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Vergangenheit, Gegenwart und Zukunft von Urbanen Wärmeinseln im Untergrund von China und Deutschland - Konsequenzen für die geothermische Nutzung

Städte haben ihre Wurzeln im Untergrund. Hier befinden sich die Fundamente von Gebäuden und ein wesentlicher Anteil der urbanen Infrastruktur. Zugleich dient der Untergrund als Wasserreservoir und als Quelle für erneuerbare Energie. Ein bisher wenig beachtetes Phänomen sind die sogenannten Urbanen Wärmeinseln im Untergrund (UWIU), die sich oft unbemerkt über Jahrzehnte ausbreiten. Sie reichen häufig über das gesamte Stadtgebiet, in dem erheblich höhere Boden- und Grundwassertemperaturen zu finden sind als in der ungestörten, ländlichen Umgebung. Die Ursachen hierfür sind vielfältig und gerade die langfristige Entwicklung von UWIUs ist noch heute ungeklärt. Um Empfehlungen für eine möglichst proaktive Nutzung des städtischen Untergrunds in der Zukunft zu erstellen, gilt es, die treibenden Prozesse und Faktoren zu ergründen, die UWIUs in verschiedenen Städten verursachen. Das Kernthema dieses Projekts ist, erstmalig die thermischen Bedingungen unter zwei chinesischen und deutschen Städten, Nanjing und Köln, zu vergleichen. Die teilnehmenden Wissenschaftler haben weitreichende Erfahrung in der Erforschung von UWIUs in ihren Ländern und in Vorarbeiten bereits eine umfassende Datenbasis von Boden- und Grundwassertemperaturen gesammelt. Kernziel ist es, diese mit einem neuen gemeinsamen Messprogramm zu aktualisieren und aus der vergangenen und aktuellen Entwicklung der beobachteten UWIUs auf die zukünftige Temperaturentwicklung im Untergrund zu schließen. Dies wird erreicht durch ergänzende Laborversuche und umfassende numerische Simulationen, die insbesondere die zeitliche Entwicklung der Landnutzung berücksichtigen. Die Ergebnisse für die Städte in Deutschland und China werden verglichen und so individuell von gemeinsamen Charakteristiken unterschieden. Auf diese Weise werden allgemeingültige Zusammenhänge erschlossen, die sich auch auf weitere weniger erforschte Städte übertragen lassen und dort Prognosen zur zukünftigen UWIU-Entwicklung ermöglichen.

Model Output Statistics for XIGAZE (55578)

DWD’s fully automatic MOSMIX product optimizes and interprets the forecast calculations of the NWP models ICON (DWD) and IFS (ECMWF), combines these and calculates statistically optimized weather forecasts in terms of point forecasts (PFCs). Thus, statistically corrected, updated forecasts for the next ten days are calculated for about 5400 locations around the world. Most forecasting locations are spread over Germany and Europe. MOSMIX forecasts (PFCs) include nearly all common meteorological parameters measured by weather stations. For further information please refer to: [in German: https://www.dwd.de/DE/leistungen/met_verfahren_mosmix/met_verfahren_mosmix.html ] [in English: https://www.dwd.de/EN/ourservices/met_application_mosmix/met_application_mosmix.html ]

Mikropaläontologische und geochemische Untersuchungen zum Paläoenvironment und Paläoklima des Qaidam-Beckens (Nordwest-China) im Jungkänozoikum

Infolge der langjährigen, intensiven Erdöl-Exploration im Qaidam-Becken wird in den Archiven des Saline Lake Institute Xining eine große Menge erbohrten Kern-Material gelagert, welches prinzipiell ein großes Potential für paläoklimatische Untersuchungen im Quartär Nordwest-Chinas und insgesamt in der nördlichen Hemissphäre darstellt. Die bereits bestehende Kooperation mit Prof. Sun Zhencheng von der University of Petroleum (Peking) ermöglicht uns die Nutzung des vorliegenden Materials, die im Antrag eingeschlossene Informationsreise soll zur Sichtung des Kern-Materials genutzt werden, um zu klären, welches konkrete Material unserer Arbeitsgruppe zur Verfügung steht und wie die Beschaffenheit diesen Materials zu bewerten ist: Fossilreichtum, Erhaltungszustand des Fossilmaterials, Länge der Kernstrecke und der damit erfassten Zeitspanne und Durchgängigkeit der Kernstrecke sowie mögliche Beeinträchtigungen durch die Art der Proben-Lagerung sind zu bewerten. Im Anschluss an die Informationsreise soll dann entsprechend der vorgefundenen Gegebenheit ein Arbeitsprogramm entworfen werden, welches im Falle günstiger Voraussetzungen sowie guter Kooperationsmöglichkeiten mit dem Saline Lake Institute Xining in einen Fortsetzungsantrag bei der DFG münden soll.

UBA schaltet Zertifikate bei acht UER-Projekten nicht frei

Fehlerhafte Zertifikate in Höhe von rund 215.000 Tonnen CO₂ gelangen nicht in den Markt Die intensive und komplexe Aufklärungsarbeit des Umweltbundesamtes (UBA) in Sachen „Upstream Emission Reductions“ (UER) zeigt weitere Erfolge: „Bei acht UER-Projekten in China, bei denen bis zum 31. August 2024 über die Freischaltung entschieden werden musste, werden wir aufgrund von uns ermittelter Unregelmäßigkeiten die beantragten Freischaltungen nicht durchführen. Es werden aus diesen Projekten also keine neuen UER-Zertifikate in den Markt gelangen. Das ist eine gute Nachricht“, sagte UBA-Präsident Dirk Messner. Sein weiteres Fazit ist, dass die reine Begutachtung von UER-Projekten aus der Ferne auf Basis von Satellitenbildern oder die Papier-Prüfung der von Projektträgern eingereichten Berichte oftmals nicht ausreiche, um den Missbrauch des UER-Systems aufzudecken und nachzuweisen. Das UBA hat sich daher zusätzlich zu seinen eigenen Ermittlungen durch eine internationale Anwaltskanzlei unterstützen lassen. Diese hat Projekte in China vor Ort im Auftrag des UBA untersucht. Insgesamt gibt es weltweit 75 UER-Projekte, zumeist in China – das UBA wird neben den acht Projekten auch weitere kritische UER-Projekte untersuchen. UER-Projekte sind Maßnahmen zu Minderung von CO 2 -Emissionen bei Kraftstoffen im „Upstream“-Bereich, d.h. vor der Verarbeitung des Rohöls in der Raffinerie. Ein typisches Beispiel ist das Abstellen von so genannten Fackelungen auf Ölbohrtürmen, die üblicherweise Begleitgase bei der Förderung von Erdöl vor Ort verbrennen, da sich der Umbau der Anlage zur Sammlung und Speicherung der Gase nicht rentiert. Bei der Fackelung entstehen jedoch CO 2 -Emissionen, die sich durch erfolgreiche UER-Projekte vermeiden lassen. UER-Projekte sind attraktiv für die Mineralölwirtschaft, die damit eine vergleichsweise kostengünstige Möglichkeit hat, ihre Treibhausgasminderungsquote nach dem Bundesimmissionsschutzgesetz zu erfüllen. Bei sieben der acht Projekte – die von großen, internationalen Unternehmen durchgeführt werden – wurden die Anträge auf Freischaltung von UER-Zertifikaten für 2023 zurückgezogen, nachdem das ⁠ UBA ⁠ die Projektträger mit gravierenden rechtlichen und technischen Ungereimtheiten bei ihren Projekten konfrontiert und eine Vor-Ort-Überprüfung angedroht hatte. Das UBA hat so sichergestellt, dass für diese Projekte keine UER-Nachweise für 2023 mehr ausgestellt werden können. Insgesamt hat das UBA auf diese Weise verhindert, dass unberechtigte UER-Zertifikate im Umfang von 159.574 Tonnen CO 2 -Äquivalente in den Markt gelangt sind. Bei einem weiteren Projekt in China hat das UBA die Ausstellung von UER-Zertifikaten untersagt, weil das Projekt, wie umfassende Satellitenbild- und vertiefte technische Analysen durch UBA-Experten ergaben, vorzeitig begonnen wurde. Ein solcher vorzeitiger Beginn ist nach der Verordnung zur Anrechnung von Upstream-Emissionsminderungen auf die Treibhausgasquote (UERV) nicht zulässig. Hier hat das UBA durch die Versagung der Freischaltung verhindert, dass allein aus diesem Projekt unberechtigte UER-Zertifikate im Umfang von 55.225 Tonnen CO 2 -Äquivalenten in den Markt gelangten. Den nächsten Aufklärungsschwerpunkt setzt das UBA zusätzlich zu den acht Projekten mit Freischaltungsanträgen für das Jahr 2023 auf weitere 13 Projekte. In allen diesen 21 Projekten wurden die Projektträger um Autorisierung von Kontrollbesuchen vor Ort gebeten. In nur fünf dieser 21 Projekte hat das UBA diese Autorisierungen uneingeschränkt bekommen; zwei der Besuche fanden schon statt, drei weitere stehen aus. „Für uns ist die Verweigerung der Vor-Ort-Kontrollen ein sehr starkes Indiz, dass die Projektträger nicht bereit sind, ihre Verpflichtungen unter der UERV zu erfüllen, oder – wie in der UERV gefordert – die erforderliche Kontrolle über die Projekte haben. Wir nehmen das unter anderem zum Anlass, die Aufhebung unserer Zustimmung zu diesen Projekten zu prüfen. Und wir werden sicherstellen, dass nur noch rechtmäßige UER-Zertifikate neuer Projekte in den Markt kommen“, so UBA-Präsident Dirk Messner. Neben den acht nun nicht freigeschalteten Projekten wird das UBA weitere kritische UER-Projekte weltweit überprüfen, bis alle Vorwürfe ausgeräumt sind. „In den nächsten Wochen und Monaten wird das UBA seine Aufklärungstätigkeit, auf der Grundlage der jetzt vorliegenden Erkenntnisse aus China, mit Hochdruck fortsetzen. Dafür setze ich mich persönlich mit einem ganz erheblichen Teil meiner Arbeitszeit ein“, sagte Messner. Die vielen Kolleginnen und Kollegen im UBA, die intensiv mit der Aufklärung des UER-Komplexes befasst sind, werden dabei von einer internationalen Rechtsanwaltskanzlei mit deren Partnerkanzlei in China unterstützt. Die Kanzlei fungiert als „Augen und Ohren“ des UBA vor Ort. Parallel ermittelt – laut Pressemitteilung – die Staatsanwaltschaft Berlin gegen 17 Personen wegen des Verdachts des gemeinschaftlichen gewerbsmäßigen Betruges. Bei den Beschuldigten handelt es sich um die Geschäftsführer bzw. Mitarbeitende von Prüfstellen, die an der Verifizierung UER-Projekten beteiligt gewesen sein sollen. Gegen die Beschuldigten bestehe der Anfangsverdacht, die zuständigen Mitarbeitenden des UBA hinsichtlich der Existenz und/oder jedenfalls der Antragsberechtigung verschiedener Klimaschutzprojekte getäuscht zu haben, weshalb zwischenzeitig gewährte Sicherheiten der Projektträger nicht zugunsten der Staatskasse vereinnahmt werden konnten.

Pan-Arctic Visualization of Landscape Change (2005-2024), Arctic PASSION Permafrost Service

This raster dataset, in Cloud Optimized GeoTIFF format (COG), provides information on land surface changes at the pan-arctic scale. Multispectral Landsat-5 TM, Landsat-7 ETM+, Landsat-8 OLI, and Landsat-9 OLI-2 imagery (cloud-cover less than 70%, months July and August) was used for detecting disturbance trends (associated with abrupt permafrost degradation) between 2005 and 2024. For each satellite image, we calculated the Tasseled Cap multi-spectral index to translate the spectral reflectance signal to the semantic information Brightness, Greenness, and Wetness. In order to characterize change information, we calculated the linear trend of Brightness, Greenness, and Wetness over two decades at the individual pixel level, based on annually aggregated data. The final map product therefore contains information on the direction and magnitude of change for all three Tasseled Cap parameters at 30 m spatial resolution across the pan-arctic permafrost domain. Features detected include coastal erosion, lake drainage, infrastructure expansion, and fires. The general processing methodology was developed by Fraser et al. (2014) and adapted and expanded by Nitze et al. (2016, 2018). Here, we upscaled the processing to the circum-arctic permafrost region and applied it to the recent 20-year period from 2005 through 2024. The service covers the permafrost region up to 81° North: Alaska (USA), Canada, Greenland, Iceland, Norway, Sweden, Finland, Russia, Mongolia, and China. For Russia and China, regions not containing permafrost were excluded. The data have been processed in Google Earth Engine as part of the research projects ERC PETA-CARB, ESA CCI+ Permafrost, NSF Permafrost Discovery Gateway, and EU Arctic PASSION. The dataset is a contribution to the 'Pan-Arctic Requirements-Driven Permafrost Service' of the Arctic PASSION project (see References). Changes in the Tasseled Cap indices – Brightness, Greenness, and Wetness – are displayed in the image bands red, green, and blue, respectively. Here, coastal erosion (a trend of a land surface transitioning to a water surface) is depicted in dark blue tones, while coastal accretion (a trend of a water surface transitioning to a land surface) is depicted in bright orange colors. Drained lakes are shown in bright yellow or orange colors, depending on the soil conditions and vegetation regrowth. Fire scars are a further common feature, appearing in different colors depending on the time of the fire and the pre-fire land cover. The data can be explored via the Arctic Landscape EXplorer (ALEX; see References) and are available as a public web map service (WMS; see References), both hosted by Alfred Wegener Institute Helmholtz Centre for Polar and Marine Research.

Nutzung der Wasserkraft

<p>Die Kraft des Wassers zu nutzen hat eine lange Tradition und ist bis heute als erneuerbare Energiequelle von Bedeutung. Gleichzeitig hat die Energiegewinnung aus Flüssen vielfältige sozioökonomische und ökologische Wirkungen, die es zu beachten gilt.</p><p>Vom Wasser zum Strom</p><p>Das physikalische Grundprinzip der Wasserkraftnutzung ist, die Bewegungsenergie und die potenzielle Energie des Wassers in nutzbare Energie umzuwandeln. Der Energiegewinn aus Wasserkraft ist umso höher, je mehr Wasser aus möglichst großer Fallhöhe auf die Schaufeln einer Turbine oder eines Wasserrads trifft. Bergige Landschaften mit viel Wasser aus Niederschlägen sind daher besonders für die Wasserkraftnutzung geeignet.</p><p>Bei der Erzeugung von Wasserkraft wird zwischen Laufwasserkraftwerken und Speicherkraftwerken unterschieden. Ein Laufwasserkraftwerk nutzt die augenblicklich verfügbare Wassermenge eines Flusses oder Bachs. Speicherkraftwerke halten das Wasser zurück. Es wird dann zu Zeiten höheren Strombedarfes durch die Turbinen geleitet.</p><p>Pumpspeicherkraftwerke sind eine Sonderform der Speicherkraftwerke. Hierbei wird Wasser in ein höher gelegenes Speicherbecken gepumpt, um es bei Strombedarf nutzen zu können.</p><p>Auswirkungen der Wasserkraftnutzung auf die Gewässerökologie</p><p>Die Wasserkraftnutzung greift erheblich in Natur und Landschaft ein. Aus der Berichterstattung zur EU-⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/w?tag=Wasserrahmenrichtlinie#alphabar">Wasserrahmenrichtlinie</a>⁠ ist bekannt, dass in 37 Prozent aller berichteten ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/w?tag=Wasserkrper#alphabar">Wasserkörper</a>⁠ – das sind über 51.000 Flusskilometer – die Wasserkraftnutzung Gewässer signifikant belastet. Dadurch werden die Gewässerschutzziele – der gute ökologische Zustand – nahezu vollständig verfehlt. Zu den gravierendsten Auswirkungen der Wasserkraft auf die Gewässer und Auen zählen:</p><p>Wasserkraftanlagen neu zu bauen oder zu betreiben, ist deshalb kritisch zu bewerten. Die Mehrzahl der existierenden Anlagen in Deutschland ist aus ökologischer Sicht dringend modernisierungsbedürftig. In den kommenden Jahren müssen Durchgängigkeit, Mindestwasserführung, hydrologische Situation und Fischschutz verbessert werden – auch um die gesetzlichen Ziele der Wasserrahmenrichtlinie zu erreichen.</p><p>Leitplanken für die Stromerzeugung aus Wasserkraft und Erneuerbare Energien Gesetz </p><p>Das Umweltbundesamt empfiehlt folgende Leitplanken für die Stromerzeugung aus Wasserkraft:</p><p>Mit dem „Gesetz zu Sofortmaßnahmen für einen beschleunigten Ausbau der erneuerbaren Energien und weiteren Maßnahmen im Stromsektor“ wurde dem Ausbau der erneuerbaren Energien ein überragendes öffentliches Interesse eingeräumt. Im Rahmen der Abwägung verschiedener Interessen und Schutzgüter erhalten die erneuerbaren Energien damit ein besonders hohes Gewicht. Insgesamt verfolgt das EEG dennoch einen einheitlichen Ansatz, um ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/k?tag=Klima#alphabar">Klima</a>⁠-, Umwelt- und Naturschutz miteinander zu verbinden. Wichtige Belange sollen nicht gegeneinander ausgespielt werden. Zur Frage wie weit das überragende Interesse reicht hat das Umweltbundesamt ein <a href="https://www.umweltbundesamt.de/dokument/die-besondere-bedeutung-der-erneuerbaren-energien">Factsheet</a> erstellt.</p><p>Wasserkraftnutzung in Deutschland </p><p>Die Wasserkraft ist mit einem Anteil von etwa 15 Prozent an der weltweiten Stromversorgung eine bedeutende erneuerbare Energiequelle. Im globalen Vergleich zählen China, Kanada, Brasilien, USA, Russland und Indien zu den größten Erzeugern von Strom aus Wasserkraft. In Europa sind Norwegen, Frankreich, Schweden, Türkei und Italien die größten Produzenten.</p><p>In Deutschland wird Wasserkraft vorwiegend in den abfluss- und gefällereichen Regionen der Mittelgebirge, der Voralpen und Alpen sowie an allen größeren Flüssen genutzt. Daher werden über 80 Prozent des Wasserkraftstroms in Bayern und Baden-Württemberg erzeugt. Etwa 86 Prozent des gesamten Leistungsvermögens der großen Wasserkraftanlagen liegt an neun großen Flüssen vor: Inn, Rhein, Donau, Isar, Lech, Mosel, Main, Neckar und Iller.</p><p>Wasserkraftanlagen in Deutschland</p><p>Gegenwärtig werden in Deutschland etwa 8.300 Wasserkraftanlagen betrieben. Vor allem kleine Anlagen mit einer installierten Leistung von höchstens einem Megawatt dominieren den Anlagenbestand mit 95 Prozent; ihr Anteil an der Stromerzeugung ist jedoch gering (s.u.). Den verbleibenden Anteil teilen sich große Wasserkraftanlagen mit einer installierten Leistung über einem Megawatt (436 Anlagen) und Pumpspeicherkraftwerke (31 Anlagen).</p><p>Die Nutzung der Wasserkraft erfolgt in Deutschland vor allem über Laufwasserkraftwerke. Speicherkraftwerke haben demgegenüber einen viel geringeren Anteil von etwa 2,5 Prozent.</p><p>Stromproduktion aus Wasserkraft in Deutschland</p><p>In das öffentliche Stromnetz speisen etwa 7.300 Wasserkraftanlagen ein. Sie decken über die Jahre je nach Wasserführung 2,9 bis 3,8 Prozent des jährlichen Bruttostromverbrauchs bei. Über 90 Prozent des Wasserkraftstromes stammt aus großen Wasserkraftanlagen.</p><p>Der Anteil der Wasserkraft an der Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien ist über die Jahre gesunken und liegt gegenwärtig noch bei ca. 8 Prozent. Dieser Anteil wird in Zukunft weiter sinken, da die Potenziale der Wasserkraftnutzung in Deutschland weitgehend erschlossen sind, während andere erneuerbare Energieträger größere Potenziale aufweisen und weiter ausgebaut werden. Darüber hinaus kann sich die durch den ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/k?tag=Klimawandel#alphabar">Klimawandel</a>⁠ bedingte Zunahme von Trockenperioden negativ auf den Energieertrag von Wasserkraftanlagen auswirken.</p><p><a href="https://www.umweltbundesamt.de/themen/klima-energie/erneuerbare-energien/erneuerbare-energien-in-zahlen">Aktuelle Zahlen</a> zur Wasserkraftnutzung werden regelmäßig von der Arbeitsgruppe Erneuerbare Energien-Statistik (AGEE-Stat) veröffentlicht. Über die Umsetzung des Erneuerbare-Energien-Gesetzes (EEG) im Bereich Wasserkraft unterrichten die <a href="https://www.bmwk.de/Redaktion/DE/Downloads/S-T/schlussbericht-wasserkraft-231027.pdf?__blob=publicationFile&amp;v=6%20l">EEG-Erfahrungsberichte</a>. Anlagendaten sind über das Marktstammdatenregister der Bundesnetzagentur recherchierbar.</p><p>Wasserkraftpotenzial in Deutschland</p><p>Das technisch-ökologische Potenzial der Wasserkraftnutzung in Deutschland wird auf etwa 25 Terawattstunden (⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/t?tag=TWh#alphabar">TWh</a>⁠) Strom pro Jahr beziffert. In den vergangenen zehn Jahren wurden bereits bis zu 23 TWh Strom pro Jahr aus Wasserkraft gewonnen. Damit ist das Wasserkraftpotenzial zu großen Teilen erschlossen. Zwischenzeitlich haben viele Bundesländer die Potenziale der Energiegewinnung aus Wasserkraft weiter konkretisiert. Dafür wurden fast 40.000 Standorte bestehender Querbauwerke und Wasserkraftanlagen sowie auch frei fließende Gewässerstrecken in Hinblick auf noch zu erschließende Wasserkraftpotenziale analysiert. Auf dieser Basis gehen die Länder derzeit von einem grundsätzlich noch erschließbaren Wasserkraftpotenzial von 1,3 bis 1,4 TWh aus. Etwa 70 Prozent dieses Potenzials entfallen auf die Modernisierung bestehender Wasserkraftanlagen.</p><p>Die Rolle der Wasserkraft bei der Energiewende</p><p>In den letzten Jahren wurden die Rahmenbedingungen einer vollständig auf erneuerbaren Energien basierenden Stromversorgung in Deutschland in verschiedenen Studien analysiert, so auch in der Studie "<a href="https://www.umweltbundesamt.de/themen/klima-energie/klimaschutz-energiepolitik-in-deutschland/szenarien-konzepte-fuer-die-klimaschutz/rescue-wege-in-eine-ressourcenschonende">RESCUE – Wege in eine ressourcenschonende Treibhausgasneutralität</a>" des Umweltbundesamtes. Sowohl die progressiven als auch die konservativen Szenarien unterscheiden sich hinsichtlich der künftigen Entwicklung der Wasserkraft nur geringfügig. Demnach wird die Wasserkraft keinen großen Beitrag zur deutschen ⁠Bruttostromerzeugung⁠ leisten. Alle Szenarien zeigen einheitlich, dass die Wasserkraft ihr technisch-ökologisches Potenzial im Großen und Ganzen bereits ausschöpft.</p><p>Wasserkraft und Klimawandel</p><p>Bei der Abschätzung der zukünftigen Stromerzeugung aus Wasserkraft ist der ⁠Klimawandel⁠ mit zu betrachten, denn die Höhe des Stromertrags hängt u.a. von der Wassermenge ab. Das Umweltbundesamt hat die möglichen Effekte des Klimawandels auf die Ertragssituation der Wasserkraft <a href="https://www.umweltbundesamt.de/publikationen/klimafolgen-fuer-wasserkraftnutzung-in-deutschland">untersuchen lassen</a>. Demnach kann bis zur Hälfte des 21. Jahrhunderts mit einer Mindererzeugung aus Wasserkraft um ein bis vier Prozent und für den Zeitraum danach um bis zu 15 Prozent gerechnet werden.</p><p>So zeigen Berechnungen an ausgewählten Wasserkraftanlagen an Hochrhein, Lech und Main Schwankungen in der Stromerzeugung von plus/minus neun Prozent in Abhängigkeit des Wasserdargebots. Um mögliche Mindererzeugungen der Wasserkraft zu kompensieren, empfiehlt es sich, die Anlagen zu optimieren und die Vorhersagemodelle für den Oberflächenabfluss weiter zu verbessern.</p><p>Wasserkraftwerk bei Griesheim im Main von oberstrom fotografiert.</p><p>Wasserkraftwerk bei Griesheim im Main von unterstrom fotografiert.</p><p>Wasserkraftanlage in der Sieg (Unkelmühle).</p><p>Demonstration der Nutzung von Wasserkraft.</p><p>Wasserkraftanlage in der Saale bei Öblitz.</p><p>Wasserkraftanlage in der Saale unterhalb von Jena.</p><p>Wasserkraftnutzung im Bayerischen Wald.</p><p>Ausleitungswehr für die Wasserkraftnutzung bei Tübingen.</p><p>Literatur</p><p>Anderer Pia, Dumont Ulrich, Linnenweber Christof, Schneider Bernd (2009): Das Wasserkraftpotenzial in Rheinland-Pfalz. In: KW Korrespondenz Wasserwirtschaft 2009 (2) Nr. 4. 223-227.</p><p>Anderer, Pia; Heimerl, Stephan; Raffalski, Niklas; Wolf-Schumann, Ulrich (2018): Potenzialstudie Wasserkraft in Nordrhein-Westfalen. WasserWirtschaft 5 – 2018. 33-39.</p><p>⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/b?tag=BMU#alphabar">BMU</a>⁠ (Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit) (2010): Potentialermittlung für den Ausbau der Wasserkraftnutzung in Deutschland als Grundlage für die Entwicklung einer geeigneten Ausbaustrategie. Aachen. 2010.</p><p>Helbig, Ulf; Stiller, Felix (2020): Potentialstudie WKA Brandenburg. Institut für Wasserbau und technische Hydromechanik TU Dresden. Vortrag. (Unveröffentlicht).</p><p>International Hydropower Association (IHA) 2022: Hydropower Status Report. Sector trends and insights.</p><p>Kraus Ulrich, Kind Olaf, Spänhoff Bernd (2011): Wasserkraftnutzung in Sachsen – aktueller Stand und Perspektiven. 34. Dresdner Wasserbaukolloquium 2011: Wasserkraft – mehr Wirkungsgrad + mehr Ökologie = mehr Zukunft. Dresdner Wasserbauliche Mitteilungen. 11-18.</p><p>LANUV (Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz Nordrhein-Westfalen) [Hrsg.] (2017): Potenzialstudie Erneuerbare Energien NRW Teil 5 – Wasserkraft. LANUV-Fachbericht 40. Pia Anderer, Edith Massmann (Ingenieurbüro Floecksmühle GmbH), Dr. Stephan Heimerl, Dr. Beate Kohler (Fichtner Water &amp; Transportation GmbH), Ulrich Wolf-Schumann, Birgit Schumann (Hydrotec Ingenieurgesellschaft für Wasser und Umwelt mbH). Recklinghausen 2017.</p><p>LfU - Bayerisches Landesamt für Umwelt (2020). Energieatlas Bayern. <a href="https://www.energieatlas.bayern.de/thema_wasser/daten.html">https://www.energieatlas.bayern.de/thema_wasser/daten.html</a>. Zugriff am 04.05.2021.</p><p>MWAG - Ministerium für Wirtschaft, Arbeit und Tourismus Mecklenburg-Vorpommern [Hrsg.] (2011): Landesatlas Erneuerbare Energien Mecklenburg-Vorpommern 2011. Projektbearbeitung: Energie-Umwelt-Beratung e.V./Institut Rostock. Schwerin – Neubrandenburg.</p><p>Naumann, S. (2022): Aktueller Gewässerzustand und Wasserkraftnutzung. In Korrespondenz Wasserwirtschaft 2022 (15) Nr. 12. 743-748.</p><p>Radinger, J., van Treeck R., Wolter C. (2021). Evident but context-dependent mortality of fish passing hydroelectric turbines. conservation biology. Volume36, Issue3. DOI: 10.1111/cobi.13870.</p><p>Reiss, J.; Becker, A.; Heimerl S. (2017): Ergebnisse der Wasserkraftpotenzialermittlung in Baden-Württemberg. In: WasserWirtschaft 10/2017. 18-23.</p><p>Theobald, Stephan (2011): Analyse der hessischen Wasserkraftnutzung und Entwicklung eines Planungswerkzeuges „WKA-Aspekte“. Universität Kassel. Fachgebiet Wasserbau und Wasserwirtschaft. Erläuterungsbericht i.A. Hessisches Ministerium für Umwelt, Energie, Landwirtschaft und Verbraucherschutz, Wiesbaden. August 2011.</p><p>TMWAT - Thüringer Ministerium für Wirtschaft, Arbeit und Technologie [Hrsg.] (2011): Neue Energie für Thüringen Ergebnisse der Potenzialanalyse. Thüringer Bestands- und Potenzialatlas für erneuerbare Energien. Studie im Auftrag des Thüringer Ministeriums für Wirtschaft, Arbeit und Technologie 2010–2011.</p><p>⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/u?tag=UBA#alphabar">UBA</a>⁠ - Umweltbundesamt [Hrsg.] (1998): Umweltverträglichkeit kleiner Wasserkraftwerke – Zielkonflikte zwischen ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/k?tag=Klima#alphabar">Klima</a>⁠- und Gewässerschutz. Meyerhoff J., Petschow U.. Institut für ökologische Wirtschaftsforschung GmbH, Berlin, UFOPLAN 202 05 321, UBA-FB 97-093, In: UBA Texte 13/98, 1-150.</p><p>UBA -Umweltbundesamt [Hrsg.] (2001): Wasserkraftanlagen als erneuerbare Energiequelle –rechtliche und ökologische Aspekte. BUNGE T. et. al.. In: UBA Texte 01/01, 1-88.</p>

Weltweit erste Fertigung von neuartigem Speicher-Material // Willingmann überreicht Förderbescheid über 18,3 Millionen Euro

Weltneuheit – made in Sachsen-Anhalt! Das 2009 gegründete Unternehmen Skeleton Materials wird im Chemiepark Bitterfeld-Wolfen die weltweit erste Fabrik zur industriellen Produktion von „Curved Graphene“ errichten. Das neuartige Material ermöglicht deutlich leistungsstärkere Energiespeicher und ist in der Herstellung zudem erheblich umweltschonender als herkömmliches Graphit, das derzeit fast ausschließlich aus chinesischen Raffinerien stammt. Das Energieministerium unterstützt die innovative Investition mit 18,3 Millionen Euro. Den Förderbescheid hat Minister Prof. Dr. Armin Willingmann am heutigen Montag an den Geschäftsführer von Skeleton Materials, Dr. Linus Froböse, überreicht. Insgesamt will das Unternehmen nach eigenen Angaben rund 42 Millionen Euro investieren und zunächst etwa 35 neue Arbeitsplätze schaffen. Willingmann betonte: „Energiespeicher sind eine Schlüsseltechnologie für die Energiewende. Wer hier technologisch die Nase vorn hat, setzt Maßstäbe für die eigene Wettbewerbsfähigkeit und darüber hinaus für unseren notwendigen Weg hin zur Klimaneutralität. Ich freue mich außerordentlich, dass künftig auch in vielen Hochleistungs-Energiespeichern ein Stück Sachsen-Anhalt steckt. Damit stärken wir unsere Zugkraft als Land der Zukunftstechnologien.“ Dr. Linus Froböse fügte hinzu: „Investitionen in Materialentwicklung waren bei Skeleton schon immer ein zentraler Schwerpunkt: Die Skalierung der Produktion von ‚Curved Graphene‘ im industriellen Maßstab ist das Ergebnis von zwei Jahrzehnten Entwicklung. Die Förderung durch das Ministerium für Wissenschaft, Energie, Klimaschutz und Umwelt des Landes Sachsen-Anhalt zeigt, dass Deutschland und Europa bereit sind, unsere eigene Industrie sowie die europäische Rohstoff- und Energieunabhängigkeit voranzutreiben. Unsere Skalierung der Produktion wird es uns ermöglichen, Kunden in Schlüsselindustrien weltweit zu bedienen, einschließlich in den Bereichen Netzstabilität und KI-Rechenzentren, während wir gleichzeitig Industrie und Arbeitsplätze vor Ort ausbauen.” Für moderne Lithium-Ionen-Batterien und andere Energiespeicher werden auch Kohlenstoff-Rohmaterialien benötigt. Derzeit wird vor allem Graphit genutzt, das weit überwiegend aus Raffinerien in China stammt. Im Vergleich dazu ermöglicht das von Skeleton Materials entwickelte und patentierte „Curved Graphene“ nach Unternehmensangaben die Produktion von Energiespeichern mit deutlich höherer Leistungsdichte – und ist daher vor allem für die Anwendung in Sektoren interessant, die vergleichsweise schwer zu dekarbonisieren sind. Diese Hochleistungs-Energiespeicher – so genannte Superkondensatoren – kommen in verschiedenen Bereichen zum Einsatz, von der Automobilindustrie über die Energieversorgung bis hin zum Schwerlasttransport oder der Satellitentechnologie. Die Besonderheit von „Curved Graphene“ besteht darin, dass die glatte Oberfläche des Kohlenstoffs gekrümmt wird – ähnlich einem zerknüllten Blatt Papier. Dies erhöht sowohl die Leistung als auch Lebensdauer der Superkondensatoren. Gleichzeitig entstehen bei der Produktion von „Curved Graphene“ im Vergleich zu Graphit gut zehnmal weniger CO2-Äquivalente sowie keine schädlichen Abgase wie etwa Kohlenstoffmonoxid und Stickoxide. Hinzu kommt: Vier der fünf Ausgangsstoffe für die Herstellung von „Curved Graphene“ kommen direkt aus dem Chemiepark Bitterfeld-Wolfen, das fünfte aus Europa. Dadurch gibt es keine Abhängigkeit von Lieferanten außerhalb Europas. Skeleton ist auf die Produktion von Superkondensatoren mit erhöhter Energiedichte auf Basis von karbid-basiertem Kohlenstoff spezialisiert. Für die Entwicklung von „Curved Graphene“ erhielten drei Skeleton-Forscher 2022 den „European Inventor Award“. 2019 wurde das Unternehmen zudem mit dem „Hugo-Junkers-Preis für Forschung und Innovation aus Sachsen-Anhalt“ ausgezeichnet. Die Förderung stammt aus dem Programm „Ressourceneffizienz KMU“ und wird aus dem Europäischen „Fonds für einen gerechten Übergang“ (Just Transition Fund – JTF) finanziert. Damit soll der Strukturwandel in den vom Braunkohleausstieg betroffenen Regionen weiter vorangebracht werden. Aktuelle Informationen zu interessanten Themen aus Wissenschaft, Energie, Klimaschutz und Umwelt gibt es auch auf den Social-Media-Kanälen des Ministeriums bei Facebook, Instagram, LinkedIn, Threads, Bluesky, Mastodon und X (ehemals Twitter). Impressum: Ministerium für Wissenschaft, Energie, Klimaschutz und Umwelt des Landes Sachsen-Anhalt Pressestelle Leipziger Str. 58 39112 Magdeburg Tel: +49 391 567-1950 Fax: +49 391 567-1964 E-Mail: PR@mule.sachsen-anhalt.de

Modelling of soil moisture in high spatial resolution for farmed grasslands in China based on airborne thermal data

In Inner Mongolia the heterogeneity of rainfall patterns, differences in grazing intensity and topography lead to strong temporal and spatial variability of soil moisture which has great effects on vegetation growth and influences CO2 and water fluxes. The spatial and temporal distribution and variability of near surface soil moisture will be modelled with a new approach using the atmospheric boundary layer model HIRVAC and thermal imagery obtained during the 2009 field campaign within the MAGIM research group. Thermal imagery was collected using a microlite aircraft which emerged as an adequate platform particularly for remote areas. The resulting soil moisture grids will allow for the analysis of spatial soil moisture variability at field and local scale. The high geometrical resolution (1 m) closes the gap between point surface and satellite measurements.

CO2 und Staub - zwie interaktive Ausstellungen des WZU auf Reisen

Staub - Spiegel der Umwelt. Der Mensch hat schon früh die ungewöhnlichen Eigenschaften staubfeiner Stoffe für seine Zwecke genutzt, indem er sie z.B. zur Körperbemalung verwandte. Zugleich ist seit prähistorischen Zeiten bekannt, dass Staub auch eine Gefahr sein kann. Mit dem Atem dringt er in den Körper ein - und umso tiefer, je feiner er ist. Vor dem Hintergrund der Diskussion über Feinstaub und über nanoskalige Materialien ist es das Ziel der Ausstellung, auf unterhaltsame und doch ernsthafte Weise über den Umweltfaktor Staub zu informieren. Ein großer Experimentierbereich macht die Ausstellung gerade für Schüler und sogar für Kinder zu einem spannenden Erlebnis. Seit 2006 ist die Ausstellung zu Gast in Museen, Museen in Deutschland in Umweltbildungseinrichtungen und auf internationalen Messen. 2009 wurden Exponate der Ausstellung gleich zweimal in China präsentiert, nämlich in Shenyang und in Wuhan - in einem Pavillion des BMBF. 2011 wurde sie im Bremer Haus der Wissenschaft gezeigt. Aktuell sind einzelne Exponate im Mineralogischen Museum der Universität Bonn zu sehen. C02- Ein Stoff und seine Geschichte 30 Prozent: Das war der Gehalt. an Kohlendioxid in der Atmosphäre der jungen Erde vor drei bis vier Milliarden Jahren. Heute sind es 0,038 Prozent. Der Rest steckt in Kalksteinen, Lebewesen und natürlich den fossilen Brennstoffen, wie Öl, Gas und Kohle. Wie das Kohlendioxid dorthin gekommen ist, welche Rolle es gespielt hat in der Entwicklung von Erde, Leben und Klima - diese Geschichte erzählt die Ausstellung. Neben Bildschirminformationen und kleinen Filmen rund um den Stoff gibt es verschiedene Experimentierstationen. Eine davon findet sich in vielen Haushalten: ein Sprudelautomat. Sie zeigt, dass C02 zwar problematisch, doch kein giftiger Stoff ist, sondern ein Teil des Lebens, ein Teil der Erde. Wälder und Wiesen, Brot und Wein: Alles das war ursprünglich C02. C02 ist das Hauptprodukt der Verbrennung von Kohle, Erdöl und Erdgas, die ihrerseits mumifizierte, verwandelte Reste von Geschöpfen des Meeres oder des Landes sind. Es entsteht auch sonst überall dort, wo Leben vergeht. Die Chemiker bezeichnen es als anorganische Kohlenstoffverbindung, was ein Unsinn ist, denn ein organischeres Molekül ist gar nicht denkbar. Dieses Gas ist 'der letzte Weg allen Fleisches ', wie der Chemiker Primo Levi schrieb. Es ist die eigentliche Asche der Geschöpfe; eine gasförmige Asche, sie steigt auf in die Luft und verteilt sich rasch. Sie wirkt überhaupt nicht tot, sondern unruhig und lebendig, und schmeckt sogar erfrischend. Aus der Perspektive des Lebens ist die Luftartigkeit des C02 die entscheidende Qualität, die den Kohlenstoff, der auf Erden selten ist, allen anderen Elementen überlegen macht. Wäre C02 wie die meisten Oxide fest und schwer löslich, das Leben wäre rasch erloschen. Wäre es flüssig, so wäre das Leben aus dem Meer nie herausgekommen usw.

Online Grundwasserüberwachung für die Olympischen Spiele 2008 in China

Die Olympischen Disziplinen im Rudern und Schwimmen wurden im Shunyi Water Park im Nordosten Pekings ausgetragen. Die extra dafür angelegten künstlichen Seen werden zum Teil mit Grundwasser aus Brunnen im Umland des Parks versorgt. In Zusammenarbeit mit unserem chinesischen Kooperationspartner BNEAT Co. Ltd. wurde ribeka beauftragt ein Grundwasser Monitoring System für das Umland des Shunyi Water Park zu entwerfen und installieren. Zahlreiche Multi-Parameter Datenlogger wurden in den Brunnen zur Überwachung der Grundwasserqualität und der zeitlichen Entwicklung des Grundwasserstandes installiert. Die Datenlogger wurden mit der neuesten Generation von GPRS Datenübertragungsmodulen ausgerüstet. Das Grundwassermonitoring kann somit in Echtzeit durchgeführt werden, die Daten sind direkt in der Grundwasser Monitoring Software GW-Base® verfügbar. Der technische Support erfolgt über unseren chinesischen Kooperationspartner als auch durch regelmäßige Besuche von ribeka Personal in Peking.

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