Das Projekt "Numerische Simulation der Dynamik von Flüssigschlick (MudSim)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bundesanstalt für Wasserbau durchgeführt. Problemstellung und Ziel: In vielen Bereichen der Deutschen Küste führt eine zunehmende Verschlickung von Häfen, Hafenzufahrten und Teilabschnitten der Ästuare zu hohen Unterhaltungskosten. Besonders in strömungsberuhigten Zonen akkumuliert der Schlick und konsolidiert letztendlich. Diese konsolidierten Schlickschichten sind nur mit hohem Aufwand zu mobilisieren oder abzutragen. Fragestellungen des Suspensionstransports werden mit hydrodynamischen numerischen Modellverfahren untersucht. Die derzeitig etablierten und erprobten Modellverfahren sind jedoch kaum in der Lage die Dynamik von Flüssigschlick (fluid mud, hochkonzentrierte Schlicksuspension) zu simulieren. Dies begründet sich in den besonderen rheologischen Eigenschaften von Flüssigschlick. Das Fließverhalten von Flüssigschlick entspricht nicht einem Newtonschen Fluid, wie Klarwasser. Jedoch basieren die hydrodynamischen numerischen Modelle in der Regel auf diesem Ansatz. In diesem Forschungsprojekt soll daher ein bestehendes und bewährtes hydrodynamisches Modellverfahren für die Simulation von Flüssigschlick erweitert werden. Bedeutung für die WSV: Mit Hilfe des Verfahrens MudSim sollen zukünftig erforderliche Maßnahmen auch in ihrer Wirkung auf Schlicktransport und Schlickakkumulation untersucht werden können, um Bau- und Unterhaltungsmaßnahmen im Hinblick auf die Minimierung dieser Prozesse ausrichten zu können. Zudem sollen hiermit bestehende und zukünftige Managementstrategien zur Umlagerung und Unterbringung hoch konzentrierter Schlicksuspensionen und konsolidierter Schlicke verbessert werden. Untersuchungsmethoden: Grundlegend für die Entwicklung neuer Methoden zur numerischen Simulation von Flüssigschlick sind die Erforschung rheologischer Eigenschaften und die Bestimmung der charakterisierenden Parameter zur Beschreibung von Flüssigschlick. Einer der wichtigsten charakterisierenden Parameter für das Verhalten von Flüssigschlick ist der Feststoffgehalt, bzw. die dazu proportionale Dichte. Dieser Parameter wird für die numerische Modellierung genutzt, indem der Wasserkörper und die Schlicksuspension in Schichten gleicher Dichte unter Annahme einer stabilen Schichtung unterteilt werden. Diese Schichten gleicher Dichte, Isopyknen, bilden die vertikale Diskretisierung im Modell. Jeder Isopykne wird ein bestimmtes rheologisches Verhalten (Newtonsches, nicht-Newtonsches Fluid) zugeordnet. Der konzeptionelle isopyknische Modellansatz ist besonders für die Modellierung stark geschichteter Strömungen geeignet. Das isopyknische Modell ist um die entscheidenden Transportprozesse wie Deposition, Konsolidierung, Entrainment und Fluidisierung sowie um rheologische Ansätze für Schlicksuspensionen zu erweitern. Die Rheologie von Flüssigschlick wird über den Spannungstensor im Modell realisiert. Durch rheometrische Laboruntersuchurigen werden Zusammenhänge von Schubspannung und Scherrate sowie Viskosität und Scherrate in Abhängigkeit von der Suspensionskonzentration ermittelt. usw.
Das Projekt "Teilvorhaben 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von GWS Gesellschaft für wirtschaftliche Strukturforschung mbH durchgeführt. GRETCHEN untersucht den Einfluss des Policy Mixes auf technologischen und strukturellen Wandel bei erneuerbaren Stromerzeugungstechnologien. Hierzu kombiniert GRETCHEN Elemente der Umwelt- und Innovationsökonomie und arbeitet mit einem Multi-Methoden-Ansatz. GRETCHEN beginnt mit der Konzeptionalisierung und Operationalisierung des Policy Mixes (Arbeitspaket AP 1) und führt im Anschluss daran empirische Analysen auf drei Ebenen durch: Auf der Mikro-Ebene (AP 2) werden die firmenspezifischen Auswirkungen des Policy Mixes mit Hilfe von Umfragen und Patentdaten untersucht. Auf der Meso-Ebene (AP 3) misst das Projekt die Auswirkungen des Policy Mixes auf das sektorale Innovationssystem im Bereich der Energie. Außerdem werden die technologischen Subsysteme für Photovoltaik in Deutschland und China in Bezug auf ihre Marktstruktur und ihre Einflüsse auf die industrielle Entwicklung analysiert. Ziel von AP 4, auf das sich die GWS konzentriert, ist eine umfassende empirische Analyse des Einflusses des Policy Mixes auf den technologischen und strukturellen Wandel auf der Makro-Ebene. Dazu wird das globale makro-ökonomische Input-Output-Modell GINFORS verwendet. In Modellanalysen wird der Einfluss verschiedener Politiken auf Wohlfahrt (Bruttoinlandsprodukt und Beschäftigung) sowie die Umwelt untersucht.
Das Projekt "Teilvorhaben 4: Landwirtschaft und Umwelt" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Wassergut Canitz GmbH durchgeführt. Ziel des Verbundvorhabens WERTvoll ist die modellhafte Entwicklung einer Stadt-Land-Partnerschaft, die auf kooperativen Landnutzungsstrategien aufbaut, am Beispiel der Stadt Leipzig sowie vier Umlandgemeinden im Muldenland. Das Vorhaben hat vier inhaltliche Schwerpunkte: 1. Gesunde und regionale Nahrungsmittel für die Metropole Leipzig 2. Grund- bzw. Trinkwasserqualität der Metropole Leipzig 3. Klimaschutz durch optimierte Ressourcenbewirtschaftung und verknüpfte Stoffströme 4. Reduzierung der Flächenumwidmung durch produktionsintegrierte Kompensation (PIK) Das Vorhaben legt besonderen Wert auf die Einbindung der unterschiedlichen Akteursgruppen. Ziele des Verbundvorhabens sind die Belebung der Nachfrage nach regionalen Produkten durch Verbesserung der Zusammenarbeit der Akteure (u.a. kommunale Unternehmen, Landwirte) die ökologische und trinkwasserschutzgerechte Bewirtschaftung in Verbindung mit Qualitätszielen im Sickerwasser und Humusaufbau auf den Äckern sowie die Etablierung von produktionsintegrierte Kompensationsmaßnahmen zur Reduzierung des Flächenverbrauchs. Hauptforschungsfragen sind: Welche Potenziale und Märkte können durch eine partnerschaftliche Gestaltung bei der Nutzung der Ressource Land erschlossen werden? Wie können Landnutzung und Ökosystemleistungen in einer Stadt-Land-Partnerschaft synergetisch miteinander verknüpft werden? Welche ökonomischen, ökologischen und sozialen Wohlfahrtseffekte entstehen hierbei? .
Das Projekt "Schutz der Wälder unter globaler Biodiversitäts- und Klimapolitik, Teilprojekt 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Freiburg, Institut für Geo- und Umweltnaturwissenschaften, Professur für Landespflege durchgeführt. (...) Die Entwicklung von Anreizsystemen zur Vermeidung von Emissionen aus Entwaldung und Degradierung in Entwicklungsländern (REDD) ist eines der wichtigsten Themen im aktuellen Verhandlungsprozess der Klimarahmenkonvention der Vereinten Nationen (UNFCCC) für ein Kyoto-Folgeabkommen nach 2012. Dieser Mechanismus sieht vor, dass Gelder, die von CO2-Emittenten in Industrieländern bezahlt werden, in Waldprojekte in Entwicklungsländern investiert werden. REDD soll somit Emissionen aus der Verbrennung fossiler Brennstoffe ausgleichen. Darüber hinaus wird der Mechanismus als viel versprechender Weg angesehen, Entwicklungsländer in die internationale Klimapolitik zu integrieren. (...) Darüber hinaus sind positive Auswirkungen auf die sozioökonomische Situation lokaler und indigener Bewohner der Waldgebiete möglich. Jedoch generiert ein allein auf die Reduktion von Emissionen basierender REDD-Mechanismus diese sog. co-benefits nicht automatisch. Wenn die Menschen, deren Lebensunterhalt direkt oder indirekt von der Nutzung der Waldressourcen abhängt, nicht von REDD profitieren, sind räumliche und zeitliche Verlagerungen von Entwaldung, eine weitere Zunahme von illegalem Holzeinschlag und Walddegradierung zu befürchten. Eine große Herausforderung in der Ausgestaltung des REDD-Mechanismus wird somit die Regelung der Zusammenarbeit von der lokalen bis hin zur internationalen Ebene sein. (...) Vor diesem Hintergrund verfolgt das Projekt das grundsätzliche Ziel, die potentiellen Risiken verschiedener REDD-Optionen mit Blick auf das CBD-Ziel zum Schutz der Biodiversität der Wälder und die Situation lokaler und indigener Bevölkerungsgruppen zu analysieren. Darauf aufbauend soll eine gute fachliche Praxis für die Implementierung von REDD in Bezug auf Klima-, Biodiversitäts- und Entwicklungsziele formuliert werden. Dabei wird das Thema von zwei Seiten aus angegangen. Teilprojekt 1 (TP1) analysiert und bewertet die Waldschutzstrategien auf der Ebene internationaler Politikregime - also aus der 'Top-Down-Perspektive. Das am Institut für Landespflege bearbeitete Teilprojekt 2 (TP2) soll mit seinem 'Bottom-Up-Ansatz die Frage beantworten, wie auf der konkreten Projektebene die Klimaschutzziele unter Sicherstellung von Biodiversitäts- und Entwicklungszielen erreicht werden können. Die Untersuchungen in TP2 basieren auf der Analyse von REDD-Pilotprojekten (z.B. in Madagaskar, Indien, Äthiopien oder Bolivien) in Bezug auf ihre Zielsetzungen und den Umsetzungsprozess. Am Anfang des Projektes steht eine ausführliche Literaturrecherche und Analyse des bestehenden Wissens. Innerhalb dieser Projektphase soll im Rahmen von TP2 ein Kriterienkatalog erstellt werden, anhand dessen eine Auswahl geeigneter Projektregionen, 'demonstration activities und REDD-Pilotprojekte für die durchzuführenden Fallstudien erfolgen soll. Diese Fallstudien werden im zweiten und dritten Projektjahr durchgeführt werden und umfassen Felduntersuchungen und Interviews mit Akteuren vor Ort. Etc.
Das Projekt "Wirtschaftliche Vorteile der EU Ecodesign-Richtlinie" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Ecofys Germany GmbH durchgeführt. Die EU Ecodesign-Richtlinie hat das Ziel, die Umweltauswirkungen mit dem Schwerpunkt Energieverbrauch von in der EU verkauften Produkten zu reduzieren. Für die niederländische Umweltorganisation Natuur en Milieu hat Ecofys das mit der Richtlinie verbundene Umweltschutz- und Wirtschaftspotenzial ermittelt. Die Umsetzung der EU Ecodesign-Richtlinie würde jährliche Einsparungen von bis zu 600 TWh Strom und 600 TWh Wärme im Jahr 2020 einbringen. Zusätzlich zu dem Nutzen für die Umwelt zeigt die Studie wichtige wirtschaftliche Vorteile auf wie: - Nettoeinsparungen für europäische Verbraucher und Unternehmen von 90 Mrd. Euro pro Jahr (1 Prozent des europäischen BIP) im Jahr 2020 - Durch Reinvestition dieser Einsparungen in andere Wirtschaftssektoren könnten eine Million Arbeitsplätze geschaffen werden - Die Abhängigkeit von Energieimporten könnte für Erdgas um 23 Prozent bzw. für Kohle um 37 Prozent verringert werden. Dieses hätte zur Folge, dass die EU Erdgasimporte aus Russland um die Hälfte kürzen und auf die Einfuhr von Kohle aus Russland ganz verzichtet werden könnte.
Das Projekt "Teilprojekt 2: Entwicklung und Analyse konzeptioneller Lösungen aus dem Vertrags- und Marktdesign" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung e.V. durchgeführt. Dynamische Strompreise und intelligente Netze sind essenziell für eine CO2-neutrale Stromproduktion. Die großflächige Integration volatiler erneuerbarer Energien braucht Konsumenten, die Ihren Verbrauch an aktuelle Strompreise anpassen - speziell bei zunehmender Sektorkopplung. Dynamische Preise gelten als zielführend, wurden aber bislang kaum umgesetzt. Dies ändert sich durch den technischen Fortschritt. Zentrales Hindernis bleibt die Nutzerakzeptanz, die oft auf Basis nicht-monetärer Abwägungen und irrationaler Muster entscheiden und somit dynamische Tarife ablehnen. Zur Hebung der Effizienzpotenziale von dynamischen Preisen - insbesondere mit Blick auf mehr Wind- und Solarstrom - zielt BeSmart darauf ab, ökonomische und rechtliche Lösungen zur Akzeptanzsteigerung entwickeln. Dazu vereint das Projekt Verhaltens-, Experimental- und Rechtsökonomie. Grundlage ist die Konzeption eines analytischen Verhaltensmodells zur Stromtarifwahl von Verbrauchern, dass auch die Analyse von rechtlichen Barrieren sowie die Erforschung eines adäquaten Vertragsdesigns erlaubt. Zudem wird eine Umfrage mit integriertem Experiment zur Erhebung von Präferenzen für Tarifcharakteristika bzw. Reaktionen auf Anreize durchgeführt. Schließlich erfolgt eine numerische Anwendung des Modells zur Simulation von marktgleichgewichten basierend auf Marktdaten und Umfrageergebnissen. Dadurch können Eingriffe zur Beseitigung einer nicht-optimalen Tarifwahl bewertet werden. BeSmart verfolgt das Ziel, exzellente Forschung und Anwendung zu vereinen, was durch Kooperation mit einem transdisziplinären Begleitkreis erreicht wird. Dieser umfasst Stadtwerke, Energieunternehmen, Verbraucherorganisationen sowie nationale und internationale Universitäten. Die interdisziplinäre Ausrichtung des Teams, die angestrebte Zusammenarbeit mit den Partnern sowie die Kombination verschiedener Methoden soll anwendungsorientierte Forschung bereitstellen, um dynamische Preise und somit die Klimaziele voranzubringen.
Das Projekt "Teilvorhaben 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität zu Kiel, Institut für Volkswirtschaftslehre durchgeführt. Das Ziel dieses Projektes ist es, Methoden der experimentellen Ökonomie und der angewandten allgemeinen Gleichgewichtsmodellierung (CGE) zu verbinden, um zu untersuchen, wie sich die Entscheidungsträger in sozialen Dilemma-Situationen mit kollektiven Risiken wie Klimawandel verhalten. Ziel ist es, Erkenntnisse zu gewinnen, die für die internationalen Klimaverhandlungen von Bedeutung sind. Eine Kernfragestellung ist dabei, welche Faktoren internationale Kooperation bei Klimaverhandlungen begünstigen bzw. sich nachteilig auswirken und wie bestimmte Faktoren mit einander interagieren. Die Arbeit ist in fünf Module unterteilt. Zunächst werden die Experimente zur Untersuchung der Rolle der Kommunikation, der Rolle von Asymmetrien und der Rolle von Anreizmechanismen konzipiert. Zweitens werden Experimente mit Studenten der Universität Kiel durchgeführt. Drittens werden Experimente mit den Teilnehmern des Global Economic Symposiums, also realen Entscheidungsträgern durchgeführt. Viertens werden die Ergebnisse der Experimente analysiert. Insbesondere wird der Einfluss bestimmte Faktoren, wie die Art der Kommunikation, Rolle von Asymmetrien, und Möglichkeit der Sanktionierung untersucht. Abschießend, aufbauend auf den Ergebnissen der experimentellen Teile, wird die Implementierung von alternativen Ermutigungs- und Sanktionsmechanismen in ein klimapolitisches Abkommen mittels eines CGE-Modell simuliert, um Wohlfahrtseffekte auf die verschiedenen Länder zu berechnen.
Das Projekt "Teilvorhaben 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Institut für Weltwirtschaft durchgeführt. Das Ziel dieses Projektes ist es, Methoden der experimentellen Ökonomie und der angewandten allgemeinen Gleichgewichtsmodellierung (CGE) zu verbinden, um zu untersuchen, wie sich die Entscheidungsträger in sozialen Dilemma-Situationen mit kollektiven Risiken wie Klimawandel verhalten. Ziel ist es, Erkenntnisse zu gewinnen, die für die internationalen Klimaverhandlungen von Bedeutung sind. Eine Kernfragestellung ist dabei, welche Faktoren internationale Kooperation bei Klimaverhandlungen begünstigen bzw. sich nachteilig auswirken und wie bestimmte Faktoren mit einander interagieren. Die Arbeit ist in fünf Module unterteilt: Zunächst werden die Experimente zur Untersuchung der Rolle der Kommunikation, der Rolle von Asymmetrien und der Rolle von Anreizmechanismen konzipiert. Zweitens werden Experimente mit Studenten der Universität Kiel durchgeführt. Drittens werden Experimente mit den Teilnehmern des Global Economic Symposiums, also realen Entscheidungsträgern durchgeführt. Viertens werden die Ergebnisse der Experimente analysiert. Insbesondere wird der Einfluss bestimmte Faktoren, wie die Art der Kommunikation, Rolle von Asymmetrien, und Möglichkeit der Sanktionierung untersucht. Abschießend, aufbauend auf den Ergebnissen der experimentellen Teile wird die Implementierung von alternativen Ermutigungs- und Sanktionsmechanismen in ein klimapolitisches Abkommen mittels eines CGE-Modell simuliert, um Wohlfahrtseffekte auf die verschiedenen Länder zu berechnen.
Das Projekt "Resiliente naturbasierte Lösungen für Städte und Gemeinden" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Ecologic Institut gemeinnützige GmbH durchgeführt. Naturbasierte Lösungen (NbS) beziehen sich auf die nachhaltige Bewirtschaftung und Nutzung der Natur zum Schutze des Klimas und der Biodiversität und zur Bewältigung sozio-ökologischer Herausforderungen. Liegt bei NbS der Fokus auf Anpassung an den Klimawandel, ist oft auch von ökosystembasierter Anpassung (EbA) die Rede. Diese Art von naturbasierten Lösungen tragen dazu bei, die Resilienz von Gesellschaften und Ökosystemen gegenüber Klimawandelfolgen zu stärken. Der gesamtgesellschaftliche Nutzen solcher Maßnahmen wurde in diversen Studien dargestellt. (z.B. TEEB Deutschland, EEA). In der kommunalen Praxis in Deutschland werden NbS jedoch bisher (jenseits von vereinzelten Modellprojekten) nur selten realisiert. Entscheidungsträger*innen benötigen leicht zugängliche Argumente, die den erweiterten Nutzen von NbS konkret für Städte und Gemeinden darstellen. Ziel des Vorhabens ist es, diese Argumente zu identifizieren, aufzubereiten und in einer praktischen Anwendung zu bündeln. Neben der Stärkung der kommunalen Klimaresilienz, werden auch klassische Umweltschutzaspekten sowie gesellschaftlicher Nutzen einbezogen. Beispiele für mögliche Dimensionen: Ressourcenverbrauch, Biodiversität, Wasserhaushalt, Mikroklima, Verteilungswirkung und gesamtwirtschaftliche Wohlfahrtseffekte (angelehnt an Vorhaben 'Politikinstrumente Klimaanpassung' FKZ 3716 48 1000) Im Ergebnis zeigt das Vorhaben, wie öffentliche Gelder mittels NbS gesamtgesellschaftlich effizient investiert werden können. Dies umfasst auch Ansätze zur Quantifizierung des Nutzens von NbS (Auf Basis von Sekundärforschung). Die Anwendung wird in enger Zusammenarbeit mit kommunalen Entscheidungsträger*innen transdisziplinär entwickelt (Co-Design). Dabei kann teilweise auf bestehende Netzwerke im Rahmen der Deutschen Anpassungsstrategie zurückgegriffen werden.
Das Projekt "Langzeitwirkungen von erhoehten Kohlendioxidkonzentrationen auf landwirtschaftliche Kulturpflanzen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Gießen, Fachbereich 08 Biologie, Chemie und Geowissenschaften, Institut für Pflanzenökologie (Botanik II) durchgeführt. Im Rahmen des gleichnamigen Verbundprojektes werden am Institut fuer Pflanzenoekologie Weizen (Triticum aestivum L. cv. Nandu) und Gerste (Hordeum vulgare L. cv. Alexis) in Open-top Kammern unter verschiedenen CO2, Ozon- und Naehrstofflevels angezogen, um deren Wirkungen und Interaktion auf Wachstum, Ertrag, Gaswechsel, Allokation, Naehrstoffverhaeltnisse und Qualitaet zu messen.
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