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Von Blockchain über Raumfahrt bis virtuellen Welten

Seit einigen Jahren führt das Umweltressort Horizon Scanning Prozesse durch, um neu aufkommende Veränderungen zu identifizieren, die maßgebliche Auswirkungen auf den Umwelt- und Nachhaltigkeitsbereich haben könnten und jenseits der Mainstream-Diskurse in Wissenschaft und Medien liegen. Ziel des Projektes war es, möglichst frühzeitig zukünftige Chancen und Risiken sowie mögliche Handlungsoptionen für die Umweltpolitik abzuleiten und neue Umweltforschungsbedarfe zu identifizieren. Im vorliegenden Bericht sind die Ergebnisse des Horizon Scannings veröffentlicht. Die zehn Themen mit besonderer Relevanz erstrecken sich von Distributed Ledger Technologien und Virtual und Augmented Reality, über die staatliche und private Raumfahrt bis hin zur Bioinspirierten Architektur- und Siedlungsentwicklung, als auch alternativen Lebenskonzepten und gesellschaftlicher Spaltung. Das Thema Künstliche Intelligenz im Umweltbereich wurde ebenfalls im Horizon Scanning Prozess als besonders relevant für das Umweltressort identifiziert und ist in einer gesonderten Studie analysiert und veröffentlich worden. Quelle: https://www.umweltbundesamt.de

Machbarkeitsstudie für eine Registerarchitektur mit Distributed Ledger Technologie

Alle bekannten Emissionshandelsregister sind derzeit als Anwendungen auf der Basis von relationalen Datenbanken realisiert. Bei den Verhandlungen zur Umsetzung des Pariser Klimaabkommens (PA) wurde mehrfach die Nutzung der Blockchain-Technologie für die Verwaltung von ITMOS ins Spiel gebracht. Auch das UN-Klimasekretariat hat sich daraufhin mit der Technologie beschäftigt, ohne abschließend dazu Stellung zu nehmen. Vor diesem Hintergrund stellt die vorgeschlagene Lösungsarchitektur dieser Machbarkeitsstudie dar, wie heutige Rollen und Prozesse des Unionsregisters in DLT abgebildet werden können, ohne die bestehende Nutzererfahrung der verschiedenen Stakeholder wesentlich zu verändern. Das Unionsregister eignet sich deshalb am besten, weil es das am längsten realisierte und funktionierende Emissionshandelsregister ist, welches im bislang umfangreichsten Emissionshandelssystem, dem EU ETS, ein Kernelement darstellt. Hierbei bilden der Einsatz von sogenannten Smart Contracts und das Verknüpfen von Schlüsselpaaren zu bestehenden Accounts das Fundament. Die gewählte Architektur bietet wesentliche Vorteile gegenüber bereits bestehenden Architekturen, so z.B. die leichte Anbindbarkeit von Handelsplattformen über Smart Contracts oder der Einsatz von Wallets anstatt einer Browserschnittstelle für den Zugriff auf das Emissionshandelsregister. Darüber hinaus wird argumentiert, wie DLT wesentliche Vorteile beim Handel und bei der Identitätsverwaltung erschließen kann. Im Kern wurde festgestellt, dass ein Emissionshandelsregister wie das Unionsregister sich in DLT implementieren lässt. Dabei können gleichzeitig entscheidende Nachteile anderer DLT-Systeme (z.B. extrem hoher Stromverbrauch des Bitcoin Netzwerkes) vermieden werden. Bestimmte Blockchains bieten zudem eine schnellere, günstigere und komplexere Verbindung mit anderen ähnlichen Blockchains. Dies bietet perspektivisch effiziente Mittel und Wege zur Verbindung von verschiedenen Emissionshandelssystemen. Quelle: Forschungsbericht

Shaping sustainable digitisation

Digitisation is not only transforming our society it is also having an impact on the environment: On the one hand, digitisation can improve the state of the environment for example through digitally optimised production processes. On the other hand, negative environmental rebound effects can arise, like a higher demand for internet-enabled products from which an increase in usage of resources and energy during production processes results. With this impulse paper, UBA shows where digitisation can create opportunities and challenges for environmental policy. In doing so, UBA aims to help shape digitisation in line with the guiding principle of sustainability. Source: www.umweltbundesamt.de

Peer-to-Peer Energietransaktionen mittels Blockchain

Das Projekt "Peer-to-Peer Energietransaktionen mittels Blockchain" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Dr. Langniß Energie & Analyse durchgeführt. Mit C/sells soll - bildhaft gesprochen - ein am Sonnenlauf von Bayern im Osten über Baden-Württemberg bis nach Hessen im Nordwesten orientiertes, zellulär strukturiertes Energiesystem entstehen - der Ost-West Solarbogen. Energiebereitstellung, -nutzung, -verteilung, -speicherung und weitere Infrastrukturdienstleistungen werden innerhalb der einzelnen Zellen, z.B. Liegenschaften, Quartiere und Städte, nach dem Subsidiaritätsprinzip möglichst weitgehend autonom optimiert. Die Vernetzung der Zellen zu einem Verbund erlaubt darüber hinaus gemeinschaftliches Handeln für eine sichere und robuste Energieinfrastruktur. Im Rahmen dieses Teilvorhabens wird die Dr. Langniß - Energie & Analyse (LEA) die Open-Source-Soft- und Hardware OLI zur Peer-to-Peer-Kommunikation (P2P), Koordination und zum Energieaustausch auf der Basis von Blockchain (Ethereum) weiterentwickeln und pilotieren. Damit wird es möglich, Verbrauch und Erzeugung kleinräumig auszugleichen sowie dabei kleinteilige lokale und regionale Flexibilitäten zu aktivieren. Mit der Formulierung und Pilotierung der Blockchain in den beschriebenen Anwendungen werden auch wichtige Hinweise für die Standardisierung der Blockchains zwecks Markt- und Netzkommunikation gegeben. Aus den Erfahrungen mit den Piloten und Demonstratoren lassen sich auch mögliche, notwendige bzw. wünschenswerte Weiterentwicklungen der Regulierung ableiten. Ziel ist es darüber hinaus, die Blockchain-Technologie möglichst umfassend mit anderen Partnern in anderen Zellen von C/sells umzusetzen.

Teilvorhaben: Grundlagenstudie zur Etablierung von Smart Energy Communities bei kleinen Energieerzeugern und Energiegenossenschaften

Das Projekt "Teilvorhaben: Grundlagenstudie zur Etablierung von Smart Energy Communities bei kleinen Energieerzeugern und Energiegenossenschaften" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Energieforen Leipzig GmbH durchgeführt. Ziel des Teilvorhabens ist es eine Studie zu erstellen, die sowohl die Stakeholder Analyse als auch die Potentialanalyse von kleinen Energieerzeugern und Energiegenossenschaften abdeckt. Die Ergebnisse werden in einer Zukunftsstudie zusammengefasst. Besonderheit der Studie ist der Fokus auf den potentiellen Einsatz der Blockchain uns Smart Contract Technologe. Weiteres Ziel ist der Aufbau eines Austauschkreises von Stakeholdern in dessen Rahmen regelmäßig neue und aktuelle Entwicklungen aus dem Projekt SMECS besprochen werden um damit gezieltes Feedback für die Entwicklungspartner geben zu können.

GameOpSys: Gamification für die Optimierung des Energieverbrauchs von Gebäuden und übergeordneten Systemen

Das Projekt "GameOpSys: Gamification für die Optimierung des Energieverbrauchs von Gebäuden und übergeordneten Systemen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von dwh GmbH durchgeführt. Eine zentrale Herausforderung zukünftiger Energiesysteme besteht darin, die verfügbare Energie mit der Nachfrage örtlich, zeitlich und quantitativ abzustimmen. Dieser Übergang zu nachhaltigen Systemen setzt Politik, Stadtplaner, Energielieferanten und Netzbetreiber zunehmend unter Druck. In den letzten Jahrzehnten hat die Forschung und Entwicklung (F&E) im Bereich von Gebäudestandards und Gebäudeeffizienz sowie im Bereich von Heizung, Lüftung und Klimatechnik (HLK) Systemen große Fortschritte erzielt; es ist mit keinen Breakthroughs mehr zu rechnen. Die Partizipation der NutzerInnen sowie die Nutzbarmachung von neuen Daten- und Informationsquellen zeigt jedoch noch ein großes Potential für die Energieoptimierung und Planung von Gebäuden, Quartieren und übergeordneten Energiesystemen. Zentrales Ziel des Projektes GameOpSys ist die Entwicklung einer mobilen Anwendung, welche durch Partizipation des Nutzers und der Nutzerin via Gamification nutzbare Daten und Informationen zur eigenen Kosten- und Energieoptimierung (Strom und Wärme) generiert. Die Kombination von diesen Daten mit Smart-Home Anwendungen und Internet of Things ermöglicht das übergeordnete Ziel zu erreichen: die sektorübergreifende Energieoptimierung und verbesserte Planung von Gebäuden, Quartieren und übergeordneten Energiesystemen. Der transdisziplinäre Ansatz des Projektes hat folgenden Innovationsgehalt gegenüber bestehenden Konzepten und Dienstleistungen: (i) Das Potential der Nutzerpartizipation durch Gamification sowie die Nutzbarmachung von Daten und Informationen wird durch die Integration von mathematischen und computational Methoden in die mobile Anwendung signifikant erhöht. Während relevante Technologien und Entwicklungen (z.B. PEAKapp) auf vereinfachten Modellen (z.B. auf ökonomischen Zeitreihenanalysen) basieren, hat die Integration von detaillierten physikalischen und datengetriebenen Modellen (maschinelles Lernen) in Kombination mit ausgefeilten Optimierungsmethoden signifikante Vorteile: Der Energieverbrauch, Kosten oder Emissionen können basierend auf der Lösung eines dynamischen Optimierungsproblems für die nächsten Stunden und Tage minimiert werden. Dabei können dynamische Effekte und Trägheiten wie die Bauteilaktivierung für Heizung und Kühlung berücksichtigt werden. Der User kann - optional in Verbindung mit Smart-Home Anwendungen - beispielsweise Setpoints für Raumtemperaturen oder Einsatzzeiträume für Haushaltsgeräte definieren. Der Energieversorger hat die Möglichkeit durch Incentives und Reward-Systeme den Prozess der Optimierung zu beeinflussen. (ii) Sozialpsychologische Erkenntnisse des Nutzerverhaltens sind integraler Bestandteil der Entwicklung und (iii) innovative Marktkonzepte (Blockchain etc.) werden berücksichtigt. Die Anwendung wird hinsichtlich ihrer kommerziellen Weiterentwicklung auf maximale Flexibilität hin implementiert (App-ready, basierend auf Rapid Prototyping Methoden). (Text gekürzt)

SonnWende+: Effizienter Lösungen für Photovoltaik-Energiemanagement basierend auf Blockchain-Technologie

Das Projekt "SonnWende+: Effizienter Lösungen für Photovoltaik-Energiemanagement basierend auf Blockchain-Technologie" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von AIT Austrian Institute of Technology GmbH durchgeführt. Das Projekt analysiert Blockchain-Technologie im Kontext erneuerbarer elektrischer Einspeisung und Flexibilit im Innovationslabor 'Energie Innovation Cluster Südburgenland'. Ziel ist die Erforschung neuer und effizienter Lösungen für Energiemanagement-Services und Energiehandel auf regionaler Ebene. Innovative Methoden für die Maximierung des Photovoltaik-Eigenverbrauchs auf Gemeindeebene werden dabei entwickelt. Gemeinsam mit den Partnern des Innovationslabors soll ein Ökosystem geschaffen werden, in denen Nachfrager und Anbieter von Energiedienstleistungen in Co-Creation-Prozessen neue Lösungen für PV-Strom-Eigenoptimierung auf Mehrfamilienhaus- bzw. Gemeindeebene entwickeln und testen können.

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