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Die Diffusion von Umweltinnovationen

Erst durch ihre massenhafte Verbreitung realisiert eine Umweltinnovation das Umweltentlastungspotenzial, welches sie technologisch erschließbar macht. Aus Sicht einer umweltorientierten Innovationspolitik ist daher die erfolgreiche Diffusion von Innovationen in den Massenmarkt ein wesentliches Ziel der Innovationsförderung. Die vorliegende Publikation stellt Notwendigkeit, aber auch die Herausforderungen der wirksamen Förderung der Verbreitung umweltentlastende Innovationen in die Massenmärkte dar. Sie gibt einen Überblick über Instrumente zur Marktvorbereitung, zur Verbesserung und Kostensenkung im Fall umweltentlastender Schlüsselinnovationen sowie zur Gestaltung des ordnungsrechtlichen Rahmens und des ökonomischen Rahmens aus Förderungen, Steuern, Abgaben und Subventionen. Weiter gibt sie einen Überblick über Optionen zur Stimulierung der Nachfrage durch die öffentliche Beschaffung. Abschließend werden Strategien zur Erprobung in Transformationsregionen und der Abfederung von Nachteilen diskutiert, die Produzenten und Nutzer nicht-nachhaltige Produkte aufgrund der Transformation zur Nachhaltigkeit haben werden. Quelle: Forschungsbericht

Von der Nische in den Mainstream

Gute Beispiele nachhaltigen Handelns haben eine wichtige Funktion für den Wandel hin zu einer nachhaltigen Gesellschaft, weil sie Vorbild und Anregung für Menschen und Institutionen sind. Sie agieren, ohne auf bessere Rahmenbedingungen zu warten, und zeigen, dassNachhaltigkeittrotz aller Zwänge des Alltags und des Marktes möglich ist. Doch wie können gute Beispiele nachhaltigen Handelns zum Mainstream gemacht werden? Und wie kann (Umwelt-)Politik dies unterstützen? Im Rahmen dieser Konzeptstudie wurde dieses Forschungsfeld systematisch für die Ressortforschung erschlossen. Die Konzeptstudie gliederte sich entlang folgender Forschungsfragen:<BR> Was sind "gute" Beispiele für nachhaltiges Handeln?<BR> Wie könnte eine Ordnungsstruktur aussehen, um die gesamte Bandbreite für nachhaltiger Verhaltensweisen und Praktiken zu erfassen?<BR> Wie verbreiten sich bestimmte Verhaltensweisen und Praktiken in der Gesellschaft?<BR> Welche Motive und persönlichen Voraussetzungen müssen vorhanden sein, um Nachhaltiges Handeln zu beginnen (oder gar eine Nachhaltigkeitsinitiative zu starten) und Nachhaltiges Handeln dauerhaft beizubehalten.<BR>Quelle: www.umweltbundesamt.de<BR>

Entwicklung eines quantitativen Modells „Nachhaltiges Deutschland“ – Band 1: Das D3-Modell

Das D3-Modell ist ein system-dynamisches Modell zur Simulation der potentiellen Auswirkung gesellschaftlicher Wandelprozesse auf die Umwelt, die Ressourceninanspruchnahme, die Wirtschaft und Wohlfahrt der Bevölkerung.  Das „D“ steht dabei für Deutschland, „3“ für die Bereiche Bevölkerung, Wirtschaft und Politik. Der erste Band stellt das Modell vor und erläutert die Bedienung. Das Modell besteht aus mehr als 4000 Faktoren, orientiert sich an einem gesellschaftlichen Milieu-Ansatz und nutzt Teile des Nationalen Wohlfahrtsindex (NWI) zu Bemessung der Wohlfahrt. Das Modell ist online verfügbar. Der Simulationszeitraum geht bis 2050.

Modelling migration of substances from polymers into drinking water

In a first part of this work the permeation through and diffusion/migration from high density polyethylene,polybutylene, polypropylene and cross linked polyethylene films was investigated experimentally with three different methods to determine diffusion coefficients in these polyolefins for a series of additives, their degradation products and other organic substances in the 20-60 ˚C temperature range. The experimental methods used were dynamic permeation through additive free the polymer films, kinetic desorption from additivated films into water and kinetic migration from additivated into additive free polymer films. It was found that in general the temperature dependence of the obtained diffusion coefficients was well represented by the Arrhenius law. Some of these results also suggested that the contact of the polyolefins with water had an influence on the magnitude of the diffusion coefficients and on their apparent activation energy of diffusion.In the second part of this work the obtained pools of diffusion coefficients for each of the investigated polymers were used to develop an approach to estimate theoretically and without any further experimentation "conservative" diffusion coefficients for any organic substance, with molecular mass ranging from 50 to 1250 g/mol, diffusing in these polymers at temperatures between 15 and 85 ˚C. The possibility to estimate such conservative diffusion coefficients is very important when it comes to use efficiently migration modelling as an alternative method to test the compliance of polymeric articles with the existing national and/or European standards for drinking water. The use of polymer specific diffusion coefficients in migration modelling is required in the framework of the "Migration modelling guideline" recommendation of the German Environment Agency. Quelle: https://www.sciencedirect.com/

Entwicklung eines quantitativen Modells „Nachhaltiges Deutschland“ – Band 4: Das D3-Planspiel

Das D3-Modell ist ein system-dynamisches Modell zur Simulation der potentiellen Auswirkung gesellschaftlicher Wandelprozesse auf die Umwelt, die Ressourceninanspruchnahme, die Wirtschaft und Wohlfahrt der Bevölkerung.  Das „D“ steht dabei für Deutschland, „3“ für die Bereiche Bevölkerung, Wirtschaft und Politik. Das D3 Planspiel basiert als verkleinerte Version auf diesem Modell. Bis zu vier Spieler können in dann in der Rolle der „Poltik“, der „Wirtschaft“ oder als „Bürger“ über das Internet am Computer oder Tablet oder Smartphone Maßnahmen im Wechselspiel ergreifen und auf diese Art die grundsätzlichen Zusammenhänge zwischen Verhaltensänderungen pro ⁠Nachhaltigkeit⁠ sowie deren Auswirkungen auf Umwelt, Ressourcen-Inanspruchnahme, Klimaauswirkungen, Wirtschaft, Wohlfahrt und Zufriedenheit zu erforschen. Das Modell steht der interessierten Öffentlichkeit zur Verfügung (Link zum Modell im Bericht).

Entwicklung eines quantitativen Modells „Nachhaltiges Deutschland“ – Band 3: Das D3 EE Modell zur Energiewende und ihren Auswirkungen auf Rohstoffinanspruchnahme und Volkswirtschaft

Das D3-EE_Modell ist ein system-dynamisches Modell zur Simulation der Machbarkeit und den Nebenwirkungen einer Energiewende in Deutschland. Das D3 EE Modell erlaubt basierend auf System Dynamics und Prozessen mit Constraints (ToC) den Ausbau der Erneuerbaren Energien zu simulieren und eine Bilanz der Rohstoffe (Einsparung fossiler, Nutzung von Materialien für die Anlagen) aufzustellen. Es gibt  Szenarien zum Ausbau von Offshore- und Onshore-Windkraft, Photovoltaik, Power-To-Liquid/Gas und Batteriespeichern für Deutschland unterteilt in Nord und Süd. Die Simulation erfolgt auf Tagesbasis von 1990 bis 2050. Die Nachfrage nach elektrischer Energie wie auch die Parameter für die Ressourceninanspruchnahme unterschiedlicher Energiequellen werden in Szenarien variiert und so unterschiedliche Ausbaupfade bewertet werden.

Entwicklung eines quantitativen Modells „Nachhaltiges Deutschland“ – Band 2: Simulation der Potentiale und Auswirkungen einer Transformation hin zu einer nachhaltigen Gesellschaft

Das D3-Modell ist ein system-dynamisches Modell zur Simulation der potentiellen Auswirkung gesellschaftlicher Wandelprozesse auf die Umwelt, die Ressourceninanspruchnahme, die Wirtschaft und Wohlfahrt der Bevölkerung.  Das „D“ steht dabei für Deutschland, „3“ für die Bereiche Bevölkerung, Wirtschaft und Politik. Der Bericht umfasst konkrete Erkenntnisse zu den Möglichkeiten und Grenzen der Simulation sozialer Systeme sowie konkrete Szenarien zur Transformation und ihrer Auswirkungen. System Dynamics ist als Ansatz geeignet, auch soziale Systeme endogen zu beschreiben, wobei wie bei anderen Modellierungsansätzen auch, die Handlungsmotive von Menschen klar definiert und in Faktoren und Formeln übersetzt werden müssen. Eine emotionale Wirksamkeit von Verhaltensänderungen vorausgesetzt zeigt das Modell, wie Spillover-Effekte sowohl zwischen unterschiedlichen Verhaltensbereichen als auch zwischen unterschiedlichen Bevölkerungsgruppen (soziale Milieus) einen exponentiellen Wandel der Gesellschaft möglich machen.

Konzeptstudie „Sustainability Hubs“

Die Unterstützungslandschaft für Start-ups in Deutschland weist eine zentrale Lücke auf: die gezielte und zielgruppengerechte Förderung grüner Start-ups. Für die Überwindung von Diffusionshemmnissen spielt die Zusammenarbeit von Start-ups und etablierten Unternehmen eine wichtige Rolle. Hier setzen Sustainability Hubs an. Sie übernehmen eine vermittelnde Funktion im Innovationsprozess und dienen dazu, die Entwicklung, Markteinführung und Diffusion umweltentlastender Produkt- und Serviceinnovationen zu beschleunigen. Die Studie plädiert für eine intelligente Spezialisierung von Sustainability Hubs und liefert eine Morphologie mit zentralen Merkmalen für ihre Ausgestaltung. Neben der Förderung regionaler Sustainability Hubs empfiehlt die Studie die Vernetzung der regionalen Hub-Aktivitäten in einem nationalen Meta-Hub sowie die Entwicklung eines Impact-Monitorings.

Entwicklung eines quantitativen Modells "Nachhaltiges Deutschland"

Großskalige numerische Simulationen der Prozesse während der Speicherung von CO2 in geologischen Formationen

Das Projekt "Großskalige numerische Simulationen der Prozesse während der Speicherung von CO2 in geologischen Formationen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Stuttgart, Institut für Wasser- und Umweltsystemmodellierung durchgeführt. Dieses Projekt beschäftigt sich mit der Entwicklung eines effizienten, parallelisierten Simulationsprogramms, das in der Lage ist das gesamte Spektrum an hydrologischen und geochemischen Prozessen, die für die Beschreibung der CO2 Injektion wichtig sind zu erfassen. Einerseits sollen großräumige Effekte (z.B. Druckerhöhungen) auf Gebieten von z.B. 30 km x 30 km x 300m abgebildet werden, andererseits müssen die Simulationszeiten ausreichend groß sein, um Effekte wie beispielsweise 'mineral trapping' zu simulieren. Die bereits vorhandenen Simulatoren können nur eine eingeschränkte Zahl an Prozessen abbilden. Das Ziel ist es, z.B. das CO2-Speicherpotential eines Reservoirs genauer vorhersagen zu können oder Informationen für ein effizientes Management der Speicherstätte zu liefern (z.B. über den Bau von Brunnen zur aktiven Druckregulierung). Darüber hinaus kann der entwickelte Simulator für Risikoabschätzungen bestimmter Speicherstätten verwendet werden. Als Basis für die Entwicklung wird die mathematisch-numerische Plattform DUNE und der Simulator DuMux verwendet.

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