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Kleine Anaerobanlagen zur Verwertung von Wirtschaftsdünger

In Deutschland ist die Landwirtschaft für über 59 % der Methan- und 95 % der Ammoniakemissionen verantwortlich. Dabei hat Methan ein etwa 84-mal höheres kurzfristiges Treibhauspotenzial als CO2 (IPPC), weshalb der schnellen Reduzierung von Methanemissionen zur Verlangsamung des Klimawandels Priotität eingeräumt werden muss. Zusätzlich ist es eine Vorläufersubstanz bei der Bildung von bodennahem Ozon, das Pflanzen schädigt, indirekt zum Klimawandel beitragen kann und zusätzlich zu Beeinträchtigungen der menschlichen Gesundheit führt. Die wichtigsten Quellen von Methan sind Emissionen während des tierischen Verdauungsprozesses von Wiederkäuern und Emissionen durch die Lagerung von Festmist und Gülle. Zielsetzung des Vorhabens ist die Entwicklung einer digitalisierten Biogasanlage zur Vergärung von Flüssigmist für landwirtschaftliche Betriebe mit einem Tierbestand ab ca. 170 Großvieheinheiten (GV). Diese Güllekleinanlagen verwenden eine einstufige Güllevergärung und basieren auf einem kostengünstigen, vollständig recyclierbaren Rührkesselreaktor. Diese Anlagen bieten ein sehr großes Übertragungspotenzial auf eine Vielzahl von landwirtschaftlichen Betrieben, nicht nur in Deutschland. Sie können dezentral Strom und Wärme mit hohen Nutzungsgraden bereitstellen

Waldentwicklung als Folge von Veränderung der Holznachfrage, Klimaveränderung, natürlichen Störungen und Politikanforderungen - Eine Analyse der Reaktionsmöglichkeiten von Forst- und Holzwirtschaft, Teilvorhaben 1: Szenarien der Waldentwicklung unter veränderten Klimabedingungen

Klimaschutz

Mit dem Projekt 'Klimaschutz' wird die Arbeit von Prof. Dr. Peter Hennicke als Sachverstaendigen in der Enquete-Kommission 'Vorsorge zum Schutz der Erdatmosphaere' wissenschaftlich unterstuetzt. Die Unterstuetzung erfolgt prinzipiell auf den zwei Gebieten 'Energie' (Kohlendioxid) und 'Chemie' (v.a. Ozonabbau/FCKW), jeweils durch Beratung, Teilnahme und Vorbereitung von Anhoerungen und durch Erstellung von Positionspapieren bzw. Klein-Gutachten. Diese werden erst im Laufe des Projektes genauer bestimmt.

Der kumulierte Energieaufwand als Förderkriterium im Gebäudebereich

Der Forschungsbericht ermittelt den kumulierten Energieaufwand und das Treibhauspotenzial für verschiedene Referenzgebäude, sowohl im Neubau als auch im Gebäudebestand. Betrachtet wird der gesamte Lebenszyklus der Gebäude. Die wichtigsten Ergebnisse lassen sich wie folgt zusammenfassen: Den größten Einfluss auf den kumulierten Energieaufwand und die Treibhausgasemissionen hat der Energiestandard. Die Erneuerung eines Bestandsgebäudes erfordert einen geringeren Energieaufwand als der Neubau. Zur Reduktion des kumulierten Energieaufwands sollte die Sanierungsaktivität und die Effizienzanforderungen an Neubauten erhöht werden. Hierbei spielt eine geeignete Förderung eine wichtige Rolle. Veröffentlicht in Texte | 71/2025.

Klimaneutralität bis 2050 - Teilvorhaben 2: Auswertung von Atmosphärendaten von Schwefelhexafluorid und Stickstofftrifluorid im europäischen Raum

Schwefelhexafluorid (SF6) und Stickstofftrifluorid (NF3) gehören zu den Stoffen mit dem höchsten Treibhauspotential (SF6-GWP= 23500, NF3-GWP= 16.100). Da SF6 im Focus der Politik ist (Verordnung (EU) 517/2014), wird häufig auf NF3 ausgewichen. In diesem zweiten Teil des Globalvorhabens soll eine Zuwendung auf Antrag vergeben werden. Es sind eine Trajektorie und eine Ausreißeranalyse aus SF6 und NF3-Messwerten dreier Luftmessstationen durchzuführen, mit dem Ziel Emissionsquellen in Europa zu ermitteln und die Erkenntnisse in die UNFCCC Berichterstattung einfließen zu lassen. Da dies bisher für diese Stoffe nicht durchgeführt wurde, sind Methoden und Analyseverfahren für die Auswertung zu erarbeiten. In einer Konferenz zu 'SF6 und NF3 als vergessene Treibhausgase' sollen die Ergebnisse beider Teilvorhaben mit Anwendern, Berichterstattern und Atmosphärenchemikern diskutiert und anschließend in einer peer reviewed Publikation in Zusammenarbeit mit den FG II 4.5 und V I.6 veröffentlicht werden.

Sauerstoffabnahme im Ozean: Implikationen für die N2O Produktion und die Atmosphäre

N2O ist ein wichtiges Treibhausgas und seine atmosphärische Lebensdauer ist ausreichend lang, um in die Stratosphäre zu gelangen wo es an ozonabbauenden photochemische Reaktionen beteiligt ist (de Bie et al. 2002). Der Ozean ist eine bedeutende Quelle von N2O und macht etwa 35% der natürlichen Quellen aus. Die mikrobielle Produktion von N2O (NH4+-Oxidation, Nitrifizierer-Denitrifikation, Denitrifikation) wird weitgehend über die Konzentration von gelöstem Sauerstoff (DO) reguliert. Unterhalb einer bestimmten, aber ungenau definierten DO-Konzentration, findet deutlich erhöhte N2O Produktion statt. Die Hinweise auf sinkende DO-Konzentrationen im Ozean häufen sich und dies wird zu einer erhöhten ozeanischen N2O Produktion und somit zu einer erhöhten N2O-Emission in die Atmosphäre führen. Bevor dies geschieht ist entscheidend, dass wir 1) die aktuellen N2O Bedingungen im Ozean identifizieren (d.h. N2O-Verteilung, Produktion und Produktionswege) und 2) bestimmen, wie sich die N2O Bedingungen unter verschiedenen Szenarien zukünftiger DO-Konzentrationen ändern werden. Für Punkt 1 werden Arbeiten im nordöstlichen tropischen Atlantik durchgeführt, da dort DO-Konzentrationen herrschen, die für den größten Teil des Ozeans charakteristisch sind. Für Punkt 2 werden wir Arbeit in zwei extremen Sauerstoffminimumzonen (OMZ) durchzuführen (im südöstlichen tropischen Pazifik und in einem low oxygen eddy im nordöstlichen tropischen Atlantik), wo die DO-Konzentrationen wesentlich niedriger sind als im Großteil des Ozeans. In beiden Regionen werden wir: 1) N2O-Konzentrationen messen; 2) del15N, del18O und 15N Site Preference von N2O messen, um die relative Bedeutung, die die verschiedenen Produktionswege von N2O an der Gesamtkonzentration haben, zu bestimmen; 3) N2O-Produktionsraten für jeden der verschiedenen Produktionswege mittels der 15N-Tracer-Technik bestimmen. Zusätzliche Molekularanalysen werden helfen, die verschiedenen N2O-produzierenden Organismen zu charakterisieren und zu quantifizieren. Um die Auswirkungen zu studieren, die eine erhöhte N2O-Produktion im Ozean (als Folge der abnehmenden DO-Konzentration) für die Atmosphäre hat, ist es wichtig, dass wir die Faktoren die den Gasaustausch von N2O beeinflussen, besser verstehen. Mittels der Eddy-Kovarianz-Technik werden wir N2O Flüsse aus dem Meer direkt messen und mit physikalischen, chemischen und biologischen Parametern vergleichen.

Auswirkungen von biotischen Störungen auf C-Dynamiken und C-Speicherung von Waldböden

Biotische Störungen in Wäldern sind klima-sensitiv. In diesem Projekt werden die Auswirkungen von klimatisch begünstigten Insektenkalamitäten auf die C-Dynamiken und die C-Speicherung im Boden analysiert und die resultierenden Rückkopplungseffekte zwischen Waldvegetation, Boden und Atmosphäre quantifiziert. Das Projekt konzentriert sich auf die wichtigsten Prozesse des terrestrischen Kohlenstoffkreislaufs, in enger Koppelung mit den Stickstoffumsätzen. Durch kombinierte Feldexperimente werden die C- und N-Vorräte und deren Umsatzrate in Böden mittels Chronosequenzen befallener und nicht befallener Laub- und Nadelwälder erfasst und die C-Sequestierung bewertet. Mit räumlichen Modellen werden aktuell (und zukünftig) vulnerable Bestände simuliert und bilanziert, Risikogebiete identifiziert sowie deren relativer Beitrag zum Treibhauseffekt durch Emissionen von CO2, N2O und VOCs abgeschätzt ('global warming potential').

Kleine Anaerobanlagen zur Verwertung von Wirtschaftsdünger, Teilvorhaben 1: Wissenschaftliche Begleitung, ökonomische und ökologische Gesamtbeurteilung

In Deutschland ist die Landwirtschaft für über 59 % der Methan- und 95 % der Ammoniakemissionen verantwortlich. Dabei hat Methan ein etwa 84-mal höheres kurzfristiges Treibhauspotenzial als CO2 (IPPC), weshalb der schnellen Reduzierung von Methanemissionen zur Verlangsamung des Klimawandels Priotität eingeräumt werden muss. Zusätzlich ist es eine Vorläufersubstanz bei der Bildung von bodennahem Ozon, das Pflanzen schädigt, indirekt zum Klimawandel beitragen kann und zusätzlich zu Beeinträchtigungen der menschlichen Gesundheit führt. Die wichtigsten Quellen von Methan sind Emissionen während des tierischen Verdauungsprozesses von Wiederkäuern und Emissionen durch die Lagerung von Festmist und Gülle. Zielsetzung des Vorhabens ist die Entwicklung einer digitalisierten Biogasanlage zur Vergärung von Flüssigmist für landwirtschaftliche Betriebe mit einem Tierbestand ab ca. 170 Großvieheinheiten (GV). Diese Güllekleinanlagen verwenden eine einstufige Güllevergärung und basieren auf einem kostengünstigen, vollständig recyclierbaren Rührkesselreaktor. Diese Anlagen bieten ein sehr großes Übertragungspotenzial auf eine Vielzahl von landwirtschaftlichen Betrieben, nicht nur in Deutschland. Sie können dezentral Strom und Wärme mit hohen Nutzungsgraden bereitstellen

Kleine Anaerobanlagen zur Verwertung von Wirtschaftsdünger, Teilvorhaben 4: Rechtliche Rahmenbedingungen

In Deutschland ist die Landwirtschaft für über 59 % der Methan- und 95 % der Ammoniakemissionen verantwortlich. Dabei hat Methan ein etwa 84-mal höheres kurzfristiges Treibhauspotenzial als CO2 (IPPC), weshalb der schnellen Reduzierung von Methanemissionen zur Verlangsamung des Klimawandels Priotität eingeräumt werden muss. Zusätzlich ist es eine Vorläufersubstanz bei der Bildung von bodennahem Ozon, das Pflanzen schädigt, indirekt zum Klimawandel beitragen kann und zusätzlich zu Beeinträchtigungen der menschlichen Gesundheit führt. Die wichtigsten Quellen von Methan sind Emissionen während des tierischen Verdauungsprozesses von Wiederkäuern und Emissionen durch die Lagerung von Festmist und Gülle. Zielsetzung des Vorhabens ist die Entwicklung einer digitalisierten Biogasanlage zur Vergärung von Flüssigmist für landwirtschaftliche Betriebe mit einem Tierbestand ab ca. 170 Großvieheinheiten (GV). Diese Güllekleinanlagen verwenden eine einstufige Güllevergärung und basieren auf einem kostengünstigen, vollständig recyclierbaren Rührkesselreaktor. Diese Anlagen bieten ein sehr großes Übertragungspotenzial auf eine Vielzahl von landwirtschaftlichen Betrieben, nicht nur in Deutschland. Sie können dezentral Strom und Wärme mit hohen Nutzungsgraden bereitstellen. Innerhalb des Verbundvorhabens ist renergie Allgäu e.V. dafür zuständig, die rechtlichen und insbesonderen genehmigungsrechtliichen Rahmenbedigungen zu analysieren und wesentlich dazu beizutragen die Genehmigungsfähigkeit zu erreichen. Außerdem ist renergie Allgäu e.V. als Praxispartner dafür zuständig, die spätere Übertragbarkeit in die landwirtschaftliche Praxis sicherzustellen und zu verbessern.

Entwicklung ökologisch und bauphysikalisch optimierter Deckenkonstruktionen für mehrgeschossige Gebäude in Holzbauweise

Zielsetzung: Körperschallanregungen durch technische Anlagen oder Trittschall werden im Holzbau aufgrund des geringen Eigengewichts als besonders störend wahrgenommen. PIRMIN JUNG setzt daher in vielen Projekten die Holz-Beton-Verbunddecke ein, die aufgrund der hohen Masse einen guten Schallschutz aufzeigt. Jedoch wird mit Einbringen von Beton auch das Treibhausgaspotenzial von mehr als 100 kgCO2-eq/m²Decke im Vergleich zu Holzbalken- oder Massivholzdecken deutlich erhöht und gleichermaßen ist dessen Rückbaubarkeit bzw. Recyclingfähigkeit erschwert. Im Rahmen des DBU-Projektes entwickeln PIRMIN JUNG und das FG-Bauphysik der RPTU deshalb erstmalig ökologisch und bauphysikalisch optimierte Deckenkonstruktionen für mehrgeschossige Gebäude, die ohne die Verwendung von Frischbetonen oder gebundenes Schüttmaterial auskommen und trotzdem einen hinsichtlich der Bauakustik angenehmen Wohnkomfort bieten sollen. Der Modellcharakter des neuen Lösungsweges besteht aus den folgenden Punkten: - Entwicklung von Deckenaufbauten unter Verwendung rückbaubarer, recycelter und ökologischer Deckenbeschwerungen, - Überprüfung der Deckenaufbauten im Hinblick der tieffrequenten Schallübertragung von Körperschall (Trittschall, technische Anlagen), - Erweiterung der Datengrundlage von Bauteilen in Holzbauweise im mehrgeschossigen Wohnungsbau und - Entwicklung eines Planungstools zur Anpassung der neu entwickelten Holzdecken an verschiedene akustische Situationen. In Summe soll der Schallschutz von Holzkonstruktionen mit Hilfe der neuen ökologischen Deckengestaltung deutlich erhöht werden, um die Akzeptanz des Holzbaus insgesamt zu steigern und den bestehenden Nachteil des geringen tieffrequenten Schallschutzes im Vergleich zur Massivbauweise zu beseitigen. Zudem soll durch geeignete Gestaltung der Deckenkonstruktion das Treibhausgaspotenzial der Holzdecke auf unter 80 kgCO2-eq/m²Decke gesenkt werden, bei gleichzeitiger Verbesserung des bauakustischen Verhaltens und der sortenreinen Rückbaubarkeit.

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