Das Projekt "Teilprojekt 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Dresden, Institut für Abfall- und Kreislaufwirtschaft durchgeführt. Das Gesamtziel des Projekts ist die Entwicklung alternativer Lösungen für die nachhaltige Bewirtschaftung der städtischen Wasserressourcen in Kasachstan. Dazu wird ein virtuelles Stadtmodell konzipiert und an einem Teststandort in Nur-Sultan-Stadt demonstriert. Das Modell wird sich auf Szenario-basierte Abschätzungen des Wasserbedarfs und -versorgung der Stadt und des anfallenden Abwassers sowie auf alle natürlichen Zu- und Abflüsse und Änderungen der Speicherung im städtischen Becken konzentrieren. Die simulierten Szenarien beinhalten, unter anderen, Konzepte zur Wiederverwendung von gereinigtem Abwasser/Regenwasser und anschließende Nutzung in der Landwirtschaft, sowie naturnahe Lösungen für Wasserspeicherung und Erholungszwecke. Für die Umsetzung des virtuellen Stadtmodells werden bestehende, von den Projektpartnern entwickelte Softwarelösungen genutzt und weiterentwickelt. Das virtuelle Modell kann unterschiedliche Stadtentwicklungsszenarien in Nur-Sultan oder anderen Städten simulieren oder als wissenschaftliche Grundlage für die Planung von Wassermanagementstrategien in neuen urbanen Gebieten verwendet werden. Im Rahmen des Projektes werden Maßnahmen zur Kapazitätsentwicklung bereitgestellt, um sicherzustellen, dass die kasachischen Partner das System während und nach dem Projektende nutzen können. Das erwartete Ergebnis des Projekts ist ein flexibles Planungsinstrument für die Konzeptualisierung von 'digitalen städtischen Zwillingen'.
Das Projekt "Teilprojekt 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Institut für technisch-wissenschaftliche Hydrologie GmbH durchgeführt. Das Gesamtziel des Projekts ist die Entwicklung alternativer Lösungen für die nachhaltige Bewirtschaftung der städtischen Wasserressourcen in Kasachstan. Dazu wird ein virtuelles Stadtmodell konzipiert und an einem Teststandort in Nur-Sultan-Stadt demonstriert. Das Modell wird sich auf Szenario-basierte Abschätzungen des Wasserbedarfs und -versorgung der Stadt und des anfallenden Abwassers sowie auf alle natürlichen Zu- und Abflüsse und Änderungen der Speicherung im städtischen Becken konzentrieren. Die simulierten Szenarien beinhalten, unter anderen, Konzepte zur Wiederverwendung von gereinigtem Abwasser/Regenwasser und anschließende Nutzung in der Landwirtschaft, sowie naturnahe Lösungen für Wasserspeicherung und Erholungszwecke. Für die Umsetzung des virtuellen Stadtmodells werden bestehende, von den Projektpartnern entwickelte Softwarelösungen genutzt und weiterentwickelt. Das virtuelle Modell kann unterschiedliche Stadtentwicklungsszenarien in Nur-Sultan oder anderen Städten simulieren oder als wissenschaftliche Grundlage für die Planung von Wassermanagementstrategien in neuen urbanen Gebieten verwendet werden. Im Rahmen des Projektes werden Maßnahmen zur Kapazitätsentwicklung bereitgestellt, um sicherzustellen, dass die kasachischen Partner das System während und nach dem Projektende nutzen können. Das erwartete Ergebnis des Projekts ist ein flexibles Planungsinstrument für die Konzeptualisierung von 'digitalen städtischen Zwillingen'.
Das Projekt "Gesellschaftliche Synergien und Trade-offs zwischen Biodiversitätserhalt, Klimaschutz und landwirtschaftlicher Nutzung von Mooren in einer eutrophierten Umwelt (PRINCESS)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Ernst-Moritz-Arndt-Universität Greifswald, Biologie, Institut für Botanik und Landschaftsökologie durchgeführt. PRINCESS untersucht das Potenzial alternativer Landnutzungen auf wiedervernässten Mooren, um zur Lösung der großen Umweltprobleme Europas beizutragen: Treibhausgasemissionen, Stickstoffverschmutzung und Verlust der biologischen Vielfalt. Alle dafür relevanten politischen Ziele der EU beinhalten die Wiedervernässung entwässerter Moore als eine wesentliche ökosystembasierte Lösung. Bis heute sind offensichtliche Synergien und Trade-offs sowohl innerhalb (z.B. zwischen CO2- und CH4-Emissionen) als auch zwischen den politischen Zielen (z.B. zwischen Emissionen, biologischer Vielfalt und wirtschaftlichen Erträgen) noch nicht quantifiziert. Eine solche Quantifizierung ist entscheidend für die Optimierung zwischen alternativen Landnutzungsoptionen für wiedervernässte Moore, d.h. hochintensiver Paludikultur, geringintensiver Paludikultur und Wildnis. PRINCESS bewertet die Synergien und Trade-offs zwischen den o.g. Ziele für wiedervernässte Moore, untersucht inwieweit atmosphärische Stickstoff-Belastungen die Entscheidung für eine optimal zu den Zielen beitragende Landnutzungsoption leiten kann und identifiziert Kipp-Punkte, an denen ein Wechsel von einer Landnutzungsoption zu einer anderen die Effekte maximieren würde. Um dies zu erreichen konzentriert PRINCESS sich auf Niedermoore in den gemäßigten Breiten, da sie im entwässerten Zustand die größten Quellen von Treibhausgasen und am stärksten von der Stickstoffbelastung betroffen sind. PRINCESS führt komplementäre Kompetenzen aus sechs moorreichen Ländern zusammen, darunter solche mit geringer (Finnland, Norwegen, Polen) und starker Torfdegradierung und Stickstoff-Belastung (Österreich, Belgien, Deutschland), analysiert entscheidende Prozesse unter hochgradig kontrollierten Bedingungen im Labor und im Mesokosmos, testet sie unter realistischen Bedingungen im Feld und modelliert sie im Einzugsgebiet und im EU-Maßstab. Somit nutzt das Projekt verschiedenen Skalen, um die interne und externe Validität zu maximieren.
Das Projekt "Teilvorhaben: Bewertung von Komponenten und Systemen sowie Monitoring der Anlagen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Institut für Solarenergieforschung GmbH durchgeführt. Zentrales Projektziel ist die Senkung des Wärmepreises bei solarthermischen Großanlagen zur Einspeisung in Wärmenetze sowie Gewerbe- und Industrieanwendungen um bis zu ca. 35% im Vergleich zum Stand der Technik. Um dieses anspruchsvolle Ziel zu erreichen werden im Projekt Anlagen mit Heatpipe-basierten (HP) Vakuumröhrenkollektoren weiterentwickelt. Aufgrund ihrer einfachen Hydraulik und der inhärenten Möglichkeit, die Anlagentemperaturen gezielt zu begrenzen, bieten diese Kollektoren ein noch nicht erschlossenes Potential für den Einsatz in den anvisierten Anwendungsbereichen, vor allem bei der Prozesswärmeerzeugung und bei der Unterstützung von Wärmenetzen mit hohen solaren Deckungsanteilen, die einen wichtigen Beitrag zur Dekarbonisierung des Wärmesektors spielen können. Basis für die weitere Entwicklung bildet das Produkt MEGA-Kollektor der Fa. AKOTEC sowie die Erkenntnisse der Verbundpartner aus den bisherigen Forschungsaktivitäten mit HP-Kollektoren. Dabei werden unterschiedliche Ansätze verfolgt: Bei den Voll-Vakuumröhren der Fa. NARVA sollen durch den Einsatz der Laser-Technologie günstigere Materialien für die Absorber-Finnen verwendet sowie günstigere Glas-Metallverbindungen realisiert werden. Alternativ dazu werden HP-Lösungen mit Dewar-Röhren erarbeitet. Für beide Röhrentypologien sind geeignete Reflektoren sowie Heatpipes mit optimaler Temperaturschaltung zu entwickeln und bewerten. Im Bereich des Solarkreises ermöglichen HP-Kollektoren eine deutliche Vereinfachung der Verrohrung bei Großanlagen. Basierend auf ihrer inhärenten Temperaturbegrenzung können zudem Rohrleitungen aus Kunststoff, kleiner dimensionierte Kompensationsgefäße und preiswerte Komponenten eingesetzt werden. Dadurch wird eine Senkung der Herstellkosten von ca. 40% erwartet. Weitere, zurzeit nicht quantifizierbare Vorteile ergeben sich aus dem wartungsarmen Betrieb der Anlagen.
Das Projekt "Teilvorhaben J0" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Mercator Research Institute on Global Commons and Climate Change (MCC) gemeinnützige GmbH durchgeführt. Die Vielfalt an Konsequenzen und komplexen Konflikten und Synergien der Energiewende fordert die politischen EntscheidungsträgerInnen sowie die Gesellschaft insgesamt dazu heraus, die verfügbaren Politikoptionen und politischen Maßnahmen regelmäßig zu bewerten - oder sogar die politischen Zielsetzungen neu zu rechtfertigen. Hier kommt der Wissenschaftsgemeinschaft eine zentrale Rolle zu: Ihre Aufgabe ist es, fundierte Expertise über die verfügbaren Politikoptionen und die jeweiligen gesellschaftlich relevanten Auswirkungen im politischen Diskurs bereitzustellen. Das übergeordnete Ziel von Ariadne ist daher, durch ein evidenzbasiertes Assessment Entscheidungsträgerinnen und Entscheidungsträgern eine verbesserte wissenschaftliche Grundlage zur Gestaltung der deutschen Energiewende zu verschaffen. Kernbestandteil der Arbeiten am MCC ist es daher, mit Hilfe der Policy Unit einen kontinuierlichen gesamtgesellschaftlichen Diskurs und gemeinsame Lernprozesse von Politik und Wissenschaft darüber anzustoßen, wie Deutschland seine Klimaziele erreichen kann. Dies soll über die beständige Organisation von Dialogformaten erreicht werden. Die Einbindung von Stakeholdern und Bürgerinnen und Bürgern ist ein wichtiges Fundament, um einen deliberativen gesellschaftlichen Lernprozess über Handlungsalternativen zu schaffen. Kernidee der Dialogforen ist die gemeinsame Exploration alternativer Politikpfade, inklusive der möglichen sozialen Konflikte, Synergien und Unsicherheiten transparent zu machen und tragfähige politische Lösungen aufzuzeigen. Insofern ist Ariadne entlang einer Zweiteilung in Politikoptionen und Empfehlungen (Grün/Weißbuch) organisiert. Einen weiteren Schwerpunkt bildet das Verständnis des Zusammenspiels von Politikinstrumenten und den damit verbundenen Verteilungsfragen. Diese sollen vor allem für den Verkehrssektor analysiert werden. Darüber hinaus sollen Anforderungen an ein langfristig soziales und nachhaltiges Steuersystem formuliert werden.
Das Projekt "BiodivRestore: Integration von Natur in die urbane Hydrologie, Ökologie und Gesellschaft (NICHES)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Ecologic Institut gemeinnützige GmbH durchgeführt. Überlaufende Mischkanäle (CSO) in Städten gefährden die Biodiversität in urbanen Gewässern und das menschliche Wohlbefinden. Die Erneuerung von Abwassersystemen sind oft mit hohen Investitionen verbunden. Naturbasierte Lösungen (NBS) bieten hier eine kostengünstige und nachhaltige Alternative. NICHES wendet einen sozial-ökologisch-technischen Systemansatz (SÖTS) an, mit dem Ziel ein ganzheitliches Verständnis für die vielfältigen Bedürfnisse und Vorteile der Abflussminderung durch NBS zu entwickeln. Mit dem Fokus auf urbane Räume verfolgt NICHES folgende Teilziele: (1) Untersuchung der Auswirkungen von CSO auf aquatische Ökosysteme; (2) Abschätzung des NBS-Potenzials zur Abflussminderung; (3) Entwicklung einer integrierten Bewertung und Transformationspfade zur Integration von NBS in bestehende Politiken; und (4) Berücksichtigung von trade-offs zwischen den Bedürfnissen der Bevölkerung in den verschiedenen Teilen des städtischen SÖTS-Systems. Diese Forschungsfragen werden auf lokaler Ebene in den fünf NICHES Fallstädten untersucht: Barcelona, Rotterdam und Boston (Kernstädte) sowie Berlin und Sheffield (als periphere Städte). Das Teilvorhaben 'Governance und Transformationspfade für eine integrative Planung von naturbasierten Abflussminderungsmaßnahmen in Städten', welches vom Ecologic Institut durchgeführt wird, unterstützt alle genannten Teilziele. Ein besonderer Fokus liegt dabei jedoch auf der Identifizierung von gemeinsamen Governance-Lücken und Möglichkeiten in den Fallstädten und der Entwicklung von Transformationspfaden zur verbesserten Integration von NBS in stadtpolitische Regelwerke. Ein weiterer Schwerpunkt liegt auf der Zusammenarbeit mit lokalen Akteuren in den Fallstädten, um gemeinsam unterstützende Ansätze und Werkzeuge zu entwickeln, testen und validieren, und somit deren spätere Anwendung sicherzustellen.
Das Projekt "Teilvorhaben: Entscheidungsrelevanter Beitrag zur CO2 Strategie in Bezug auf die Anwendung der Oxyfuel-Technologie für Zementwerke" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von HeidelbergCement AG durchgeführt. Das AC2OCem-Projekt zielt darauf ab, die Dekarbonisierung Europas durch die Integration der Oxyfuel-Technologie in die Zementindustrie als eine der kosteneffizientesten Lösungen für die Kohlenstoffabscheidung zu unterstützen. Das Projekt untersucht die bestehende Oxyfuel-Technologie der ersten Generation und ein innovatives Oxyfuel-Konzept der zweiten Generation mit dem Endziel, die CO2-Vermeidungskosten zu senken, die Effizienz der Anlagen zu steigern und die Wettbewerbsfähigkeit insgesamt zu stärken. Die Projektziele werden auf der Grundlage des vorhandenen Wissens über einen Oxyfuel-Zementprozess definiert, der aus früheren und laufenden Projekten zur Kohlenstoffabscheidung in der Zementindustrie gewonnen wurde. Dies wird es ermöglichen, die technologischen Lücken für die Förderung der Oxyfuel-Technologie zu verkleinern, um die Demonstration im großen Maßstab unter dem Gesichtspunkt der Zero-Zero-Produktion nahe Null zu beschleunigen. Das Projekt umfasst sechs Arbeitspakete: Management und Verbreitung, fortgeschrittene Oxyfuel-Brenner, Optimierung des Oxyfuel-Kalzinators, Prozesssimulationen und techno-ökonomische Studien der Oxyfuel-Technologien der 1. und 2. Generation sowie eine Ökobilanz. Im Rahmen des Projekts werden technische und Pilotversuche sowie analytische Studien durchgeführt, um die Schlüsselkomponenten von Oxyfuel-Zementanlagen auf TRL 6 zu bringen, um die Markteinführung der Oxyfuel-Technologie im Zementsektor zu verkürzen. AC2OCem wird die Oxyfuel-Technologie der ersten Generation für die Nachrüstung untersuchen, wobei der Fokus auf der Optimierung des Oxyfuel-Kalzinierungsbetriebs und der Entwicklung der Ofenbrenner-Technologie für die Verbrennung von bis zu 100% alternativen Kraftstoffen mit hohem biogenen Anteil liegt, um diese Bio-CCS-Lösung auf TRL 6 zu bringen Die Untersuchungen werden durch eine Retrofitability-Analyse unter Berücksichtigung der realen Randbedingungen von zwei Zementwerken ergänzt, die innerhalb der Europäischen Zementforschung (Text abgebrochen)
Das Projekt "Teilvorhaben: Technische Entwicklung von Ladestation und Implementierung der Kommunikationsmodule für die automatisierten Ladesysteme" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von EBG compleo GmbH durchgeführt. Ziel des Projekts ist die Entwicklung einer automatisierten kabelbasierten Ladestation für autonome Elektrofahrzeuge. Gegenwärtig wird das Laden von Elektrofahrzeugen hauptsächlich über kabelbasierte Ladestationen ausgeführt, für die der Fahrer die Elektrofahrzeuge manuell anschließen muss. In den meisten Benutzerfällen wird der Benutzer jedoch nicht in der Lage sein, das EV anzuschließen, oder er ist während des Ladens abwesend, z.B. beim autonomen Fahren. Die verfügbare induktiv basierte Ladetechnologie könnte eine alternative Lösung sein, um dieses Problem zu lösen. Indessen beruht das induktive Laden auf zwei wichtigen Engpässen, d. h. sie erfordern hohe Herstellungs- und Installationskosten und ihre Effizienz ist gering. Wenn man die begrenzten erneuerbaren Energiequellen in Betracht zieht, wird der Energieverlust ein wichtiges Thema. Auf der anderen Seite haben die kontaktbasierten Ladestationen geringere Herstellungs- und Installationskosten, und der Energieverlust während des Ladens ist verglichen mit der induktiven Ladetechnologie ziemlich gering. Am Ende des Projekts wird die automatisierte kabelbasierte Ladestation für selbstfahrende EVs für behinderte Nutzer qualifiziert sein und die Sicherheit beim Laden erhöhen. Gleichzeitig wird es umweltfreundlich, effizient und komfortabel sein.
Das Projekt "Teilprojekt 3.3: Entwicklung einer innovativen Antriebseinheit zum Einbau von horizontalen Erdwärmesonden" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von JENA-GEOS Ingenieurbüro GmbH durchgeführt. Ziel des Verbundprojektes GeoHoP (geothermal horizontal propulsion) ist die Entwicklung eines Horizontalbohrverfahrens zur Gewinnung von Erdwärme in urbanen Gebieten. Der Einbau der Erdwärmesonden soll dabei in einem Arbeitsschritt während des Bohrvorganges aus einer Startgrube oder einem Keller/einer Tiefgarage heraus erfolgen. Dabei werden die Erdwärmesonden sternenförmig verlegt. Im Teilprojekt 'Entwicklung einer innovativen Antriebseinheit zum Einbau von horizontalen Erdwärmesonden' wird eine Antriebseinheit entwickelt, welche die horizontale Erdwärmesonde aus einer Startgrube mit dem Bohrvorgang unter das Bestandsquartier einbringt. Dazu ist die Antriebseinheit so beschaffen, dass die Erdwärmesonde durch die Antriebswelle in die Vortriebseinheit und den Untergrund gebracht werden kann. Mit dem neuen Verfahren wird es möglich bisher ungenutzte unterirdische Räume zu erschließen und diese geothermische Energie für die Quartiersversorgung bereitzustellen. Damit leistet GeoHoP einen wesentlichen Beitrag zur erneuerbaren Wärmeversorgung und energetischen Sanierung von Bestandsquartieren. Dem smood-Kunden steht somit eine flexible und betriebskostenarme Möglichkeit zur Wärmenutzung zur Verfügung. Die angestrebte Lösung ist auf Robustheit sowie Langlebigkeit ausgelegt und stellt eine ökonomische Alternative zu herkömmlichen Energieträgern dar. Durch die Bündelung mehrerer Erdwärmesonden in einer Startgrube erfolgt der Einbau gegenüber konventionellen Einbauverfahren platz- und zeitsparender.
Das Projekt "Teilprojekt 3.1: Entwicklung einer innovativen Vortriebseinheit zum Einbau von horizontalen Erdwärmesonden" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bode Bautechnik Baumaschinen GmbH durchgeführt. Ziel des Verbundprojektes GeoHoP (geothermal horizontal propulsion) ist die Entwicklung eines Horizontalbohrverfahrens zur Gewinnung von Erdwärme in urbanen Gebieten. Der Einbau der Erdwärmesonden soll dabei in einem Arbeitsschritt während des Bohrvorganges aus einer Startgrube oder einem Keller/einer Tiefgarage heraus erfolgen. Dabei werden die Erdwärmesonden sternenförmig verlegt. Im Teilprojekt 'Entwicklung einer innovativen Vortriebseinheit zum Einbau von horizontalen Erdwärmesonden' wird das teilbare Vortriebsgestänge mit teilbarer Vortriebsspitze entwickelt. Dabei soll die Sonde entsprechend den Planungen genau positioniert werden. Beim Rückzug der Vortriebseinheit ist zu beachten, dass die Sonde an ihrer Position verbleibt (siehe Teilprojekt 'Entwicklung eines innovativen Horizontalsondenkopfes und -fußes') und der bestehende Hohlraum verfüllt wird. Gegenüber herkömmlichen horizontalen Bohrverfahren wird auf eine Zielgrube verzichtet und der Einbauvorgang erfolgt in einem Arbeitsschritt, wobei das Vortriebsgestänge im Anschluss aus dem Bohrloch gezogen wird. Mit dem neuen Horizontalbohrverfahren wird es möglich bisher ungenutzte unterirdische Räume zu erschließen und diese geothermische Energie für die Quartiersversorgung bereitzustellen. Damit leistet GeoHoP einen wesentlichen Beitrag zur erneuerbaren Wärmeversorgung und energetischen Sanierung von Bestandsquartieren. Dem smood-Kunden steht somit eine flexible und betriebskostenarme Möglichkeit zur Wärmenutzung zur Verfügung. Die angestrebte Lösung ist auf Robustheit sowie Langlebigkeit ausgelegt und stellt eine ökonomische Alternative zu herkömmlichen Energieträgern dar. Durch die Bündelung mehrerer Erdwärmesonden in einer Startgrube erfolgt der Einbau gegenüber konventionellen Einbauverfahren platz- und zeitsparender.
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