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Innovationsforum 'Power to Gas to Power' (PGP)

Das Projekt "Innovationsforum 'Power to Gas to Power' (PGP)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von DBI - Gastechnologisches Institut gGmbH Freiberg durchgeführt. Die Bundesregierung favorisiert in ihrem aktuellen Energiekonzept die Stromerzeugung aus Wind- und Solarenergie. Um die ehrgeizigen Ziele bis 2050 erreichen zu können, bedarf es in Folge der Leistungsschwankungen einer Lösung zur Nutzung des Überschussstromes. Ein gangbarer Weg ist diesen über die Elektrolyse in Wasserstoff umzuwandeln und das gewonnene H2 im Untergrund zu speichern. Unter Nutzung von CO2 aus Produktionsprozessen oder aus Betriebsspeichern kann über eine Methanisierungsstufe Erdgas erzeugt und ins Transportnetz eingespeist werden. Die gesamte Technologiekette ist bekannt, jedoch noch nicht optimiert. Das vorhandene Know-how soll in einem aufzubauenden Netzwerk gebündelt und die Kompetenzen der Mitwirkenden zum Nutzen der Region erweitert werden. Die DBI Gas- und Umwelttechnik GmbH Leipzig arbeitet dazu eng mit der TU Bergakademie Freiberg und der Brandenburgischen Technischen Universität Cottbus zusammen, die auf den jeweiligen Fachgebieten große Erfahrungen erworben haben. Den Schwerpunkt der Arbeiten bildet die Thematik zum Gastransport und der Gasspeicherung. Zwei weitere Arbeitskreise beschäftigen sich mit der Elektrolyse von H2 und der CO2-Separation sowie der Methanisierung und mit Gaskraftwerken. In den drei Arbeitskreisen wird das Netzwerk aufgebaut und eine zweitägige Fachtagung vorbereitet. Das Vorhaben soll durch eine breite Öffentlichkeitsarbeit begleitet werden, um frühzeitig eine breite Akzeptanz auch bei der Bevölkerung erzielen zu können.

Teilprojekt A

Das Projekt "Teilprojekt A" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forschungszentrum Jülich GmbH, Institut für Energie- und Klimaforschung (IEK), IEK-6: Nukleare Entsorgung und Reaktorsicherheit durchgeführt. Das interdisziplinäre Vorhaben 'iCross' bündelt F+E Expertisen in der Helmholtz Gemeinschaft zu den Themen Nuklear-, Geo-, Biowissenschaften sowie Umweltsimulationen in einem forschungsbereichsübergreifenden Projekt. Dabei werden bislang nicht vollständig verstandene Prozesse von der molekularen Ebene bis zur regionalen Skala untersucht, bewertet und beschrieben. Ziel ist es, gezielt Laborexperimente zu planen und durchzuführen, Parameter abzuleiten, und relevante Abläufe skalenübergreifend mit fortgeschrittenen Simulationsmethoden zu beschreiben ('Upscaling'). Die Validierung der Simulationen erfolgt experimentell, teils in Untertagelabors (URL). Schwerpunkt der Arbeiten in URLs liegt auf Mt. Terri (Tonstein), wo derzeit mit starker deutscher Beteiligung ein neuer Experimentaltunnel entsteht. Weitere Beteiligungen an Experimenten im Grimsel Felslabor (Kristallingestein) sind vorgesehen. Die Arbeiten konzentrieren sich damit auf Wirtsgesteine, die in der Vergangenheit nicht im Fokus der deutschen Endlagerforschung standen. Das Vorhaben gliedert sich in Arbeitspakete: AP 1: Laborexperimente; AP 2: Feldexperimente in URLs; AP 3: Simulation. In AP 3 ist u.a. vorgesehen, Visualisierungswerkzeuge zu entwickeln und zu nutzen, um komplexe Vorgänge anschaulich darzustellen und damit auch der interessierten Öffentlichkeit zugänglich und begreiflich zu machen. Innerhalb des Vorhabens sind intensive Interaktionen zwischen den jeweiligen Arbeitsgruppen erforderlich. In einem weiteren AP erfolgt die Abstimmungen zwischen den APs. Ein weiterer Fokus liegt auf der Einbindung und Vernetzung junger Wissenschaftler/innen. Das hier beantragte Projekt ist als Teilprojekt zu verstehen und fokussiert primär auf geowissenschaftliche Fragestellungen im Fernfeld eines Endlagers. Ein zweites Teilprojekt, das sich auch mit Nahfeldprozessen befasst wird von der Helmholtz Gemeinschaft gefördert. Beide Projektteile werden inhaltlich und personell sehr stark verknüpft sein.

Sclerochronologie an Steinkorallen (Chagos Archipel, Zentraler Indischer Ozean, 5 Grad 20 -7 Grad 35 S, 71 Grad 20 -72 Grad 40E)

Das Projekt "Sclerochronologie an Steinkorallen (Chagos Archipel, Zentraler Indischer Ozean, 5 Grad 20 -7 Grad 35 S, 71 Grad 20 -72 Grad 40E)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel (GEOMAR), Forschungsbereich 1: Ozeanzirkulation und Klimadynamik, Forschungseinheit Paläo-Ozeanographie durchgeführt. Die im Rahmen der internationalen Chagos-Expedition (zentraler indischer Ozean) gewonnenen Porites-Kerne werden hochauflösend geochemisch untersucht. Zudem werden wir ergänzende Untersuchungen an zwei ausgewählten Kernen aus dem westlichen Indischen Ozean durchführen. Eine Synthese dieser paläoklimatischen Proxy-Daten mit den vorhandenen instrumentellen Datensätzen soll unser Verständnis der ENSO/Monsun-Dynamik wesentlich verbessern. Ein besonderer Schwerpunkt dieser Arbeit liegt dabei auf der dekadischen, interdekadischen und sekularen Klimavariabilität der Tropen, die mit den vorhandenen instrumentellen Daten nicht ausreichend verstanden werden kann. Das Standardproxy d180 des Korallenskeletts überliefert sowohl ozeanographische (Oberflächenwassertemperatur = SST), als auch meteorologische Signale (Niederschlag). Eine Kombination mit dem temperatursensitiven Sr/Ca-Verhältnis ermöglicht, den jeweiligen Einfluss von SST und Niederschlag auf das d180-Signal zu erfassen. Dadurch können wir das Zusammenspiel von Monsun und ENSO im Indischen Ozean während der letzten 150 Jahre sehr genau rekonstruieren. Der Vorantrag hatte einen Abschlussvermerk.

Teilprojekt C

Das Projekt "Teilprojekt C" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Sondervermögen Großforschung, Institut für Nukleare Entsorgung (INE) durchgeführt. Das interdisziplinäre Vorhaben 'iCross' bündelt F+E Expertisen in der Helmholtz Gemeinschaft zu den Themen Nuklear-, Geo-, Biowissenschaften sowie Umweltsimulationen in einem forschungsbereichsübergreifenden Projekt. Dabei werden bislang nicht vollständig verstandene Prozesse von der molekularen Ebene bis zur regionalen Skala untersucht, bewertet und beschrieben. Ziel ist es, gezielt Laborexperimente zu planen und durchzuführen, Parameter abzuleiten, und relevante Abläufe skalenübergreifend mit fortgeschrittenen Simulationsmethoden zu beschreiben ('Upscaling'). Die Validierung der Simulationen erfolgt experimentell, teils in Untertagelabors (URL). Schwerpunkt der Arbeiten in URLs liegt auf Mt. Terri (Tonstein), wo derzeit mit starker deutscher Beteiligung ein neuer Experimentaltunnel entsteht. Weitere Beteiligungen an Experimenten im Grimsel Felslabor (Kristallingestein) sind vorgesehen. Die Arbeiten konzentrieren sich damit auf Wirtsgesteine, die in der Vergangenheit nicht im Fokus der deutschen Endlagerforschung standen. Das Vorhaben gliedert sich in Arbeitspakete: AP 1: Laborexperimente; AP 2: Feldexperimente in URLs; AP 3: Modellentwicklung, Simulation. In AP 3 ist u.a. vorgesehen, Visualisierungswerkzeuge zu entwickeln und zu nutzen, um komplexe Vorgänge anschaulich darzustellen und damit auch der interessierten Öffentlichkeit zugänglich und begreiflich zu machen. Innerhalb des Vorhabens sind intensive Interaktionen zwischen den jeweiligen Arbeitsgruppen erforderlich. In einem weiteren AP erfolgt die Abstimmungen zwischen den APs. Ein weiterer Fokus liegt auf der Einbindung und Vernetzung junger Wissenschaftler/innen. Das hier beantragte Projekt ist als Teilprojekt zu verstehen und fokussiert primär auf geowissenschaftliche Fragestellungen im Fernfeld eines Endlagers. Ein zweites Teilprojekt, das sich auch mit Nahfeldprozessen befasst wird von der Helmholtz Gemeinschaft gefördert. Beide Projektteile werden inhaltlich und personell sehr stark verknüpft sein.

Teilprojekt 5: Marine Biogeochemie im CESM

Das Projekt "Teilprojekt 5: Marine Biogeochemie im CESM" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bremen, Zentrum für marine Umweltwissenschaften durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist ein Beitrag zum vertieften Verständnis der Rückkopplungen zwischen dem Klimasystem und den biogeochemischen Prozessen im Meer, ihren Mechanismen und ihrem Beitrag zu den Schwankungen der atmosphärischen CO2-Konzentration während der letzten Abschmelzphase, dem Einsetzen der letzten Eiszeit und abrupter Klimaänderungen. Dazu sollen am MARUM transiente Simulationen mit dem Community Earth System Model (CESM) durchgeführt und analysiert werden. Der Schwerpunkt der Arbeiten soll auf dem marinen Kohlenstoffkreislauf liegen.

Teilprojekt E

Das Projekt "Teilprojekt E" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung GmbH - UFZ, Department Umweltinformatik durchgeführt. Das interdisziplinäre Vorhaben bündelt F+E Expertisen in der Helmholtz Gemeinschaft zu den Themen Nuklear-, Geo-, Biowissenschaften sowie Umweltsimulationen in einem forschungsbereichsübergreifenden Projekt. Dabei werden bislang nicht vollständig verstandene Prozesse von der molekularen Ebene bis zur regionalen Skala untersucht, bewertet und beschrieben. Ziel ist es, gezielt Laborexperimente zu planen und durchzuführen, Parameter abzuleiten, und relevante Abläufe skalenübergreifend mit fortgeschrittenen Simulationsmethoden zu beschreiben. Die Validierung der Simulationen erfolgt durch experimentelle, teils in Untertagelabors (URL) durchgeführte, Arbeiten. Schwerpunkt der Arbeiten in URLs liegt auf Mt. Terri (Tonstein), wo derzeit mit starker deutscher Beteiligung ein neuer Experimentaltunnel entsteht. Weitere Beteiligungen an Experimenten im Felslabor Grimsel (Kristallingestein) sind vorgesehen. Die Arbeiten konzentrieren sich damit auf Wirtsgesteine, die in der Vergangenheit nicht im Fokus der deutschen Endlagerforschung standen. Das Vorhaben gliedert sich in Arbeitspakete: AP1: Laborexperimente; AP2: Feldexperimente in URLs; AP3: Modellentwicklung, Simulation. In AP3 ist u.a. vorgesehen, Visualisierungswerkzeuge zu entwickeln und zu nutzen, um komplexe Vorgänge anschaulich darzustellen und damit auch der interessierten Öffentlichkeit zugänglich und begreiflich zu machen. Innerhalb des Vorhabens sind intensive Interaktionen zwischen den jeweiligen Arbeitsgruppen erforderlich. In einem weiteren AP erfolgt die Abstimmung zwischen den APs. Ein weiterer Fokus liegt auf der Einbindung und Vernetzung junger Wissenschaftler/innen. Das hier beantragte Projekt ist als Teilprojekt zu verstehen und fokussiert primär auf geowissenschaftliche Fragestellungen im Fernfeld eines Endlagers. Ein zweites Teilprojekt, das sich auch mit Nahfeldprozessen befasst wird von der Helmholtz Gemeinschaft gefördert. Beide Projektteile werden inhaltlich und personell sehr stark verknüpft sein.

Teilprojekt A: Vernetzung und Synthese

Das Projekt "Teilprojekt A: Vernetzung und Synthese" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Deutsches Institut für Urbanistik gGmbH durchgeführt. Das Deutsche Institut für Urbanistik gGmbH (Difu) führt gemeinsam mit dem ISOE-Institut für sozial-ökologische Forschung sowie der Kommunikationsagentur GRÖSCHEL Branding GmbH das Synthese- und Vernetzungsprojekt Zukunftsstadt (SynVer*Z) durch. SynVer*Z zielt auf eine gleichermaßen inhaltliche, organisatorische, politikberatende wie kommunikative Unterstützung der Forschungsförderung des BMBF rund um die Leitinitiative Zukunftsstadt sowie die Fördermaßnahme 'Nachhaltige Transformation urbaner Räume'. Die vorgelegte Vorhabenbeschreibung legt die Ziele und Arbeiten für eine 2. Förderphase dar. Der Schwerpunkt liegt auf Synthese und Transfer zur Wirkungsverstärkung der BMBF-Stadtforschung insbesondere in die Kommunen hinein. Der vorgelegte Arbeitsplan berücksichtigt die vom BMBF sowie DLR Projektträger ausgesprochenen Anforderungen ebenso wie die sich aus dem Fortschreiten der Zukunftsstadtforschung sowie den Folgen der COVID-19-Pandemie ergebenden notwendigen inhaltlichen Neujustierungen. Das Teilprojekt des Difu fokussiert auf die themen- und disziplinenübergreifende Vernetzung und Synthese der Forschungsförderung rund um die Leitinitiative Zukunftsstadt sowie die Fördermaßnahme 'Nachhaltige Transformation urbaner Räume'. Darüber hinaus hat das Difu die Leitung des Forschungsverbunds SynVer*Z inne.

Teilprojekt D

Das Projekt "Teilprojekt D" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Helmholtz-Zentrum Potsdam Deutsches GeoForschungsZentrum durchgeführt. Das interdisziplinäre Vorhaben 'iCross' bündelt F+E Expertisen in der Helmholtz Gemeinschaft zu den Themen Nuklear-, Geo-, Biowissenschaften sowie Umweltsimulationen in einem forschungsbereichsübergreifenden Projekt. Dabei werden bislang nicht vollständig verstandene Prozesse von der molekularen Ebene bis zur regionalen Skala untersucht, bewertet und beschrieben. Ziel ist es, gezielt Laborexperimente zu planen und durchzuführen, Parameter abzuleiten, und relevante Abläufe skalenübergreifend mit fortgeschrittenen Simulationsmethoden zu beschreiben ('Upscaling'). Die Validierung der Simulationen erfolgt experimentell, teils in Untertagelabors (URL). Schwerpunkt der Arbeiten in URLs liegt auf Mt. Terri (Tonstein), wo derzeit mit starker deutscher Beteiligung ein neuer Experimentaltunnel entsteht. Weitere Beteiligungen an Experimenten im Grimsel Felslabor (Kristallingestein) sind vorgesehen. Die Arbeiten konzentrieren sich damit auf Wirtsgesteine, die in der Vergangenheit nicht im Fokus der deutschen Endlagerforschung standen.

Teilprojekt B

Das Projekt "Teilprojekt B" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Helmholtz-Zentrum Dresden-Roßendorf e.V., Institut für Ressourcenökologie durchgeführt. Das interdisziplinäre Vorhaben 'iCross' bündelt F+E Expertisen in der Helmholtz Gemeinschaft zu den Themen Nuklear-, Geo-, Biowissenschaften sowie Umweltsimulationen in einem forschungsbereichsübergreifenden Projekt. Dabei werden bislang nicht vollständig verstandene Prozesse von der molekularen Ebene bis zur regionalen Skala untersucht, bewertet und beschrieben. Ziel ist es, gezielt Laborexperimente zu planen und durchzuführen, Parameter abzuleiten, und relevante Abläufe skalenübergreifend mit fortgeschrittenen Simulationsmethoden zu beschreiben ('Upscaling'). Die Validierung der Simulationen erfolgt experimentell, teils in Untertagelabors (URL). Schwerpunkt der Arbeiten in URLs liegt auf Mt. Terri (Tonstein), wo derzeit mit starker deutscher Beteiligung ein neuer Experimentaltunnel entsteht. Weitere Beteiligungen an Experimenten im Grimsel Felslabor (Kristallingestein) sind vorgesehen. Die Arbeiten konzentrieren sich damit auf Wirtsgesteine, die in der Vergangenheit nicht im Fokus der deutschen Endlagerforschung standen.

Teilprojekt 12: Beiträge von Raumordnung und Bauleitplanung

Das Projekt "Teilprojekt 12: Beiträge von Raumordnung und Bauleitplanung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Dortmund, Institut für Raumplanung durchgeführt. Ziel des Verbundprojekts ist die wissenschaftliche Begleitung des Wiederaufbaus und die Weiterentwicklung von Schutz-, Vorsorge- und Planungskonzepten zur Stärkung der Resilienz durch die Kombination wasserwirtschaftlicher, raumplanerischer, städtebaulicher und sozialwissenschaftlicher Expertise. Das Teilprojekt TUDO zielt auf die systematische Weiterentwicklung und Integration von Strategien und Maßnahmen zur Stärkung der Resilienz und Klimaanpassung von Starkregen- und Hochwasserbetroffenen Gemeinden in Rheinland-Pfalz und NRW. Dabei zielt das Teilvorhaben der TUDO insbesondere auf die Weiterentwicklung der Berücksichtigung von Hochwasserrisiken in der Raumordnung und der kommunalen Bauleitplanung. Des Weiteren liegt ein weiterer Schwerpunkt des Teilvorhabens auch in der Ermittlung von Verwundbarkeiten von unterschiedlichen Bevölkerungsgruppen und Siedlungsstrukturen einschließlich der Kritischen Infrastrukturen. Diese Forschung bietet wichtige Hinweise darauf, wie man auch außerhalb der gesetzlich festgesetzten Überschwemmungsgebiete neue Schutzkonzepte beim Wiederaufbau stärken kann. Die Hochwasser- bzw. Extremereignisse in der Vergangenheit und der zukünftige Klimawandel sind deutliche Hinweise, dass die Festlegung von Überschwemmungsgebieten auch vor der Herausforderung stetiger Anpassungen derselben steht. Demzufolge müssen auch in Bereichen hinter diesen Gebieten und Grenzlinien Konzepte zur Stärkung der Resilienz und Anpassungsfähigkeit über differenzierte Nutzungsregelungen gestärkt werden, die neben Gefährdungsintensität und Verwundbarkeit auch den Aspekt der Schutzwürdigkeit insbesondere kritischer Infrastrukturen berücksichtigen. Insgesamt liegt der räumliche Schwerpunkt der Arbeiten des Teilprojekts in NRW.

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