiben. Die Lumoview Building Analytics GmbH strebt in diesem Vorhaben besonders die Standardisierung von Workflows, Formaten und Schnittstellen für eine effiziente Einbindung von Innenraum-Messdaten in den Gesamtprozess an. Darüber hinaus wird Lumoview Algorithmen zur effizienten Messdatenaufbereitung entwickeln.

Entwicklung eines Verfahrens zum Aufbau eines dynamischen hybriden Zwillings von Gebäuden zur Energieeffizienzsteigerung durch datengetriebene Planung, Umsetzung, Nutzung und Sanierung, Teilvorhaben: Zentrales Modell zur Digitalisierung Bestandsimmobilie in zentrales BIM

Das Vorhaben verfolgt als Ziel eine durchgängige Verknüpfung aller bei der Planung, Errichtung und im Betrieb von Gebäuden beteiligter Akteure. Dies geschieht im gesamten Gebäudelebenszyklus durch den Einsatz eines hybriden Zwillings unter den Gesichtspunkten der Energieeffizienz, -flexibilisierung und -optimierung. Dazu müssen die Prozesse, Daten und Simulationen der Gewerke unterstützt durch intelligente und intuitive Assistenzsysteme ineinandergreifen. Damit geht ein Paradigmenwechsel in der Bau- und Nutzungsphase von Gebäuden einher. Durch den Aufbau eines Groß-Demonstrators ein produzierendes Unternehmen sollen die Potentiale des hybriden Zwillings validiert und für die Öffentlichkeit anschaulich gemacht werden, um die Digitale Transformation hin zum klimaschonenden Bauen und Betreiben von Gebäuden voranzutreiben. Das Teilprojekt Zentrales Model der Archis beabsichtigt die Entwicklung und Validierung eines Use Case zur Digitalisierung einer Bestandsimmobilie in ein digitales Zentrales BIM Modell, welches effizientes und nachhaltiges Facility Management und Smart Building-Anwendungen ermöglicht. Für die Planer der Technischen Gebäudeausstattung (TGA) bedeutet dies, dass alle relevanten Informationen über das Projekt in einem einzigen Modell zusammengefasst werden, und damit ihre Prozesse deutlich effizienter gestalten. Für Architekten und Tragwerksplaner bedeutet dies, dass sie auf ein einheitliches Modell zugreifen können. Für den Besitzer bedeutet dies, dass er einen besseren Überblick über den Energiebedarf und die damit entstehenden CO2 Emissionswerte und Energiekosten hat. Durch das abgestimmte Arbeiten in der (TGA) können die Gewerke Heizung, Lüftung, Sanitär und Elektro effizienter zusammenarbeiten. Dies ermöglicht, in Echtzeit über alle relevanten Informationen zu kommunizieren, alle Beteiligten auf dem gleichen Stand sind und Optimierungspotentiale realisiert werden können. Dies erhöht die Klimaeffizienz des Gebäudes und reduziert die CO2 Emission.

ERA-NET Forest Value: Kleine Waldbesitzer - Große Bedeutung: welche Rolle spielen Kleinwaldbesitzer als Teilnehmer der Bioökonomie? (ValoFor)

Zielsetzung: Derzeit bewirtschaften Kleinwaldbesitzer ca. 60% der Europäischen Wälder. Damit liefern sie einen großen Anteil des Rohstoffes Holz für die Holz- und Papierindustrie und sichern die vielfältigen Ökosystemleistungen unserer Wälder. Europaweit stattfindende gesellschaftliche Veränderungen wie z.B. Urbanisierung, Gleichberechtigung oder digitaler Wandel verändern auch die Werte und Überzeugungen von Kleinwaldbesitzern und damit deren Einstellung und Bereitschaft zur Waldbewirtschaftung und Holzernte. Allerdings existieren zwischen den verschiedenen europäischen Ländern große Unterschiede in der Größe und Struktur von Kleinwaldbesitzern. Zudem unterscheiden sich die nationalen rechtlichen Rahmenbedingungen und die finanziellen und strukturellen Anreizsysteme für eine nachhaltige Holzproduktion. Ziel des hier vorgeschlagenen Projektes ValoFor ist es, den Beitrag von Kleinwaldbesitzern beim Übergang zu einer auf Holzrohstoffen basierten Bioökonomie zu verstehen, und dabei die Werte und Überzeugungen der Kleinwaldbesitzer zu berücksichtigen. Dazu gehören die Analyse und der Vergleich von Waldbewirtschaftungsstrategien in Bezug auf die potenzielle Holzversorgung, Ökosystemleistungen und die Widerstandsfähigkeit der Wälder gegen den Klimawandel. Unsere Analyse soll die folgenden Schwerpunkte umfassen: 1) die Identifizierung von Schwellenwerten im Verhalten von Kleinwaldbesitzern in Bezug auf wirtschaftliche und sozioökonomische Faktoren mittels Umfragen und Entscheidungsexperimenten; 2) die Modellierung der Holzversorgung und die Bereitstellung von Ökosystemleistungen im Rahmen von drei Bewirtschaftungsstrategien unter Verwendung von Wachstumssimulationen und nationalen Waldinventuren und 3) eine quantitative Abwägung zwischen Holzproduktion, verschiedenen Ökosystemleistungen und der Widerstandsfähigkeit der Wälder gegenüber dem Klimawandel. Eine ökonomische Bewertung wird die Holzerträge in wirtschaftliche Prognosen für typische Kleinwaldbesitzer unter Berücksichtigung der europäischen und nationalen Holzmärkte und -Rahmenbedingungen umsetzen. ValoFor soll neue Erkenntnisse über das gekoppelte soziale-natürliche System der bewirtschafteten Wälder ermöglichen, und die tatsächlich erzielbaren Beiträge von Kleinwaldbesitzer zu den Herausforderungen einer biobasierten Wirtschaft quantifizieren. Darüber hinaus sollen Hindernisse für die Einbeziehung von Kleinwaldbesitzer in die Holzrohstoffproduktion ermittelt werden, und Instrumente für ihre Einbeziehung in die aktive Bewirtschaftung vorgeschlagen werden. ValoFor ist eine Projektkooperation mit Partnern aus Slowenien, Österreich, Deutschland, Schweden und Finnland und deckt damit knapp 50% der europäischen Rundholzproduktion ab und integriert Waldökosysteme vom Mittelmeerraum bis zum borealen Nadelwald.

Entwicklung eines Verfahrens zum Aufbau eines dynamischen hybriden Zwillings von Gebäuden zur Energieeffizienzsteigerung durch datengetriebene Planung, Umsetzung, Nutzung und Sanierung, Teilvorhaben: semantisches Datenmodell und immersive VR-Datendarstellung

Dieses Vorhaben verfolgt das Ziel einer durchgängigen Verknüpfung aller bei der Planung, Errichtung und im Betrieb von Gebäuden beteiligter Akteure. Dies geschieht im gesamten Gebäudelebenszyklus durch den Einsatz eines hybriden Zwillings unter den Gesichtspunkten der Energieeffizienz, -flexibilisierung und -optimierung. Dazu müssen die einzelnen Prozesse, Daten und Simulationen der Gewerke unterstützt durch intelligente und intuitive Assistenzsysteme ineinandergreifen. Damit geht ein Paradigmenwechsel in der gesamten Bau- und Nutzungsphase von Gebäuden einher. Durch den Aufbau eines Groß-Demonstrators in einem mittelständischen produzierenden Unternehmen sollen die Potentiale eines hybriden Zwillings validiert und für die Öffentlichkeit anschaulich zugänglich gemacht werden, um die Digitale Transformation hin zum klimaschonenden Bauen und Betreiben von Gebäuden voranzutreiben. Der hybride Zwilling wird nicht nur als ganzheitliche Datenrepräsentation fungieren, sondern auch die Zusammenarbeit der verschiedenen Stakeholder zum Zweck der spezifischen Validierung mittels einer immersiven, interaktiven und performanten Visualisierung ermöglichen. Zu diesem Zweck werden am KIT Entwicklungen im Bereich des semantischen Datenmodells, die Integration von den Planungs-, Simulations- und Echtzeitdaten und der immersiven, anwendungsspezifischen 3D- und VR-Datenrepräsentation des Hybriden Zwillings durchgeführt.

Entwicklung eines Verfahrens zum Aufbau eines dynamischen hybriden Zwillings von Gebäuden zur Energieeffizienzsteigerung durch datengetriebene Planung, Umsetzung, Nutzung und Sanierung, Teilvorhaben: Datenmodell - Fusion, Analyse, Visualisierung großer heterogener Datenmengen

Dieses Vorhaben verfolgt das Ziel einer durchgängigen Verknüpfung aller bei der Planung, Errichtung und im Betrieb von Gebäuden beteiligter Akteure. Dies geschieht im gesamten Gebäudelebenszyklus durch den Einsatz eines hybriden Zwillings unter den Gesichtspunkten der Energieeffizienz, -flexibilisierung und -optimierung. Dazu müssen die einzelnen Prozesse, Daten und Simulationen der Gewerke unterstützt durch intelligente und intuitive Assistenzsysteme ineinandergreifen. Damit geht ein Paradigmenwechsel in der gesamten Bau- und Nutzungsphase von Gebäuden einher. Durch den Aufbau eines Groß-Demonstrators in einem mittelständischen produzierenden Unternehmen sollen die Potentiale eines hybriden Zwillings validiert und für die Öffentlichkeit anschaulich zugänglich gemacht werden, um die Digitale Transformation hin zum klimaschonenden Bauen und Betreiben von Gebäuden voranzutreiben. Das Projektziel des FZI ist die Verarbeitung und Fusion aller relevanten Daten und die damit einhergehende Entwicklung des ganzheitlichen Datenmodells des hybriden Zwillings. Insbesondere sollen Konzepte für die Nutzung, Aufbereitung und Analyse von großen, heterogenen Datenmengen von verschiedenen Akteuren des Gebäudelebenszyklus für die Weiterverwendung in Simulationen und 3D-Visualisierungen der Projektpartner und Rückführung der Ergebnisse entwickelt werden. Hierbei werden insbesondere technische, organisatorische und klimabedingte Restriktionen betrachtet.

Entwicklung eines Verfahrens zum Aufbau eines dynamischen hybriden Zwillings von Gebäuden zur Energieeffizienzsteigerung durch datengetriebene Planung, Umsetzung, Nutzung und Sanierung, Teilvorhaben: Projektleitung, Anbindung an die GA, das EMS sowie Aufbau des Demonstrators

Das Vorhaben verfolgt das Ziel einer durchgängigen Verknüpfung aller bei der Planung, Errichtung und im Betrieb von Gebäuden beteiligter Akteure. Dies geschieht im gesamten Gebäudelebenszyklus durch den Einsatz eines hybriden Zwillings unter den Gesichtspunkten der Energieeffizienz, -flexibilisierung und -optimierung. Dazu müssen die einzelnen Prozesse, Daten und Simulationen der Gewerke unterstützt durch intelligente und intuitive Systeme ineinandergreifen. Damit geht ein Paradigmenwechsel in der gesamten Bau- und Nutzungsphase von Gebäuden einher. Durch den Aufbau eines Demonstrators in einem mittelständischen produzierenden Unternehmen sollen die Potentiale eines hybriden Zwillings validiert und für die Öffentlichkeit zugänglich gemacht werden, um die digitale Transformation hin zum klimaschonenden Bauen und Betreiben von Gebäuden voranzutreiben. Das Ziel von SE ist die Entwicklung von Nutzungs- und Integrationskonzepten für den Betrieb bezogen auf Energie, Nutzung und Instandhaltung.

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