The European Union was the first region to introduce mandatory sustainability requirements for biofuels worldwide. Currently the EU discusses to amend the EU biofuels policy to include measures against Indirect Land Use Change (ILUC) associated with biofuel production. The European Commission has proposed to introduce a maximum for conventional biofuels and incentives for advanced biofuels. Also, it is proposed that fuel suppliers are obliged to report on the indirect GHG emissions caused by biofuels supplied to the EU market. Ecofys wrote a report for the Dutch government assessing the proposed policy measures and their impact on the Dutch and European biofuel sector. The report also provides an overview of the Dutch biofuels market as well as an assessment of the Commissions Impact Assessment which was published together with the ILUC proposal.
Veranlassung
Es fehlen schnelle und vor allem feldtaugliche Methoden zur Detektion von PFAS in der Umwelt, um so zeitnah Maßnahmen zur Minderung von PFAS-Kontaminationen durchzuführen oder den Erfolg von Minderungsmaßnahmen zu beurteilen. Entsprechende Methoden können ebenso helfen, die Prozesssteuerung einer Abwasserbehandlung zur Entfernung von PFAS z. B. durch eine Aktivkohlebehandlung zu optimieren. Das Projekt PFASense hat sich zum Ziel gesetzt, eine solche Methode zu entwickeln. Hierzu werden Elektroden hergestellt, die a) entweder für eine spezifische Detektion perflourierter Verbindungen oberflächenmodifiziert sind und b) biologische Effekte, die durch perflourierte Verbindungen hervorgerufen werden können, mit mikrobiellen Bioreportern elektrochemisch erfassen. Mit den individuellen Signalen der einzelnen Elektroden wird eine KI trainiert und auf diese Weise ein Sensor-Array zur sensitiven Detektion der großen Stoffgruppe der perfluorierten Verbindungen in Umweltproben entwickelt.
Ziele
- a. Design und Herstellung von molekular geprägten Membranen zur Anreicherung spezifischer PFAS.
- b. Design und Herstellung elektrochemischer, bakterieller Biosensoren zur Detektion biologischer Effekte, die durch PFAS hervorgerufen werden.
- c. Design und Herstellung elektrochemischer, hefebasierter Biosensoren zur Detektion einer Veränderung der Thyroid-Signalkaskade durch PFAS.
- d. Design und Herstellung eines intelligenten elektrochemischen Sensors für die direkte chemische Detektion von PFAS mittels KI-gestützter Datenauswertung.
- e. Konstruktion eines mikrofluiden multi-Sensor-Arrays unter Nutzung der in a. bis d. entwickelten Komponenten.
- f. Validierung und Eignungstestung des entwickelten Sensor-Arrays mittels Einzelsubstanzen, Substanzmischungen sowie dotierten und undotierten Realproben mit einem Fokus auf industriellen Abwässern.
Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung einer innovativen technologischen Lösung für die folgende Fragestellung: Wie kann man zeitnah Informationen über die Qualität von z. B. Abwässern erhalten, ohne auf verzögert zur Verfügung stehende, analytische Informationen aus einem Labor angewiesen zu sein?
Dieser Bedarf an zeitnahen Informationen für eine Bewertung von Abwasser und Wasserproben kann perspektivisch mittels eines bio-elektrochemischen Sensorarrays gedeckt werden, der im Rahmen des Projekts für den Nachweis von Per- und Polyfluoralkylsubstanzen (PFAS) entwickelt wird. PFAS werden in zahlreichen Produkten verwendet, darunter wässrige filmbildende Schäume für die Brandbekämpfung, antihaftbeschichtetes Kochgeschirr, Lebensmittelverpackungen, wasserabweisende Stoffe, medizinische Geräte, Kunststoffe und Lederprodukte. PFAS werden jedoch mit verschiedenen, toxikologisch relevanten Effekten in Verbindung gebracht, wie mit veränderten Immun- und Schilddrüsenfunktionen, Leber- und Nierenerkrankungen, Lipid- und Insulinstörungen, Fortpflanzungs- und Entwicklungsstörungen oder auch der Krebsentstehung. Als unmittelbare Folge dieser Gesundheitsrisiken hat die Europäische Kommission einen Vorschlag zur Überarbeitung der Liste der prioritären Stoffe in Oberflächengewässern angenommen, unter denen 24 Verbindungen zur Gruppe der PFAS gehören.
Die Grundlage für Leben auf der Erde sind intakte Ökosysteme. Daher stellt die Umsetzung von SDG 15 'Leben an Land' eines der zentralen Ziele der Agenda 2030 für nachhaltige Entwicklung auf EU-Ebene dar. Aktuelle Bestandsaufnahmen (z.B. Eurostat 2020) zeigen, dass die EU in den letzten 5 Jahren nur moderate Fortschritte bei der Umsetzung von SDG 15 erzielt hat und so ist der Zustand der Ökosysteme sowie der Biodiversität in der EU besorgniserregend. Die EU-Mitgliedsstaaten sind derzeit noch weit davon entfernt, ihre hier gesteckten Ziele zu erreichen. Eines der Ziele des 'European Green Deal' der Europäischen Kommission ist der Erhalt und die Wiederherstellung von Ökosystemen und Biodiversität. Vor diesem Hintergrund wurden eine Reihe von Strategien angekündigt oder bereits veröffentlicht, welche einen Beitrag zur Erreichung von SDG 15 leisten sollen, wie z.B. die 'EU-Biodiversitätsstrategie für 2030', die 'Vom Hof auf den Tisch'-Strategie, oder die neue 'EU-Forststrategie' oder die Aktualisierung der EU-Bodenschutzstrategie. Andere Maßnahmen, wie die Gemeinsame Agrarpolitik der EU, stehen diesem Ziel eher entgegen). Inwieweit die EU die Umsetzung von SDG 15 auch in den Mittelpunkt ihrer Green Recovery Programme stellt (sowohl in Bezug auf Maßnahmen innerhalb der EU als auch innerhalb ihrer weltweiten Wertschöpfungsketten), ist derzeit noch offen. Mit diesem Vorhaben sollen die unterschiedlichen und sich teilweise widersprechenden Ziele, Strategien, und Maßnahmen, Instrumente und Indikatoren auf EU-Ebene untersucht werden und Ansatzpunkte für eine kohärente und wirksame Umsetzung der Maßnahmen zur Erreichung von SDG 15 bis 2030 identifiziert werden. Neben der Analyse der Strategien und Maßnahmen sollen mit Hilfe eines Stakeholder-Mappings zunächst relevante Akteursgruppen in der EU identifiziert werden. Durch Leitfadeninterviews und Workshops soll untersucht werden, welche Akteure welche Maßnahmen zur Umsetzung von SDG 15 auf vers. Ebenen erfolgreich durchführen.
Der Datenaustausch zwischen dem Bund, den Ländern und den Kommunen erfolgt in der Regel nur punktuell und teilweise nur auf Anfrage. Im Sinne der im Koalitionsvertrag (S. 41) geforderten Verbesserung der Wissensbasis zu den Gewässerqualitäten in Deutschland soll eine bundesweite digitale Plattform etabliert werden, um eine bessere Wissensbasis für Wissenschaft, Praxis und Öffentlichkeit zu schaffen und den stoff- und wasserrechtlichen Vollzug zu unterstützen. Die Verbesserung des Datenaustauschs in technischer, inhaltlicher und organisatorischer Form dient zudem dem Aufbau eines europäischen Umweltdatenraums i.S.d. Europäischen Datenstrategie und folgt der Forderung des Grünen Deal der Europäischen Kommission zur Schaffung und Öffnung des Zugangs zu interoperablen Daten. Er ist damit zugleich Voraussetzung für ein effizientes und effektives Monitoring der Ziele des 8. Umweltaktionsprogramms der EU. Im Rahmen des Vorhabens soll eine digitale Plattform entwickelt werden, die bestehende bundesweit verfügbare Teildatenbestände wasserbezogener Umweltzustandsdaten vereinigt und nutzergerecht visualisiert. Die Anwendung soll gleichermaßen eine einfache Nachnutzung aller bundesweit verfügbaren Wasserqualität ermöglichen sowie eine nutzergerechte und moderne Visualisierung in Form von interaktiven Kartenprodukten, Zeitreihen und statistischen Kenngrößen beinhalten (Desktopversion und Mobile Web-Applikation). Die Anwendung soll an die UBA-Website gekoppelt und in Anlehnung an das FIS 'Wasser & Boden' (FKZ: 3720122020) des UBA entwickelt werden.
Die Europäische Richtlinie für erneuerbare Energien (RED) enthält derzeit ein Ziel von 10Prozent erneuerbaren Energien im Verkehrssektor der EU im Jahr 2020. Biokraftstoffe werden bei der Zielerreichung voraussichtlich eine wichtige Rolle spielen. Sämtliche Biokraftstoffe, die auf diese Ziel angerechnet werden, müssen die Erfüllung von verbindlichen Nachhaltigkeitskriterien nachweisen. Zwei Jahre nach der Implementierung der Nachhaltigkeitsanforderungen hat die Europäische Kommission Ecofys gemeinsam mit Winrock und dem Institut für europäische Umweltpolitik (IEEP) beauftragt die praktische Umsetzung der Nachhaltigkeitsanforderungen anhand von drei wichtigen Aspekten zu überprüfen: 1) Notwendigkeit der Einführungen verpflichtender Nachhaltigkeitsanforderungen für Biokraftstoffe zum Schutz von Wasser, Boden und Luft: Die Risiken für Wasser, Boden und Luft durch den Anbau von Biokraftstoffrohstoffen unterscheiden sich kaum von den Risiken anderer landwirtschaftlicher Ausdehnung. Dennoch kann der Biokraftstoffmarkt zu einem erhöhten Druck auf die bestehende Ackerfläche führen. Der Schutz von Wasser, Boden und Luft ist lokal zu betrachten, da die Auswirkungen von der jeweiligen Betriebsführung vor Ort abhängig sind. Im Bericht werden bestehende Maßnahmen zur Vermeidung dieser Risiken, wie etwa freiwillige Nachhaltigkeitsstandards, untersucht und mögliche Kriterien für die Europäische Kommission entwickelt. 2) Effektivität und Verwaltungsaufwand nationaler Systeme zum Nachweis der Erfüllung der verpflichtenden Nachhaltigkeitsanforderungen: Die EU Mitgliedsstaaten haben unterschiedlichen Ansätze zur Implementierung der Nachhaltigkeitsanforderungen verfolgt. Die Wahl des entsprechenden Nachhaltigkeitssystems als solches sagt noch nichts über Effektivität oder Verwaltungsaufwand, allerdings können die entsprechenden Ausgestaltungen schon einen Einfluss haben. Die Ausgestaltung der Berichtspflicht oder die Möglichkeit des Nachweises der Nachhaltigkeit durch alternativer Mechanismen können beispielsweise einen beträchtlichen Einfluss haben. Im Bericht werden Empfehlungen gegeben, wie die Mitgliedsstaaten die Effektivität erhöhen und unnötigen Verwaltungsaufwand vermeiden können. Die nächste Herausforderung für die Mitgliedsstaaten ist die Harmonisierung der verschiedenen Systeme, um so die Effektivität EU weit zu erhöhen. 3) Erfahrungen in der Umsetzung des Massenbilanzsystems zur Überprüfung der Nachhaltigkeit entlang der Biokraftstofflieferkette: Die Biokraftstoffproduzenten haben große Anstrengungen unternommen, um die Rückverfolgbarkeit ihrer Lieferkette zu gewährleisten. Im Großen und Ganzen würden es die Stakeholder bevorzugen, wenn die EU an dem bestehenden Massenbilanzsystem festhält und sicherstellt, dass der gegenwärtige Ansatz optimiert und in allen Mitgliedsstaaten und Nachhaltigkeitssystemen vereinheitlicht wird. (Text gekürzt)