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Geothermie

„Geothermie“ oder „Erdwärme“ ist die unterhalb der Oberfläche der festen Erde gespeicherte Energie in Form von Wärme und zählt zu den regenerativen Energien. Diese beruht im Wesentlichen auf der von der Sonne eingestrahlten Wärmeenergie und dem nach oben gerichteten, terrestrischen Wärmestrom. Die von der Sonne eingestrahlte und von der Erdoberfläche an die Atmosphäre wieder abgegebene Wärmeenergie beeinflusst hierbei maßgeblich die Temperaturen im oberflächennahen Bereich bis etwa 15 bis 20 Metern Tiefe. Hier finden jahreszeitlich bedingte Temperaturschwankungen statt. In größerer Tiefe ist nur noch der terrestrische Wärmestrom maßgebend. Ursache ist die bei der Erdentstehung freigewordene Energie und der Zerfall radioaktiver Isotope. Mit der Tiefe nehmen die Temperaturen hier um durchschnittlich etwa 3 °C pro 100 Meter Tiefe zu. Man spricht auch von der „geothermischen Tiefenstufe“ oder dem „geothermischen Gradienten“. In einer Tiefe von etwa 20 m ist eine unbeeinflusste Temperatur von ca. 9 °C zu erwarten, in 100 m 12 °C und in 1.000 m etwa 40 °C. Der Transport der Wärme erfolgt durch Wärmeleitung von Teilchen zu Teilchen (Konduktion), aber auch durch bewegte Teilchen, also durch Grundwasserfluss (Konvektion). Berlin hat sich vorgenommen, bis spätestens im Jahr 2045 klimaneutral zu werden. Um dies zu erreichen, gilt es, gerade auch die Wärmeversorgung in der Stadt auf erneuerbare Energiequellen umzustellen. Denn fast die Hälfte des gesamten Berliner Endenergiebedarfs entfällt auf die Raumwärme und Warmwasserversorgung von Gebäuden. Bereitgestellt wird diese Wärme derzeit noch zu mehr als 90 Prozent über fossile Energieträger, also Kohle, Erdgas und Öl. Dies muss sich schnellstmöglich ändern. Dabei kann die Tiefe Geothermie – die emissionsfreie Förderung und Nutzung heißen Wassers aus tiefen Bodenschichten – eine wichtige Rolle spielen. Das genaue Potenzial im Berliner Untergrund ist noch unklar und muss erst präzise erkundet werden. Doch schon jetzt schätzen Geologen auf Grundlage bisheriger Erkenntnisse, dass bis zu einem Fünftel der benötigten Wärme mit Hilfe Tiefer Geothermie zur Verfügung gestellt werden könnte, etwa in Nah- und Fernwärmenetzen, über die Berliner Haushalte versorgt werden. Die Technik dazu ist bewährt und wird deutschlandweit in Dutzenden von Anlagen erfolgreich angewandt. Bild: SenMVKU Tiefe Geothermie. Erdwärme für Berlin Tiefe Geothermie, also Wärme, die in den Tiefen der Erde verfügbar ist, soll ein essenzieller Teil der Berliner Wärmeversorgung werden. Wir haben die wichtigsten Details für Sie zusammengestellt. Weitere Informationen Um das geothermische Potenzial von Berlin zu ermitteln, wurde in den Jahren 2009 bis 2012 die „Potenzialstudie zur Nutzung der geothermischen Ressourcen des Landes Berlin“ aufgeteilt in drei Module erarbeitet. Die Ergebnisse zu Modul 1, Grundlagenermittlung , und zu Modul 2, Ermittlung des geothermischen Potenzials und dessen Darstellung, bildeten Grundlagen für die Darstellung der Potenzialkarten . Die Arbeiten zu Modul 3, Thermisch-hydraulische Modellierung, sind in der Zusammenfassung der Berichte (Modul 1 bis 3) enthalten, die nachfolgend als Download zur Verfügung steht. Im Jahr 2023 wurde eine aktualisierte Potenzialstudie zur Mitteltiefen Geothermie in Berlin erstellt, welche die Ergebnisse aus verschiedenen Forschungsprojekten der vorangegangenen 10 Jahren berücksichtigt. Aus dem Verbundprojekt „TUNB – Potenziale des unterirdischen Speicher- und Wirtschaftsraumes im Norddeutschen Becken“ ist ein dreidimensionales Modell des Norddeutschen Beckens verfügbar, welches für den Raum Berlin mittels zusätzlicher Daten aus 2D/3D-Seismik und Bohrungen verfeinert wurde. Anschließend erfolgte eine geothermische Parametrisierung der potenziellen Nutzhorizonte, wobei vor allem auf die Ergebnisse der Verbundprojekte Sandsteinfazies, GeoPoNDD und MesoTherm zurückgegriffen wurde. Die aktualisierte Potenzialstudie und die Daten des 3D-Untergrundmodells stehen nachfolgend als Download zur Verfügung. Die Studie untersucht die hydrochemischen Rahmenbedingungen für die Nutzung des Mittleren Buntsandsteins im Raum Berlin für die tiefe Geothermie. Im Fokus steht das Risiko von Salzausfällungen in hochsalinen Thermalwässern sowie deren Einfluss auf Betrieb und Wirtschaftlichkeit geothermischer Dubletten. Auf Basis einer umfassenden Datenrecherche und Modellbetrachtung werden Fluidzusammensetzungen, Mineralisationsgrade und mögliche Ausfällungsprozesse bewertet. Die Ergebnisse zeigen, dass insbesondere bei hohen Temperaturen, starker Abkühlung und bestimmten Betriebsbedingungen Risiken für Halit- und Sulfatausfällungen bestehen. Die Studie liefert damit wichtige Grundlagen für die Planung, Auslegung und sichere Nutzung geothermischer Anlagen in Berlin. Im Ballungsraum von Berlin ist die Temperatur des Untergrundes durch den Menschen tiefgreifend erwärmt. Der Anstieg der durchschnittlichen Oberflächentemperatur durch die globale Klimaerwärmung hat diesen Prozess zusätzlich noch verstärkt. Dies zeigen langjährige Temperaturmessungen in Grundwassermessstellen unter einer Tiefe von 20 m unter Gelände, unterhalb der jahreszeitliche Temperatureinflüsse durch die Sonne ausgeschlossen sind. In einigen Innenstadtgebieten sind Temperaturbeeinflussungen bis in über 80 m nachgewiesen. Die flächenhaft im Untergrund des Landes Berlin durchgeführten Temperaturmessungen zeigen deutlich, dass im zentralen Innenstadtbereich die Durchschnittstemperatur des Untergrundes und damit auch des Grundwassers zum Teil um mehr als 4 °C gegenüber den dünner besiedelten Randbereichen anthropogen bedingt erhöht ist. Die Temperaturmessungen belegen auch, dass sich dieser Temperaturanstieg zunehmend auch flächenhaft in größeren Tiefen bemerkbar macht. Dies zeigt die Karte für den Bezugshorizont 0 m NHN (Normalhöhennull), das entspricht je nach Lage im Stadtgebiet einer Tiefen von 35 bis 55 m Tiefe. Näheres zu dieser Thematik kann dem Umweltatlas Berlin und der Veröffentlichung zur Veränderung des Temperaturfeldes von Berlin ( BRB Henning & Limberg ) entnommen werden. Grundsätzlich ist die Art und Weise der Nutzung geothermischer Energie von der Temperatur des Vorkommens abhängig. Die oberflächennahe Erdwärme (z.B. bis 100 m) lässt sich derzeit wegen ihrer geringen Temperatur von 8 bis 12 °C nur in Verbindung mit einer Wärmepumpe nutzen, die die erforderliche Wärme für die Raumheizung und die Wassererwärmung erzeugt. Da mit zunehmender Tiefe die Temperatur des Untergrundes ansteigt, kann ab einer bestimmten Tiefe (ab etwa 1.000 m) die Untergrundwärme auch direkt (ohne Wärmepumpe) genutzt werden. Ist eine Stromerzeugung mit Dampfturbinen beabsichtigt, sind in der Regel Temperaturen von über 100 °C notwendig. Die dafür geeigneten Nutzungshorizonte liegen in unserer Region in der Regel drei bis fünf Kilometer unter der Erdoberfläche. In Berlin wird fast ausschließlich die oberflächennahe Geothermie genutzt, d. h. bis zu einer maximalen Tiefe von 100 m. Dafür steht ein ganzes Spektrum von technischen Möglichkeiten zur Verfügung. Alle diese Verfahren benötigen eine Wärmepumpe, die in der Lage ist, die relativ niedrige Temperatur des Untergrundes bzw. des Grundwassers in diesen Tiefen von 8– 2 °C mit Hilfe von elektrischer Energie auf ein für Heizzwecke geeignetes höheres Temperaturniveau zu bringen. Weitere Informationen zur Erdwärmenutzung Zur Erhöhung der Planungssicherheit dieser Erdwärmesondenanlagen werden im Umweltatlas Berlin Potenzialkarten zur spezifischen Wärmeleitfähigkeit und speziell für Einfamilienhäuser zur spezifischen Entzugsleistung dargestellt. Hierin sind die dafür maßgeblichen geologischen und hydrogeologischen Verhältnisse subsummiert. Da der Einbau von Erdwärmesondenanlagen in den Untergrund potenziell mit einem Risiko der Grundwassergefährdung verknüpft ist, werden zum Schutz des Grundwassers bei der Errichtung einer solchen Anlage hohe wasserrechtliche Anforderungen an das Bohrverfahren, die anschließende Bohrlochabdichtung, Drucktests, Dokumentation etc. gestellt. Neuere Forschungsergebnisse, Schadensfälle sowie die stark gestiegene Anzahl der Erdwärmesondenanlagen bestätigen diese Gefährdung immer wieder. Weitere Informationen zur Anzeigepflicht für Bohrungen Da Berlin sein Trinkwasser zu 100 % aus dem Grundwasser und fast ausschließlich aus dem eigenen Stadtgebiet bezieht, werden deshalb bei der Errichtung einer Erdwärmesondenanlage in dem dafür erforderlichen wasserbehördlichen Erlaubnisverfahren zum Schutz des Grundwassers besonders hohe Anforderungen gestellt. Näheres kann dem “Merkblatt für Erdwärmesonden und Erdwärmekollektoren mit einer Heizleistung bis 30 kW” entnommen werden. Pflichtenheft zur Methodik und Dokumentation thermohydrodynamischer Modellierungen im Rahmen des wasserrechtlichen Erlaubnisverfahrens zum Betrieb von Erdwärmesondenanlagen mit einer Heizleistung von >30 kW Kartenwerke zur Grundwassertemperatur Kartenwerke zum Geothermischen Potenzial Geothermisches Potenzial – Karten aktualisiert im Geoportal verfügbar Auf der Basis von ca. 14.950 Bohrungen der Bohrungs­datenbank der AG Landesgeologie der Senatsverwaltung für Mobilität, Verkehr, Klimaschutz und Umwelt wurden zwölf Karten neu berechnet. Die verfeinerten Planungshilfen für die Auslegung von Erdwärme­sonden­anlagen stehen für die Tiefenklassen 0–40 m, 0–60 m, 0–80 m und 0–100 m zur Verfügung. Weitere Informationen Karten im Umweltatlas Berlin

Vogelfreundliches Bauen mit Glas und Licht

Viele technische Einrichtungen und bauliche Strukturen in der Stadt können Probleme für die Tierwelt bereiten. Glas und Licht sind zwei typisch städtische Faktoren, die sich erheblich auf die Biodiversität auswirken. Um ihren Einsatz kommen wir nicht herum. Gleichzeitig müssen wir aber alle Möglichkeiten nutzen, um schädliche Auswirkungen zu minimieren. Glas als Problem für Vögel Licht als Problem für Tiere Wieviele Vögel fliegen gegen Glas? Glas ist der menschlich bedingte Faktor, durch den am meisten Vögel umkommen. Die Länderarbeitsgemeinschaft der Vogelschutzwarten hat hochgerechnet, dass jährlich in Deutschland vermutlich über 100 Millionen Vögel an Glas sterben. Das wären über 5 % aller im Jahresverlauf vorkommenden Vogelindividuen (LAG VSW 2017). Damit dürfte Glas inzwischen dafür mitverantwortlich sein, dass die Zahl der Vögel in Deutschland, Europa und weltweit zurückgeht und unser Planet Jahr für Jahr mehr an Biodiversität verliert. Betroffen sind auch zahlreiche Zugvögel. Warum fliegen Vögel gegen Glas? Die Ursachen, die zu Anflügen führen, sind schon lange bekannt: Transparenz oder Reflexion. Entweder sehen Vögel durch die Glasscheibe hindurch Bäume, Sträucher, den Himmel oder ein sonstiges Ziel und wollen dorthin fliegen. Oder sie sehen die Spiegelung ihres Ziels in der Scheibe. Reflexionen sind besonders in der Stadt ein relevanter Faktor. In beiden Fällen prallen fliegende Vögel mit erheblicher Geschwindigkeit gegen das Glas. Die Folge sind meist starke Kopf- oder innere Verletzungen. Beleuchtung kann als verstärkender Faktor hinzukommen: Zugvögel können nachts vom Licht angelockt oder irritiert werden und kollidieren dann an den Glasscheiben der Umgebung. Welche Vögel fliegen gegen Glas? Tatsächlich kann kein Vogel Glas erkennen, betroffen sein kann daher theoretisch jede Art. Es ist vielmehr eine Frage, ob sich Glas in ihrem Lebensraum befindet. Und hierbei muss das gesamte Jahr betrachtet werden. Manche Wasservögel und Vogelarten der offenen Landschaft treffen so gut wie nie auf gläserne Strukturen. Aber die meisten anderen Vogelarten kommen auch in Siedlungsräume, sowohl als Brutvögel als auch als Durchzügler oder im Winter. Das in Berlin dokumentierte Artenspektrum reicht von Haussperling über Nebelkrähe, Gelbspötter, Eisvogel, Sing- und Rotdrossel, Sommer- und Wintergoldhähnchen, Teichrohrsänger bis Habicht und Waldohreule. Direkt an innerstädtischen Gewässern wurden auch Stockente und Höckerschwan als Anprallopfer gefunden. Gerade Zugvögel sind vielfach betroffen. So ist die Waldschnepfe ein regelmäßiges Glasopfer im März und Oktober/November, obwohl diese Art nicht hier brütet. Selbst sehr seltene Arten wie Ringdrossel und Zwergschnäpper, die nur ausnahmsweise beobachtet werden, sind in der Innenstadt als Glasopfer gefunden worden. Welche Glasscheiben sind gefährlich? Jede Glasscheibe hat ein Gefährdungspotenzial, aber die konkrete Gefahrensituation hängt von ihrer Größe, der Menge Glas an der Fassade, Durchsicht, Reflexion und dem Standort ab. Die Länderarbeitsgemeinschaft der Vogelschutzwarten hat ein Bewertungsschema entwickelt, mit dem man die Gefährlichkeit von Glas an Bauwerken abschätzen kann (LAG VSW 2021). Meist unproblematisch sind danach Lochfassaden mit „normalen“ Fenstern unter 1,5 m² Fläche. Häufig problematisch sind hingegen freistehende Glaswände (auch z.B. in Wartehäuschen von Bus und Bahn) oder -gänge mit Durchsichten, auch zusammenhängende Glasbereiche über 6 m². Je mehr Vegetation sich in der Glasscheibe spiegelt, desto größer ist die Vogelschlaggefahr. Straßenbäume reichen hier bereits aus, da sie von zahlreichen Vögeln genutzt werden, auch in der Innenstadt. Aber auch gegen Scheiben, die den freien Himmel spiegeln, können Vögel fliegen. Transparente Gebäudeecken und -kanten, bergen ein großes Anprallrisiko. Vegetation hinter Glas kann eine regelrechte Vogelfalle darstellen, z.B. Gewächshäuser oder Wintergärten. Wie sind Hochhäuser zu bewerten? Bei Hochhäusern können die unteren Bereiche genauso wie andere Bauwerke bewertet werden (siehe vorstehend). Die Häuser ragen aber meist über die umliegende Bebauung hinaus. Mit einem höheren Glasanteil, der den freien Himmel spiegelt, steigt damit die Gefahr für alle über Baumhöhe fliegenden Vögel. Auf dem Durchzug kann das jede Vogelart sein. Hier gilt ebenfalls, dass Lochfassaden in der Regel unproblematischer sind als Fassaden mit größeren zusammenhängenden Glasflächen. Ein weiterer relevanter Aspekt für Hochhäuser ist die Beleuchtung. Die Bauwerke ragen in den Raum der nächtlich ziehenden Vögel. Bei bestimmten Wetterlagen können diese von Licht angelockt und irritiert werden. Sie fliegen Kreisbahnen um die Lichtquelle und können gegen Glas und andere Hindernisse prallen. Wie kann man Vogelschlag erfassen? Selten wird man direkt Zeuge eines Anfluges. Auch die Kadaver findet man kaum, weil diese schnell von Verwertern wie Krähen und anderen Vögeln (tagsüber) oder Füchsen, Mardern, Ratten und anderen Säugetieren (vor allem nachts) abgesammelt werden. In der Stadt beseitigen auch Reinigungsdienste die toten Vögel, gerade an öffentlich genutzten Orten. Sichtbare Spuren an den Scheiben hinterlassen meist größere Vögel, während die Anprallstellen von Kleinvögeln allenfalls durch ein paar unauffällige Federchen erkannt werden können. Systematische Untersuchungen über mehrere Monate (vor allem von Juli bis November) können trotzdem gute Erkenntnisse über das Vogelschlaggeschehen erbringen, auch wenn man von einer hohen Dunkelziffer ausgehen muss. Der Aufwand hängt von den jeweiligen Fassaden ab und steigt vor allem bei Höhen über ca. 5 m an, weil die Flächen dann kaum noch optisch absuchbar sind. Die Frequenz der morgendlichen Kadaversuchen muss dann erhöht werden. Vereinzelt kann eine Kontrolle von innen hilfreich sein. Was kann man gegen Vogelschlag tun? Vogelschlag an Glas kann durch eine umsichtige Objektplanung und -gestaltung vermieden werden. Sollen trotzdem potenziell problematische Glasdimensionen zur Realisierung kommen, müssen die Glasflächen durch technische Maßnahmen sichtbar gemacht werden (z.B. Sandstrahlen, Ätzen, Digital- oder Siebdruck). Diese dauerhaft wirksamen Maßnahmen sind wirtschaftlicher als nachträgliche Lösungen wie z.B. das Aufkleben von Folien, denn diese müssen in mehrjährigen Abständen erneuert werden. Welche Markierungen sind wirkungsvoll? Als Faustregel gilt: Vögel nehmen senkrechte Linien ab 5 mm Breite wahr, und Kantenabstände von maximal 95 mm sind erforderlich, damit Vögel nicht zwischen ihnen hindurch fliegen („alle 10 cm eine Linie“). Bei horizontalen Linien sind 3 mm Breite ausreichend, bei einem maximalen Kantenabstand von 47 mm („alle 5 cm eine Linie“). Der Deckungsgrad derartiger Markierungen beträgt 5 % bzw. 6 %, so dass der Lichtverlust sehr gering ist. Ein guter Kontrast ist hierbei essenziell – Vögel müssen die Markierungen gut erkennen können. Dies gilt insbesondere auch für Punkte, die erst in den letzten Jahren intensiver untersucht werden (siehe hierfür die Webseite der Wiener Umweltanwaltschaft für aktuelle Ergebnisse). Um gegen Reflexionen wirksam sein zu können, müssen Markierungen in der Regel außen auf das Glas angebracht werden (Ebene 1 der Glasscheibe). Es deutet sich an, dass glänzend-helle oder weiße Strukturen, die das Sonnenlicht spiegeln, auch auf der Innenseite (Ebene 2) angebracht werden können. Über deren Wirksamkeit liegen aber erst wenige Befunde vor (siehe hierfür ebenfalls die Webseite der Wiener Umweltanwaltschaft für aktuelle Ergebnisse). Einige neue Gläser und Materialien mit anderen Eigenschaften sind in der Testphase, so dass sich der Blick auf die Webseite der Wiener Umweltanwaltschaft von Zeit zu Zeit lohnt. Welche Markierungen sind (weitgehend) nutzlos, entgegen der Versprechungen? Die seit langem angewandten Greifvogelsilhouetten sind leider völlig wirkungslos. Zwar fliegt kein Vogel gegen die Silhouette, aber schon wenige Zentimeter daneben gegen das Glas. Denn die Vögel sehen in dem Aufkleber keinen “Greifvogel”, sondern nur das schwarze oder farbige Hindernis, dem sie ausweichen. Den gleichen Effekt hätte man mit einem beliebigen Aufkleber. Ebenfalls völlig bis weitgehend wirkungslos sind UV-Licht reflektierende Strukturen . Diesen liegt die Idee zugrunde, dass einige Vogelarten im Unterschied zum Menschen Licht im ultravioletten Bereich wahrnehmen können. Die Entwickler entsprechender Produkte nahmen daher an, dass Vögel applizierten UV-Strukturen ausweichen, die wir Menschen nicht sehen. In der Praxis funktioniert dies vermutlich aus mehreren Gründen nicht oder nur sehr wenig (siehe hierzu die Testergebnisse auf der Webseite der Wiener Umweltanwaltschaft). Und schließlich sind Gläser mit geringer Außenreflexion (maximal 15 %) allein in der Regel keine wirksame Lösung. Es ist zwar richtig, dass stärker spiegelnde Gläser die Gefährlichkeit von Glas häufig erhöhen, jedoch spiegelt grundsätzlich jedes Glas, wenn es in dem dahinter liegenden Raum deutlich dunkler ist als draußen. Und dies ist tagsüber fast überall der Fall, insbesondere wenn die Sonne scheint. Wann gibt es Handlungsbedarf? Ist dieser rechtlich durchsetzbar? Auch an den kleineren Glasscheiben einer Lochfassade können Vögel verunglücken – völlig auszuschließen ist die Gefährdung nie. Wenn sich aber Anflüge häufen, ist Handlungsbedarf gegeben. Tatsächlich gibt es ein striktes Tötungsverbot bei allen in Europa natürlicherweise vorkommenden Vogelarten in § 44 Abs. 1 Bundesnaturschutzgesetz. Nach geltender Rechtsauslegung greift dieses Verbot bei nicht beabsichtigen Tötungen (wie bei Windkraft, Straßentrassen oder eben Glas) dann, wenn das Tötungsrisiko „signifikant erhöht“ wird. Dies ist fachlich zu erläutern, und die Länderarbeitsgemeinschaft der Vogelschutzwarten hat dies getan (LAG VSW 2021). Danach sind auf 100 m Fassadenlänge zwei Vogelschlagopfer je Jahr noch „normal“ und rechtlich hinzunehmen, mehr als doppelt so viele (also ab fünf Vogelschlagopfer jährlich auf 100 m Fassadenlänge) „signifikant erhöht“. Wenn diese Situation erreicht ist, kann die zuständige Naturschutzbehörde über Anordnungen tätig werden. Die Gefahrenstelle muss entschärft werden. Unter der Überschrift „Lichtverschmutzung“ ist in den letzten Jahren bekannt geworden, dass sich Licht ungünstig auf Mensch und Tier auswirken kann. Die drei wichtigsten Aspekte für Vögel, Insekten und Fledermäuse werden nachfolgend benannt. Wann ist Licht für Vögel gefährlich? Wie schon im Abschnitt über Hochhäuser angesprochen, kann Licht unter bestimmten Umständen für Zugvögel kritisch sein und insbesondere nachts bei bestimmten Wetterlagen (Wolkendecke, Regen, Nebel) eine anlockende oder irritierende Wirkung haben. In Kombination mit Hindernissen (z.B. Glasscheiben, Abspannungen) kann es hierbei zu Massenanflügen kommen. Bei Untersuchungen im Jahr 2020 hat sich gezeigt, dass Zugvögel nachts auch in Bodennähe von starken Lichtquellen angelockt werden können. Dies kann Leuchtreklame sein, aber auch helle Innenbeleuchtung, die nach außen dringt. Vögel verunglücken dann an den Glasscheiben in der Nähe der Lichtquelle. Wichtig ist daher, keine deutlich über das allgemeine Beleuchtungsniveau der Umgebung hinausragende Lichtstärke zu installieren. Darüber hinaus können sogenannte “Skybeamer”, stark gebündelte Lichtstrahlen, zu Irritationen bei Zugvögeln führen, bis hin zum Absturz der Vögel. Aus dem Tötungsverbot in § 44 Abs. 1 Bundesnaturschutzgesetz ergibt sich daraus, dass derartige Beleuchtungen zu den Vogelzugzeiten verboten sind. In Berlin betrifft dies die Zeiträume 1. März bis 31. Mai und 15. August bis 30. November. Was ist für Insekten schädlich und wie sehen Vermeidungsmaßnahmen aus? Die Anlockwirkung von Licht auf Insekten ist altbekannt. Vor allem in der Nähe von Stadtgrün und Gewässern kann hierbei die örtliche Artenvielfalt (Biodiversität) erheblich gemindert werden, wenn viele Insekten aus ihren Lebensräumen quasi herausgezogen werden. Denn sie umkreisen die Lichtquelle und verhungern dort oft. Diese Tiere gehen dann für den Populationserhalt verloren. Hieraus wird deutlich, dass man mit Licht in durchgrünten Gebieten sehr sorgsam umgehen muss. Handlungsmöglichkeiten hat fast jeder auch im privaten Bereich: Möglichst wenig Licht verwenden, mit geringstmöglicher Helligkeit. Später in der Nacht nicht benötigtes Licht abschalten. Leuchtkörper mit geringen blauen und UV-Anteilen verwenden, also eher gelbliches Licht wie LED-Amber oder Natriumdampflampen. Wenn weißes Licht unbedingt erforderlich ist, kann warmweißes LED-Licht verwendet werden. Beleuchtung niedrig anbringen und nur nach unten abstrahlen – keine Abstrahlung in die Landschaft. Was ist für Fledermäuse wichtig? Zwar gibt es einige Fledermäuse, die gezielt Lichtquellen anfliegen, um die dort angesammelten Insekten zu erbeuten, doch grundsätzlich weichen die meisten Fledermäuse hell beleuchteten Bereichen aus. Dies geht so weit, dass sie für ihre Flüge durch die Stadt nur dunkle Verbindungsstrukturen verwenden können, z.B. nicht beleuchtete Grünzüge. Fledermäuse werden also durch Licht gleich doppelt betroffen: Zum einen verringert sich ihr Nahrungsangebot, weil die Insektenpopulationen verkleinert werden. Und zum anderen wird ihre Bewegungsfähigkeit durch Beleuchtung eingeschränkt. In der Folge verringert sich auch die Zahl der Fledermäuse, die in der Stadt leben können.

Auswirkungen des Klimawandels auf Planung und Betrieb von Verteilnetzen

Zum gegenwärtigen Stand von Wissenschaft und Technik bei der Planung und dem Betrieb von Verteilnetzen werden die zunehmenden Auswirkungen des Klimawandels auf die Versorgungsinfrastruktur bislang nur unzureichend berücksichtigt. Um den technischen, wirtschaftlichen und gesellschaftlichen Risiken, die sich aus den ansteigenden Umwelteinflüssen ergeben, in der Netzplanung und dem Netzbetrieb angemessen Rechnung zu tragen, ist eine Überprüfung der derzeitigen Planungs- und Betriebsgrundsätze und eine Anpassung an ihre zukünftigen Anforderungen dringend vonnöten. Im Fokus des Teilvorhabens der BUW steht daher die Ableitung zukunftsgerechter Grundsätze zur Planung und zum Betrieb von klimaresilienten Verteilnetzen. In Zusammenarbeit mit dem Projektkonsortium werden dabei zunächst die Auswirkungen des Klimawandels auf die Versorgungsinfrastrukturen analysiert und in Netzrisikokarten ausgewiesen. Anschließend wird der Nutzen verschiedener planerischer und betrieblicher Handlungsoptionen als Gegenmaßnahmen zu den Auswirkungen des Klimawandels evaluiert. Resultierende Handlungsempfehlungen werden abschließend in einem Leitfaden veröffentlicht, sodass auch nicht direkt am Projekt beteiligte Verteilnetzbetreiber ihre Planungs- und Betriebsgrundsätze hinreichend überarbeiten können.

Oxidations-Katalysatoren (OxKat/RCO) in der Zementklinkerproduktion: Errichtung einer erstmaligen und innovativen Anlage zur Emissionsminderung ohne Einsatz fossiler Primärenergie (KAREm)

Die Holcim (Süddeutschland) GmbH ist spezialisiert auf die Herstellung und den Vertrieb von Baustoffen. Das Unternehmen bietet ein breites Sortiment an Zement, Gesteinskörnungen, Beton sowie Dienstleistungen für Bauvorhaben an. Der Prozess der Zementklinkerherstellung ist sehr energieintensiv und verursacht sowohl brennstoff- als auch rohstoffbedingte Emissionen. Letztere resultieren aus den chemischen Zusammensetzungen der verwendeten Rohstoffe wie Kalkstein, Sand, Ton und z.B. eisenhaltigen Zusatzstoffen. Neben Staub sind insbesondere gasförmige Abgaskomponenten, wie NO X , NH 3 und SO X , organische Verbindungen sowie Schwermetalle von Bedeutung. In der 17. BImSchV, der für Zementwerke maßgeblichen Immissionsschutzregelung, gibt es jedoch für eine Vielzahl von Parametern (SO X , organische Gesamtemissionen, NH 3 , Hg) die Möglichkeit, rohmaterialbedingte Ausnahmen von den allgemeinen Grenzwerten zuzulassen. Am Standort Dotternhausen gelten derzeit Ausnahmen für die Emissionsgrenzwerte von CO, VOCs und NH 3 , da bisher keine Reduzierung der rohstoffbedingten Emissionen implementiert ist. Zur Minderung von NO X -Emissionen wird im Zementwerk Dotternhausen aktuell das Verfahren der selektiven nichtkatalytischen Reduktion (SNCR) betrieben. Im Rahmen des Vorhabens soll im Zementwerk der HOLCIM Süddeutschland GmbH in Dotternhausen eine Anlage zur kombinierten Abgasreinigung errichtet werden. Damit sollen zum einen die Emissionen des Zementwerks deutlich reduziert (z.B. NO X , NH 3 , VOCs, CO) und zum anderen der fossile Energiebedarf für die Emissionsminderung in Zementwerken deutlich gesenkt werden. Die Anlage besteht aus einem Katalysator zur selektiven katalytischen Reduktion (SCR), der mit einem Oxidationskatalysator in einer Funktionseinheit kombiniert wird. Der Oxidationskatalysator wird erstmalig in der Zementindustrie eingesetzt. Der Einsatz von Oxidationskatalysatoren wird seit langem als vielversprechende Technologie für den Einsatz in der Zementindustrie gehandelt, aufgrund des hohen technischen Risikos aber bisher noch nicht eingesetzt. Durch diese Anlagenkombination werden zukünftig sowohl brennstoffbedingte als auch rohmaterialbedingte Emissionen eingespart und gezielt insbesondere NO X , NH 3 , organische Gesamtemissionen und besonders problematische Einzelverbindungen (z. B. Benzol, PAKs, PCB) sowie CO gemindert. So sollen bei Umsetzung des Projektes im Dauerbetrieb Emissionswerte für Ammoniak unterhalb der allgemeinen gesetzlichen Anforderungen eingehalten werden: 10 Milligramm pro Kubikmeter statt 30 Milligramm pro Kubikmeter für Ammoniak im Tagesmittel. CO wird nahezu vollständig zu CO 2 oxidiert. Zusätzlich werden die Emissionen organischer Verbindungen soweit reduziert, dass keine nach 17. BImSchV allgemein zulässige rohmaterialbedingte Ausnahme für organische Emissionen erforderlich ist und ein Wert unterhalb von 10 Milligramm pro Kubikmeter im Dauerbetrieb und allen Betriebszuständen eingehalten wird. Auch bei relevanten organischen Einzelkomponenten (z. B. Benzol, Dioxine/Furane, PCB) wird eine nahezu vollständige Zerstörung erwartet. Damit werden bei erfolgreicher Umsetzung des Projektes die Emissionen unterhalb des Emissionsniveaus der aktuell fortschrittlichsten Anlagen liegen. Ziel ist, nach erfolgreicher Umsetzung des Projektes auf die Inanspruchnahme rohmaterialbedingter Ausnahmen für NH 3 , organische Gesamtemissionen und CO verzichten zu können. Darüber hinaus kann bei der innovativen Technologiekombination aus selektiver katalytischer Reduktion und einem Oxidationskatalysator auf den Einsatz fossiler Energieträger komplett verzichtet werden. Die geplante Anlagenkombination ist auf andere Anlagen der Zementindustrie und ggf. auch auf Unternehmen anderer Branchen übertragbar, da es sich bei dem Ofenabgas der Zementklinkerproduktion um ein sehr herausforderndes Umfeld für die Anwendung abgassensibler Minderungstechniken handelt. Die Demonstration der Funktionsfähigkeit des Verfahrens kann daher Hürden für andere Bereiche abbauen helfen. Weiterhin ist davon auszugehen, dass auch eine Nachrüstung von Oxidationskatalysatoren als eigenständiges Element in Werken mit Low-Dust-SCR-Anlagen und ggf. auch anderen SCR-Varianten zur weitergehenden Reduktion von organischen und CO-Emissionen möglich ist. Branche: Glas und Keramik, Verarbeitung von Steinen und Erden Umweltbereich: Luft Fördernehmer: Holcim GmbH Bundesland: Baden-Württemberg Laufzeit: seit 2025 Status: Laufend

Störfallvorsorge

Die Störfallvorsorge dient der Minimierung der Gefahren von Unfällen mit gefährlichen Stoffen durch technische, organisatorische und managementspezifische Maßnahmen. Den maßgeblichen rechtlichen Rahmen für die Verhütung schwerer Unfälle bildet die Störfall-Verordnung. Störfall-Verordnung Sachverständige § 29a BImSchG Überwachungsplan Öffentliche Bekanntmachung von Feststellungen gemäß § 23a Abs. 2 Satz 3 BImSchG Industriebetriebe, in denen größere Mengen gefährlicher Stoffe vorhanden sein können, unterliegen unter bestimmten Voraussetzungen dem Anwendungsbereich der Störfall-Verordnung ( 12. BImSchV ). Die Störfall-Verordnung beinhaltet konkrete Anforderungen zur Gefahrenvorsorge und Gefahrenabwehr, die von den Betreibern und den Behörden umzusetzen sind. Nachfolgend erhalten Sie eine Übersicht über die in Berlin vorhandenen Betriebe, die in den Anwendungsbereich der Störfall-Verordnung fallen (Betriebsbereiche nach § 3 Abs. 5a BImSchG) und die für den Vollzug der Störfall-Verordnung zuständigen Überwachungsbehörden. Der Betreiber einer genehmigungsbedürftigen Anlage kann von den zuständigen Überwachungsbehörden durch eine Anordnung nach § 29 a Bundes-Immissionsschutzgesetz (BImSchG) zur Durchführung von bestimmten sicherheitstechnischen Prüfungen verpflichtet werden. Für die Durchführung derartiger Prüfungen kommen in erster Linie Sachverständige in Frage, die nach § 29 b BImSchG bekannt gegebenen sind. Die Bekanntgabe der Sachverständigen erfolgt nach den Anforderungen des § 29 b BImSchG sowie der 41. Verordnung zur Durchführung des Bundes-Immissionsschutzgesetzes (41. BImSchV) . Das Bekanntgabeverfahren für Sachverständige mit Geschäftssitz in Berlin wird von der Senatsverwaltung für Mobilität, Verkehr, Klimaschutz und Umwelt – Referat I C – als oberster Immissionsschutzbehörde des Landes Berlin durchgeführt. Die Bekanntgabe gilt für das gesamte Bundesgebiet. Informationen über die bundesweit bekannt gegebenen Sachverständigen sind im Recherchesystem Messstellen und Sachverständige (ReSyMeSa) enthalten. Weitere Informationen zu ReSyMeSa Der Überwachungsplan regelt die Überwachung von Betriebsbereichen nach § 3 Abs. 5 a des Bundes-Immissionsschutzgesetzes (BImSchG). Hierbei handelt es sich um Bereiche, in denen bestimmte gefährliche Stoffe in solchen Mengen vorhanden sind, dass sie der zwölften Verordnung zur Durchführung des Bundes-Immissionsschutzgesetzes (Störfall-Verordnung - 12. BImSchV) unterliegen. Die Senatsverwaltung für Mobilität, Verkehr, Klimaschutz und Umwelt stellt hiermit den nach § 17 Absatz 1 der 12. BImSchV zu erstellenden Überwachungsplan für die Überwachung von Betriebsbereichen im Land Berlin als Verwaltungsvorschrift bereit. An dieser Stelle werden die Ergebnisse der Feststellungen nach § 23a Abs. 2 Bundes-Immissionsschutzgesetz veröffentlicht.

Entwicklung einer digitalen Plattform zur effizienten Entwicklung nachhaltiger Kunststoffe und Steigerung der werkstofflichen Recyclingquote mittels Physik-informierter neuronaler Netze, Teilvorhaben 2: Entwicklung Physik-informierter neuronaler Netze

Dosis und Auswirkung anthropogener Schadstoffe in Vitrinen - Untersuchung des Stofftransports in der Gasphase für die Optimierung passiver Ausstellungsvitrinen zur Erhaltung von Kulturgut

Zielsetzung Die Schädigung von Museumsexponaten durch Einwirkung anthropogener Schadgase ist ein zentrales Problem als Folge der Belastung von Innenräumen mit Schadstoffen. Ein diesbezüglich weit verbreiteter Schadstoff ist Essigsäure, vertreten sind aber auch andere kurzkettige Carbonsäuren. Essigsäure, die im beantragten Vorhaben im Fokus stehen soll, kann bei einer Vielzahl von Materialien unter bestimmten klimatischen Bedingungen zu Korrosionsprozessen führen, so dass es unter Schädigung und Materialverlust am Objekt zur Ausbildung von Acetat-Ausblühungen (oder anderer kristalliner Phasen) kommen kann. Hieraus ergibt sich die Notwendigkeit des Schutzes solcher zum national wertvollen Kulturgut gehörender Objekte gegenüber schädlichen Umwelteinflüssen und folglich auch der Entfernung der anthropogenen Schadstoffe aus ihrem unmittelbaren Umfeld. Eine Museumsvitrine hat eine Schutzfunktion für die Objekte. Sie ist Instrument zur nachhaltigen präventiven Konservierung und hat die Aufgabe, Kulturgüter sicher und ästhetisch ansprechend auszustellen. Die Vitrine soll neben dem Schutz vor unberechtigtem Zugriff eine möglichst inerte, das heißt reaktionsarme Umgebung sowie ein auf die Bedürfnisse des Objekts angepasstes Klima bieten. Eine reaktionsarme Umgebung schließt per Definition auch den Schutz vor anthropogenen Schadstoffen, z.B. Essig- und Ameisensäure, Formaldehyd, Schwefeldioxid, Stickoxide, Ozon u.a. ein. Die Protektion vor den genannten äußeren Einflüssen ist durch eine niedrige Luftwechselrate der Vitrinen gegeben, d.h. der Präsentationsraum, der das Volumen für das auszustellende Sammlungsgut darstellt, tauscht nur wenig Luft mit der Umgebung der Vitrine aus. Durch die Reduktion des Luftaustauschs werden anthropogenen Schadstoffe am Eintritt in die Vitrine gehindert. Ein weiterer wesentlicher Aspekt sind jedoch interne Quellen, durch die Schadstoffe innerhalb der Vitrine freigesetzt werden. Zu diesen Schadstoffquellen können Bau- und Konstruktionsmaterialien der Vitrine, ihrer Innenausstattung, insbesondere Holz oder weitere Werkstoffe wie Silikon aber auch das Objekt selbst zählen. Routinemäßig durchgeführte Messungen von Schadstoffkonzentrationen und relativer Feuchte sind zwar ausreichend, um Handlungsbedarf an den Vitrinen nachzuweisen, sie sind jedoch nicht dazu geeignet, die Kinetik der Schadstoff- oder Wasserdampfverteilung nachzuvollziehen. Jede Optimierung der passiven Vitrine kann dazu beitragen, die Anschaffung von aktiv konditionierten Vitrinen unnötig zu machen und so wesentliche Ressourcen einzusparen. Aktiv konditionierte Vitrinen verschlechtern die CO2-Bilanz von Einrichtungen und bergen das Risiko technischer Havarien in sich, wie sie in der Museumspraxis leider immer wieder vorkommen. Im einfachsten Fall handelt es sich um Einbauten von Pumpen und Ventilatoren, die Luft aus dem Präsentationsraum zum Konditionierungsmittel transportieren. Aufwändigere Lösungen beinhalten auch verbaute Klimageräte, welche Luftfeuchte und Temperatur regulieren. Bei der Nachhaltigkeitsbetrachtung der Einbauten müssen Anschaffungskosten, Wartungsleistungen und Energieverbrauch der Geräte, Gesamttreibhausemission und Rohstoffverbrauch im Herstellungsprozess sowie die Recyclingfähigkeit der Geräte in deren Lebenszyklus beachtet werden. Passive Vitrinen hingegen kommen ohne fehleranfällige Elektronik aus, die ausfallen kann, so dass eine vergleichende Betrachtung immer zugunsten der passiven Vitrine ausfällt. Um der Problematik der Schadstoffdeposition anthropogenen Ursprungs auf vulnerablen Objekten sowie der damit einhergehenden Materialschädigung entgegenzuwirken, ist neben der weiteren Aufklärung der zugrundeliegenden Schädigungsmechanismen auch eine Charakterisierung der Situation in der passiven Vitrine erforderlich. (Text gekürzt)

Effizienzsteigerung und Emissionsminimierung von Biogasanlagen bei gleichzeitiger Reduktion der Anlagenkomplexität durch innovative Gastrennverfahren, Teilvorhaben 2: Biogastrennung und Technikbewertung

Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung von neuartigen Gastrennmembranen/-modulen für die vereinfachte Abtrennung von CO2 und anderen Biogasbestandteilen, für eine effektivere Herstellung von Biomethan. Dabei soll eine hohe Qualität der getrennten Stoffströme und die Anwendbarkeit des Gastrennverfahrens auch für kleine Aufbereitungsanlagen erreicht werden. Zur Herstellbarkeit dieser neuartigen Gastrennmembranen muss eine modulare Membranziehanlage entwickelt werden, mit deren Hilfe die Membranherstellung gezielt an verschiedene Trennaufgaben angepasst werden kann. Für Tests unter Industriebedingungen werden die Membranen in speziell entwickelte Module eingesetzt, um den Einsatz auch in bestehenden Biogasanlagen zu ermöglichen. In Anlehnung an das 'chemical leasing'-Konzept soll zudem ein Recycling der Membranen stattfinden und ein Kreislauf zur Ressourcenschonung etabliert werden, der die Freisetzung von Mikroplastik in die Umwelt durch Membranabfälle minimieren soll. Abschließend soll eine ökonomische und ökologische Bewertung des entwickelten Membrantrennverfahrens, einschließlich einer Bewertung des technischen Risikos, erfolgen.

Effizienzsteigerung und Emissionsminimierung von Biogasanlagen bei gleichzeitiger Reduktion der Anlagenkomplexität durch innovative Gastrennverfahren, Teilvorhaben 3: Prozess- und Modulentwicklung

Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung von neuartigen Gastrennmembranen/-modulen für die vereinfachte Abtrennung von CO2 und anderen Biogasbestandteilen, für eine effektivere Herstellung von Biomethan. Dabei soll eine hohe Qualität der getrennten Stoffströme und die Anwendbarkeit des Gastrennverfahrens auch für kleine Aufbereitungsanlagen erreicht werden. Zur Herstellbarkeit dieser neuartigen Gastrennmembranen muss eine modulare Membranziehanlage entwickelt werden, mit deren Hilfe die Membranherstellung gezielt an verschiedene Trennaufgaben angepasst werden kann. Für Tests unter Industriebedingungen werden die Membranen in speziell entwickelte Module eingesetzt, um den Einsatz auch in bestehenden Biogasanlagen zu ermöglichen. In Anlehnung an das 'chemical leasing'-Konzept soll zudem ein Recycling der Membranen stattfinden und ein Kreislauf zur Ressourcenschonung etabliert werden, der die Freisetzung von Mikroplastik in die Umwelt durch Membranabfälle minimieren soll. Abschließend soll eine ökonomische und ökologische Bewertung des entwickelten Membrantrennverfahrens, einschließlich einer Bewertung des technischen Risikos, erfolgen.

Schlüsseltechnologie für Supraleitende Strombegrenzer für die Anwendung in Höchstspannungsnetzen von 380 kV, Teilvorhaben: Modulaufbau, Tests und Gesamtsystemintegration für die 380kV Hochspannungsebene

Durch den erforderlichen Aus- und Umbau der Übertragungsnetze steigen die Kurzschlussleistungen und Kurzschlussströme an. Da konventionelle Maßnahmen zunehmend an ihre Grenzen stoßen, soll in diesem Projekt die Schlüsseltechnologie für einen 380 kV, 5 kA, 3.3 GVA supraleitenden Strombegrenzer entwickelt werden, um in einer nächsten Phase mit der Entwicklung eines einphasigen Prototyps beginnen zu können. Das Siemens Energy Teilvorhaben konzentriert sich auf die Entwicklung eines konzeptionellen Designs eines supraleitenden Strombegrenzers für die 380 kV Höchstspannungsebene. Ziel ist es, technische Risiken zu identifizieren und zu minimieren, um die Integration eines solchen Strombegrenzers in eine bestehende Umspannstation zu ermöglichen. Darüber hinaus werden die ökonomischen Erfolgsaussichten dieser Technologie im Vergleich zu herkömmlichen Maßnahmen zur Kurzschlussstromreduzierung bewertet.

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