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Hydrogeologische Landesaufnahme 1:50.000 in Nordrhein-Westfalen

Erstellung hydrogeologischer Karten im Ausgabemassstab 1:50.000 als Grundlage fuer Raumplanungen, Umweltschutz, Wassergewinnung, Grundwasserschutz und fuer die Beurteilung von Eingriffen in den Untergrund. Sammlung, Aufbereitung und Auswertung vorhandener Daten; Gelaendeaufnahmen sowie bohr- und geophysikalische Messprogramme. Methodische Entwicklungen zum Einsatz von GIS- und geologischer Modellierungs-Software. Aufbau eines hydrogeologischen Fachinformationssystems zur Bereitstellung koordinatenbezogener (Punkt-)Daten und digitaler thematischer Karten.

Reallabor: Integrierte WärmeWende Wilhelmsburg, Teilverbundvorhaben: IWs - Systemintegration; Teilvorhaben: Wissenschaftlich-technische Begleitung beim Bau und Betrieb eines Aquifer-Wärmespeichers

ANGUS II: Auswirkungen der Nutzung des geologischen Untergrundes als thermischer, elektrischer oder stofflicher Speicher - Integration unterirdischer Speichertechnologien in die Energiesystemtransformation am Beispiel des Modellgebietes Schleswig-Holstein, Bewertung von Störungszonen

Ziele des Verbundprojekts ANGUSII sind die Entwicklung von Methoden zur Dimensionierung und Auswirkungsanalyse geotechnischer Speicher für Wasserstoff, synthetisches Methan, Druckluft und Wärme, sowie die Integration der hier entwickelten Methoden in Konzepte der unterirdischen Raumplanung. Die AG Sirocko hat in Schleswig-Holstein im Rahmen des DFG-SPP1135 umfangreiche Vorarbeiten zur Erfassung neotektonisch aktiver Störungen aufgebaut und publiziert. Im vorliegenden Arbeitspaket soll eine Methodik entwickelt werden, um Zonen bzw. Punkte aktiver Bewegung an der Erdoberfläche verlässlich zu erfassen. Hierfür wird das Ostufer des Plöner Sees, als Beispiel nachgewiesener aktiver Bewegungen, mit verschiedenen Methoden untersucht. Ziel ist dabei die Identifizierung aussagekräftiger Methoden um aktive Bewegung an Störungen und Salzstöcken effizient, umweltschonend und verlässlich zu charakterisieren. Die Untersuchungen zur Dichtigkeit der Deckschichten über einem tiefen Speichers haben direkte Bedeutung für das Projekt ANGUS2, sind aber auch von wirtschaftlicher Bedeutung für die Exploration von Erdöl und Erdgas. Im ersten Jahr werden Radonanalysen der Bodenluft kartiert und mit geophysikalischen Bodenparameter (AG Rabbel) statistisch ausgewertet. Im zweiten Jahr wird auf dieser Basis eine 50 m tiefe Grundwassermessstelle in einer aktiven Struktur gebohrt. Ein wichtiger Informationsträger im Bohrloch ist erneut das Radon. In der Grundwassermessstelle werden die Hydrochemie des Wassers sowie die Gase der Luft im Brunnenrohr erfasst. Spezielle Messungen der Gase in der Grundwassermessstelle werden in Zusammenarbeit mit der AG Dahmke durchgeführt. Im dritten Jahr werden alle Daten in einem GIS basiertem dreidimensionalem Blockbild visualisiert. Ergänzt werden die Arbeiten am Ostufer des Plöner Sees im zweiten und dritten Jahr durch Kartierungen anderer aktiver Regionen in Schleswig-Holstein, um die Charakterisierung der Bewegungen grundsätzlich zu beschreiben.

ANGUS II: Auswirkungen der Nutzung des geologischen Untergrundes als thermischer, elektrischer oder stofflicher Speicher - Integration unterirdischer Speichertechnologien in die Energiesystemtransformation am Beispiel des Modellgebietes Schleswig-Holstein, Geochemische und thermische Prozesse

Ziele des Verbundprojekts ANGUSII sind die Entwicklung von Methoden zur Dimensionierung und Auswirkungsanalyse geotechnischer Speicher für Wasserstoff, synthetisches Methan, Druckluft und Wärme sowie die Integration der hier entwickelten Methoden in Konzepte der unterirdischen Raumplanung. Spezifische Ziele des Antragstellers sind die Simulation und das Monitoring von Prozessen in stofflichen oder thermischen geotechnischen Speichern als Beitrag für die Bewertung der Potenziale und Sicherheit dieser Anlagen sowie deren Auswirkung auf die Umwelt, insbesondere auf Schutzgüter (z.B. Grundwasser). Die Modellbildung basiert auf progressiven numerischen Ansätzen zur Simulation gekoppelter physikalischer und geochemischer Prozesse. Ein hinreichendes biogeochemisches Monitoring ist notwendig, um den nachhaltigen Betrieb geologischer Speicher zu gewährleisten und potenzielle handlungsrelevante Auswirkungen frühzeitig zu erkennen. Im Bereich Umweltinformatik werden numerische Methoden zur Analyse großskaliger geotechnischer Wärme-/Kältespeicher entwickelt und in die wissenschaftliche open-source-Software OpenGeoSys implementiert, was im Rahmen einer gemeinsamen Programmentwicklung von Verbundpartnern den direkten und effizienten Zugriff durch alle Entwickler erlaubt. In thermisch-hydraulisch-mechanisch/chemisch gekoppelten Modellen werden die Einflüsse zyklischer Prozesse bei Bau und Betrieb der Systeme erfasst. Szenariensimulationen sind auf die Evolution lokaler Spannungsfelder, auf Temperaturfeldstudien sowie auf die Analyse reaktiver Transportprozesse fokussiert. Verschiedene, im Bereich Isotopenbiogeochemie entwickelte, Messverfahren und -strategien werden hinsichtlich ihrer Eignung zum räumlich und zeitlich angepassten Monitoring beim Betrieb oberflächennaher Wärmespeicher sowie von Porengasspeichern evaluiert und die gewonnen Ergebnisse in Geländeversuchen am Pilotstandort validiert. Die Ergebnisse fließen in die Aktualisierung und Erweiterung von Leitfäden ein.

ANGUS II: Auswirkungen der Nutzung des geologischen Untergrundes als thermischer, elektrischer oder stofflicher Speicher - Integration unterirdischer Speichertechnologien in die Energiesystemtransformation am Beispiel des Modellgebietes Schleswig-Holstein, Geologische Modellierung und Parametrisierung

Ziele des Verbundprojekts ANGUSII sind die Entwicklung von Methoden zur Dimensionierung und Auswirkungsanalyse geotechnischer Speicher für Wasserstoff, synthetisches Methan, Druckluft und Wärme, sowie die Integration der hier entwickelten Methoden in Konzepte der unterirdischen Raumplanung. Zur Integration geotechnischer Energiespeicher in die Energieversorgungsnetze bei unterschiedlichen Ausbaupfaden der Energienetze und Erneuerbaren-Energien-Erzeugung sowie zur Bestimmung von wirtschaftlichen Betriebsszenarien soll an der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel durch Kopplung bestehender Modelle zur Simulation der Energienetze, Energieeinzelanlagen und der geotechnischen Speicher ein Modellinstrumentarium entwickelt und beispielhaft anhand realistischer Szenarien angewendet werden. Anhand mesoskaliger Technikums- und Feldversuche soll das entwickelte Instrumentarium validiert werden. Das notwendige Prozessverständnis und die Parametrisierung sollen durch experimentelle Laborversuche erworben werden. Zur Parametrisierung des Untergrundes und der durch den zyklischen Speicherbetrieb induzierten Prozesse werden an der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel geomechanische, geochemische und thermische spezifisch ausgerichtete Laborversuche durchgeführt und ausgewertet. Zur Analyse des großräumigen Verhaltens geotechnischer Wärmespeicher und Gasspeicher für Wasserstoff, Druckluft und synthetisches Methan werden dezidierte numerische Methoden weiterentwickelt und in Zusammenarbeit mit den Verbundpartnern in numerische Prozessmodelle implementiert. Anhand dieser Simulationsmethodik werden dann realistische Speicher mit wirtschaftlich sinnvoller Betriebsführung dimensioniert. Anhand von Prozessmodellen und den experimentell ermittelten Parametern und Prozessen werden die induzierten Auswirkungen beurteilt und Möglichkeiten des Monitorings entwickelt und beurteilt. Diese Methodik wird dann an mesoskaligen Technikumsversuchen sowie an Feldmessungen getestet und validiert.

ANGUS II: Auswirkungen der Nutzung des geologischen Untergrundes als thermischer, elektrischer oder stofflicher Speicher - Integration unterirdischer Speichertechnologien in die Energiesystemtransformation am Beispiel des Modellgebietes Schleswig-Holstein, Energienetzmodellierung und zukünftige Energiepfade

Ziele des Verbundprojekts ANGUSII sind die Entwicklung von Methoden zur Dimensionierung und Auswirkungsanalyse geotechnischer Speicher für Wasserstoff, synthetisches Methan, Druckluft und Wärme, sowie die Integration der hier entwickelten Methoden in Konzepte der unterirdischen Raumplanung. Energiespeicher werden in einer zukünftigen, stark auf erneuerbare Energien ausgerichteten Energieversorgung zum Ausgleich von Erzeugerfluktuationen und saisonalen Schwankungen unverzichtbar sein. Dabei ist zu beachten in welchem zeitlichen und räumlichen Umfang die Speicher vom Energiesystem benötigt werden. Dies wird durch die Nutzung von Energiesystemmodellen abgebildet. Die Europa-Universität Flensburg (EUF) wird Modelle zur Simulation von Strom- und Energienetzen entwickeln und zusammen als ein Energiesystemmodell koppeln. Dabei wird auf dem an der EUF entwickelten unter offenen Lizenzen verfügbarem Simulationstools renpass und dem Open Energy Modelling Framework oemof aufgebaut. Die detaillierte simulative Betrachtung der Untergrundnutzung erfordert die Verknüpfung der geologischen Speichermodelle, der oberirdischen Anlagenmodelle und des Energiesystemmodells, um Wechselwirkungen korrekt abzubilden. Hierfür müssen geeignete Schnittstellen entwickelt und implementiert werden. Mögliche Entwicklungspfade des Energiesystems werden in Form von Szenarien entwickelt. Sie werden im Energiesystemmodell und in den über die Schnittstellen angebundenen Modelle genutzt. Aus diesen untersuchten möglichen Entwicklungspfaden wird einer ausgewählt, der plausibel ist und eine hohe Speichernutzung beinhaltet. Hierdurch wird es möglich, einen plausiblen Ausbaupfad mit hohen Nutzungsanteilen von geologischen Speichern, Hochtemperatur-Wärmespeichern, Druckluftspeichern und Kleingeothermieanlagen nicht nur in der Energiesystemsimulation detailliert zu untersuchen, sondern auch verschiedene Nutzungsszenarien des Untergrunds für diesen Entwicklungspfad des Elektrizitätssystem abzuleiten.

ANGUS II: Auswirkungen der Nutzung des geologischen Untergrundes als thermischer, elektrischer oder stofflicher Speicher - Integration unterirdischer Speichertechnologien in die Energiesystemtransformation am Beispiel des Modellgebietes Schleswig-Holstein, Simulation energietechnischer Einzelanlagen

Ziele des Verbundprojekts ANGUSII sind die Entwicklung von Methoden zur Dimensionierung und Auswirkungsanalyse geotechnischer Speicher für Wasserstoff, synthetisches Methan, Druckluft und Wärme, sowie die Integration der hier entwickelten Methoden in Konzepte der unterirdischen Raumplanung. Ziel dieses Teilprojekts ist die Entwicklung und Anwendung eines Modellinstrumentariums zur wirtschaftlich-technischen Simulation und Optimierung von Energiespeicheranlagen im umgebenden Versorgungssystem. Damit sollen technisch belastbare und mit zukünftigen Entwicklungen des Versorgungssystems übereinstimmende Betriebsdaten der untersuchten geologischen Speicher ermittelt werden. Weiter kann auf dieser Basis die Technologieperspektive einzelner Energiespeicherkonzepte bewertet werden. Die Arbeiten der Hochschule Flensburg stellen die Verbindung zwischen Energieversorgungsstruktur und konkreten technisch-physikalischen Auslegungs- und Betriebsdaten von geologischen Speichern her. Die dazu notwendige Simulation von als beispielhaft ausgewählten Einzelanlagen nimmt dabei von der umgebenden Versorgungsstruktur insbesondere ökonomische Randbedingungen, wie etwa Preiszeitreihen, entgegen und liefert an der Schnittstelle zum physikalischen Speicher zeitlich hoch aufgelöste Betriebskollektive. Zur Untersuchung stofflicher Speicher werden Druckluftspeicherkraftwerke gewählt. Thermische Speicher werden am Beispiel von netzgebundenen Wärmeversorgungsanlagen untersucht. Um diese angemessen abzubilden, werden die Einzelanlagen auf der Ebene energietechnischer Komponenten, wie Turbinen, Verdichter und Wärmeübertrager, berechnet und daraus Anlagencharakteristiken abgeleitet, die zur numerischen Auslegungs- und Einsatzoptimierung verwendet werden. Technisch-physikalische Daten werden an die Untersuchung der geologischen Speicher weitergereicht. Ökonomische Ergebnisse dienen dagegen zur Bewertung der Rolle der Technologieperspektive der eingesetzten Anlagen.

Mehr Umwelt- und Ressourcenschutz im Bergbau

<p>Eine aktuelle Studie des Umweltbundesamts (UBA) empfiehlt insbesondere eine Neujustierung des Bundesberggesetzes hin zu stärker an den Zielen eines umwelt- und ressourcenschonenderen Bergbaus orientierten Genehmigungsrechts. Dazu wurden Reformbausteine für eine Stärkung des Umwelt- und Ressourcenschutzes im Berg-, Abgrabungs- und Raumordnungsrecht erarbeitet.</p><p>Ein zentrales Element der Reformempfehlungen ist die Neuausrichtung des gesetzlichen Leitbildes in § 1 des Bundesberggesetzes (BBergG) hin zu einem stärker an den Zielen eines umwelt- und ressourcenschonenderen Bergbaus orientierten Genehmigungsrechts. Vorgeschlagen wird zudem, das bergrechtliche Betriebsplanverfahren als echtes Planfeststellungsverfahren auszugestalten und damit die Sonderstellung des BBergG, soweit sie nicht mit den Besonderheiten des Bergbaus gerechtfertigt werden kann, zu beenden und den Vorgaben in vergleichbaren modernen Fachplanungsgesetzen zur Genehmigung von öffentlichen und gewerblichen Infrastrukturvorhaben anzugleichen.&nbsp;&nbsp;</p><p>Ziel der Studie war es dabei ausdrücklich nicht, bestehende Umweltstandards für die Zulassung von Bergbautätigkeiten zu erhöhen, sondern das gestufte bergrechtliche Entscheidungsinstrumentarium so anzupassen, dass die von Bergbautätigkeiten betroffenen Rechtsgüter (Umwelt, Natur und Landschaft, Eigentum, u.a.) von den Zulassungsbehörden möglichst effektiv und für die Gesetzesadressaten transparent im Prüfprogramm berücksichtigt werden können. Die Autoren greifen dafür teilweise auch die von der höchstrichterlichen Rechtsprechung während der vergangenen 35 Jahre seit Einführung des Bundesberggesetzes (BBergG) entwickelten Maßstäbe auf und empfehlen deren klarstellende Aufnahme ins BBergG.&nbsp;</p><p>Dieser Teilbericht wurde im Rahmen des Forschungs- und Entwicklungsvorhabens „Instrumente zur umweltverträglichen Steuerung der Rohstoffgewinnung (INSTRO)“ erstellt. Er enthält vorrangig Handlungsempfehlungen für den Bundesgesetzgeber zur Weiterentwicklung des Bundesberg- und Raumordnungsgesetzes aus Sicht des Umwelt- und Ressourcenschutzes.&nbsp;</p><p><strong>Ausblick</strong></p><p>Es ist geplant, u.a. auch auf der Grundlage dieser Studie, eine aktualisierte Position des Umweltbundesamtes zu rechtlichen Eckpunkten einer umwelt- und ressourcenschonenden Rohstoffgewinnung zu veröffentlichen.</p>

Rohstoffgewinnung im Kontext wachsender Nutzungsansprüche an den Untergrund; Anforderungen an die untertägige Raumordnung und das Bergrecht für einen umwelt- und ressourcenschonenden Bergbau, Lösung von Nutzungskonflikten und Steuerung einer nachhaltigen Nutzung des Untergrunds

Die Nutzungsansprüche an den unterirdischen Raum intensivieren sich bereits heute und werden künftig weiter zunehmen, insbesondere zur Erreichung der Klima- und energiepolitischen Ziele der Bundesregierung (z. B. Geothermie, Speicher). Hiermit konkurriert die traditionelle Nutzung des Untergrunds, bspw. zur Wassergewinnung und zum Rohstoffabbau. All diese Nutzungen zeitigen auch Umweltbelastungen. Zudem sind Rohstoffe als knappe Güter anzusehen. Aufgrund der wachsenden Nachfrage nach Rohstoffen ist die Politik aufgerufen, die sich abzeichnenden Nutzungskonflikte mit der Weiterentwicklung von rechtlichen und planerischen Instrumenten zu einem Ausgleich zu bringen und vorsorgend die Ziele einer nachhaltigen, generationengerechten und umweltschonenden Nutzung des Untergrunds zu fördern. Dabei ist auch über eine Bewirtschaftung knapper Rohstoffe nachzudenken. Das Vorhaben baut auf UFOPlan-Vorhaben auf, die bereits Vorschläge zur Verankerung der untertägigen Raumplanung im Raumordnungs- und Bergrecht erbracht haben, damit verschiedene Nutzungen unter Berücksichtigung von geologischen Gegebenheiten und Nachhaltigkeitsgesichtspunkten räumlich gesteuert und priorisiert werden können. Dieses Vorhaben soll darüber hinaus untersuchen, wie Umweltbelastungen des Bergbaus und anderer unterirdischer Nutzungen durch verbesserte Zulassungsverfahren verringert werden können und zudem auf einen möglichst sparsamen Rohstoffabbau hingewirkt werden kann. Dazu muss auch das vorhabenbezogene Bergrecht für die effektive Berücksichtigung des Umweltschutzes und für die Bewirtschaftung von Rohstoffen geöffnet werden. Dafür ist insbesondere ein stimmiges und machbares Konzept für eine Rohstoffbedarfsplanung auf regionaler und nationaler Ebene (ggf. europäisch) zu entwickeln. Die bereits vorhandenen Vorschläge für besseren Umweltschutz bei Abbauvorhaben sollen priorisiert werden. Es sollen zudem Vorschläge gemacht werden, um Defizite bei Öffentlichkeitsb. und Rechtsschutz im BergR zu beheben.

Die Bedeutung bundesrelevanter Strategien zur Raumentwicklung für die Umweltpolitik - Analysen, Umsetzungsbeispiele, Handlungsansätze

Eine nachhaltige räumliche Planung ist eines der zentralen Instrumente zur Durchsetzung von flächenbezogenen Umweltzielen. Sie muss sich insbesondere folgenden aktuellen Herausforderungen stellen: - der Flächenvorsorge für den Ausbau erneuerbarer Energien (Energiewende), - der räumlichen Anpassung an den Klimawandel, - der Renaissance des Wohnens und Lebens in städtischen Quartieren (Flächenziel) - der Schaffung von Freiraumverbünden (Schutz der biologischen Vielfalt) - der Einbeziehung des unterirdischen und maritimen Raumes (Ressourcenschutz). Neben der räumlichen Gesamtplanung im Rahmen der Raumordnung existieren mehrere Fachplanungen mit spezifischen Raum- und Umweltbezügen, wie z. B. die Netzausbauplanung, Verkehrswegeplanung, wasserwirtschaftliche Planung oder die Landschaftsplanung, welche in unterschiedlicher Weise mit der Raumplanung verknüpft sind. Ziel des Vorhabens ist es daher, Leitbilder und Instrumente bundesrelevanter Strategien zur Raumentwicklung und -ordnung mit Umweltbezug zu identifizieren und im Hinblick auf ihre Bedeutung für den Umweltschutz angesichts der aktuellen Herausforderungen zu analysieren und zu bewerten. Ein besonderes Augenmerk ist dabei auf die aktuellen gesetzlichen Regelungen bzw. Gesetzgebungsvorhaben - vor allem auch bzgl. deren Umsetzung in die Planungspraxis, z.B. im Rahmen der Landes- Raumordnung (Bsp. LEP NRW und LROP NI) - und den im März 2016 von der MKRO beschlossenen 'Leitbildern und Handlungsstrategien für die Raumentwicklung in Deutschland' zu richten. Auch teilräumliche Strategien des Bundes, z.B. für den Küstenraum oder die Alpenregion, sollen einbezogen werden. Im Ergebnis gilt es, Handlungsansätze für die weitere Stärkung der Steuerungsfunktion der Raumordnung zu entwickeln und Strategien für die Weiterentwicklung der Umweltdimension in der raumbezogenen Planung aufzuzeigen. Ein zentraler Baustein des Vorhabens ist ein - BMUB/UBA-Workshop unter Einbeziehung wichtiger Akteure des Bundes und der Länder.

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