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Pasture rehabilitation on, and management of degraded areas in the Andes of South Ecuador

Das Projekt "Pasture rehabilitation on, and management of degraded areas in the Andes of South Ecuador" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bayreuth, Fachgruppe Biologie, Bayreuther Zentrum für Ökologie und Umweltforschung (BayCEER), Lehrstuhl für Pflanzenphysiologie durchgeführt. Project abstract: This knowledge transfer project will be centered in the San Francisco valley in the South Ecuadorian Andes. However, the problem of abandoning pastures because of heavy infestation by weeds, in particular by bracken fern (Pteridium spec.), is a general issue in the tropical Andes. Pastures which have been abandoned for that reason amount meanwhile to 11Prozent of the area of the San Francisco valley. Infestation by bracken fern and shrubs is a consequence of the traditional use of fire for clearing of the natural forest and pasture management. Growth of both, bracken and woody weeds, is fostered by recurrent burning. In a 2-phase experiment on a heavily bracken-infested slope at c. 2000 m altitude, substantial control of the weed and subsequent pasture rehabilitation could be achieved. In the planned project, this procedure shall be scaled-up to farm level and the altitudinal range of repasturisation shall be extended from 1000 m to 2400 m altitude. To that end local farmers will put respective parts of their land to the projects disposal and public authorities will provide man-power. There are several challenges to be met: (i) Long-term bracken infestation has depleted the soils from nutrients, in particular P and N. Therefore targeted fertilization is needed for profitable grass productivity. (ii) Since bracken can never be completely eradicated, its regrowth must be suppressed by trampling, i.e. frequent grazing. A sustainable grazing management has to be developed which corresponds to soil fertility. (iii) The dominating pasture grass is the C4-type grass Setaria sphacelata. It is growing well in a warm climate but its competitive strength in the harsher climate above 2000 m is low. Bracken as a C3-type plant is less dependent on the temperature. To this adds that it occurs in 2 species in the area, one of which is an upland type. Thus the climate gradient over the elevational transect will influence the competitive strength of both competitors. Therefore the suitability of the traditional monoculture of this grass species for pasture rehabilitation shall be tested in the context of a comprehensive pasture management experiment which the farmers will be involved. (iv) A special problem is the high oxalate concentration in the growing parts of the Setaria leaves which can cause calcaemia in cattle. In a pot experiment which will be run in collaboration with a research team of the UTPL, feeding quality and toxicity of a monotonous diet of Setaria will be tested. Beside the experimental areas, demonstration sites will be installed where regular training workshops will be organized to encourage the farmers to apply the developed rehabilitation and management strategy to their own farms.

Teilprojekt B

Das Projekt "Teilprojekt B" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Gesellschaft für Anlagen- und Reaktorsicherheit (GRS) gGmbH - Bereich Endlagerung durchgeführt. Im Vorhaben SUSE werden sicherheitsanalytische Untersuchungen zu Endlagersystemen in Kristallingesteinen durchgeführt. Diese Untersuchungen umfassen die Erarbeitung von Verschlusskonzepten, der Charakterisierung der Klüftung kristalliner Gesteine sowie die Durchführung hydrogeologischer Strömungs- und Transportberechnungen. In Abstimmung mit den russischen Kollegen werden zudem Laborexperimente zu den mechanischen Eigenschaften an geklüfteten, wieder mineralisierten Wirtsgesteinen sowie zum Radionuklid-Rückhaltevermögen an kristallinen Kernproben (Gneiss, Dolerit, Kluftminerale) aus dem Untersuchungsgebiet Yeniseysky in Russland durchgeführt. Aufbauend auf diesen Ergebnissen wird das geologische Standortmodell für das Untersuchungsgebiet Yeniseysky aktualisiert und hinsichtlich des Kluft- und Störungszonennetzwerkes präzisiert. Auf dieser Grundlage werden mit den Programmen d3f++ und RepoTREND Strömungs- bzw. Transportmodelle aufgebaut und Berechnungen durchgeführt. Durch die Rechnungen können Aussagen über die Robustheit der Sicherheitsfunktionen gewonnen und damit Konsequenzen für die Langzeitsicherheit abgeschätzt werden. Die Planung gliedert sich in sechs Arbeitspakete: AP 1: Bemessung des geotechnischen Verschlusssystems AP 2: Gesteinseignungsklassifikationen als Positionierungskriterien für Dichtelemente, Bohrlöcher und Auffahrungen im Kristallin AP 3: Charakterisierung eines Kluft- und Störungszonennetzwerkes am Beispiel des Standortes Yeniseysky AP 4: Erhebung zusätzlicher Daten an Probenmaterial aus dem Gebiet Yeniseysky AP 5: Regionale 3D-Strömungs- und Transportmodelle AP 6: Bewertung und Dokumentation.

Teilprojekt A

Das Projekt "Teilprojekt A" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Bergakademie Freiberg, Institut für Bergbau und Spezialtiefbau durchgeführt. Vertiefte Untersuchung der Chancen und Risiken der Option Endlagerung hoch radioaktiver Abfallstoffe in Tiefen Bohrlöchern in technischer und sicherheitstechnischer Hinsicht. Dabei sollen insbesondere die bisher getroffenen Annahmen und Randbedingungen in aktuellen Studien und Forschungsvorhaben im Ausland und Inland analysiert und bewerten werden. Mögliche Defizite sollen identifiziert sowie Lösungsansätze zu deren Verbesserung erarbeitet werden. Das Arbeitsprogramm beinhaltet dazu eine kritische Analyse der Eckpunkte der Endlageroption 'Tiefe Bohrlöcher' hinsichtlich der zu erfüllenden Anforderungen und getroffenen Annahmen. Dazu werden zunächst die getroffenen Annahmen und Anforderungen zusammengestellt und auf Plausibilität und Belastbarkeit im Sinne einer technisch-wissenschaftlichen Herangehensweise untersucht. Es wird dabei auch überprüft, inwieweit die getroffenen Annahmen und Randbedingungen mit den geltenden gesetzlichen Grundlagen und Verordnungen für die Endlagerung hochradioaktiver Abfälle und ausgedienter Brennelemente in Deutschland eingehalten sind.

Teilprojekt B

Das Projekt "Teilprojekt B" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Gesellschaft für Anlagen- und Reaktorsicherheit (GRS) gGmbH - Fachbereich Endlagersicherheitsforschung durchgeführt. Als erstes Teilziel soll die Übertragbarkeit der Sicherheitsanforderungen (BMU, 2010) für einen Sicherheitsnachweis in Kristallingestein geprüft werden. Als zweites Teilziel soll geprüft werden, ob, und wenn ja, inwieweit bestehende Endlagerkonzepte ausländischer Endlagerinstitutionen auf deutsche Verhältnisse übertragen bzw. angewendet werden können. Als drittes Teilziel sollen die Grundlagen zur Entwicklung einer Nachweismethodik zusammengestellt werden. Dies bezieht sich zum einen auf die bisherigen Kenntnisse über die in Deutschland für die Endlagerung Wärme entwickelnder Abfälle möglicherweise in Frage kommenden Kristallinvorkommen (maßgebliche Eigenschaften) und den diesbezüglichen Informationsstand. Als viertes Teilziel soll geprüft werden, ob die Anwendbarkeit der numerischen Werkzeuge für die Analyse der Integrität und der radiologischen Auswirkungen (Bestandteile des Sicherheitsnachweises) für ein Endlagersystem in einem geklüfteten Medium in Deutschland gegeben ist bzw. welche Ergänzungen notwendig wären, um die erforderlichen rechnerischen Nachweise erbringen zu können. Gemäß den genannten Zielen, lassen sich die Arbeiten in diesem Vorhaben in folgende Arbeitspakete aufteilen: AP 1: Grundlagen für die Formulierung eines Sicherheits- und Nachweiskonzeptes im Kristallingestein AP 2: Prüfung der Übertragbarkeit des KBS-3-Konzeptes AP 3: Synthese bisheriger Untersuchungen im Kristallingestein AP 4: Bewertung und Dokumentation.

Machbarkeitsstudie zur unterirdischen Ver- sowie Entsorgung der Stadt Stuttgart

Das Projekt "Machbarkeitsstudie zur unterirdischen Ver- sowie Entsorgung der Stadt Stuttgart" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Landeshauptstadt Stuttgart, Stadtverwaltung durchgeführt. Im Rahmen der Machbarkeitsstudie für die unterirdische Ver- sowie Entsorgung der Stadt Stuttgart gilt es zu untersuchen, ob und wie die Umsetzung eines Konzeptes zum unterirdischen Transport sowohl zur Belieferung der Innenstadt mit Gütern als auch zum Abtransport von Leergut, Retouren, Wertstoffen und/oder Fertigprodukten aus der Innenstadt bis zum Stadtrand umsetzbar ist. Das Konzept sieht vor, vom Warenverteilzentrum am Stadtrand mittels vollautomatisierter und digital gesteuerter Fördertechnik den Transport von Gütern durch unterirdische Röhren in City- oder Microhubs zur Feinverteilung mit emissionsfreien oder zumindest -armen Fahrzeugen (z. B. Elektronutzfahrzeuge oder Lastenräder) durchzuführen. Die Organisation dieser Warentransporte in die Röhre hinein wie auch die anschließende Ausschleusung und Feinverteilung erfolgt - zur Vermeidung eines 'Warenstaus' - über eine digitale Plattform. Dadurch können auch die benötigten Manipulations-/ Lagerflächen so klein wie möglich gehalten werden. Dies gilt natürlich auch für den Transport von Gütern bzw. leeren Ladungsträgern und Wertstoffen aus der Stadt hinaus. Der Bau der Röhren erfolgt mittels Rohrvortrieb oder Tübbingbauweise - aus dem Kanalisationsbau bewährte Techniken mit geringer Belastung von Mensch und Umwelt in der Bauphase. Der unterirdische Warentransport würde zu einer spürbaren Entlastung der Straßeninfrastruktur bzw. des Verkehrs führen. Damit verbunden führt die Implementierung des Systems zu weniger Lärm, Reduzierung der Luftverschmutzung und Flächengewinn. Dies entspricht den Maßnahmen zur 'Förderung umweltfreundlicher Logistik (ULOG)' im Rahmen des 'Masterplans zur Gestaltung nachhaltiger und emissionsfreier Mobilität (Green City Plan Stuttgart). Konkret bezieht sich das Vorhaben auf das Maßnahmenbündel 'Förderung umweltfreundlicher Logistik', welches im Masterplan auf Seite 43 beschrieben wird.

Teilprojekt A

Das Projekt "Teilprojekt A" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von DBE TECHNOLOGY GmbH durchgeführt. Grundlage des Projektes SUSE ist die 2001 zwischen dem früheren russischen Ministerium für Atomenergie Minatom (jetzt Rosatom) und dem BMWi getroffene Vereinbarung für eine deutsch-russische Kooperation zur internationalen Forschungs- und Entwicklungsarbeit hinsichtlich der Endlagerung hochradioaktiver Abfälle in Kristallingesteinen. In den vergangenen 15 Jahren wurden gemeinsame Forschungs- und Entwicklungsarbeiten, die sich auf die Ergebnisse von Erkundungsarbeiten auf mehreren Kristallinstandorten im Nishnekansker Gebiet (nahe Krasnojarsk) stützen und sich seit 2006 auf Untersuchungen des Standortes Yeniseysky konzentrieren, durchgeführt. Im Vorhaben SUSE werden die sicherheitsanalytischen Untersuchungen zu Endlagersystemen in Kristallingesteinen am Standort Yeniseysky weitergeführt. Die Untersuchungen umfassen die Erarbeitung von Verschlusskonzepten, der Charakterisierung der Klüftung kristalliner Gesteine sowie die Durchführung hydrogeologischer Strömungs- und Transportberechnungen. In Abstimmung mit den russischen Kollegen werden zudem Laborexperimente zu den mechanischen Eigenschaften an geklüfteten, wieder mineralisierten Wirtsgesteinen sowie zum Radionuklid-Rückhaltevermögen an kristallinen Kernproben aus dem Untersuchungsgebiet durchgeführt. Aufbauend auf diesen Ergebnissen wird das geologische Standortmodell für das Untersuchungsgebiet Yeniseysky aktualisiert und hinsichtlich des Kluft- und Störungszonennetzwerkes präzisiert.

CARBSTOR - Ein Verfahren zur Quantifizierung und Bewertung der C-Speicherung und des C-Freisetzungspotentials von organischen Böden

Das Projekt "CARBSTOR - Ein Verfahren zur Quantifizierung und Bewertung der C-Speicherung und des C-Freisetzungspotentials von organischen Böden" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Berlin (Humboldt-Univ.), Albrecht Daniel Thaer-Institut für Agrar- und Gartenbauwissenschaften, Fachgebiet Bodenkunde und Standortlehre durchgeführt. Moore stellen bedeutende Pools im globalen Kohlenstoffkreislauf dar. Trotz ihres relativ geringen Flächenanteils sind in ihnen, im Vergleich zu anderen Ökosystemen, große Mengen an Kohlenstoff (C) gespeichert. Naturnahe Moorökosysteme fungieren auch gegenwärtig als C-Senke. In dicht besiedelten Räumen sind Moore allerdings meist entwässert und oft intensiver landwirtschaftlicher Nutzung oder Torfabbau unterworfen. Damit werden Moore von C-Senken zu C-Quellen mit z.T. beachtlichen Nettoemissionen klimawirksamer Treibhausgase. Die Berücksichtigung der verschiedenen Moortypen fand in diesem Zusammenhang bisher kaum Beachtung, spielt aber hinsichtlich der Kohlenstoffbilanzierung von organischen Böden eine entscheidende Rolle. Ziel des von der DBU geförderten Forschungsprojektes war die Entwicklung des Verfahrens CARBSTOR, mit dem auf Basis vorhandener Geodaten algorithmenbasiert die C-Speicherung und das C-Freisetzungspotential von individuellen Moorstandorten ermittelt werden kann. Dazu wurden typische Moorlandschaften ausgewiesen, welche in Abhängigkeit ihrer hydrologisch-geomorphologischen und anthropogenen Einflüsse charakteristische Bodenbildungen und damit charakteristische C-Speichermengen und C-Freisetzungspotentiale aufweisen. Die verbesserte Ausweisung verschiedener Risikogebiete ist damit möglich. Somit bietet das Verfahren CARBSTOR eine Entscheidungshilfe für die Planungs- und Vollzugspraxis in der Moornutzung. Außerdem können die Untersuchungen zu einem besseren allgemeinen Verständnis stofflicher Transformationsprozesse in Moorökosystemen beitragen. Der vorliegende Endbericht dokumentiert die durchgeführten Arbeiten und die erzielten Ergebnisse des vom Auftragnehmer beantragten und von der Deutschen Bundesstiftung Umwelt in Auftrag gegebenen und geförderten Projekts 'CARBSTOR - ein Verfahren zur Quantifizierung und Bewertung der C-Speicher und des C-Freisetzungspotentials von organischen Böden' (AZ: 26493-34/0). Dabei werden - nach einer theoretischen Einführung (s. Kap. 2) - die genauen Arbeitsschritte beschrieben und die dafür angewandten Methoden und Materialien dokumentiert (s. Kap. 3). Anschließend werden die Ergebnisse vorgestellt und diskutiert (s. Kap. 4).

UR II: 3DRep1 - 3D-Wiederholungsmessungen auf einer Teilfläche um die CO2-Injektion in Ketzin - Sonderprogramm GEOTECHNOLOGIEN

Das Projekt "UR II: 3DRep1 - 3D-Wiederholungsmessungen auf einer Teilfläche um die CO2-Injektion in Ketzin - Sonderprogramm GEOTECHNOLOGIEN" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Helmholtz-Zentrum Potsdam Deutsches GeoForschungsZentrum durchgeführt. Das Ziel dieses Vorhabens ist die Wiederholung der im Herbst 2005 durchgeführten Basismessungen der 3D-Seismik für das EU Vorhaben CO2SINK. Mit Hilfe dieser Messungen soll die Verteilung des bisher injizierten CO2 im Untergrund abgebildet werden. Auf einer Teilfläche (50 Prozent) der in 2005 vermessenen 3D-Seismik sollen diese Messungen mit identischen Akquisitionsparametern wiederholt werden. Die Messungen sind für einen Zeitraum von ca. 6 Wochen im Herbst 2009 vorgesehen. Die Auswertung erfolgt dann am GFZ und an der Universität Uppsala. Zunächst wird das auf die Basismessungen angewendete Standard-Processing durchgeführt, dann erfolgen weitergehende Analysen (time-lapse Volumen, Modellierung) die auf eine Quantifizierung der Messergebnisse führen sollen.

DBI: 'Einfluss von CO2 Begleitkomponenten auf die Auslegung und die Gestaltung des Transportnetzes und der Obertageanlage'

Das Projekt "DBI: 'Einfluss von CO2 Begleitkomponenten auf die Auslegung und die Gestaltung des Transportnetzes und der Obertageanlage'" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von DBI Gas- und Umwelttechnik GmbH durchgeführt. Es soll als Modellszenario ein repräsentativer regionaler Cluster unterschiedlicher CO2-Quellen (Zementindustrie, Kraftwerk etc.) betrachtet werden, dessen abgeschiedene CO2-Ströme verschiedene Begleitstoffe enthalten. Diese CO2-Ströme sollen in einem Pipelinenetz zusammengefasst transportiert und in einen geologischen Speicher injiziert werden. Für dieses Szenario soll ein mathematisches Gesamtmodell erstellt werden, das es erlaubt, für verschiedene CO2-Reinheiten und CO2-Strom-Mischungen verlässliche Aussagen zur Machbarkeit von Transport, Injektion und geologischer Speicherung zu treffen Es wird ein regionales Cluster definiert, in dem verschiedene CO2-Emmittenten hinsichtlich Massenstrom und Zusammensetzung variierende CO2-Ströme einspeisen. Auf dieser Basis kann ein mathematisches Gesamtmodell des Transportnetzes erstellt werden, welches z.B. Einspeisepunkte und -mengen enthält. Die technische Auslegung des Transportmodells ermöglicht dann Aussagen zu Druck- und Fließverhalten. Mit dem Transportnetzmodell werden verschiedene Szenarien der Einspeisung simuliert, so dass die Grenzen der Flexibilität des Netzes und der zugehörigen Peripherie ermittelt werden. Die Injektion setzt ebenfalls einzuhaltende Randbedingungen (Druckabfall, Auswirkungen bei Stillstand), so dass in einer ersten Stufe das thermodynamische Verhalten des CO2-Mix in der Bohrung berechnet werden und daraus schlussfolgernd Grenzen für die Gemischzusammensetzung und Volumenschwankungen definiert werden.

Numerische Untersuchungen von Strömung und gekoppelten bio-geochemischen Prozessen während und nach Speicherung von CO2 im Untergrund

Das Projekt "Numerische Untersuchungen von Strömung und gekoppelten bio-geochemischen Prozessen während und nach Speicherung von CO2 im Untergrund" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Stuttgart, Institut für Wasser- und Umweltsystemmodellierung durchgeführt. CO2 Abscheidung und Speicherung (CCS) wird in der nahen Zukunft eingesetzt werden, um die Auswirkungen des globalen Klimawandels durch Reduktion des emitierten CO2 zu begrenzen. Optimale Reservoire für CCS liegen in großen Tiefen, wo günstige Speicherbedingungen vorliegen, und sind durch undurchlässige Deckschichten von darüberliegenden Aquiferen getrennt, um ein Entweichen des gespeicherten CO2s zu verhindern. Da die genauen geologischen Gegebenheiten potetieller Speicherformationen nicht sehr genau bestimmt werden können, kann möglicherweise aus einem Speicher trotz aller Sorgfalt, durch im Vorraus unbemerkte Schwachstellen in der Deckschicht oder durch mechanische oder geochemische Prozesse während der Injektion, CO2 austreten. Um Versiegelungstechnologien zu verbessern, mit denen potentielle Lekagen gemindert werden können, wie zum Beispiel Biomineralisierung oder Zementleiminjektionen, ist das Verständnis der (bio-) geochemischen Reaktionen und dem Transport der in CO2 und Wasserphase gelösten Komponenten wichtig. In diesem Projekt soll ein Modell entwickelt werden, dass komplexe (bio-) geochemische Reaktionen und Transportprozesse auf labor- und anwendungsrelevanten Skalen simulieren kann und dadurch hilft, die Effekte von CCS auf die Geochemie zu untersuchen und Technologien zur Reduktion von Lekagen von CO2 zu entwerfen.

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