Im Rahmen des Umweltatlas werden seit mehr als 25 Jahren Erhebungen zur Stadtklimatologie durchgeführt und Daten gewonnen (vgl. SenStadtUm 1985). Aktuell liegt mit den Ergebnissen der Anwendung des Klimamodells FITNAH eine umfassende Bestandsaufnahme der heutigen klimatischen Situation im Stadtgebiet und im näheren Umland vor (vgl. Karte 04.10 Klimamodell Berlin – Analysekarten (Ausgabe 2009) und Karte 04.11 Klimamodell Berlin – Bewertungskarten (Ausgabe 2009)). Die Kenntnis über das in der Stadt vorherrschende Lokalklima, insbesondere die Lage und Ausdehnung der städtischen “Wärmeinseln” und die klimatischen Funktionszusammenhänge zwischen Siedlungs- und grünbestimmten Räumen sind bedeutende Aspekte der Umweltvorsorge und Stadtentwicklung. Seit einigen Jahren hat sich nun das Spektrum der Herausforderungen drastisch erweitert: die Abschätzung der Auswirkungen der durch den globalen Klimawandel zu erwartenden Veränderungen auf die thermischen, hygrischen und lufthygienischen Verhältnisse insbesondere in den städtischen Ballungsräumen erfordert zusätzliche Antworten, um die unter den Begriffen “Mitigation” (Minderung) und “Adaptation” (Anpassung) zusammengefassten Anforderungen zu unterstützen. Während der Klimaschutz seit Jahren ein fester Bestandteil der Berliner Umweltpolitik ist und im Zusammenhang mit zahlreichen Programmen zur Steigerung der Energieeffizienz, die Nutzung erneuerbarer Energien und zur Energieeinsparung eine lange Tradition besitzt (vgl. Ziele und Grundlagen der Klimaschutzpolitik in Berlin ) war die Anpassung an den Klimawandel bisher nur ein Randthema. Allerdings kann die Notwendigkeit der Klimawandelanpassung heute nicht mehr aus dem kommunalen Alltag ausgeblendet werden. Mit der Annahme des 4. Sachstandsberichts des Zwischenstaatlichen Ausschusses für Klimaänderungen (IPCC) von 2007 sind der Klimawandel und seine mit hoher Wahrscheinlichkeit anthropogenen Ursachen international anerkannt. Seit dem vergangenen Jahrhundert erwärmt sich das Klima, wie Beobachtungsdaten belegen. So stieg das globale Mittel der bodennahen Lufttemperatur im Zeitraum 1906 bis 2005 um etwa 0,74°C. Gebirgsgletscher und Schneebedeckung haben im Mittel weltweit abgenommen. Extremereignisse wie Starkniederschläge und Hitzewellen – etwa während des “Jahrhundertsommers” 2003 – wurden häufiger, und seit den 1970er Jahren traten in den Tropen und Subtropen intensivere und länger andauernde Dürren über größeren Gebieten auf. Mit steigender Temperatur nehmen die erwarteten Risiken zu (vgl. Umweltbundesamt ). Seit dem Beginn der Industrialisierung steigt die globale Mitteltemperatur der Luft in Bodennähe. Die durch das vom Menschen verursachte ( anthropogene ) Verbrennen fossiler Brennstoffe in der Atmosphäre angereicherten Treibhausgase führen in der Tendenz zu einer Erwärmung der unteren Luftschichten (vgl. Abbildung 1) Nach den Prognosen des IPCC muss auch in Deutschland bis zum Jahr 2050 mit folgenden Änderungen gerechnet werden: im Sommer werden die Temperaturen um 1,5 °C bis 2,5 °C höher liegen als 1990 im Winter wird es zwischen 1,5 °C und 3 °C wärmer werden im Sommer können die Niederschläge um bis zu 40 % geringer ausfallen im Winter kann es um bis zu 30 % mehr Niederschlag geben (ausführliche Zusatzinformationen hier: Klimaatlas Deutschland ). Um die regionalen Auswirkungen dieser künftigen Klimaänderungen in Deutschland besser einschätzen zu können, werden sogenannte Regionale Klimamodelle eingesetzt und z.B. im Auftrag des Umweltbundesamtes zur Erstellung von Projektionsdaten der möglichen zukünftigen Entwicklung genutzt. Grundlage für die Klimamodelle bilden Annahmen über die Entwicklung der Emissionen in den nächsten Jahrzehnten, die wiederum abhängig sind von den möglichen (weltweiten) demographischen, gesellschaftlichen, wirtschaftlichen und technischen Entwicklungen. Maßgebend sind für die meisten Klimaprojektionen die SRES-Emissionsszenarien des IPCC . Für die meisten Projektionsrechnungen wird das Szenario A1B genutzt, das von folgenden Annahmen ausgeht: stetiges Wirtschaftswachstum ab Mitte des Jahrhunderts rückläufige Weltbevölkerung Einführung neuer und effizienter Technologien Verringerung der regionalen Unterschiede im Pro-Kopf-Einkomen “ausgewogene Nutzung” aller Energiequellen. Alle SRES-Szenarien beinhalten keine zusätzlichen Klimainitiativen, d.h. es sind keine Szenarien berücksichtigt, die ausdrücklich eine Umsetzung internationalen Übereinkommen vorsehen. Die Auflösungsebene der regionalen Modelle liegt bei 10 km x 10 km pro einzelner Rasterfläche. Einerseits bedeutet dies einen beträchtlichen Qualitätssprung gegenüber den globalen Modellen mit Rastergrößen von 200 km x 200 km, andererseits reicht die Auflösung für stadtplanerische Zwecke bei weitem nicht aus. Zwei der bekanntesten Modelle in Deutschland sind das dynamische Regionalmodell REMO sowie das statistische Verfahren WETTReg. Auf Bundesebene wurde am 17. Dezember 2008 im Kabinett die Deutsche Anpassungsstrategie an den Klimawandel (DAS) beschlossen. Sie stellt den Beitrag des Bundes dar und schafft einen Rahmen zur Anpassung an die Folgen des Klimawandels in Deutschland, der durch die Städte und Ballungszentren je nach lokaler Betroffenheit spezifiziert werden muss. Diese mögliche lokale Betroffenheit besser einschätzen zu können, war Ausgangspunkt der Anfang 2008 abgeschlossenen Kooperationsvereinbarung zwischen dem Deutschen Wetterdienst (DWD), Abteilung Klima- und Umweltberatung und der Senatsverwaltung für Stadtentwicklung, Abteilung Geoinformation, Referat Informationssystem Stadt und Umwelt , die Anfang 2010 erfolgreich abgeschlossen werden konnte. Der dazu vorgelegte Projektbericht lieferte auch wesentliche Beiträge für die hier vorgelegten Textteile (DWD 2010). Ansatz der hier präsentierten Karten und Daten war somit die Fragestellung, wie sich auf der Basis heute vorliegender Erkenntnisse und Modelldaten die thermischen Verhältnisse in Berlin entwickeln könnten. Dies ist auch deshalb von besonderem Interesse, da davon auszugehen ist, dass heute noch als nicht wärmebelastet bewertete Stadtgebiete durch die fortdauernde Klimaerwärmung in den nächsten Jahrzehnten einer deutlichen höheren sommerlichen Hitze ausgesetzt sein dürften. Dies gilt sowohl von der zu erwarteten absoluten Höhe der erreichten Temperaturwerte als auch von der Andauer der Hitzeperioden. Es ging also im Wesentlichen um eine Bestandsaufnahme der zu erwartenden Klimafolgen insbesondere in den bebauten Bereichen, wo die Verwundbarkeit der Stadtbewohner – und hier vor allem der älteren Bevölkerung – am größten ist. Das methodische Vorgehen zur kleinräumigen lokalen Ausprägung möglicher durch den globalen Klimawandel verursachter Folgen ist noch “Forschungsneuland”, in keiner Weise standardisiert und somit in der Interpretation der Ergebnisdaten immer mit gewissen Unsicherheitsfaktoren versehen (vgl. Methode).
In infrastrukturtechnischen Anlagen zur Abwasser- und biologischen Abfallbehandlung ist das Mischen der miteinander in Kontakt zu bringenden Stoffe eine zentrale verfahrenstechnische Aufgabe. Eine hinreichende Durchmischung in diesen Fluidsystemen ist erforderlich, um stabile und effiziente Prozessabläufe in diesen Anlagen zu gewährleisten. Nachteile der gegenwärtigen Ansätze zur energieeffizienten Vermischung in den oben genannten Anlagen bestehen darin, dass die fluiddynamischen Prozessabläufe nur ungenügend an die physikalischen und rheologischen Eigenschaften des Mediums und deren zeitliche und örtliche Schwankungen angepasst werden. In der Regel erfolgt die Bewertung des Rührerfolgs durch punktuelle Messungen der Bodenfließgeschwindigkeit, wobei der Einfluss von Schlüsselfaktoren wie Beckengeometrie und -volumen, nicht-Newtonsche Flüssigkeitsrheologie und mögliche Wechselwirkungen mit anderen Prozessen (z.B. Belüftung) unberücksichtigt bleiben. Dadurch bleibt ein großes Potenzial zur Energieoptimierung unausgeschöpft. Ziel des skizzierten Projekts ist die Definition neuartiger Kriterien für den Rührerfolg in Abwasser- und Abfallbehandlungsanlagen basierend auf messbaren Prozessparametern und die Entwicklung von Technologien, die die energetische Optimierung in diesen Anlagen über den Stand der Technik hinaus ermöglichen.
Im Jahr 2025 verzeichnete das Landesverwaltungsamt Einnahmen aus der Abwasserabgabe in Höhe von rund 13,6 Mio. EUR. Diese beruhen auf insgesamt ca. 1.800 Bewertungen von Abwassereinleitungen, in deren Ergebnis diese Umweltabgaben verhängt wurden. Im Jahr zuvor wurden 14,1 Mio. EUR eingefordert. Landesweit ist erfreulicherweise ein leichter Rückgang der Anzahl der Schmutzwassereinleitungen zu verzeichnen. „Wer Gewässer durch das Einleiten von Abwasser verschmutzt, muss dafür ein zweckgebundenes Ressourcennutzungsentgelt zahlen. Das ist die Wirkungsweise der so genannten Abwasserabgabe. Sie wurde im Jahre 1976 eingeführt, als erste Umweltabgabe überhaupt.“, erklärt der Präsident des Landesverwaltungsamtes Thomas Pleye. Für das Einleiten von Abwasser in ein Gewässer ist vom Verursacher eine Abgabe zu entrichten. Deren Höhe richtet sich nach der Höhe und Schädlichkeit der eingeleiteten Abwasserfracht. Die Abwasserabgabe sorgt dafür, dass für die Nutzung der Gewässer für das Beseitigen von Abwasser eine finanzielle Kompensation gezahlt werden muss. Sie soll den Vorteil abschöpfen, den die Inanspruchnahme dieses öffentlichen Guts für den Einleiter hat. Für die Festsetzung und Erhebung der Abwasserabgabe ist in Sachsen-Anhalt zentral das Landesverwaltungsamt zuständig. Das Aufkommen der Abwasserabgabe ist im Wesentlichen für den Gewässerschutz zu verwenden und wird so in die heimische Umwelt reinvestiert. Mit diesen Mitteln wurden im Jahr 2025 landesweit 16 Maßnahmen fertiggestellt, für die Fördermittel von ca. 11 Mio. Euro bereitgestellt wurden. Im Jahr 2025 wurden darüber hinaus 10 Maßnahmen mit Zuwendungen von rund 4,7 Mio. EUR aus dem Aufkommen der Abwasserabgabe neu bewilligt, die sich nun in der Umsetzung befinden. Hintergrund Gewässer durch das Einleiten von Abwasser nutzen zu dürfen: Dies hat einen Preis, einerlei, ob das Einleiten vermeidbar wäre oder nicht. Werden Überwachungswerte überschritten, handelt es sich um eine übermäßige Nutzung - dann ist der Preis entsprechend höher. Das aber kann der Einleiter in aller Regel vermeiden, indem er entsprechende Vorsorge trifft, um seine Anlagen unter allen zu erwartenden Betriebszuständen ordnungsgemäß betreiben zu können. Die Abwasserabgabe flankiert gewissermaßen die Gebote und Verbote des Wasserrechts. Die jährlichen Einnahmen in diesem Bereich schwanken daher naturgemäß. Investiert der Einleiter in seine Anlagen, um die Reinigungsleistung zu verbessern und um zusätzliche Einwohner anzuschließen, kann er solche Aufwendungen unter bestimmten Voraussetzungen mit seiner Abwasserabgabe verrechnen. Seit einigen Jahren betrifft das ungefähr die Hälfte der landesweit festgesetzten Abwasserabgabe; zuvor war der Anteil noch deutlich höher. Investitionen in den Anlagenbestand werden also prämiert. Die Abwasserabgabe setzt auch insoweit wirtschaftliche Impulse. Das Aufkommen der Abwasserabgabe steht für Maßnahmen des Gewässerschutzes zur Verfügung. In Sachsen-Anhalt sind so seit 1995 rund 250 Mio. EUR in die Abwasserinfrastruktur der kommunalen Aufgabenträger geflossen. Davon haben vor allem die Verbraucher als Gebührenzahler profitiert. Aber ebenso sind Maßnahmen zur Gewässerrenaturierung oder zur Verbesserung der Gewässergüte zu finanzieren. Gewässerschutz braucht Kontrollen und Förderung Kontrollen sind essenziell für den Gewässerschutz – sie umfassen technische Überwachung, Probenahmen, Genehmigungen und die Kontrolle geförderter Bauprojekte. Ungefähr 750 industrielle und gewerbliche Anlagen unterliegen in Sachsen-Anhalt den speziellen Vorschriften der Industrieemissionsrichtline der Europäischen Union. Dazu gehören beispielsweise Chemieanlagen, Tierhaltungsanlagen und Abfallbehandlungsanlagen. Oft sind dabei auch wasserrechtliche Tatbestände betroffen und müssen regelmäßig u.a. durch die Wasserwirtschaftsingenieure des Landesverwaltungsamtes kontrolliert werden. Bei kommunalen Abwassermaßnahmen, die vom Landesverwaltungsamt bezuschusst werden, wird der Baufortschritt überwacht und Auszahlungsanträge freigegeben. Allein 2025 hat das LVwA aus Mitteln des Europäischen Fonds für Regionale Entwicklung (EFRE) 28,9 Mio. Euro für 25 wasserwirtschaftliche Maßnahmen zur Verbesserung der Energieeffizienz bewilligt. Hinzu kamen weitere 10 Bewilligungen aus nationalen Mitteln für weitere wasserwirtschaftliche Maßnahmen mit einem Umfang von ca. 4,7 Mio. Euro. Die Zuschüsse sollen dazu beitragen, dass die kommunalen Anlagen auf einem sehr hohen technischen Stand und die Gebühren und Beiträge der Einwohner in einem verträglichen Rahmen bleiben. Impressum: Landesverwaltungsamt Pressestelle Ernst-Kamieth-Straße 2 06112 Halle (Saale) Tel: +49 345 514 1244 Fax: +49 345 514 1477 Mail: pressestelle@lvwa.sachsen-anhalt.de
Um den Klimawandel zu begrenzen, ist neben dem Ausbau erneuerbarer Energien, auch die Steigerung der Energieeffizienz ein zentraler Baustein. Ein hohes Potenzial für Einsparungen liegt bei thermischen Prozessen. Thermoelektrische Generatoren (TEG) bieten eine branchenübergreifende Lösung die Effizienz dieser Prozesse zu erhöhen. Durch einen Halbleitereffekt wandeln sie Wärme ohne bewegliche Bauteile in Strom und können so zur Abwärmenutzung oder Kraft-Wärme-Kopplung eingesetzt werden. Aktuelle Untersuchungen zeigen das hohe technische und wirtschaftliche Potenzial der Technologie. Jedoch kann durch die Vielfältigkeit der Anwendungen bisher kein Skaleneffekt bei der Produktion erreicht werden. Um den Zielkonflikt zwischen individuellen Anforderungen und hoher Produktionsmenge zu lösen, wird im Projekt ein modularisierter Herstellungsprozess untersucht. Es wird die gesamte Prozesskette von der Definition der Randbedingungen, über die (teil-)automatisierte Auslegung und Herstellung, bis hin zur Integration in verschiedene Anwendungen demonstriert. Der Herstellungsprozess und die Laboruntersuchungen der TEG finden am DLR Institut für Fahrzeugkonzepte mit Thermoelektrischen Modulen der Fa. Isabellenhütte statt. Die Projektziele werden durch die Integration in einen Pelletkessel der Fa. Ritter, in einen Bioreaktor der Fa. DMT und in ein Biogas-BHKW mit der Fa. BITZER demonstriert. Dabei wird das Einsparpotenzial der Herstellkosten um 55%, insgesamt 10.000 Betriebsstunden mit über 80% der elektrischen Leistung und die realen Einsparungen von bis zu 40 t/Jahr CO2 durch die drei Anwendungen nachgewiesen. Darüber hinaus werden virtuelle TEG für eine Abgasreinigung der Fa. Bayer, eine Zinkschmelzanlage der Fa. Föhl, eine Bioraffinerie zur Wasserstofferzeugung der Fa. ProCone und den Verkehrssektor aufgezeigt. So wird der Technologietransfer von TEG in die Praxis ermöglicht, wodurch die Effizienz von thermischen Prozessen erhöht und der Klimawandel abgemildert werden kann.
Das Ökosystem der Stromnetze ist auf dem Weg zu einem dezentralisierten Energieversorgungs- und Verteilungssystem. Haushalte können mit erneuerbaren Energiequellen wie Sonnenkollektoren oder Windgeneratoren, als verteilte Energieressourcen (DERs - Distributed Energy Resources) bezeichnet, unabhängig von den Stromanbietern operieren und Energie zurück an das Hauptnetz verkaufen. Für die Realisierung dieser Transformation des Stromnetzes wird eine kompetente Kommunikationsinfrastruktur benötigt. Die Einführung des Standards 5G in Mobilfunknetze erleichtert die Entwicklung zukünftiger Energieverwaltungslösungen. Weiterhin ermöglichen neue Technologien die Entwicklung intelligenter Algorithmen für die Steuerung zukünftiger Stromnetze. Hierzu gehören das Internet der Dinge (Internet of Things, IoT), Vernetzung über Mesh-Netzwerke zur Fernüberwachung des Netzstatus und die Künstliche Intelligenz (KI) für Management und Koordination. In Dymobat wird ein Single-User-Controller für die Verwaltung der einzelnen DERs auch unter Einsatz von privaten 5G-Netzwerken entwickelt. Anschließend wird eine zentrale Steuerungseinheit für die Synchronisierung und Optimierung des Netzbetriebs innerhalb einer kleinen Gruppe von DERs, einem Microgrid, entworfen. Die Kommunikation zwischen und innerhalb der DER soll mittels Mobilfunktechnologie erfolgen. Dabei soll die Energieoptimierung mittels KI-Algorithmen erfolgen und auch den Energietransport mit Fahrzeugen berücksichtigen. Die softwareseitige Integration der KI-Algorithmen und des Energiemanagementsystems in das Kommunikationssystem ist ein wesentlicher Bestandteil dieses Projektes. Die entwickelten Algorithmen werden virtuell in einem Testbed-Modell anhand von realen Eingangsparametern erprobt, optimiert und validiert. Im zweiten Schritt wird ein reales Testfeld konzipiert, installiert und die Leistungsfähigkeit der modellhaft erprobten Algorithmen in einer realen Testumgebung bewertet.
In zahlreichen Forschungsprojekten wurden bereits Energieverbräuche und Energieeinsparpotentiale in den Bereichen Wassergewinnung, -aufbereitung und -verteilung über separate Systemanalysen untersucht. Nur wenige Forschungsprojekte, wie z.B.das BMBF-geförderte ENERWA-Vorhaben, haben durch die gekoppelte Betrachtung der genannten Bereiche einen ganzheitlichen energetischen Betrachtungsansatz der wasserwirtschaftlichen Wertschöpfungskette erarbeitet. Aber auch diese Ansätze haben bei der energetischen Betrachtung die Wasserressource ausgegrenzt. Ein wichtiger Grund für das Fehlen solcher integrativer Betriebsstrategien ist, dass die Entwicklung innovativer Ansätze mit einem hohen Personalaufwand und finanziellen Risiko verbunden ist, welche im Betrieb durch die Wasserunternehmen nicht geleistet werden kann. Optimierungsmaßnahmen orientieren sich deshalb gemeinhin ausschließlich an den allgemein anerkannten Regeln der Technik und können nur selten darüber hinaus erprobt werden. Das vorliegende Vorhaben zielt daher darauf ab, diese Lücke bestehender Optimierungsansätze zu schließen, indem es intelligente, praxisorientierte Analysewerkzeuge zur integrierten qualitäts- und energieoptimierten Steuerung von Brunnengalerien für Anlagenbetreiber entwickelt. Hierbei kommen innovative Analysemethoden aus den Bereichen Big Data und KI zur Anwendung, um die bereits in der Praxis angewendete Methoden zur energetischen Optimierung von Pump- und Verteilungssystemen in der Wassergewinnung und die durch Grundwasserdargebot und -qualität vorgegebenen Limitierungen bzw. Optimierungspotentiale zu verbinden. Aufbauend auf den praktischen Erkenntnissen wird eine fachlich anerkannte Optimierungsmethodik, bestehend aus praxisorientierten Leitfäden und Tools, entwickelt, welche die wasserwirtschaftliche Nutzung von Einzelbrunnen und Brunnengalerien fokussiert und somit Wasserversorgungsunternehmen und Industriebetriebe mit eigener Wassergewinnung adressiert.
Dieses Vorhaben verfolgt das Ziel einer durchgängigen Verknüpfung aller bei der Planung, Errichtung und im Betrieb von Gebäuden beteiligter Akteure. Dies geschieht im gesamten Gebäudelebenszyklus durch den Einsatz eines hybriden Zwillings unter den Gesichtspunkten der Energieeffizienz, -flexibilisierung und -optimierung. Dazu müssen die einzelnen Prozesse, Daten und Simulationen der Gewerke unterstützt durch intelligente und intuitive Assistenzsysteme ineinandergreifen. Damit geht ein Paradigmenwechsel in der gesamten Bau- und Nutzungsphase von Gebäuden einher. Durch den Aufbau eines Groß-Demonstrators in einem mittelständischen produzierenden Unternehmen sollen die Potentiale eines hybriden Zwillings validiert und für die Öffentlichkeit anschaulich zugänglich gemacht werden, um die Digitale Transformation hin zum klimaschonenden Bauen und Betreiben von Gebäuden voranzutreiben. Das übergeordnete Ziel der RWTH ist die Entwicklung eines Simulationsmodells und geeigneter Schnittstellen, um Daten des hybriden Zwillings direkt mit einer dynamischen Gebäudesimulation von Bestandsgebäuden sowie Neubauten bidirektional zu koppeln. Nach Abschluss der Simulation sollen die Simulationsparameter und die darauf aufbauenden Ergebnisse wiederum zu dem hybriden Zwilling überführt und dort für weitere Verwendungen gespeichert werden. Änderungen am hybriden Zwilling sollen dann direkt als veränderte Simulationsparameter übernommen werden können, sodass Planungsänderungen erstmals in ihren Auswirkungen direkt berechenbar werden.
| Organisation | Count |
|---|---|
| Bund | 1109 |
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| Type | Count |
|---|---|
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|---|---|
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