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Klimaschutzleistungen westlicher Demokratien im Vergleich

Im Rahmen dieses kumulativen Promotionsvorhabens sollen die Klimaschutzleistungen westlicher Demokratien seit den 1990er Jahren untersucht werden und systematisch-vergleichend nach Gründen für die Unterschiede in diesen bisherigen Leistungen gesucht werden. Ausgangspunkt des Vorhabens ist ein empirische Rätsel: Die bisherigen Klimaschutzleistungen der westlichen Industrienationen sind überaus unterschiedlich, sie reichen von einer Reduzierung der CO2-Emissionen im Zeitraum von 1990 bis 2004 um 14 Prozent (in Deutschland) bis hin zu deutlichen Steigerungen um 39 Prozent (in Australien). In der Vergleichenden Politikwissenschaft gibt es bislang keine systematischen Untersuchungen, die dieses Phänomen überzeugend erklären können. Der Verweis auf wirtschaftlich-strukturelle Unterschiede oder auf einzelne Führungspersönlichkeiten zur Erklärung der Unterschiede erscheint als unterkomplex, insbesondere weil er die jeweiligen politisch-institutionellen und akteursspezifischen Konstellationen vernachlässigt. Die übergeordnete Fragestellung des Promotionsvorhabens ist diese: Wie lassen sich die großen Unterschiede in der Klimaschutzperformanz der westlichen Industrienationen erklären? Weitere zentrale Fragen sind: Gibt es institutionelle und/oder akteursspezifische Faktoren (wie z.B. die parteipolitische Zusammensetzung der jeweiligen Regierung) für diese Unterschiede? Sind bestimmte Typen von Demokratien anderen überlegen? Sind Demokratien beim Klimaschutz leistungsfähiger als nicht-demokratische Staaten? Ziel des Promotionsvorhabens ist es, eine Theorie mittlerer Reichweite über die politisch-institutionellen sowie akteursspezifischen Gründe für die großen Unterschiede bei den Klimaschutzleistungen westlicher Demokratien zu entwickeln.

Ultraeffiziente metallische Korrosionsschutzbeschichtungen, Teilvorhaben: Industrielle Erprobung

Korrosion ist ein wesentlicher Aspekt im Umgang mit Gebrauchs- und Investitionsgütern. Die Kosten, die in den Industrieländern durch Korrosion entstehen, betragen drei bis vier Prozent des BIP, ohne Korrosionsschutzsysteme wäre diese erheblich höher. Korrosionsschutz ist differenziert in organische und metallische Schichten. Dominierende im Bereich des kathodischen Schutzes mit metallischen Schichten sind Zink/-legierungsschichten. Im Bereich der Feuerverzinkung bestehen dabei mit der klassischen Stückverzinkung, dem Dünnschichtverfahren sowie der Hochtemperaturverzinkung verschiedene Verfahrensweisen, die im Hinblick auf den Korrosionsschutz und den dafür notwendigen Energie- und Ressourceneinsatz unterschiedliche Vor- und Nachteile mit sich bringen. Im Projekt wird eine Lösung erarbeitet, mit der die Eigenschaften des Zinküberzugs im Hinblick auf die Einstellbarkeit der Schichtdicke und Leistungsfähigkeit des Überzugs bei gleichzeitig möglichst geringem Energieeinsatz erreicht wird. Basis bildet das von ZINQ entwickelte Legierungssystem microZINQ®, welches zeigt, dass durch Optimierung der Schmelzenzusammensetzung positive Effekte auf die Effizienz des Überzuges und des Verzinkungsprozesses erzielt werden können.

Bedarfsgerechte Automatisierung der Freiflächen- und Tröpfchenbewässerungstechnik mittels on-site IOT-Sensorik, unterstützt durch Satellitentechnik, Teilprojekt B

Bedingt durch den Klimawandel sind landwirtschaftliche Kulturpflanzen vermehrt Wasserstress und Frostschäden ausgesetzt. Gleichzeitig prognostiziert die FAO einen Anstieg des globalen Wasserbedarfs um 55% (Landwirtschaft um 11%), bei einem Anstieg der gesamten beregneten Fläche um 6% bis 2050. Diese Problematik, kombiniert mit dem Bevölkerungsanstieg, wachsendem Energiebedarf und dem Rückgang der nutzbaren landwirtschaftlichen Fläche in den Industriestaaten, verlangt nach Lösungen. Ein bedarfsgerechter, energiesparender und effizienter Einsatz der Ressourcen Wasser und Energie ist erforderlich, um eine zukunftsfähige und nachhaltige Bewässerung zu gewährleisten und der steigenden Nutzungskonkurrenz, um die Ressource Wasser, zu begegnen. Während eine automatisierte Bewässerung im Gewächshaus bereits Stand der Technik ist, wird die Freiflächen und Tröpfchenbewässerung wie z.B. im Gemüse bzw. Obstbau überwiegend manuell auf Basis von Erfahrungswerten der Anbauer oder aufgrund fest geplanter Bewässerungsintervalle durchgeführt. Dies führt in der Regel zu zu hohen Bewässerungsgaben und kann weiterhin zu Nährstoffauswaschungen führen. Ziel dieses Projektes ist es daher, Daten aus den unterschiedlichsten Quellen auf einer intelligenten Service-Plattform miteinander zu verknüpfen, um dadurch über eine digitale Entscheidungsunterstützung, eine bedarfsgerechte und (teil-)automatisierte Bewässerung zu ermöglichen. Gerade die Integration lokaler Sensoren in einem multivariaten Ansatz, soll dabei auch der zunehmenden Entwicklung von teilabgedeckten Agrarflächen durch Agri-Photovoltaik-Anlagen, Folien und Netzen gerecht werden. Kern des Projekts ist dabei ein Cloud-basierter Bewässerungsplaner, der sich automatisiert an die on-Site gemessenen Klimaparameter, sowie den aktuellen phänologischen Bedingungen in Echtzeit anpasst. Der Planer wird dann mit den bestehenden Systemen der Projektpartner vernetzt, um die Ausführung der Bewässerung zu (teil)-automatisieren.

Ultraeffiziente metallische Korrosionsschutzbeschichtungen, Teilvorhaben: Wissenschaftliche Entwicklung

Korrosion ist ein wesentlicher Aspekt im Umgang mit Gebrauchs- und Investitionsgütern. Die Kosten, die in den Industrieländern durch Korrosion entstehen, betragen drei bis vier Prozent des BIP, ohne Korrosionsschutzsysteme wäre diese erheblich höher. Korrosionsschutz ist differenziert in organische und metallische Schichten. Dominierende im Bereich des kathodischen Schutzes mit metallischen Schichten sind Zink/-legierungsschichten. Die Hochtemperatur- (HT-)verzinkung ist ein Verfahren, dass im Temperaturbereich von 530 - 560 Grad C für Schrauben im Schleuderverfahren und für Stückgut bei 560 - 630 Grad C im Tauchverfahren betrieben wird. Nachteilig dabei ist der hohe Energiebedarf durch die Prozesstemperatur. Im Projekt wird eine Lösung erarbeitet, mit der die Eigenschaften der HTV bei reduzierter Temp. erreicht wird. Basis bildet das von ZINQ entwickelte Legierungssystem microZINQ®. Dies zeigt, dass durch Optimierung der Schmelzenzusammensetzung positive Effekte auf die Effizienz des Überzuges und des Verzinkungsprozesses erzielt werden können.

Bedarfsgerechte Automatisierung der Freiflächen- und Tröpfchenbewässerungstechnik mittels on-site IOT-Sensorik, unterstützt durch Satellitentechnik, Teilprojekt C

Bedingt durch den Klimawandel sind landwirtschaftliche Kulturpflanzen vermehrt Wasserstress und Frostschäden ausgesetzt. Gleichzeitig prognostiziert die FAO einen Anstieg des globalen Wasserbedarfs um 55% (Landwirtschaft um 11%), bei einem Anstieg der gesamten beregneten Fläche um 6% bis 2050. Diese Problematik, kombiniert mit dem Bevölkerungsanstieg, wachsendem Energiebedarf und dem Rückgang der nutzbaren landwirtschaftlichen Fläche in den Industriestaaten, verlangt nach Lösungen. Ein bedarfsgerechter, energiesparender und effizienter Einsatz der Ressourcen Wasser und Energie ist erforderlich, um eine zukunftsfähige und nachhaltige Bewässerung zu gewährleisten und der steigenden Nutzungskonkurrenz, um die Ressource Wasser, zu begegnen. Während eine automatisierte Bewässerung im Gewächshaus bereits Stand der Technik ist, wird die Freiflächen und Tröpfchenbewässerung wie z.B. im Gemüse bzw. Obstbau überwiegend manuell auf Basis von Erfahrungswerten der Anbauer oder aufgrund fest geplanter Bewässerungsintervalle durchgeführt. Dies führt in der Regel zu hohen Bewässerungsgaben und kann weiterhin zu Nährstoffauswaschungen führen. Ziel dieses Projektes ist es daher, Daten aus den unterschiedlichsten Quellen auf einer intelligenten Service-Plattform miteinander zu verknüpfen, um dadurch über eine digitale Entscheidungsunterstützung, eine bedarfsgerechte und (teil-)automatisierte Bewässerung zu ermöglichen. Gerade die Integration lokaler Sensoren in einem multivariaten Ansatz, soll dabei auch der zunehmenden Entwicklung von teilabgedeckten Agrarflächen durch Agri-Photovoltaik-Anlagen, Folien und Netzen gerecht werden. Kern des Projekts ist dabei ein Cloud-basierter Bewässerungsplaner, der sich automatisiert an die on-Site gemessenen Klimaparameter, sowie den aktuellen phänologischen Bedingungen in Echtzeit anpasst. Der Planer wird dann mit den bestehenden Systemen der Projektpartner vernetzt, um die Ausführung der Bewässerung zu (teil)-automatisieren.

Geltende Rechtsvorschriften und ihre verwaltungsmaessige sowie gerichtliche Anwendung zur Bekaempfung der Luftverschmutzung in den wichtigsten westlichen Industrielaendern

Es soll jeweils das rechtliche Instrumentarium und seine verwaltungsmaessige und gerichtliche Durchsetzung bei der Bekaempfung der Luftverschmutzung einer westlichen Industrienation mit dem Recht der Bundesrepublik Deutschland verglichen werden. Die gefundenen Ergebnisse koennen Anregungen fuer die weitere Entwicklung des deutschen Umweltrechts geben und als Ausgangspunkt fuer international-rechtliche Vorhaben dienen.

Development of a modelling system for prediction and regulation of livestock waste pollution in the humid tropics

Introduction: In Malaysia, excessive nutrients from livestock waste management systems are currently released to the environment. Particularly, large amounts of manure from intensive pig production areas are being excreted daily and are not being fully utilised. Alternatively, the excess manure can be applied as an organic fertiliser source in neighbouring cropping systems on the small landholdings of the pig farms to improve soil fertility so that its nutrients will be available for crop uptake instead of being discharged into water streams. Thus, there is a need for better tools to analyse the present situation, to evaluate and monitor alternative livestock production systems and manure management scenarios, and to support farmers in the proper management of manure and fertiliser application. Such tools are essential to quantify, and assess nutrient fluxes, manure quality and content, manure storage and application rate to the land as well as its environmental effects. Several computer models of animal waste management systems to assist producers and authorities are now available. However, it is felt that more development is needed to adopt such models to the humid tropics and conditions of Malaysia and other developing countries in the region. Objectives: The aim is to develop a novel model to evaluate nutrient emission scenarios and the impact of livestock waste at the landscape or regional level in humid tropics. The study will link and improve existing models to evaluate emission of N to the atmosphere, and leaching of nutrients to groundwater and surface water. The simulation outputs of the models will be integrated with a GIS spatial analysis to model the distribution of nutrient emission, leaching and appropriate manure application on neighbouring crop lands and as an information and decision support tool for the relevant users.

Sanilan Filtermaterial zur Entfernung von Schadstoffen wie Schwefeldioxid, Schwefelwasserstoff u.a. aus der Luft

Ziel: Herstellung des Filtermaterials Sanilan zur Entfernung von Schadstoffen aus der Luft; Anwendungsmoeglichkeit im gesamten Umweltschutzbereich; Patente in den wichtigen Industriestaaten z.B. USA/Grossbritannien/Canada/Frankreich/Japan; deutsches Ausgangspatent-Nr. 1279652.

Ökonomische Instrumente im Umweltschutz in Industrie- und Entwicklungsländern

Untersucht werden Anwendungsmöglichkeiten und -bedingungen von ökonomischen Instrumenten im Umweltschutz, insbesondere spezielle Bedingungen von Industrie- und Entwicklungsländern und deren Auswirkungen auf die Umsetzung in den jeweiligen Ländern und Erfahrungen bestehender Systeme u.a. in Brasilien und Europa.

Oekotoxikologische Probleme in den Tropen und Subtropen, Teil 2: Untersuchungen zur Wirkung gasfoermiger Luftverunreinigungen und kupferhaltiger Fungizide

Infolge zunehmender Industrialisierung von Entwicklungs- und Schwellenlaendern und dem Transfer umweltbelastender Produktion aus den Industrielaendern in die Dritte Welt ist in den Laendern der Tropen und Subtropen eine zunehmende Umweltzerstoerung zu beobachten. Gleichzeitig ist die Kenntnis ueber Methoden zur Erfassung und Bewertung von Imissionswirkungen in diesen Laendern noch sehr gering. Die Industrienationen sind hier aufgefordert, Hilfestellung zu leisten. In Zusammenarbeit mit brasilianischen Institutionen werden Untersuchungen durchgefuehrt zur Empfindlichkeit brasilianischer Pflanzenarten gegenueber gasfoermigen Luftverunreinigungen und Schwermetallen, zur Entwicklung und Erprobung von Bioindikationsverfahren fuer diese Schadstoffe und zur Wirkung auf Oekosysteme.

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