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Klimaresilientes Odenthal

Zielsetzung: Der Klimawandel stellt ländliche Gemeinden in Mittelgebirgen vor spezielle Herausforderungen bezüglich des Wasserressourcenmanagements. Die Ereignisse im Sommer 2021 haben gezeigt, dass auch der ländliche Raum nicht hinreichend auf Hochwasser- und Starkregenereignisse vorbereitet ist. Gleichzeitig haben die Dürrejahre 2018 und 2019 erhebliche Auswirkungen auf die Forst- und Landwirtschaft gehabt. Dies unterstreicht den dringenden Bedarf an Konzepten der Klimaanpassung, die eng mit der Landnutzung verknüpft sind. Die Gemeinde Odenthal im Dhünntal des Bergischen Landes war vom Starkregenereignis 2021 stark betroffen und konnte einschlägige Erfahrungen sammeln. Die geo-morphologischen Verhältnisse, insbesondere die Hanglage und Bodenqualität, beeinflussen die Wasserrückhaltung erheblich und sorgen für eine geringe Versickerungsfähigkeit, wodurch Niederschlagswasser aufgrund der geringen Untergrunddurchlässigkeit größtenteils oberirdisch abfließt. Gleichzeitig führt der hohe Nutzungsdruck auf die wenigen verfügbaren ebenen Flächen - oft in Auengebieten - zu Nutzungskonflikten zwischen verschiedenen Akteuren. Um diesen Herausforderungen zu begegnen, müssen nachhaltige Strategien zur Wasserspeicherung und -bewirtschaftung der Flächen entwickelt und genutzt sowie Interessenkonflikte aufgelöst werden. Unter Einbeziehung der Bürger*innen und in Zusammenarbeit mit der Wissenschaft, vertreten durch die TH Köln, soll nun eine wasserkompetente und klimaangepasste Siedlungsentwicklung in einer Mittelgebirgsregion geschaffen werden. Ziel ist es, durch partizipative Ansätze die drei Dimensionen der Nachhaltigkeit - Wirtschaft, Soziales und Ökologie - zu stärken und die Akzeptanz der entwickelten Maßnahmen zu sichern. Die Gemeinde Odenthal wird zur Modellgemeinde und zum Reallabor für den innovativen Projektansatz und spielt eine zentrale Rolle im Modellflussgebiet Dhünn des :aqualon e.V.. In enger Zusammenarbeit mit allen Akteur*innen werden Strategien und Maßnahmen entwickelt, die den gesamten Wasserkreislauf, die Risiken des Klimawandels und die Gewässerökologie berücksichtigen. Ziel ist es, neue Wasser-Raum-Konzepte zu schaffen, die den Schutz der Gewässer fördern und die Klimaresilienz der Gemeinde stärken. Das Projekt schafft die Voraussetzungen für ein direkt anschließendes Umsetzungsprojekt, bei dem die gemeinsam entwickelten Lösungen von allen beteiligten Akteur*innen getragen und umgesetzt werden, um Odenthal als klimaresiliente Gemeinde zu etablieren.

Mobilitätsverbund werthaltige ländliche Lebensräume, Teilprojekt: A: Wissenschaftliche Begleitung Reallabore, Governance-Strategien und Leitbildentwicklung

H2!Transformation Reallabor Castrop-Rauxel (Check) und der Transfer über Köpfe (Connect), TP3: Ökonomische und ökologische Untersuchungen

Zirkuläre Wohnraumnutzung: kommunale Strategien, Erfolgsfaktoren, Effekte, Teilprojekt B: Reallabor Wohnraummobilisierung

Availability, Accessibility, Affordability, Actionability For Positive Energy Districts, Teilvorhaben: Energieflexibilität in Plus-Energie-Quartiere für Energieresilienz'

Innovative Wärmeservice-Modelle: Neue Wege aus dem Mieter-Vermieter-Dilemma bei der energetischen Modernisierung

Das Projekt 'Innovative Wärmeservice-Modelle' hat zum Ziel, neue Wege aus dem Mieter-Vermieter-Dilemma bei der CO2- und Energieeinsparung aufzuzeigen und ihre Realisierbarkeit in sozialer, ökonomischer, ökologischer, rechtlicher und technisch Hinsicht zu prüfen. Die Grundidee besteht darin, dass der Mieter für den Wärmeservice in seiner Wohnung anstatt für die Menge der dafür aufgewendeten Energieträger zahlt und dadurch beide Seiten sparen können: Der Vermieter durch die Wahl der Energieträger und die Ausstattung des Gebäudes, der Mieter durch die richtige Regelung von Heizen und Lüften. Grundlage für die zielgenaue Verteilung der Anreize ist ein digitales System zur Messung der Energieströme, das es ermöglichen soll, die Einhaltung der Vertragsbedingungen zu überwachen. Teilprojekt A ist für die Konzeption und Koordination des Gesamtvorhabens sowie die Betreuung der Feldstudien im Reallabor mit 300 Wohneinheiten in Ostdeutschland zuständig.

St. Katharinen klimaneutral bis 2035 - Klimaschutz und Nachhaltigkeit in denkmalgeschützten Kirchen

Zielsetzung: Die denkmalgeschützte Hauptkirche St. Katharinen wurde im Jahr 1274 erstmalig urkundlich erwähnt und zählt zu den ältesten und bedeutendsten Bauwerken der Stadt Hamburg. Klimaschutz und Nachhaltigkeit sind Themen, die St. Katharinen seit vielen Jahren bewegen, so wurde die Kirche 2023 bereits mit dem Gütesiegel Ökoprofit ausgezeichnet. Im Zuge der „Gemeinsamen Klimastrategie für den Ev.-Luth Kirchenkreis Hamburg-Ost“ aus dem Jahr 2023 befasst sich die Kirchengemeinde mit der Frage, wie St. Katharinen bis 2035 klimaneutral werden kann. Eine besondere Herausforderung liegt hierbei in dem Spannungsfeld, dass St. Katharinen ein Denkmal ist, das besondere konservatorische Rahmenbedingungen erfordert und zugleich ein lebendiger Ort der Kirchengemeinde, in dem Gottesdienste, Amtshandlungen und Gemeindefeste stattfinden. Mit ihren großen, öffentlich zugänglichen Innenräumen und Veranstaltungen von klassischen Konzerten bis zu Lasershows ist sie zugleich ein wertvoller Ort für die Zivilgesellschaft und seit vielen Jahren ein fester Bestandteil des Quartierslebens und der Quartiersentwicklung zwischen Hamburger Altstadt und neuer HafenCity. Ziel des Projekts „St. Katharinen - klimaneutral 2035“ ist es, eine modellhafte Klimaschutzstrategie für denkmalgeschützte Großkirchen vorzulegen und mittels eines Klima-Labors, das Studierende des Instituts für Bauklimatik und Energie der Architektur (IBEA) an der Technischen Universität Braunschweig umsetzen, innovative Maßnahmen für eine Reduzierung der Treibhausgasemissionen in St. Katharinen zu entwickeln, in einem Reallabor auszutesten und zu evaluieren. Neben einer konkreten Umweltentlastung liegt der Fokus hierbei auf einem Low-Tech-Prinzip und der Übertragbarkeit der Maßnahmen auf andere, denkmalgeschützte Großkirchen. Alle Ergebnisse des Projekts fließen in eine Praxishilfe „Klimaschutz und Nachhaltigkeit in denkmalgeschützten Kirchen“ ein. Angesichts der 16.820 unter Denkmalschutz stehenden Kirchen der ev.-luth. Kirche Deutschlands sowie der 22.800 denkmalgeschützten Kirchen der katholischen Kirche Deutschlands ist ein derartiger Leitfaden ein großes Desiderat. Er soll praxisnah und niedrigschwellig sein, so dass er die Kirchengemeinden dazu ermutigt, für Klimaschutz und Nachhaltigkeit ins Handeln zu kommen. Die Praxishilfe wird digital und im Print publiziert sowie über viele Kanäle verbreitet, so dass sie eine große Wirkung entfalten und in zahlreichen Kirchengemeinden zu erheblichen Umweltentlastungen führen kann.

Energieoptimiertes Reallabor Jena mittels in Echtzeit skalierbarer Energiespeicher, Teilvorhaben: Virtuelle Kraftwerksstrukturen im humanitären und sozialen Kontext

Um in Zeiten der Energiewende menschlichen Bedürfnissen im Alter gerecht zu werden, stellen wir in unserem Teilprojekt den Bewohner in den Mittelpunkt. Im Rahmen des Gesamtprojektes ermöglichen wir älteren Menschen innerhalb der 30 geplanten Wohneinheiten ein lebenswertes, digital unterstütztes Umfeld, in dem ein selbstständiges Agieren im Alltag trotz altersbedingter Einschränkungen problemlos möglich ist. Dieses Ziel erreichen wir mit smarten AAL-Ansätzen (Ambient Assisted Living) und selbst-lernenden Algorithmen, die die Bedürfniserfüllung der Bewohner im zentralen Fokus haben. Für eine erweiterte Unterstützungspalette bzw. die Schaffung eines bedürfnisgerechten Umfeldes ist die Integration von Pflegedienstleistungen und digitalen Hilfestellungen in unterschiedler Ausführung geplant. Somit schaffen wir Mehrwerte bei der Selbstorganisation und Selbsthilfe der Bewohner im Alltag.

Referenzkraftwerk Lausitz, Teilvorhaben: Systemintegration, Regelung und thermische Konzeptionierung

Das Verbundprojekt Reallabor Referenzkraftwerk Lausitz 'RefLau' besteht aus einem kommerziellen und einem Forschungs- und Entwicklungsteil. Im F&E-Teil forschen das Fraunhofer IEG, die TU Dresden und die BTU Cottbus-Senftenberg an einem innovativen Kraftwerkskonzept, das in der Lage ist, alle Produkte und Dienstleistungen eines heutigen konventionellen, thermischen Kraftwerks zur Verfügung zu stellen. Die Kernkomponenten bestehen aus einer Batterie, einer Brennstoffzelle, einem Superkondensator und einem Elektrolyseur. Neben der Rückverstromung von Wasserstoff werden Systemdienstleistungen wie die Bereitstellung von Blindleistung, Regel- und Momentanreserve sowie von Fehlerstrom demonstriert. Es werden die benötigten Regel- und Steueralgorithmen entwickelt und das Zusammenwirken der Komponenten getestet. Weiterhin werden Möglichkeiten der Wärmerückgewinnung und -aufwertung untersucht und eine technische Lösung konzipiert. Zur Simulation kritischer Anlagenfahrweisen wird ein Digitaler Zwilling erstellt, der ebenfalls zur Übertragung und Skalierung der Ergebnisse dient. Die Errichtung der Demonstrationsanlage erfolgt am Standort Spremberg im Industriepark Schwarze Pumpe.

Referenzkraftwerk Lausitz, Teilvorhaben: Wasserstofferzeugung und Sektorenkopplung

Das Reallabor Referenzkraftwerk Lausitz (RefLau) beinhaltet die Planung, Errichtung und den Betrieb eines Wasserstoff-Kraftwerks als technologische Innovation sowie die Vermarktung des grünen Wasserstoffs in unterschiedlichen Sektoren. Hierfür müssen neue Erneuerbare Energien Anlagen in der Region für die Bereitstellung von Grünstrom errichtet werden. Der Großteil des grünen Wasserstoffs wird verschiedenen Anwendungen in Verkehr, Industrie und Wärme zur Verfügung gestellt, wodurch die Treibhausgasemissionen dieser Sektoren reduziert werden. Ein kleinerer Teil des grünen Wasserstoffs wird forschungsseitig genutzt, um eine skalierbare und integrierte Lösung für die wesentlichen Herausforderungen der nächsten Phase der Energiewende zu erproben. Ziel ist hier den Nachweis zu erbringen, dass ein Kraftwerk neuen Typus und auf der Basis von 100 % Erneuerbaren Energien in der Lage ist, alle Systemdienstleistungen zu erbringen, die derzeit von konventionellen Kraftwerken bereitgestellt werden. Aus der Perspektive des Strukturwandels fokussiert das Projekt auf die Stärkung der Wettbewerbsfähigkeit des Wirtschaftsstandortes Lausitz. Die langfristige Zielsetzung ist, Speicherkraftwerke mit einer hochskalierten Erzeugerleistung im dreistelligen Megawattbereich an anderen Industrie- und Kraftwerksstandorten der Lausitz zu realisieren. Das Vorhaben bietet zudem die Chance als Referenzlösung auf andere Standorte, insbesondere andere Reviere, übertragen zu werden.

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