Selbst in tiefen Sedimentschichten unter z.T. mehreren Kilometern mächtiger Sedimentbedeckung finden sich noch aktive Mikroorganismen. Mit zunehmender Tiefe steigt die Temperatur im Untergrund an und überschreitet irgendwann die Grenze bis zu welcher Leben möglich ist. Die bisher festgestellte Temperaturobergrenze von Leben auf der Erde wurden an Mikroorganismen von hydrothermalen Systemen, sogenannten Schwarzen Rauchern gemessen und liegt bei ca. 120 Grad C. In Sedimenten hingegen liegt die Grenze deutlich niedriger. Messdaten aus Ölfeldern deuten auf eine Grenze von ca. 80 Grad C hin. Diese Diskrepanz zwischen hydrothermalen und sedimentären Systemen wurde dadurch erklärt, dass die Mikroorganismen in Sedimenten nicht genügend Energie gewinnen können um die bei hohen Temperaturen verstärkt notwendigen Reparaturen ihrer Zellbestandteile wie DNA und Proteinen durchzuführen. Interessanterweise lässt sich metabolische Aktivität bei extrem hohen Temperaturen nur dann nachweisen, wenn die Experimente unter hohem Druck stattfinden. IODP Expedition 370 wurde spezifisch zur Klärung der Frage nach dem Temperaturlimit von Leben in sedimentären Systemen durchgeführt. Im Nankai Graben vor der Küste Japans herrscht ein recht hoher geothermischer Gradient von ca. 100 Grad C/km, d.h. das gesamte Temperaturspektrum in dem Leben möglich ist erstreckt sich über ein Tiefeninterval von etwas mehr als einem Kilometer. Durch modernste Bohr- und Labortechniken war es möglich, Proben von höchster Qualität zu gewinnen, welche garantiert frei von Kontamination sind. Die Expedition hat einen stark interdisziplinären Charakter, so dass eine Vielzahl von biologischen und chemischen Parameter gemessen wurde, welche eine detaillierte Charakterisierung des Sediments erlauben. Das beantragte Projekt ist ein wichtiger Teil der Expedition, da Sulfatreduktion der quantitativ wichtigste anaerobe Prozess für den Abbau von organischem Material im Meeresboden ist. Im Rahmen einer MSc Arbeit wurden bereits erste Messungen durchgeführt. Diese konnten zeigen das Sulfatreduktion über die gesamte Kernlänge messbar ist, wenn auch z.T. mit extrem geringen Raten. Im Rahmen des beantragten Projekts sollen weitere Messungen durchgeführt werden, unter anderem auch unter hohem Druck. Dazu soll ein Hochdruck Temperatur-Gradientenblock gebaut und betrieben werden. Neben Sedimenten von IODP Exp. 370 sollen weitere Experimente mit hydrothermal beeinflusstem Sediment aus dem Guaymas Becken durchgeführt werden. Ein Vergleich zwischen diesen beiden Sedimenten soll weitere Einblicke in einen der wichtigsten biologischen Prozesse im Meeresboden liefern und ein besseres Verständnis über die Grenzen von Leben im allgemeinen.
Das Unternehmen, welches am 31.08.2011 gegründet wurde, plant den Betrieb einer Demonstrationsanlage, in der ein Windpark mit einem Pumpspeicherkraftwerk kombiniert wird. Hierzu sollen vier Windenergieanlagen mit einer Leistung von jeweils 5 Megawatt errichtet werden. In die Bauwerke dieser Windkraftanlagen werden die Wasserspeicher integriert. Diese oberen Wasserspeicher sollen über eine Druckrohrleitung mit dem Kraftwerk und mit dem Unterbecken, einer bereits vorgesehenen Flutmulde, verbunden werden. Die elektrische Speicherkapazität des Pumpspeicherkraftwerks beträgt 70 Megawattstunden. Durch die Integration des oberen Wasserspeichers in die Bauwerke der Windkraft- anlagen kann auf den Bau eines gesonderten Oberbeckens verzichtet werden. Dadurch entfallen Baumaßnahmen sowie An- und Abtransport der Aushubmasse. Es können ca. 19.000 Lkw-Fahrten mit einem CO 2 -Ausstoß von ca. 400 Tonnen vermieden werden. Weiterhin entfallen Rodungsarbeiten einer Waldfläche von 2 bis 4 Hektar. Die Anlagenkonzeption erlaubt einen hohen Grad der Standardisierung, welcher in der Pumpspeichertechnik bisher nicht bekannt ist. Der Vorteil dieser neuartigen Anlage besteht unter anderem darin, dass die überschüssige regenerativ erzeugte Energie kurzfristig vor Ort gespeichert werden kann statt deren Erzeugung drosseln zu müssen. Die Anlage liefert neben der Stromerzeugung auch die fürdas zukünftige Energiesystem benötigte Flexibilität. Eine Kombination von Windenergieanlage und Wasserspeicher wurde bislang noch nicht umgesetzt. Eine weitere Neuerung stellt die Verwendung von unterirdisch verlegten, biegsamen PE (Polyethylen)-Rohren anstelle der üblichen teilweise oberirdisch verlegten, starren Stahlrohre für die Druckrohrleitungen dar. Dadurch wird die Landschaft geschont. Mit dem angestrebten Ausbau der erneuerbaren Energie wird der Bedarf an Energiespeichern zum Ausgleich von Einspeiseschwankungen zunehmen. Das Vorhaben wird einen Beitrag zur Etablierung solcher Speicher und damit zur besseren Integration der erneuerbaren Energien in das Energiesystem leisten. Branche: Energieversorgung Umweltbereich: Klimaschutz Fördernehmer: Naturstromspeicher Gaildorf GmbH & Co. KG Bundesland: Baden-Württemberg Laufzeit: seit 2014 Status: Laufend
Die Einbeziehung von physikalischen Erhaltungsgesetzen ist bereits seit längerem als wichtiger Punkt bei der Entwicklung von numerischen Wettervorhersagemodellen bekannt. In Datenassimilation im weiteren Sinne ist die Berücksichtigung von Erhaltungsgesetzen und die Analyse deren Bedeutung erst seit kurzem ein zentraler Gegenstand der Forschung. Numerische Atmosphärenmodelle sind heute in der Lage, kleinräumige und deshalb hochgradig nichtlineare Dynamik und Physik aufzulösen. Vorhersagen hängen dabei sehr sensible von den Anfangs- und Randbedingungen ab. Die Datenassimilation für Modelle, die viele Skalen darstellen und in die sowohl zeitlich als auch räumlich hochaufgelöste Beobachtungen eingehen verlangt nach einer Überprüfung und der Weiterentwicklung der zur Zeit in numerischen Wettervorhersagemodelle genutzten, auf weniger nicht lineare Anwendungen ausgelegte Methoden. Das primäre Ziel dieses Projektes ist die Entwicklung von Ensemble-basierten Datenassimilations-Algorithmen welche Eigenschaften von nichtlinearen dynamischen Systemen, zum Beispiel die Erhaltung von Masse, Drehimpuls, Energie und Enstrophie berücksichtigen. Insbesondere werden die folgenden zwei Problemstellungen bearbeitet. Gemeinsam mit Kollegen haben wir kürzlich zeigen können, dass Erhaltung von Masse und Positivität wichtige Nebenbedingungen für Datenassimilations-Algorithmen sind. Beide Bedingungen sind in einem neuen Algorithmus, dem quadratic programming ensemble Kalman filter, umgesetzt worden. Tests an linearer Dynamik wurden ebenfalls bereits durchgeführt. Im Rahmen des vorgeschlagenen Projektes soll dieser Algorithmus in einer idealisierten Konfiguration für die Assimilation von Radarreflektivität mit dem nichthydrostatischen, konvektionsauflösenden COSMO-DE-Modell erweitert, implementiert und evaluiert werden. Zweitens, wird untersucht wie sich Datenassimilations-Algorithmen wie der Ensemble Kalman Filter und der quadratic programming ensemble Kalman filter auf die zu erhaltenden Größen im Fall von Experimenten mit einem idealisierten, nichtlinearen zweidimensionalen Flachwassermodell auswirken, sowie ob und wie diese Ensemble-basierten Algorithmen modifiziert werden können um Lösungen mit den vorgeschriebenen Eigenschaften zu erhalten. Es ist zu erwarten, dass Erhalt von Masse und Entropie die nicht lineare Energie Kaskade im System verbessert. Der mögliche Einfluss auf die Exaktheit von Vorhersagen wird auch untersucht.
Vorhabensziel des Projekts ist die Überführung des im Vorgängervorhaben 'ErdEis II' umgesetzten Erdeisspeichers in den Vollbetrieb, das wissenschaftliche Monitoring und Benchmarking sowie die Entwicklung eines District Energy Management Systems (DEMS). Hierzu sollen verschiedene Betriebsmodi getestet, die Betriebsweise aufbauend auf den Ergebnissen optimiert, der Einfluss verschiedener Parameter modellgestützt nachvollzogen und das Kalte Nahwärmesystem mit Erdeisspeicher bestmöglich für die Gesamtsystemoptimierung mittels DEMS genutzt werden. Im zukünftigen Energiesystem wird nicht mehr allein auf Energieeffizienz respektive End- und Primärenergiebedarf optimiert werden können. Vielmehr spielt Flexibilität eine zunehmende Rolle, die schließlich gekoppelt an die Verfügbarkeit erneuerbarer elektrischer Energie den tatsächlichen CO2-Ausstoß bestimmen wird. Inzwischen sind Schnittstellen verfügbar, die über Vorhersagen zur CO2-Intensität des Stromnetzes eine entsprechende Optimierung ermöglichen. Diese Optimierung hat im Gesamtkonzept nicht nur wärme- bzw. kälteseitig zu erfolgen, sondern ganzheitlich die Bedarfe und Flexibilitäten des Kalten Nahwärmenetzes, der Haushaltsstromverbräuche, Mobilitätsbedarfe und Eigenenergieerzeugung miteinzuschließen. So kann ein Gesamtoptimum erreicht und Optimierungen von Teilsystemen, die zu Lasten der Gesamtemissionen gehen, vermieden werden. Entsprechend müssen auch Bewertungs- und Benchmarkingmethoden passend weiterentwickelt werden.
<p> Die wichtigsten Fakten <ul> <li>2023 arbeiteten rund 276.000 Menschen im Bereich erneuerbare Energien.</li> <li>Zwischen 2010 und 2023 ist damit die Zahl um ca. 2,3 % gestiegen.</li> <li>Im Bereich von intelligenten Energiesystemen und -netzen stieg die Beschäftigung anteilig am stärksten.</li> </ul> </p><p> Welche Bedeutung hat der Indikator? <p>Die Nutzung erneuerbarer Energien – wie Wind, Sonne, Geothermie, Wasser und <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/biomasse">Biomasse</a> – ist ein unverzichtbarer Beitrag für den <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/klimaschutz">Klimaschutz</a> und zur Ressourcenschonung. Der Ausbau erneuerbarer Energien nutzt sowohl dem <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/klima">Klima</a>, als auch dem Arbeitsmarkt. Er ist ein wesentlicher Beitrag zur Sicherheit der Energieversorgung und mindert die Abhängigkeit von Energieimporten.</p> <p>Der <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/indikator">Indikator</a> zeigt die Entwicklung der Beschäftigung im Bereich erneuerbarer Energien in Deutschland. Insgesamt zeigt sich, dass viele Menschen in Deutschland im Bereich der erneuerbaren Energien arbeiten und zur Energiewende beitragen. Neben den klassischen Bereichen der erneuerbaren Energien (Solar, Windenergie, Bioenergie, Wasserkraft, Geothermie) wird hier die Beschäftigung in den Bereichen Speichertechnologien, Intelligente Energiesysteme und Netze sowie Elektrifizierung in der Industrie erfasst. Besonders im Bereich der intelligenten Energiesystem und Netze ist es seit 2010 zu einer rasanten Steigerung der Beschäftigungen gekommen. Dies verdeutlicht die Relevanz von Digitalisierung für die Energiewende.</p> </p><p> Wie ist die Entwicklung zu bewerten? <p>Zwischen den Jahren 2010 und 2023 ist die Zahl der Arbeitsplätze im Bereich erneuerbarer Energien um 2,3 % gestiegen. Im Jahr 2023 waren es rund 276.000 Personen.</p> <p>Jedoch war die Entwicklung der Beschäftigungszahlen nicht stetig, sondern zeigte einen schwankenden Verlauf. Verantwortlich für einen Rückgang in den 2010er Jahren war zunächst der Einbruch der inländischen Produktion in der Solarwirtschaft und der Photovoltaik. Sie wanderte zum größten Teil in andere Länder ab – vor allem nach China. Bei der Windenergie waren wesentliche Treiber für den Rückgang an Beschäftigten deutliche Einbußen im Außenhandel sowie ein dramatischer Rückgang der neu installierten Windkraftanlagen im Inland. Jedoch zeichnet sich seit Ende der 2010er Jahre wieder eine Steigerung der Beschäftigung im Bereich der erneuerbaren Energien ab.</p> </p><p> Wie wird der Indikator berechnet? <p>Der vorliegende <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/indikator">Indikator</a> wurde im Rahmen des GreenTech Atlas 2025 auf Basis von Daten des Statistischen Bundesamtes berechnet. Für die Berechnung wurden relevante Aktivitäten anhand von WZ-Codes im Rahmen der Wirtschaftszweigklassifikation identifiziert und darauf aufbauend in den Beschäftigungsstatistiken der Bundesagentur für Arbeit ausgewertet. Dabei werden nur direkte Erwerbstätige erfasst (angebotsseitige Berechnung). <a href="https://www.umweltbundesamt.de/node/117921">Andere</a> Studien verfolgen nachfrageseitige Ansätze, wie beispielsweise <a href="https://www.bundeswirtschaftsministerium.de/Redaktion/DE/Publikationen/Studien/oekonomische-indikatoren-der-energiebereitstellung.html">Studien</a> im Auftrag des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie (O’Sullivan et al. 2019, <a href="https://gws-os.com/fileadmin/downloads/GWS-Kurzmitteilung_2025_1.pdf">Ulrich und Edler 2025</a>). Diese Studien erfassen sowohl direkte als auch indirekte Beschäftigungseffekte. Grundsätzliche Trends und Kernaussagen in den unterschiedlichen Studien stimmen trotz verschiedenen Methoden und Teilergebnissen überein</p> <p><strong>Ausführliche Informationen zum Thema finden Sie im Daten-Artikel <a href="https://www.umweltbundesamt.de/node/17774">„Beschäftigung und Umweltschutz"</a>.</strong></p> </p><p> </p><p>Informationen für...</p>
Die Forscher planen, die Effizienz von Windkraftanlagen zu steigern. Dazu betrachten sie nicht nur einzelne Teile der Windkraftanlagen, sondern die gesamte Wirkungskette von der Energieerzeugung in der Anlage bis hin zur Netzanbindung. Kooperationspartner aus dem Fraunhofer-Institut für Windenergie- und Energiesystemtechnik und dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt unterstützen sie dabei. Die Forschergruppe will mit ihrem Vorhaben einen Beitrag zur Weiterentwicklung der Windenergietechnologie leisten und Niedersachsens Position als innovativen Standort der Windenergie weiter stärken.
Im Auftrag des schleswig-holsteinischen Ministeriums für Energiewende, Landwirtschaft, Umwelt und ländliche Räume hat Ecofys die Entwicklung des Einspeisemanagements (EinsMan) in dem norddeutschen Bundesland untersucht. Ecofys schätzte auf Basis der durch die Netzbetreiber veröffentlichten Meldungen die aufgrund von Überlastungen von Betriebsmitteln nicht eingespeiste Energie ab. Im untersuchten Zeitraum zwischen 2009 und 2011 waren vor allem Gebiete an der West- und Ostküste Schleswig-Holsteins mit hoher installierter Leistung an Windenergieanlagen von Einspeisemanagement betroffen. Die Ausfallarbeit verdoppelte sich etwa jährlich und lag 2011 zwischen105 und 236 GWh. Im gleichen Zeitraum stiegen die Entschädigungszahlungen von rund 2 Mio. Euro auf 10 bis 23 Mio. Euro an. Rund 97Prozent der im Jahr 2011 entstandenen Ausfallarbeit in Schleswig-Holstein betraf Windenergieanlagen. In den Jahren 2009 und 2010 machten hauptsächlich Überlastungen im regionalen Verteilnetz Einspeisemanagement nötig. In 2011 nahm die Bedeutung von Überlastungen in Umspannwerken zwischen der 20 und 110 kV-Ebene sowie im 220/380 kV Übertragungsnetz zu.
Diese im Auftrag des Bundesverbands WindEnergie e.V. erstellte Studie erläutert die Auswirkungen des Einspeisemanagements auf die Windenergieerzeugung in den Jahren 2010 und 2011. Ecofys analysierte das Einspeisemanagement, welches Verteilnetzbetreiber (VNB) anwenden, um die Netzsicherheit zu gewährleisten. Während des EinspeiseManagement-Vorgangs regelt der Verteilnetzbetreiber temporär die Erneuerbaren Energien (EE) Anlagen in der betroffenen Netzregion ab, um eine Überlastung des Netzes zu vermeiden. Wir führten eine Bestandsaufnahme zum Einspeisemanagement der deutschen Verteilnetzbetreiber durch und entwickelten eine Methode zur Abschätzung der dadurch abgeregelten Energiemenge. Die Ergebnisse der Ausfallarbeit eines Jahres vergleichen wir regelmäßig mit den Ergebnissen der vorangegangenen Jahre, um daraus den sich ergebenden Trend abzuleiten. Bislang veröffentlichen Netzbetreiber die durch Einspeisemanagement verloren gegangene Energie nicht. Darüber hinaus untersuchte Ecofys, ob in Engpasssituationen Einspeisemanagement nach Paragraph 11 EEG durchgeführt wurde und Entschädigungen nach Paragraph 12 EEG gezahlt wurden oder ob Maßnahmen nach Paragraph 13 Abs. 2 EnWG, ohne die Möglichkeit zur Entschädigung der Anlagenbetreiber, durchgeführt wurden.
Brennstoffzellensysteme werden erst wirtschaftlich und ökologisch nachhaltig, wenn eine Kreislaufwirtschaft um das Produkt aufgebaut wird. Denn (Primär-)Platin, das Teil der MEA ist, hat einen erheblichen Anteil am CO2-Fußabdruck und den Kosten eines Brennstoffzellenstacks. Außerdem haben Brennstoffzellensysteme eine hohe Wertschöpfung, die am Ende des ersten Produktlebenszyklus so weit wie möglich erhalten bleiben sollte. Brennstoffzellekomponenten, insbesondere die MEA, weisen nach einer gewissen Betriebszeit chemische Degradationserscheinungen auf und können nicht unmittelbar weiterverwendet werden. Sobald ein Brennstoffzellenstack an sein Lebensende gelangt oder aufgrund eines Defekts frühzeitig ausfällt, muss sein Zustand beurteilt werden. Daraus muss abgeleitet werden, ob eine Reparatur des Stacks in Form eines Austauschs degradierter Zellen möglich ist. Falls nicht, muss der Brennstoffzellenstack demontiert, entsprechend befundet und ggf. Einzelkomponenten wiederaufbereitet werden, um der Anforderung eines möglichst hohen Wertschöpfungserhalts gerecht zu werden. Komponenten, die aufgrund irreversibler Degradationserscheinungen nicht mehr aufbereitet werden können, müssen im Sinne der Nachhaltigkeit möglichst sortenrein einem Recycling zugeführt werden. Unter Berücksichtigung der erwarteten Stückzahlen müssen daher bereits jetzt Konzepte für die automatisierte Zustandsbeurteilung und Demontage von Brennstoffzellenstacks, mit dem Ziel einer Kreislaufwirtschaft, entwickelt werden, um langfristig zum Erfolg der Technologie beizutragen. ISRA untersucht im Teilvorhaben in AP3 Inline-Messtechniken zur Erkennung von Korrosion, Deformation und Anhaftung von Dichtungsresten bei demontierten Bipolarplatten. In AP4 wird ISRA versuchen, mit Hilfe von Methoden der Produktionsanalyse bei der Untersuchung der Korrelationen der Parameter für den Aufbau eines vereinfachten Alterungsmodells mitzuwirken. In AP5 werden die Ergebnisse aus AP3 in einen Demonstrator überführt.
| Organisation | Count |
|---|---|
| Bund | 3844 |
| Kommune | 8 |
| Land | 153 |
| Weitere | 34 |
| Wirtschaft | 3 |
| Wissenschaft | 1028 |
| Zivilgesellschaft | 142 |
| Type | Count |
|---|---|
| Agrarwirtschaft | 1 |
| Ereignis | 3 |
| Förderprogramm | 3743 |
| Mitmachportal | 1 |
| Taxon | 11 |
| Text | 159 |
| Umweltprüfung | 41 |
| unbekannt | 12 |
| License | Count |
|---|---|
| Geschlossen | 197 |
| Offen | 3755 |
| Unbekannt | 7 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 3835 |
| Englisch | 632 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Archiv | 15 |
| Bild | 38 |
| Datei | 4 |
| Dokument | 108 |
| Keine | 2389 |
| Webseite | 1500 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 1748 |
| Lebewesen und Lebensräume | 2473 |
| Luft | 1826 |
| Mensch und Umwelt | 3959 |
| Wasser | 1045 |
| Weitere | 3959 |