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Nachhaltiger Artenschutz durch Theorie & Umsetzung im besiedelten Raum

Das Projekt "Nachhaltiger Artenschutz durch Theorie & Umsetzung im besiedelten Raum" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Kommunen für biologische Vielfalt e.V. durchgeführt. Gesamtziel des Projektes ist die Förderung der biologischen Vielfalt im Siedlungsbereich von Städten und Gemeinden und damit die Verbreitung und Stärkung eines naturnahen Grünflächenmanagements. Dieses soll durch Leitbilder und Strategien im Verwaltungshandeln verankert und in Planwerken integriert werden. Im Blickpunkt stehen vor allem Kommunen, in denen noch überwiegend konventionell gepflegt wird. Die wichtigste Zielgruppe stellen dabei die für das kommunale Grün zuständigen Personen dar. Für diese werden Informationsangebote bereitgestellt und es wird eine persönliche Beratung angeboten, um damit konkrete Umsetzungen vor Ort zu ermöglichen. Folgende Angebote sind dafür vorgesehen: ein Online-Informationsportal, eine Förderberatung, eine Service-Hotline, eine Fachberatung vor Ort, sowie ein Beratungsnetzwerk aus ehemaligen Mitarbeitenden der Grünflächen- und Umweltämter, die auf Praxiserfahrungen in der naturnahen Pflege zurückgreifen können. Ein weiterer Schwerpunkt stellt die Wissensvermittlung und -verbreitung dar. Die im kommunalen Grün zuständigen Personen sollen sowohl durch Fortbildungsangebote in Form von Webinar-Schulungen, als auch durch Fortbildungen in ihrer täglichen Arbeit unterstützt werden. In Fachworkshops werden Lösungen für besondere Problemstellungen gesucht. Da die Akzeptanzförderung für die Verbreitung eines naturnahen Grünflächenmanagements in der Bevölkerung entscheidend ist, bildet diese einen Schwerpunkt in den Fortbildungsmaßnahmen. Darüber hinaus werden die Kommunen durch mediale Angebote in ihrer Öffentlichkeitsarbeit unterstützt: Mittels moderner Hilfsmittel wie einer App können Interessierte vorbildliche Stadtnaturflächen und herausragende Projekte digital sowie vor Ort besuchen und weiterführende Informationen abrufen. Durch soziale Medien sollen bundesweit Menschen zum Thema Stadtnatur und naturnahe Grünflächenpflege informiert und sensibilisiert werden.

Teilprojekt 3

Das Projekt "Teilprojekt 3" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Ameno GmbH - Standort Braunschweig durchgeführt. Das Projekt EXDIMUM hat zum Ziel, das Extremwassermanagement im Spektrum komplexer Herausforderungen (wenig vs. viel Wasser, überregionaler vs. lokaler Raum, lange vs. kurze Zeitspannen, Berghänge vs. Flachland, unterschiedliche Landnutzung mit Wald, Bergbau, Landwirtschaft und Stadt) durch das ganzheitliche Zusammenspiel multiskaliger Datenerhebung, Modellierung und daraus abgeleiteter Maßnahmen zu betrachten. Hierzu gehören neben der Nutzung von zeitlich und räumlich hochaufgelösten Satellitenaufnahmen und digitalen Geländemodellen insbesondere auch die gezielte zuverlässige Erhebung von terrestrischen Sensordaten und deren zuverlässige Übertragung auch unter herausfordernden Witterungsbedingungen (etwa starkem Niederschlag oder Schneefall). Das Zusammenspiel dieser multimodalen Datenquellen für die Zustandserfassung und Szenarienanalyse dient als Basis für zielführende kurz- und langfristige Prognosen und aussichtsreiche Handlungsempfehlungen zum Umgang mit Wetterextremen. In diesem Teilprojekt wird die Datenplattform umgesetzt, welche als Schnittstelle zu der notwendigen Sensorik und anderen Datenquellen dient, die Algorithmik der künstlichen Intelligenz einbezieht und letztlich die Informationen und Empfehlungen mittels Nutzerinterface ausgibt.

Teilprojekt B

Das Projekt "Teilprojekt B" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von EKPO Fuel Cell Technologies GmbH durchgeführt. Bis heute konnten PEM-Brennstoffzellensysteme in mobilen Anwendungen nicht in der Breite eingeführt werden. Trotz zahlreicher Vorteile gegenüber rein elektrischen Antrieben, liegt der Grund dafür vor allem in den höheren Systemkosten. Durch eine parallele Untersuchung und Optimierung der Kosten, Effizienz, Dynamik und Lebensdauer ist jedoch von einer zeitnahen Marktdurchdringung von PEM-Brennstoffzellensystemen auszugehen. Während die Materialwissenschaften und die Produktionstechnik in enger Zusammenarbeit die einzelnen Komponenten des Brennstoffzellenstacks optimieren und durch eine Hochskalierung der Produktion dessen Kosten reduzieren, ist es Aufgabe der Systemingenieure und Regelungstechnik das PEM-Brennstoffzellensystem bei einer hohen Effizienz und Dynamik zu betreiben, ohne die Lebensdauer zu mindern. Ziel des Projektes ist es daher, eine robuste Regelung für ein hochdynamisches PEM-Brennstoffzellensystem bei gleichzeitig hoher Lebensdauer zu entwickeln. Basierend auf Untersuchungen auf den bestehenden Prüfständen der Forschung und Industrie sollen mathematische Modelle für den Brennstoffzellenstack und seine Nebenaggregate erstellt und sukzessive für die Anwendung in der Regelung reduziert werden. Diese Modelle sollen neben dem dynamischen Verhalten ebenfalls die Degradation berücksichtigen. Validiert werden diese Modelle hinsichtlich Degradation durch Untersuchungen an real gealterten Komponenten der Stacks, die durch die EKPO durchgeführt werden. Mittels einer modellprädiktiven Regelung, welche auf Basis des echtzeitfähigen Modells des Brennstoffzellensystems sowie der Information von Zustandsbeobachtern durch die EKPO mitentwickelt wird, soll eine robuste und sichere Regelung realisiert werden. Eine Zustandserfassung und Lebensdauer-prognose soll darüber hinaus den Weg für prädiktive Wartungsstrategien ebnen, deren Beitrag im Rahmen einer TCO-Analyse quantifiziert werden soll.

Teilprojekt A

Das Projekt "Teilprojekt A" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von FEV Europe GmbH durchgeführt. Bis heute konnten PEM-Brennstoffzellensysteme in mobilen Anwendungen nicht in der Breite eingeführt werden. Trotz zahlreicher Vorteile gegenüber rein elektrischen Antrieben, liegt der Grund dafür vor allem in den höheren Systemkosten. Durch eine parallele Untersuchung und Optimierung der Kosten, Effizienz, Dynamik und Lebensdauer ist jedoch von einer zeitnahen Marktdurchdringung von PEM Brennstoffzellensystemen auszugehen. Während die Materialwissenschaften und die Produktionstechnik in enger Zusammenarbeit die einzelnen Komponenten des Brennstoffzellenstacks optimieren und durch eine Hochskalierung der Produktion dessen Kosten reduzieren, ist es Aufgabe der Systemingenieure und Regelungstechnik das PEM-Brennstoffzellensystem bei einer hohen Effizienz und Dynamik zu betreiben, ohne die Lebensdauer zu mindern. Ziel des Projektes ist es daher, eine robuste Regelung für ein hochdynamisches PEM-Brennstoffzellensystem bei gleichzeitig hoher Lebensdauer zu entwickeln. Basierend auf Untersuchungen auf den bestehenden Prüfständen der Forschung und Industrie sollen mathematische Modelle für den Brennstoffzellenstack und seine Nebenaggregate erstellt und sukzessive für die Anwendung in der Regelung reduziert werden. Diese Modelle sollen neben dem dynamischen Verhalten ebenfalls die Degradation berücksichtigen. Mittels einer modellprädiktiven Regelung, welche auf Basis des echtzeitfähigen Modells des Brennstoffzellensystems sowie der Information von Zustandsbeobachtern entwickelt wird, soll eine robuste und sichere Regelung realisiert werden. Eine Zustandserfassung und Lebensdauerprognose soll darüber hinaus den Weg für prädiktive Wartungsstrategien ebnen, deren Beitrag im Rahmen einer TCO-Analyse quantifiziert werden soll. Die FEV wird im Rahmen des Projektes maßgeblich an der Modellierung der Alterung der verschiedenen Komponenten des Brennstoffzellensystems mitwirken und so mit an der Grundlage für die modellprädiktive Regelung forschen.

Teilprojekt D

Das Projekt "Teilprojekt D" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Pierburg GmbH durchgeführt. Bis heute konnten PEM-Brennstoffzellensysteme in mobilen Anwendungen nicht in der Breite eingeführt werden. Trotz zahlreicher Vorteile gegenüber rein elektrischen Antrieben, liegt der Grund dafür vor allem in den höheren Systemkosten. Durch eine parallele Untersuchung und Optimierung der Kosten, Effizienz, Dynamik und Lebensdauer ist jedoch von einer zeitnahen Marktdurchdringung von PEM-Brennstoffzellensystemen auszugehen. Während die Materialwissenschaften und die Produktionstechnik in enger Zusammenarbeit die einzelnen Komponenten des Brennstoffzellenstacks optimieren und durch eine Hochskalierung der Produktion dessen Kosten reduzieren, ist es Aufgabe der Systemingenieure und Regelungstechnik das PEM-Brennstoffzellensystem bei einer hohen Effizienz und Dynamik zu betreiben, ohne die Lebensdauer zu mindern. Ziel des Projektes ist es daher, eine robuste Regelung für ein hochdynamisches PEM-Brennstoffzellensystem bei gleichzeitig hoher Lebensdauer zu entwickeln. Basierend auf Untersuchungen auf den bestehenden Prüfständen der Forschung und Industrie sollen mathematische Modelle für den Brennstoffzellenstack und seine Nebenaggregate erstellt und sukzessive für die Anwendung in der Regelung reduziert werden. Diese Modelle sollen neben dem dynamischen Verhalten ebenfalls die Degradation berücksichtigen. Mittels einer modellprädiktiven Regelung, welche auf Basis des echtzeitfähigen Modells des Brennstoffzellensystems sowie der Information von Zustandsbeobachtern entwickelt wird, soll eine robuste und sichere Regelung realisiert werden. Eine Zustandserfassung und Lebensdauer-prognose soll darüber hinaus den Weg für prädiktive Wartungsstrategien ebnen, deren Beitrag im Rahmen einer TCO-Analyse quantifiziert werden soll.

Teilprojekt C

Das Projekt "Teilprojekt C" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen University, Lehrstuhl für Thermodynamik mobiler Energiewandlungssysteme durchgeführt. Bis heute konnten PEM-Brennstoffzellensysteme in mobilen Anwendungen nicht in der Breite eingeführt werden. Trotz zahlreicher Vorteile gegenüber rein elektrischen Antrieben, liegt der Grund dafür vor allem in den höheren Systemkosten. Durch eine parallele Untersuchung und Optimierung der Kosten, Effizienz, Dynamik und Lebensdauer ist jedoch von einer zeitnahen Marktdurchdringung von PEMBrennstoffzellensystemen auszugehen. Während die Materialwissenschaften und die Produktionstechnik in enger Zusammenarbeit die einzelnen Komponenten des Brennstoffzellenstacks optimieren und durch eine Hochskalierung der Produktion dessen Kosten reduzieren, ist es Aufgabe der Systemingenieure und Regelungstechnik das PEM-Brennstoffzellensystem bei einer hohen Effizienz und Dynamik zu betreiben, ohne die Lebensdauer zu mindern. Ziel des Projektes ist es daher, eine robuste Regelung für ein hochdynamisches PEM-Brennstoffzellensystem bei gleichzeitig hoher Lebensdauer zu entwickeln. Basierend auf Untersuchungen auf den bestehenden Prüfständen der Forschung und Industrie sollen mathematische Modelle für den Brennstoffzellenstack und seine Nebenaggregate erstellt und sukzessive für die Anwendung in der Regelung reduziert werden. Diese Modelle sollen neben dem dynamischen Verhalten ebenfalls die Degradation berücksichtigen. Mittels einer modellprädiktiven Regelung, welche auf Basis des echtzeitfähigen Modells des Brennstoffzellensystems sowie der Information von Zustandsbeobachtern entwickelt wird, soll eine robuste und sichere Regelung realisiert werden. Eine Zustandserfassung und Lebensdauer-prognose soll darüber hinaus den Weg für prädiktive Wartungsstrategien ebnen, deren Beitrag im Rahmen einer TCO-Analyse quantifiziert werden soll.

Teilvorhaben: Fehlersimulation und KI

Das Projekt "Teilvorhaben: Fehlersimulation und KI" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen IIS, Institutsteil Entwicklung Adaptiver Systeme EAS durchgeführt. Das Ziel des Vorhabens ist, den CO2-Ausstoß von Heizungsanlagen im Gebäudebestand durch KI-basiertes Monitoring und Optimierung des Betriebes zu senken. Es stehen Systeme mit Wärmepumpen im Fokus und es soll deren Potenzial zur Lastverschiebung untersucht werden. Es werden die vorhandenen Sensoren und Kommunikationsmöglichkeiten für ein ständiges Monitoring und Optimieren genutzt. Die fehlenden Informationen werden mittels KI bzw. ML-Verfahren, verknüpft mit zusätzlichen Daten sowie aus beobachteten Betriebsmustern generiert. In Laborstudien wird mittels Demonstratoren eine Fehlerdatenbank aufgebaut, die typischen Anlagen-Betriebsmuster häufiger Effizienzprobleme nachgestellt, generiert und analysiert zum Training der KI basierten Algorithmen. Sie bilden die Basis zur Erkennung von Effizienzproblemen im Feldbetrieb. Es wird möglichst auf zusätzliche Instrumentierung verzichtet. Auf diese Weise können Effizienzpotenziale gehoben werden, die bislang unerreichbar waren.

Teilprojekt: Moving Lab

Das Projekt "Teilprojekt: Moving Lab" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V., Institut für Verkehrsforschung durchgeführt. Das Teilprojekt 'Moving Lab' beteiligt sich in der ersten Projektphase an der Erhebung der Anforderungen der Stakeholder und Anwender im Rahmen von Gesprächen, Diskussionen und Workshops. Hierbei wird ein bestehendes Stakeholder-Netzwerk der Mobilitätsforschung zur Verfügung gestellt (u.a. Anbieter von Mobilitätsdienstleistungen, Betreiber von Informationsportalen zur Mobilität, Nutzerverbänden, Vereine). Auf Basis dieser Erkenntnisse beteiligt sich das Teilprojekt ferner an der nachfolgenden Ausgestaltung von Szenarien zur Anwendung der entwickelten Services und Applikationen in einem Erhebungsprojekt der urbanen Mobilitätsforschung. Es begleitet die Entwicklung und Implementierung dieser Services in bestehende Infrastrukturen und testet die Anwendbarkeit in laufenden Projekten und Erhebungen. Das Teilprojekt trägt dabei seine Expertise aus dem Gebiet der Mobilitätsforschung bei, wobei ein besonderer Fokus auf der Erhebung von personenbeziehbaren Daten und der Information der Probanden und der datenerhebenden Stellen über die Risiken und Nutzbarkeiten der erhobenen Daten und Informationen gelegt wird. Im Rahmen der Projektphase 'Pilotierung' bringt das Teilprojekt als Erhebungswerkzeug das MovingLab zum Einsatz. Mittels Smartphone und weiterer digitaler Eingabe- und Erhebungsgeräte werden Bewegungsdaten automatisch erhoben und über Befragungen mit kontextualen Informationen angereichert. Dabei wird in Freemove ein besonderes Augenmerk auf die Darstellung und Risiko-Kommunikation ggü. den Nutzern gelegt. Im Rahmen der Erhebungskampagne mit dem MovingLab werden mit ausgewählten Probanden Interviews und Fokusgruppen-Workshops durchgeführt, um explizit auf die Datenschutz-, Darstellungs- und Wahrnehmungsaspekte einzugehen. Auch über die Anwendung des MovingLab hinaus, begleitet das Teilprojekt weitere Erhebungen und die intensive Auswertung, Aufbereitung und Publikation der Erkenntnisse und der daraus abgeleiteten Handlungsempfehlungen.

Teilvorhaben: Einsatz von BIMKIT für energetische Sanierung und Simulation

Das Projekt "Teilvorhaben: Einsatz von BIMKIT für energetische Sanierung und Simulation" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Hottgenroth Software AG durchgeführt. Im Rahmen des Verbundvorhaben BIMKIT werden Informationen zu Gebäuden und Infrastrukturbauwerken, z.B. 2D-Pläne, Bilder, Punktwolken oder Textdokumente, mittels KI-Verfahren ausgewertet, bauliche und technische Bauelemente generiert und konsistent sowie transparent einem BIM-basierten Bestandsmodell zugeführt werden. Gleichermaßen soll die Aktualisierung eines vorhandenen Bestandsmodells automatisiert werden. Die Daten und KI-Dienste werden dezentral mit Hilfe von offenen Standards und bestehenden BIM-Systemen auf Basis von GAIA-X zur Verfügung gestellt. Im Rahmen des Teilvorhabens wird die Hottgenroth Software GmbH & Co. KG die Digitalisierung von Bestandsobjekten mithilfe von BIMKIT durchführen. Es sollen die Anwender unserer Software schnell und effizient detaillierte Bestandsmodelle erstellen und diese für Energetische Simulationen und Modernisierungen als Basis verwenden können.

Entwicklung von Methoden zur Bestimmung von CO2-Emissionen lokalisierter anthropogener CO2-Quellen aus OCO-2 und OCO-3 Satellitendaten

Das Projekt "Entwicklung von Methoden zur Bestimmung von CO2-Emissionen lokalisierter anthropogener CO2-Quellen aus OCO-2 und OCO-3 Satellitendaten" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bremen, Institut für Umweltphysik durchgeführt. Ziel dieses Projektes ist die Beantwortung grundlegender Forschungsfragen, welche für die Entwicklung eines operationellen nationalen Integrierten Treibhausgasüberwachungssystems (ITMS) zur objektiven Verifizierung des wichtigsten anthropogenen Treibhausgases (THG) Kohlenstoffdioxid (CO2) relevant sind. Die Resultate sollen insbesondere für die Entwicklung eines solchen Systems beim Deutschen Wetterdienst (DWD) nützlich sein. Die Forschung soll mittels eines Verbundprojektes von zwei Doktoranden/Doktorandinnen durchgeführt werden, einer/eine am Max-Planck-Institut für Biogeochemie (MPI-BGC) in Jena (PhD1, separat beschrieben) und der/die Zweite (PhD2, hier beschrieben) am Institut für Umweltphysik (IUP) der Universität Bremen. PhD2 wird sich auf die Weiterentwicklung und Anwendung einer Inversionsmethode konzentrieren, welche quantitative Informationen über die CO2-Emissionen lokaler CO2-Quellen wie Kraftwerke und Städte aus den Satelliteninstrumenten OCO-2 und OCO-3 in Kombination mit NO2-Information des Sentinel-5-Precursor-Satelliten abzuleiten gestattet. Diese Forschungsaktivitäten sind nicht nur relevant für existierende Satelliten, sondern sie sind insbesondere auch von großer Bedeutung für die geplante Copernicus CO2 Monitoring (CO2M) Satelliten-Mission, da CO2M ebenfalls - und zwar bzgl. anthropogener CO2-Emissionen optimiert - Informationen zur CO2-Vertikalsäule ('XCO2') und zur NO2-Säule liefern wird, um CO2-Emissionen lokaler Emissionsquellen mittels 'XCO2-Imaging' zu quantifizieren. Die Forschungsthemen, welche die beiden Doktoranden/Doktorandinnen bearbeiten sollen, sind komplementär: einerseits die Fokussierung auf Modellierung / inverse Modellierung speziell für Deutschland (PhD1) und andererseits Methodenentwicklung und Anwendung auf globale Satellitendaten (PhD2). Beide Doktoranden/Doktorandinnen werden von der geplanten Zusammenarbeit profitieren, insbesondere hinsichtlich der geplanten Vergleiche und dem Austausch von Daten und Know-how.

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