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Energieforschungsplan EVUPLAN, Treibhausgasneutrale Stromerzeugung bis 2035 - Vergleich von Instrumenten für einen Erdgasausstieg

Die Dekarbonisierung der Stromerzeugung ist von zentraler Bedeutung zum Erreichen der nationalen und europäischen Klimaschutz- und Energieziele. Die G7 verpflichten sich zu dem Ziel einer überwiegend dekarbonisierten Stromversorgung bis 2035 und Sie bekennen sich dazu die Kohleverstromung zu beenden. Im Vorhaben sollen neben qualitativen Analysen auch modellbasierte Analysen für eine treibhausgasneutrale Stromerzeugung Deutschlands bis 2035 im europäischen Binnenmarkt durchgeführt werden. In einem ersten Schritt sollen dafür Szenarien berechnet werden, die eine Entwicklung unter den aktuellen nationalen und europäischen Beschlüsse zum Klimaschutz berücksichtigen. Darauf aufbauend sollen Instrumente entwickelt, modelliert und bewertet werden, die eine nahezu treibhausgasneutrale Stromerzeugung in Deutschland bis zum Jahr 2035 ermöglichen. Dabei sollen sowohl Instrumente untersucht werden, die durch Innovationsförderung und/oder Subventionen Erdgas aus dem Markt drängen und dafür Wasserstoff oder wasserstoffbasierte Brennstoffe anreizen (Innovationsstrategie), als auch solche Instrumente, die durch Pönalisierung zu einem Ausstieg führen (Exnovationsstrategie). Von besonderer Bedeutung für die Transformation der Stromversorgung ist neben dem schnellen Ausbau der erneuerbaren Energien insbesondere die Verzahnung mit dem Aufbau der Wasserstoffinfrastruktur und der Bereitstellung von Wasserstoff. Dies ist für die Dekarbonisierung der brennstoffbasierten Stromerzeugung von zentraler Bedeutung. Vor diesem Hintergrund braucht es weitere Untersuchungen zur Entwicklung der Gasverstromung bis 2035 und darüber hinaus, sowie zu der Verzahnung der Entwicklung im Kraftwerkspark mit dem Aufbau der Wasserstoffinfrastruktur und der Bereitstellung von Wasserstoff.

Integrierte sozial-ökologische Netzwerkanalyse für die transdisziplinäre Entwicklung von Indikatoren und Handlungsempfehlungen zur Reduktion anthropogener Stressoren, Vorhaben: Szenarien des globalen Wandels für die marine Raumplanung

Quellen, Aufnahmewege und physiologische Nutzung von mycosporin-ähnlichen Aminosäuren (MAAs) aus phototrophen Organismen in marinen Evertebraten der Polarmeere

Das Projekt untersucht die physiologische Funktion UV-absorbierender Mycosporin-ähnlicher Aminosäuren (MAAs) als Sekundärmetabolite in marinen Evertebraten. Die Tiere nehmen diese Verbindungen mit ihrer pflanzlichen Nahrung auf und lagern sie offenbar gezielt in UV-gefährdete Gewebe und in die Gonaden ein. Das Projekt gliedert sich in 2 Phasen: 1.) Im ersten Jahr soll das natürliche Vorkommen von MAAs in ausgewählten Gruppen mariner Evertebraten erstmalig aus der Arktis (Spitzbergen) als auch aus der Antarktis (Süd Shetland Inseln) quantitativ und qualitativ erfaßt werden. Die Beziehung zwischen MAA-Akkumulation einerseits und der UV-Exposition sowie der Nahrungsspezifikation der Tiere andererseits soll zeigen, ob MAAs von heterotrophen Organismen gezielt resorbiert und als UV-Schutz angereichert werden können. 2.) Im zweiten, experimentellen Teil sollen die physiologischen Funktionen der MAAs in tierischen Geweben untersucht werden. Dazu werden in Bestrahlungsexperimenten die UV-Schutzfunktionen in 'MAA-aufgeladenen' Geweben mit optischen Mikrosensoren untersucht. Die Bildung von reaktiven Sauerstoffkomponenten (ROS) in tierischen Geweben als Folge von UV-Strahlung soll in Abhängigkeit von UV-Dosis mit Fluoreszenztechniken (u.a. konfokale Lasermikroskopie) gemessen werden. Eine mögliche antioxidative Schutzwirkung der MAAs wird vergleichend mit den bekannten Antioxidantien (Vitamine c, e, Urat, Glutathion etc.) untersucht.

Biofilme, Makromoleküle und organische Restsubstanzen als Matrizen bei der Bildung von Organo- und Biomineralen - Geobiologische Faktoren bei der Evolution der Biomineralisation

Durch vergleichende Analyse von Organo- und Biomineralen aus evolutionsbiologisch zunehmend komplexeren Systemen - von Organofilmen (Ooide) über Biofilme zu Poriferen - sollen systemspezifische Wechselwirkungen zwischen Makromolekülen und Mineralphasen sowie Steuerungsmechanismen der Mineralbildung aufgezeigt werden. Dazu werden aus verschiedenen Habitaten (Hartwasserseen, Salzseen, Sodaseen, Meerwasser) makromolekulare Überzüge (Organofilme), polysaccharidreiche phototrophe und heterotrophe Biofilme sowie proteinreiche heterotrophe BiofilmMetazoen-Gemeinschaften (Riffhöhlen) untersucht. Ausgehend von der hydrochemischen Charakterisierung der Habitate, wird eine biochemische Charakterisierung der primären organischen Substanzen und Matrix sowie der Restsubstanzen in den assoziierten Mineralisaten durchgeführt. Eine strukturelle und mikrobiologische Analyse der beteiligten Organo- und Biofilme folgt (histochemische Färbungen, Applikation von Oligonukleotidsonden zur in situ Identifikation nicht-phototropher Bakterien - FISH). In kontrollierten Experimenten wird mittels kultivierter Mikroorganismen, Labor-Biofilme und extrahierter organischer Substanzen eine Fällung induziert. Die aus den Fallbeispielen abgeleiteten Steuerungsmechanismen der Mineralisation werden unter dem Mikroskop u.a. mit Ionen- und pH-sensitive Fluorochromen zur qualitativen Messung von chemischen Mikrogradienten und durch elektronenoptische Charakterisierung der Fällungsprodukte verifiziert. Ein Schwerpunkt liegt dabei auf der Produktion und dem Abbau Ca2+-adsorbierender extrazellulärer polymerer Substanzen (EPS), die in Organo- und Biofilmen bezüglich Nukleation, Fällung und Gefügebildung von entscheidender Bedeutung sind und Voraussetzungen für eine enzymatisch gesteuerte Biomineralisation darstellen.

Dez.340 Gewässerkundlicher Landesdienst (StALU MS Neubrandenburg)

- Quantitative und qualitative Messungen im Grund- und Oberflächenwasser - Auswertung, Analyse und Veröffentlichung der Meßwerte - Abwassereinleiterüberwachung, Erarbeitung, Planungen und Bilanzen - Absicherung des Hochwassermeldedienstes

Aktuelle Politikfenster für mehr Naturschutz im Wald

Der Naturschutzsektor befindet sich bei waldbezogenen Themen im "Hoheitsgebiet" des Forstsektors, der seit Jahrzehnten die waldpolitischen Prozesse prägt. Die mit dem Forstsektor konkurrierenden Interessen des Naturschutzsektors werden nur selten in diesem Politikfeld berücksichtigt. In diesem Beitrag wird ein möglicher waldpolitischer Wandel zugunsten des Naturschutzes in einen kausalen Zusammenhang mit Politikfenstern gebracht. Gemäß der Theorie des Multiple-Streams-Ansatzes und der Theorie der Politiksektoren wird angenommen, dass Krisen und Regierungswechsel einen Politikwandel begünstigen, der von Politiksektoren für ihre Interessen genutzt wird. Dies führt zu einer Berücksichtigung der Interessen in den politischen Ergebnissen, sog. Policy-Outputs. In der Wald(naturschutz)politik konnten in den letzten Jahren zwei Politikfenster beobachtet werden: der Regierungswechsel 2021 und die Etablierung der narrativen Verwendung der "waldbezogenen Klimakrise" in der Waldpolitik. Mithilfe vergleichender und qualitativer Analysen von sechs waldpolitischen Policy-Outputs konnte festgestellt werden, dass der Regierungswechsel einen naturschutzorientierten Politikwandel eingeleitet hat, der insbesondere durch die Regierungsbeteiligung von BÜNDNIS 90/DIE GRÜNEN und die Leitung beider waldrelevanter Ministerien durch Parteimitglieder der Grünen zustande kam. Für die waldbezogene Klimakrise konnte ebenfalls nachgewiesen werden, dass diese vom Naturschutzsektor erfolgreich als Politikfenster für einen waldpolitischen Wandel genutzt wurde, wobei hier eine positive Verstärkung durch die grüne Regierungsarbeit zu beobachten war. Ein durch regulative Maßnahmen langfristig anhaltender Politikwandel zu Gunsten des Naturschutzsektors fand jedoch nicht statt.

Notwendige Rahmenbedingungen zur Vermeidung von Lock-in-Effekten und zur Gewährleistung einer nachhaltigen grünen Wasserstoffversorgung, Teilvorhaben: Lock-In-Mechanismen, sozioökonomische Grundlagen und institutioneller Rahmen

Wasserstoff wird eine Schlüsselfunktion in der zukünftigen Energieversorgung zukommen. Aus welchen Quellen dieser Wasserstoff bereitgestellt werden soll, ist noch offen, auch, weil die Nachfrage bisher noch gering ist und die benötigten Erzeugungs- und Transport-Infrastrukturen sich noch in der Entwicklung bzw. im Aufbau befinden. Mit großer Wahrscheinlichkeit werden zunächst nicht nur grüne, sondern auch andere Wasserstoffquellen zum Einsatz kommen. Wie kann sichergestellt werden, dass dieser Weg richtungssicher beschritten wird und es keine Lock-In-Effekte durch Investitionen in nicht zukunftsfähige Technologien gibt? Zu diesem Zwecke müssen die regulatorischen Rahmenbedingungen so gesetzt werden, dass sie den Aufbau einer Wasserstoffinfrastruktur befördern und eine wettbewerbsfähige und dabei mittelfristig klimaneutrale Versorgung mit Wasserstoff gewährleisten. Die heute und zeitnah zu tätigenden Investitionen müssen so gesteuert werden, dass sie zu einer kosteneffizienten und nachhaltigen Wasserstoffversorgung führen. Der Fokus der Arbeiten des ECOLOG-Instituts liegt auf der Ermittlung von Lock-In-Mechanismen bei Wasserstoff, der empirischen Ermittlung von Entscheidungsgrundlagen der relevanten Akteurstypen sowie der sozioökonomischen und rechtlichen Rahmenbedingungen. Die Charakteristika der Akteure und ihrer Investitionsentscheidungen werden in Modellelemente und Parameter für das agentenbasierte Modell AMIRIS übersetzt. Die Ergebnisse der qualitativen Analysen zu möglichen Lock-In-Effekten und den Rahmenbedingungen sowie der beiden genutzten Energiesystemmodelle werden miteinander verglichen.

Übertragung der 15-Minuten-Stadt auf urbane Verflechtungsräume im Kontext sozial-räumlicher Ungleichheit und Transformationskonflikte, Teilprojekt A: Koordination, Konfliktdimensionen, Synthese

Nachhaltige Entwicklung der Bundeswasserstraßen, Aufbau eines flächendeckenden Sedimentkatasters

Die WSV (inkl. der Oberbehörden BfG und BAW) hat im Rahmen ihrer Hoheitsaufgaben einen ständigen Bedarf an Daten und Informationen über Menge und Qualität der Sedimente in den verwalteten Gewässern und führt deshalb gewässerkundliche Messungen selbst durch oder beauftragt Dritte damit. Erhoben werden Daten über die physikalischen Randbedingungen sowie chemische und biologische Daten. Im Forschungskonzept der BfG wird die Bedeutung der Sammlung und Bereitstellung umfassender Kenntnisse über Sedimente als Voraussetzung eines tiefen System- und Prozeßverständnisses - und somit als Basis eines integralen Sedimentmanagements betont. Bisher liegen die in der WSV, der BfG und der BAW verfügbaren Daten über die Menge und Beschaffenheit von Sedimenten, Schwebstoffen und Böden in bzw. an Bundeswasserstraßen in sektoralen, maßnahmenbezogenen Datensammlungen unterschiedlichster Form vor. Mit dem Sediment- und Bodenkataster der WSV wird ein gewässerkundliches Fachinformationssystem zur Dokumentation, Recherche, Interpretation, Analyse und Bewertung der quantitativen, qualitativen und biologischen Eigenschaften der Sedimente / Böden in bzw. an Bundeswasserstraßen aufgebaut.

Reduktion des Torfeinsatzes bei der Anzucht von Gemüsejungpflanzen, Teilvorhaben 2: Regionalbetreuung Süd und Analysen

Das geplante Modell- und Demonstrationsvorhaben ToGeP soll zeigen, dass mit einem reduzierten Torfeinsatz qualitativ hochwertige Gemüsejungpflanzen produziert werden können. In diesem Sinn sollen Barrieren bei den Praxisbetrieben abgebaut, torfreduzierte Substrate und torfsparende Anzuchtsysteme schrittweise in die Praxis implementiert und die Akzeptanz in den spezialisierten Gemüsejungpflanzenbetrieben und bei ihren Kunden bundesweit etabliert werden. Für die Reduktion des Torfeinsatzes sind zwei Ansatzpunkte denkbar: Erstens die Verringerung des Torfanteiles in den Substraten durch den Einsatz von Torfersatzstoffen und zweitens die Reduktion der Substratvolumina der Anzuchtsysteme. Beide Ansätze sind kombinierbar. Insgesamt werden sechs Modellbetriebe in das Vorhaben eingebunden, die ein möglichst breites und repräsentatives Spektrum von Anzuchtsystemen, Produktionsverfahren und Schwerpunktkulturen abbilden. Eine intensive pflanzenbauliche und substratanalytische Begleitung (DLR Rheinpfalz, HSWT) soll die schrittweise Reduktion des Torfeinsatzes begleiten, um den pflanzenbaulichen Erfolg abzusichern. Angestrebtes Ziel ist eine Reduktion des Torfaufwands je Einzelpflanze um 50 % im Vergleich zu reinen Torfsubstraten in den bisherigen Anzuchtsystemen. Die zu erhebenden Daten zu Pflanzenqualität, Kulturrisiko, sowie Arbeits- und Sachaufwand, sollen als gemeinsame Basis für eine ökonomische (Thuenen Institut) und ökologische Bewertung (HS Erfurt).der neuen torfreduzierten Produktionssysteme dienen. Betrachtet werden sollen sowohl mögliche Effekte im Jungpflanzenbetrieb als auch beim abnehmenden Gemüseerzeuger. Für einen schnellen und direkten Wissenstransfer erfolgt eine enge Einbindung des Vereins Deutsche Gemüsejungpflanzenbetrieb e.V. Als zentrale Informationsdrehscheibe ist das gartenbaulichen Informationssystem hortigate vorgesehen, das für das Thema Torfersatz einen eigenen Informationsbereich vorhält.

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