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DeCarbonisierung der Wärmeversorgung am Geothermie-Modellstandort Schwerin, Teilvorhaben: Entwicklung eines nachhaltigen Erschließungs-und Bewirtschaftungskonzepts der hydrothermalen Lagerstätte

Die Mitteltiefe Geothermie hat durch die Erschließung eines hochproduktiven Sandsteinreservoirs in der Landeshauptstadt Schwerin, das ab 2023 mit ca. 7,5 MWth Heiznennleistung (= 5,7 MWth geothermische Leistung) etwa 10 % des Fernwärmebedarfs abdecken wird, einen entscheidenden Impuls erfahren. Diesen Impuls wollen die Energieversorgung Schwerin GmbH & Co. Erzeugung KG, nachfolgend EVSE, nutzen und die Leistung geothermischer Wärme in der Fernwärmeversorgung auf 67 MWth im Jahr 2035 steigern und dadurch mindestens 65 % des Fernwärmebedarfs bereitstellen. Das Verbundvorhaben DeCarbSN schafft die wissenschaftliche Basis (Know-how), dieses langfristige Ausbauziel durch folgende Schwerpunkte zu erreichen: (1)Entwicklung eines digitalen 3D-Reservoirmodells (digital twin) auf Grundlage hochauflösender 3D-Seismikdaten, (2)Wissenschaftliche Begleitung einer optimierten Erschließung am Standort Schwerin-Lewenberg zur Steigerung der Dublettenleistung auf 300 m³/h (Ausbaustufe I), (3)Thermo-hydraulische Laborstudien, Durchflussversuche und numerische Modellierung für die Maximierung der Dublettenleistung auf 500 m³/h (Ausbaustufe II), (4)Entwicklung eines nachhaltigen Erschließungs- und Bewirtschaftungskonzepts der hydrothermalen Lagerstätte und Integration in das Fernwärmenetz der Stadtwerke Schwerin (5)Öffentlichkeitsarbeit, Wissenstransfer und Upscaling. Das Gesamtziel des Verbundvorhabens DeCarbSN ist die Dekarbonisierung der Fernwärmeversorgung in Norddeutschland durch Ausbau der Mitteltiefen Geothermie. Der Modellstandort Schwerin steht hier exemplarisch für norddeutsche Mittel- und Großstädte mit bereits vorhandenen Wärmenetzen, so dass das entwickelte Know-how auf weitere Standorte mit vergleichbarer kommunaler Infrastruktur übertragen werden kann. Dadurch bietet sich ein geschätztes Potenzial für den Zubau von 400-800 MWth geothermischer Leistung bis 2035.

Mesoskaliges Netzwerk zur Überwachung von Treibhausgas- und Schadstoffemissionen

Aktuelle wissenschaftliche Studien legen nahe, dass die aktuelle Erderwärmung durch Treibhausgasemissionen hervorgerufen wird, die vom Menschen verursacht sind. Um gegen diese Entwicklung geeignete Maßnahmen ergreifen zu können bzw. um zu überprüfen, ob solche Maßnahmen von Erfolg gekrönt sind, ist es notwendig, die Schadstoffkonzentrationen inklusive der zugehörigen Emissionsquellen genau zu kennen. Diese Informationen sind bisher jedoch sehr lückenhaft und beruhen auf sogenannten 'bottom-up' Berechnungen. Da diese Kalkulationen nicht auf direkten Messungen beruhen, weisen sie große Ungenauigkeiten auf und sind außerdem nicht in der Lage, bisher unbekannte Emissionsquellen zu identifizieren. In dem hier vorgestellten Projekt soll ein mesoskaliges Netzwerk für die Überwachung von Luftschadstoffen wie CO2, CH4, CO, NO2 und O3 aufgebaut werden, das auf dem neuartigen Konzept der differentiellen Säulenmessung beruht. Bei diesem Ansatz wird die Differenz zwischen den Luftsäulen luv- und leewärts einer Stadt gebildet. Diese Differenz ist proportional zu den emittierten Schadstoffen und somit eine Maßzahl für die Emissionen, welche in der Stadt generiert werden.Mithilfe dieser Methode wird es in Zukunft möglich sein, städtische Emissionen über lange Zeiträume hinweg zu überwachen. Damit können neue Informationen über die Generierung und Umverteilung von Luftschadstoffen gewonnen werden. Wir werden u.a. folgende zentrale Fragen beantworten: Wie verhält sich der tatsächliche Trend der CO2, CH4 und NO2 Emissionen in München über mehrere Jahre? Wo sind die Emissions-Hotspots? Wie akkurat sind die bisherigen 'bottom-up' Abschätzungen? Wie effektiv sind die Maßnahmen zur Emissionsreduzierung tatsächlich? Sind vor allem für Methan weitere Maßnahmen zur Reduzierung der Emissionen notwendig? Zu diesem Zweck werden wir ein vollautomatisiertes Messnetzwerk aufbauen und passende Methoden zur Modellierung entwickeln, welche u.a. auf STILT (Stochastic Time-Inverted Lagrangian Transport) und CFD (Computational Fluid Dynamics) basieren. Mithilfe der Modellierungsresultate werden wir eine Strategie entwerfen, wie städtische Netzwerke zur Überwachung von Luftschadstoffen aufgebaut werden müssen, um repräsentative Ergebnisse zu erhalten. Außerdem können mit den so gewonnenen städtischen Emissionszahlen z.B. dem Stadtreferat, den Stadtwerken München oder der Bayerischen Staatsregierung Möglichkeiten zur Beurteilung der Effektivität der angewandten Klimaschutzmaßnahmen an die Hand gegeben werden. Das hier vorgestellte Messnetzwerk dient somit als Prototyp, um die grundlegenden Fragen zum Aufbau eines solchen Sensornetzwerks zu klären, damit objektive Aussagen zu städtischen Emissionen möglich werden. Dieses Projekt ist weltweit einmalig und wird zukunftsweisende Ergebnisse liefern.

Einfluss von COVID19 auf Lebensgrundlagen, Mobilität und Zugangsmöglichkeiten marginalisierter Gruppen

Starkregen- und Überflutungsgefahren 2025

Extreme Starkniederschläge können überall auftreten und jeden treffen, wobei die präzise örtliche und zeitliche Vorhersage des exakten Auftretens solcher Ereignisse bisher noch sehr unsicher ist. In der Vergangenheit wurden in Berlin immer wieder Starkregenereignisse beobachtet (April 1902, August 1959, Juli 2016, Juni 2017, Juli 2017, Juli 2018, August 2019 etc.). Obwohl die Fließgeschwindigkeit und Zerstörungskraft des Wassers im Vergleich zu bergigen Regionen geringer sind, entstehen dennoch beträchtliche Schäden. Rund 34 % der Berliner Stadtfläche sind versiegelt, wodurch die natürliche Versickerung von Regenwasser stark eingeschränkt wird. Berlin wächst weiter. Das bestehende Kanalnetz ist nicht für Starkregenereignisse ausgelegt und kann nur mit sehr hohem Aufwand erweitert werden, was zu Überlastungen führt. Gleichzeitig nimmt durch den Klimawandel die Wahrscheinlichkeit von Starkregen weiter zu. Straßen können sich auch in Berlin in Fließwege verwandeln, kleine Gewässer anschwellen, und Schäden auch Abseits von Gewässern an Gebäuden, Fahrzeugen und der städtischen Infrastruktur entstehen. Angesichts der hohen Sachwerte Berlins – darunter Gebäude, kulturelle Einrichtungen und kritische Infrastrukturen – ist das Schadenspotenzial besonders groß. Ein absoluter Schutz vor den negativen Auswirkungen von Überflutungen durch Starkregen ist nicht möglich. Die Schäden können jedoch durch ein effektives Starkregenrisikomanagement bzw. Starkregenvorsorge deutlich reduziert werden. Starkregengefahrenkarten und darauf aufbauende Risikoanalysen liefern die Grundlagen für die Erarbeitung von Handlungskonzepten zur Vermeidung oder Minderung von Schäden durch Starkregenereignisse. Sie sensibilisieren beteiligte Handelnde und potenziell Betroffene und helfen, die Gefahr und das Risiko gegenüber Überflutungen aus Starkregen einzuschätzen sowie Maßnahmen zu priorisieren und zu planen. Für Berlin liegt eine flächendeckende Starkregenhinweiskarte vor, die eine erste Orientierungshilfe darstellt. Die Starkregenhinweiskarte bietet eine einfache Gefahrenabschätzung basierend auf einer Kombination aus potenziell zu erwartenden Wasserständen und Fließgeschwindigkeiten für zwei unterschiedliche Regenszenarien, einer topographischen Senkenanalyse und starkregenbedingten Feuerwehreinsatzdaten. Die zu erwartenden Wasserstände und Fließgeschwindigkeiten für ein außergewöhnliches und ein extremes Ereignis wurden durch das Bundesamt für Kartographie und Geodäsie (BKG) zusammen mit den Ländern für Berlin-Brandenburg erarbeitet. Dies umfasst eine 2D-Niederschlags-Abfluss-Analyse der Oberfläche ohne Berücksichtigung des Kanalnetzes und der Infiltration in den Boden. Zudem konnten Geländedetails, etwa auch Durchlässe unter Straßen etc., nicht immer vollständig berücksichtigt werden. Die Starkregenhinweiskarte zeigt potenzielle Überflutungsbereiche und –tiefen sowie Fließgeschwindigkeiten und verweist auf vergangene Starkregenereignisse, die Schäden verursacht haben. Dadurch kann eine Ersteinschätzung von potenziell durch Starkregen gefährdeten Gebieten erfolgen, um somit auch den Schutz von Gebäuden, Infrastrukturen und neuen Bauvorhaben zu verbessern. In den Bereichen, wo Starkregengefahrenkarten vorliegen (siehe unten), sollten diese für die Bewertung hinsichtlich der Gefahren aus Überflutungen durch Starkregen verwendet werden, da aufgrund der Vereinfachungen im Modell die Aussagekraft der Starkregenhinweiskarte geringer ist als in der Starkregengefahrenkarte. Ein Abgleich der Ergebnisse mit der Situation vor Ort ist erforderlich. Die Starkregengefahrenkarte beinhaltet eine detaillierte Bewertung der räumlichen Ausdehnung von Überflutungen, den Überflutungstiefen und den Fließgeschwindigkeiten bei verschiedenen Starkregenszenarien. Sie bilden die Grundlage des kommunalen Starkregenrisikomanagements. Die Starkregengefahrenkarte zeigt die räumliche Ausdehnung von Überflutungen, Überflutungstiefen (Wasserstand über Gelände) und Fließgeschwindigkeiten eines starkregenbedingten Hochwassers bei verschiedenen Szenarien (seltenes, außergewöhnliches und extremes Ereignis). Der Oberflächenabfluss infolge von Starkregen wird hier zweidimensional berechnet und zusätzlich wird das Kanalnetz berücksichtigt (1D/2D gekoppeltes Modell) . Im Jahr 2021 wurde mit der Erstellung einer Starkregengefahrenkarte für einzelne Gebiete begonnen. Berlin wird aufgrund seiner Größe in verschiedene Einzugsgebiete unterteilt. Die Berliner Wasserbetriebe (BWB) und die für die Wasserwirtschaft zuständige Senatsverwaltung werden zukünftig gemeinsam für weitere Gebiete Starkregengefahrenkarten erarbeiten und die Starkregengefahrenkarte für Berlin wird somit sukzessive ergänzt werden. Die Priorisierung dieser Gebiete basiert auf der Notwendigkeit bzw. Dringlichkeit der Starkregenvorsorge sowie den geplanten Sanierungsmaßnahmen für das Kanalnetz in der Stadt. Bis zum Vorhandensein einer flächendeckenden Starkregengefahrenkarte für Berlin gibt die Starkregenhinweiskarte (siehe oben) einen Überblick über die potentielle Gefährdung durch starkregenbedingte Überflutungen sowie dokumentierte Ereignisse für Gesamtberlin. Die Starkregenhinweiskarte und/oder die Starkregengefahrenkarte ist ein wichtiges Element der Risikovorsorge für Starkregen und Grundlage für die risikoangepasste Planung und Vorsorge. Die Starkregengefahrenkarte kann Planende, Betreibende kritischer Infrastrukturen, Unternehmerinnen und Unternehmer, Anwohnerinnen und Anwohner bei der Identifikation von wassersensiblen Bereichen unterstützen. Die Karte ermöglicht, die Gefahren durch Starkregen zu identifizieren und durch die Identifikation von Wassertiefen, Fließwegen, Entstehungs- und Einzugsgebieten können Maßnahmen gezielt geplant werden. Somit unterstützt die Karte die Vorsorge vor seltenen, außergewöhnlichen und extremen Niederschlagsereignissen und die Anpassung an sich aus der Überflutungsgefahr ergebenden Starkregenrisiken.

Beleuchtungskataster - Gemeinde Schönwalde-Glien (Datensatz)

Das Beleuchtungskataster zeigt die Standorte der Straßenleuchten und dient der Optimierung und Pflege der städtischen Infrastruktur. Es werden zusätzliche Sachinformationen geführt.

Beleuchtungskataster - Stadt Werder (Havel)

Datensatz zum Beleuchtungskataster im Bereich der Stadt Werder (Havel). Das Beleuchtungskataster zeigt die Standorte der Straßenleuchten und dient der Optimierung und Pflege der städtischen Infrastruktur. Es werden zusätzliche Sachinformationen geführt.

Beleuchtungskataster - Amt Odervorland

Das Beleuchtungskataster zeigt die Standorte der Straßenleuchten und dient der Optimierung und Pflege der städtischen Infrastruktur. Es werden zusätzliche Sachinformationen geführt.

Beleuchtungskataster - Amt Niemegk (Daten)

Das Beleuchtungskataster zeigt die Standorte der Straßenleuchten und dient der Optimierung und Pflege der städtischen Infrastruktur. Es werden zusätzliche Sachinformationen geführt.

DeCarbonisierung der Wärmeversorgung am Geothermie-Modellstandort Schwerin, Teilvorhaben: Planung und Durchführung einer 3D-Seismik am Modellstandort Schwerin

Gesamtziel des Vorhabens Die Mitteltiefe Geothermie hat durch die Erschließung eines hochproduktiven Sandsteinreservoirs in der Landeshauptstadt Schwerin, das ab 2023 mit ca. 7,5 MWth Heiznennleistung (= 5,7 MWth geothermische Leistung) etwa 10 % des Fernwärmebedarfs abdecken wird, einen entscheidenden Impuls erfahren. Diesen Impuls wollen die Energieversorgung Schwerin GmbH & Co. Erzeugung KG, nachfolgend EVSE, nutzen und die Leistung geothermischer Wärme in der Fernwärmeversorgung auf 67 MWth im Jahr 2035 steigern und dadurch mindestens 65 % des Fernwärmebedarfs bereitstellen. Das Verbundvorhaben DeCarbSN schafft die wissenschaftliche Basis (Know-how), dieses langfristige Ausbauziel durch folgende Schwerpunkte zu erreichen: (1) Entwicklung eines digitalen 3D-Reservoirmodells (digital twin) auf Grundlage hochauflösender 3D-Seismikdaten, (2) Wissenschaftliche Begleitung einer optimierten Erschließung am Standort Schwerin-Lewenberg zur Steigerung der Dublettenleistung auf 300 m³/h (Ausbaustufe I), (3) Thermo-hydraulische Laborstudien, Durchflussversuche und numerische Modellierung für die Maximierung der Dublettenleistung auf 500 m³/h (Ausbaustufe II), (4) Entwicklung eines nachhaltigen Erschließungs- und Bewirtschaftungskonzepts der hydrothermalen Lagerstätte und Integration in das Fernwärmenetz der Stadtwerke Schwerin (5) Öffentlichkeitsarbeit, Wissenstransfer und Upscaling. Das Gesamtziel des Verbundvorhabens DeCarbSN ist die Dekarbonisierung der Fernwärmeversorgung in Norddeutschland durch Ausbau der Mitteltiefen Geothermie. Der Modellstand-ort Schwerin steht hier exemplarisch für norddeutsche Mittel- und Großstädte mit bereits vorhandenen Wärmenetzen, so dass das entwickelte Know-how auf weitere Standorte mit vergleichbarer kommunaler Infrastruktur übertragen werden kann. Dadurch bietet sich ein geschätztes Potenzial für den Zubau von 400-800 MWth geothermischer Leistung bis 2035.

Vergangenheit, Gegenwart und Zukunft von Urbanen Wärmeinseln im Untergrund von China und Deutschland - Konsequenzen für die geothermische Nutzung

Städte haben ihre Wurzeln im Untergrund. Hier befinden sich die Fundamente von Gebäuden und ein wesentlicher Anteil der urbanen Infrastruktur. Zugleich dient der Untergrund als Wasserreservoir und als Quelle für erneuerbare Energie. Ein bisher wenig beachtetes Phänomen sind die sogenannten Urbanen Wärmeinseln im Untergrund (UWIU), die sich oft unbemerkt über Jahrzehnte ausbreiten. Sie reichen häufig über das gesamte Stadtgebiet, in dem erheblich höhere Boden- und Grundwassertemperaturen zu finden sind als in der ungestörten, ländlichen Umgebung. Die Ursachen hierfür sind vielfältig und gerade die langfristige Entwicklung von UWIUs ist noch heute ungeklärt. Um Empfehlungen für eine möglichst proaktive Nutzung des städtischen Untergrunds in der Zukunft zu erstellen, gilt es, die treibenden Prozesse und Faktoren zu ergründen, die UWIUs in verschiedenen Städten verursachen. Das Kernthema dieses Projekts ist, erstmalig die thermischen Bedingungen unter zwei chinesischen und deutschen Städten, Nanjing und Köln, zu vergleichen. Die teilnehmenden Wissenschaftler haben weitreichende Erfahrung in der Erforschung von UWIUs in ihren Ländern und in Vorarbeiten bereits eine umfassende Datenbasis von Boden- und Grundwassertemperaturen gesammelt. Kernziel ist es, diese mit einem neuen gemeinsamen Messprogramm zu aktualisieren und aus der vergangenen und aktuellen Entwicklung der beobachteten UWIUs auf die zukünftige Temperaturentwicklung im Untergrund zu schließen. Dies wird erreicht durch ergänzende Laborversuche und umfassende numerische Simulationen, die insbesondere die zeitliche Entwicklung der Landnutzung berücksichtigen. Die Ergebnisse für die Städte in Deutschland und China werden verglichen und so individuell von gemeinsamen Charakteristiken unterschieden. Auf diese Weise werden allgemeingültige Zusammenhänge erschlossen, die sich auch auf weitere weniger erforschte Städte übertragen lassen und dort Prognosen zur zukünftigen UWIU-Entwicklung ermöglichen.

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