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Performance in SMGW Applications, Teilvorhaben: Prozess- und Anforderungsanalyse für ein iMSys(RLM)

Evaluierung der Verordnung über Maßnahmen zur Vermeidung von Carbon- Leakage durch den nationalen Brennstoffemissionshandel (BECV)

Dieser Bericht fasst die Ergebnisse der Evaluierung gemäß § 26 Abs. 3 der BEHG-Carbon-Leakage-Verordnung (BECV) zusammen. Die Evaluierung umfasst eine Prozessanalyse und eine Strukturanalyse, ob und inwiefern der Anstieg des Preises für Emissionszertifikate nach § 10 des Brennstoffemissionshandels-gesetzes (BEHG) zu Arbeitsplatzverlagerungen in den einzelnen Sektoren führt sowie eine Überprüfung des Bedarfs zur Fortentwicklung des Beihilfesystems. Dafür wird zunächst ein Carbon-Leakage-⁠ Indikator ⁠ für die Sektoren des verarbeitenden Gewerbes anhand von geeigneten Daten berechnet und eine aktualisierte Positivliste erstellt. Weiterhin wird anhand der deskriptiven Analyse volkwirtschaftlicher Kennzahlen untersucht, ob Carbon Leakage seit Einführung des nationalen Emissionshandelssystems (nEHS) zu beobachten ist. In einer weiterführenden Analyse wird zudem überprüft, wie effektiv und effizient die BECV wirkt. Veröffentlicht in Climate Change | 35/2025.

Stand und Entwicklung von Treibhausgasemissionen in den Vorketten für Erdöl und Erdgas

Waldbau

Die Hauptaufgaben der Forschung auf dem Gebiet des Waldbaus bestehen in der wissenschaftlichen Begleitung - des Umbaus von Nadelholzreinbeständen in naturnahe Mischwälder - der Pflege von Waldbeständen und - des Prozessschutzes bzw. der Prozessanalyse in Naturwaldzellen. Für diese Aufgaben wurde in Sachsen ein standorts- und waldstrukturrepräsentative Versuchsflächennetz angelegt. Dieses dient u.a. zur - ressourcenorientierten komplexen Analyse von Waldentwicklung (Bodenvegetation, Waldstruktur, Baumarten, Mischungen etc.) und Umweltdynamik (Mikroklima , Wasser) sowie der Ableitung von entsprechenden Wirkmechanismen bspw. über die - Erarbeitung, Weiterentwicklung und Nutzung von Prognosesystemen zur pflanzenprozess- und waldstrukturabhängigen Abschätzung von Wasserhaushalts- u. Wachstumsdynamiken. - Durchführung verschiedener ökophysiologischer Detailuntersuchungen (bspw. Assimilation, Transpiration, Biomassen, Reservestoffe wichtiger Baumarten/ Pflanzenarten) - waldstrukturorientierten Monitoring der Umweltdynamiken (Meteorologie, Strahlung, Wasserhaushalt etc.) und Umweltauswirkungen (Waldschadenserhebung). Die erforderliche Strukturierung, effektive Verfügbarkeit und Auswertung des erhobenen komplexen Datenpools wird über die Pflege und Weiterentwicklung des FIS Waldökologie, Waldverjüngung, Waldpflege erreicht. Im Rahmen des Waldbaus werden diese Forschungsergebnisse in die forstwirtschaftliche Praxis der Forstämter überführt. Dazu gehören u.a. folgende Teilaufgaben: - Erarbeitung von standorts- und waldstrukturabhängigen praxisorientierten waldbaulichen Bewirtschaftungsempfehlungen zum Waldumbau und zur Waldpflege - Untersuchung von waldbaulichen Rationalisierungsmöglichkeiten (Naturverjüngungen, Pflegeextensivierungen, Einbeziehung von Sukzessionsprozessen) - Zusammenfassung und Überführung der wissenschaftlichen Ergebnisse in Form von Merkblättern, Entwürfen zu Verfügungen und Erlassen für die forstliche Praxis - Durchführung und Weiterentwicklung des waldbaulichen Qualitätsmanagements der Forstbetriebe - Erarbeitung des jährlichen Waldzustandsberichts für Sachsen.

Weiterentwicklung Forstbetrieblicher Kennzahlenvergleich, Teilvorhaben 1: Systematische Organisations- und Prozessanalyse der Datenerhebung, Datenschutz, Öffentlichkeitsarbeit und Projektmanagement

Die wichtigste Datenquelle zur Beurteilung der wirtschaftlichen Lage der Forstwirtschaft in Deutschland ist das Testbetriebsnetz Forst (TBN Forst) des Bundesministeriums für Landwirtschaft und Ernährung (BMEL) (BMEL 2021). Das TBN Forst wurde bereits im Jahr 1951 eingerichtet, um Buchführungsdaten von deutschen Forstbetrieben zu erfassen, auszuwerten und in der Entwicklung zu beobachten. Beim TBN Forst handelt es sich um eine freiwillige Beurteilungsstichprobe. Der Erhebungsaufwand für das TBN Forst mit etwa 650 naturalen und betriebswirtschaftlichen Kennzahlen ist für die Betriebe sehr hoch. Hinzu kommt, dass viele Forstbetriebe im Verwaltungsbereich Personal abgebaut haben und sich i.d.R. kein direkter Mehrwert für die einzelnen Forstbetriebe ergibt. Grundsätzlich erforderlich ist daher, alle möglichen Ansätze zur Reduktion des betrieblichen Erhebungsumfanges und -aufwandes des TBN Forst zu prüfen und Möglichkeiten zur Steigerung des betrieblichen Mehrwertes der TBN -Teilnahme zu identifizieren. Um weiterhin eine verlässliche und zentrale Datenquelle zu erhalten, die Aussagen über die Lage der Forstbetriebe in Deutschland geben kann, sollen mit dem des Verbundprojekt nun unterschiedliche Optionen für die Weiterentwicklung des TBN Forst identifiziert und vertiefend analysiert werden. Das Projekt umfasst dabei sowohl eine konzeptentwickelnde Phase wie auch eine Phase der aktiven beispielhaften Erprobung. Es hat damit vor allem den Charakter einer Machbarkeitsstudie, welche den zentralen Entscheidern auf Bundes-, Länder- und Betriebsebene zum TBN Forst belastbare Informationsgrundlagen zu möglichen Handlungsoptionen liefern will. Zu den einzelnen Handlungsoptionen sollen auch Analysen im Bereich der Organisation und zu Kosten und Nutzen durchgeführt werden.

Resilienz der Wasserversorgung und -speicherung im ländlichen Raum, Teilprojekt 5

Resilienz der Wasserversorgung und -speicherung im ländlichen Raum, Teilprojekt 6

Verzögerte Antwort der Ionosphäre auf Variationen des solaren EUV (DRIVAR)

Das ionosphärische Plasma reagiert auf Änderungen der ionosphärischen EUV und UV-Strahlung auf der Zeitskala der solaren Rotation mit einer Verzögerung von 1-2 Tagen. Es wird angenommen, dass diese Verzögerung auf Transportprozesse von der unteren Ionosphäre in die F-Region zurück zu führen ist, doch wurden bislang nur begrenzte Modelluntersuchungen durchgeführt, um diesen Zusammenhang zu belegen. Innerhalb von DRIVAR sollen die Prozesse, die für die ionosphärische Verzögerung verantwortlich sind, durch umfassende Datenanalyse und Modellierung untersucht werden. Verschiedene solare Proxies sowie spektral aufgelöste EUV- und UV-Flüsse aus Satellitenmessungen werden verwendet und zusammen mit ionosphärischen Parametern analysiert, welche aus GPS-Radiookkultationsmessungen, Ionosondenmessungen und GPS-Gesamtelektronenmessungen stammen. Letztere haben sowohl den Vorteil einer globalen Abdeckung als auch einer z.T. räumlich hoher Auflösung. Die ionosphärsche Verzögerung wird auf verschiedenen Zeitskalen ionosphärischer Variation (Tage, solare Rotation, saisonal) untersucht, und regionale Abhängigkeiten werden analysiert.Wegen des komplexen Charakters der involvierten Prozesse in der Thermosphäre und Ionosphäre werden Experimente mit numerischen Modellen benötigt, um die der Verzögerung zugrundeliegenden Prozesse physikalisch zu untersuchen. Wir verwenden das Coupled Thermosphere Ionosphere Plasmasphere Electrodynamics (CTIPe), um die Verzögerung zu simulieren und führen Sensitivitätsstudien durch um die zur ionosphärischen Verzögerung führenden Prozesse im Detail zu analysieren. Zusätzliche Experimente werden mit dem Upper Atmosphere Model (UAM) durchgeführt.Die Ergebnisse von DRIVAR werden zu einem verbesserten Verständnis ionosphärischer Prozesse führen und werden insbesondere in der Vorhersage ionosphärischer Variabilität Anwendung finden, z.B. bei der Analyse und Vorhersage von GNSS- Positionsfehlern.

Entwicklung eines Referenzkonzeptes für eine hocheffiziente Energieanlage auf Basis eines neuartigen, integrierten Gas-Dampf-Prozesses

Vorhabensziel ist die Entwicklung und Bewertung eines Referenzkonzeptes für eine hocheffiziente Energieanlage auf Basis eines integrierten Gas-Dampf-Prozesses. Der Prozess verfügt über eine hohe Wärmelastvariabilität und bietet die Möglichkeit zur Nutzung industrieller Abwärme. Zugleich ist er wirtschaftlicher gegenüber heutigen ausgeführten KWK-Anlagen. Der Prozess nutzt die Möglichkeit, Wasserdampf, der im Abhitzekessel erzeugt wird oder in einem externen Prozess anfällt, an geeigneten Stellen vor dem Turbineneintritt zu injizieren. Die Möglichkeit, zwischen Wärmeauskopplung und innerer Wiedereinspeisung zu wechseln, ist ein wesentlicher Vorteil des Prozesses. Prozessanalyse und -simulation sollen effektive Schaltungen und Variationsmöglichkeiten aufzeigen. Es werden für einzelne Komponenten technische Lösungen erarbeitet, wobei der Schwerpunkt auf der Gasturbine liegt. Die energiewirtschaftliche Bewertung vergleicht Konkurrenztechnologien und bewertet die ökonomische Einsatzfähigkeit. Die Ergebnisse sollen bei dezentralen und hybriden Energieanlagen umgesetzt werden. Zwischenschritte sind eine Versuchsanlage an der TUD (kleiner als 1 MW) und eine Demoanlage größerer Leistung.

Entwicklung eines digitalen Mess- und Steuerungssystems für hydrometeorologische Anwendungen, anwendungsbezogenes Upscaling mit Praxistest im Feld (Messnetzdigitalisierung Hydrometeorologie (DMeStHyA)

Das hier beschriebene Vorhaben setzt die Arbeiten des vom BMWi geförderten Teilprojektes 'K4.0 Standardkonfiguration von Schaltanlagen- und Datentechnik zur Erfassung von Daten aus Niederschlagsmesseinrichtungen' unter dem Programmpunkt 'Niederschlagsorientierte Prozess-, Anlagen- und Betriebssteuerung' im Rahmen des Großprojekts 'Kommunal 4.0' fort. Partner sind die HS Hof, HST Meschede und das LANUV NRW. Das Ziel dieses F&E-Vorhabens ist die Digitalisierung des hydrometeorologischen Messnetzes des LANUV NRW. Dies wird durch die Optimierung bzw. Weiterentwicklung der für den Betrieb des Niederschlagsmessnetzes konzipierten Schalteinheit sowie der Messstellenkonfiguration unter Berücksichtigung arbeitssicherheitstechnischer Aspekte und die Anwendungserprobung durch das sukzessive Ausrollen in die Feldanwendung realisiert. Mit dieser Maßnahme wird der Standardisierungs- und Digitalisierungsgrad des Landesmessnetzes weiter vorangetrieben. Mit dem Betrieb von rund 300 hydrometeorologischen Messstellen (Ausbauzustand) ist das Messnetz des LANUV nicht nur ein wesentlicher Grundbaustein des Hochwasserinformationsdienstes des Landes NRW. Es leistet zusätzlich u.a. auch einen wesentlichen Anteil zur Ermittlung von Grundlagendaten zur Bilanzierung, Bewertung und für das Management des Nitrateintrags durch die landwirtschaftlichen Aktivitäten in das Grundwasser. Die gewonnenen Daten sollen zeitnah in ein cloudbasiertes Entscheidungsmanagementsystem überführt werden und dort den Anwendern zur Verfügung gestellt werden. Die erhobenen Messdaten fließen in Modelle und Algorithmen von F&E-Vorhaben des Partners HS Hof ein. Umgekehrt dienen die Erkenntnisse und Ergebnisse dieser Kooperation für das LANUV NRW zur Weiterentwicklung seines hydrometeorologischen Messnetzes und zur Ertüchtigung im Hinblick auf zukünftige Anwendungen (Integration weiterer Messnetze, Datenbereitstellung, Betriebsmanagement, etc.). Die im Rahmen der Kooperation entwickelten Lösungen und Strategien haben Vorbildcharakter und lassen sich auf andere Messnetze übertragen.

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