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Entwicklung und Demonstration einer brennstoffflexiblen SCR-Nachrüstlösung für Reststofffeuerungen, Teilvorhaben DBFZ: Untersuchungen zur Eignung des entwickelten Demonstrators für die Abgasreinigung und das Monitoring von SCR-Systemen

Überblick, Potenziale und Entwicklungsmöglichkeiten von Floating-Photovoltaik-Anlagen in Deutschland

Vor dem Hintergrund der technischen und genehmigungsrechtlichen Voraussetzungen wird im vorliegenden Beitrag das aktuelle Potenzial für schwimmende Solaranlagen bzw. Floating-Photovoltaik(PV)-Anlagen in Deutschland abgeschätzt und diskutiert, welche Möglichkeiten zu dessen Ausweitung bestehen.§36 Abs.3 Wasserhaushaltsgesetz (WHG) beschränkt die Nutzung von Floating-PV-Anlagen auf künstliche oder erheblich veränderte Gewässer, auf eine maximale Bedeckung von 15% der Wasseroberfläche und einen Uferabstand von mindestens 40m. Mithilfe eines geographischen Informationssystems (GIS) wurde im Rahmen eines vom Bundesamt für Naturschutz (BfN) betreuten Forschungs- und Entwicklungsvorhabens ein Potenzial für Floating-PV-Anlagen in Deutschland von 8,9 Gigawattpeak (GWp) ermittelt. Da dieses Ergebnis auf bestimmten technischen und genehmigungsrechtlichen Setzungen beruht, ist es als Richtgröße und nicht als fester Wert zu verstehen. In Hinblick auf eine Erhöhung des nutzbaren Potenzials wird diskutiert, dass die genehmigungsrechtlichen Kriterien erst verändert werden sollten, wenn mehr belastbares Wissen über die Umweltauswirkungen von Floating-PV-Anlagen vorliegt und dabei auch die Gesamtentwicklung der Solarenergie in Deutschland einbezogen wird.

Softwaregestützte Bewertung der Formstabilität von Furnierlagenholzwerkstoffen

Das Forschungsvorhaben zielt auf eine Verbesserung modellgestützter Prognosen von Form- und Lageabweichungen bei Furnierlagenholzprodukten ab. Hierzu wird die Vorausberechnung auftretender Form- und Eigenspannungsänderungen im Herstellungsprozess wie auch Formänderungen infolge wechselnder klimatischer Umgebungsbedingungen (rel. Luftfeuchte/-Temperatur) von Lagenholzprodukten (Formteilen) untersucht und numerisch bewertet. Darüber hinaus kann anhand der Bauteilspezifika ein hinsichtlich Form- und Lageänderungen optimaler Verbundaufbau (z.B. Anzahl & Ausrichtung der Einzelfurniere im Verbund) zugeordnet werden. Mittels methodischer Erkenntnisermittlung und -dokumentation steht neben Neu- und Weiterentwicklung experimenteller Untersuchungsmethoden ebenfalls die Erweiterung der Materialbeschreibung des Holzwerkstoffes Furnier im Fokus. Daraus wird die Möglichkeit eröffnet, bereits in einer frühen Phase des Planungs- und Produktentwicklungsprozesses Formänderungen neuer Produkte modellgestützt zu beschreiben. Somit können Parametervariationen zur Verbesserung der Formstabilität am virtuellen Bauteilentwurf erarbeitet und bewertet werden, ohne Anfertigung von Presswerkzeugen oder der Durchführung von Versuchsreihen. Zudem können Lagenholzprodukte hierdurch deutlich besser spezifisch auf die spätere Anwendungssituation (z.B. Bauteil mit rein optischer Funktion / tragender Funktion) angepasst werden. So ist durch die angedachte Weiterentwicklung virtueller Methoden zur Charakterisierung der Bauteileigenschaften auch eine deutlich verbesserte Bewertung des Bauteilherstellungsprozesses (Umformprozess) möglich. Dies schafft die Voraussetzung, klassische Trail-and-Error Verfahren während der Werkzeugauslegung zu substituieren und eine deutlich effizientere Produktentwicklung und -herstellung geformter Lagenholzerzeugnisse zu gewährleisten.

Nutzung der unerforschten Vielfalt des Roggens durch genombasierte Züchtung für eine klimaresiliente Getreideproduktion, Teilvorhaben A

Gerechte Institutionen für nachhaltige Agrarlandschaften: eine empirische Untersuchung zur Bedeutung prozeduraler Gerechtigkeit in anreizbasierten Politikinstrumenten zur Bereitstellung von Ökosystemleistungen

Anreizbasierte Politikinstrumente wie der Mechanismus zur Reduzierung von Emissionen aus Entwaldung und Degradierung (REDD+) oder Zahlungen für Ökosystemleistungen (PES) sind wesentliche Instrumente im Rahmen der globalen Bemühungen zur Minderung landnutzungsbasierter Emissionen sowie des Biodiversitätsschutzes. Die Berücksichtigung von Gerechtigkeitsaspekten im Rahmen der Ausgestaltung und Umsetzung dieser Instrumente ist von großer Bedeutung. Während in den vergangenen Jahren konzeptionell-theoretische Arbeiten zu Gerechtigkeitsaspekten in der Governance von Ökosystemleistungen eine Basis für empirische Arbeiten geschaffen haben, sind empirische Forschungsergebnisse noch rar. Insbesondere fehlt es an einer umfassenderen Beforschung von Gerechtigkeitsdimensionen jenseits der Verteilungsgerechtigkeit, also solcher die sich explizit auf Anerkennung und prozedurale Gerechtigkeit beziehen sowie fundierter empirischer Studien über kausale Zusammenhänge zwischen Gerechtigkeitsperzeptionen der Adressaten von Politikinstrumenten und der umweltpolitischen Effektivität dieser Instrumente. In Anbetracht dieser Forschungslücken zielt das folgend skizzierte Forschungsprojekt darauf ab, ein besseres Verständnis zur Bedeutung der Verfahrensgerechtigkeit bei der Umsetzung von anreizbasierten Politikinstrumenten auf lokaler Ebene zu schaffen. Das Projekt wird sich im Wesentlichen mit drei Forschungsfragen befassen: Welche Elemente prozeduraler Gerechtigkeit sind für Entscheidungsprozesse auf lokaler Ebene von besonderer Bedeutung für die Adressaten der anreizbasierten Politikinstrumente? Wie gerecht werden diese Entscheidungsprozesse von den lokalen Akteuren wahrgenommen? Besteht ein kausaler Zusammenhang zwischen einem als gerecht empfundenen Entscheidungsprozess und umweltfreundlichem Verhalten der Landnutzer? Um diese Fragen zu beantworten, wird die Forschung in Vietnam durchgeführt, wobei das nationale System der Zahlungen für Waldökosystemleistungen als Fallstudie dient. Die Forschung wird auf einer Mischung aus sich ergänzenden qualitativen und quantitativen Methoden aufbauen. Die Konzeptualisierung von Gerechtigkeit in Entscheidungsprozessen wird auf einer strukturierten Durchsicht der wissenschaftlichen Literatur beruhen und durch eine empirische Bestandsaufnahme und Kategorisierung von Entscheidungsprozessen in unserem Untersuchungsgebiet und deren Kategorisierung gemäß dem entwickelten Rahmenwerk ergänzt werden. Dieser Teil sowie die Wahrnehmungen der lokalen Stakeholder zur Gerechtigkeit werden wir mit einem qualitativen empirischen Ansatz untersuchen. Dies wird uns die wesentliche Informationsgrundlage für die Gestaltung unserer quantitativen Forschung liefern, d.h. eine Umfrage und die exogen manipulierte experimentelle Untersuchung der kausalen Effekte zwischen Gerechtigkeitswahrnehmungen und umweltfreundlichem Verhalten sowie der Interaktionseffekte zwischen Verfahrens- und Verteilungsgerechtigkeit.

Verbesserte numerische Standortanalyse und Lastberechnung für komplexe Topografien, Teilvorhaben: Windfeldmessung und Anlagensimulation

Das Forschungsvorhaben soll durch hochgenaue Messungen des turbulenten Windfeldes sowie mit meteorologisch turbulenzauflösenden Standortanalysen und hochauflösenden Strömungssimulationen von Windenergieanlagen die Standortcharakterisierung von industriell nutzbaren Prognosetools verbessern. Das übergeordnete Ziel des beantragten Teilvorhabens besteht darin, durch neue drohnen-basierte Turbulenzmessung und durch gekoppelte numerische Simulationswerkzeuge die Effekte der turbulenten atmosphärischen Grenzschicht zu analysieren. Daraus wird ein 'Best Practice' Verfahren für industrielle Standortanalysen mit Fokus auf komplexe Gelände entwickelt. Diese Untersuchung ist essenziell zur Bewertung und Verbesserung von industriell einsetzbaren Tools zur Ertragsprognose, denn komplexe Geländeformen im Zusammenwirken mit unterschiedlichen thermischen Bedingungen stellen große Herausforderungen dar.

Serious Gaming - Potenziale für Wissensvermittlung und Bewusstseinswandel für mehr Nachhaltigkeit

Das Forschungsvorhaben untersuchte die Möglichkeiten, digitale Spiele zur Förderung nachhaltigen Verhaltens und zur Wissensvermittlung einzusetzen. Hierfür wurden wissenschaftliche Grundlagen und Perspektiven auf „Serious Games“ analysiert. Eine umfassende Literaturrecherche und Experteninterviews identifizierten zahlreiche Anwendungsmöglichkeiten. Aufbauend auf diesen Erkenntnissen wurde das Serious Game „Little Impacts“ entwickelt, veröffentlicht und auf seine Wirksamkeit untersucht. Das Spiel richtet sich an Kinder und Jugendliche. Zusätzlich förderte das Projekt den Austausch innerhalb der Spielentwicklungsszene und vernetzte relevante Akteure. Ergebnisse und Handlungsempfehlungen aus dem Projekt wurden aufbereitet, um eine breite Zielgruppe anzusprechen. Veröffentlicht in Texte | 49/2025.

Entwicklung umweltfreundlicher und kostengünstiger Lithium-Schwefel-Batterien für eine nachhaltige Energiewende, LiSSy - Entwicklung umweltfreundlicher und kostengünstiger Lithium-Schwefel-Batterien für eine nachhaltige Energiewende

Klimaerlebnisbaum - Rottendorf - Robinia

Im Rahmen des Forschungsprojekts "Klimaerlebnis Würzburg" am Zentrum Stadtnatur und Klimaanpassung (ZSK) wurden im Jahr 2018 acht Messstationen in Würzburg und Gerbrunn eingerichtet. Diese zeichnen seitdem an jedem Standort das Wetter und/oder die Leistungen der dortigen Bäume auf. Das Forschungsprojekt endete im Jahr 2022. Die Messstationen, durch orangefarbene Baumfässer erkennbar, werden seitdem aber weitergeführt.Das Projekt sollte aufzeigen,inwieweit sich das Klima und die Leistung der Bäume an verschiedenen Standorten in der Stadt unterscheiden undinwieweit sich Stadtbäume und Klima an einem Standort gegenseitig beeinflussen.Die bis heute weiter aufgezeichneten Messergebnisse sollen verdeutlichen, wie mit Hilfe von Bäumen und ihrer Ökosystemdienstleistungen die nachhaltige Stadt der Zukunft an die Folgen des Klimawandels angepasst werden kann. Zudem kann die Öffentlichkeit mit diesen Datenreihen für das Thema Stadtklima und Stadtgrün sensibilisiert werden. Um dies voranzutreiben, werden davon ausgewählte Datenspalten seit November 2024, unbereinigt und zu stündlichen Daten automatisiert zusammengefasst, hier auf dem Open Data Portal Würzburg veröffentlicht.An der Station in Rottendorf sind mehrere Bäume der Art Robinia mit Sensoren versehen. Die Daten eines dieser Bäume stehen in diesem Datensatz in der oben beschriebenen, verarbeiteten Form zur Verfügung.Allgemeines zu den Standorten wie der grobe Messaufbau, Hinweise zur Datennutzung und Verlinkungen zu weiterführenden Papern finden Sie im Folgenden.Messaufbau des Baumlabors und der WetterstationMithilfe des Saftflusssensors (1) kann der Wasserverbrauch des Baums bestimmt werden. Davon lässt sich die Kühlleistung durch Verdunstung ableiten und der Trockenstress abschätzen. Im Kronenraum wird die Temperatur für den Vergleich mit der Klimastation gemessen (2), um die Abkühlwirkung des Baumes zu bestimmen. Das Dendrometer (3) misst das Dickenwachstum des Stammes. Dadurch kann man berechnen, wieviel der gesamte Baum an Biomasse zunimmt und an CO2speichert. Der Bodenfeuchtesensor (4) misst den Wassergehalt im Wurzelraum. Damit kann auf die Wasserversorgung des Baumes geschlossen werden.Der Temperatur- und Feuchtesensor (6) misst die Lufttemperatur und die relative Luftfeuchtigkeit. Der Windsensor (7) erfasst Windrichtung und Windgeschwindigkeit. Mit diesen beiden Messgrößen kann der Frischlufteintrag, aber auch die Anströmungsrichtung festgestellt werden. Der Strahlungssensor (8) misst, wieviel Energie die Sonne am Erdboden freisetzt. Mit diesem Wert lässt sich feststellen, wie stark sich Flächen aufheizen. Ebenso lässt sich hiermit die photosynthetische Leistung des Baumes bestimmen. Aus Temperatur, Luftfeuchte, Windgeschwindigkeit und Solarstrahlung lässt sich die gefühlte Temperatur berechnen. Der Niederschlagssensor (9) erfasst Regen und Schnee.In den Datenloggern (10) werden die Messwerte gesammelt, gespeichert und alle 10 Minuten online versendet, um sie auf dem Smart City Hub Würzburg zu speichern und hier auf dem Open Data Portal stündlich aggregiert darzustellen. Bei einigen der Wetterstationen ist zudem ein Luftdruck-Barometer verbaut.Hinweis:Bei den zur Verfügung gestellten Daten handelt es sich um eine automatisiert abgeänderte Version der Rohdaten der einzelnen Stationen. Eine Qualitätskontrolle durch den Plattformbetreiber findet vorab nicht statt. Es ist daher punktuell mit Messfehlern und Messlücken zu rechnen. Für die Korrektheit der Daten wird keine Haftung übernommen. Quellenangabe:Quelle im Rohdatenformat: [Bis 13.11.2024 13 Uhr](https://opendata.smartandpublic.eu/datasets/9b901002-a1fd-47b0-89d4-eb12f9117233?locale=en#iss=https%3A%2F%2Fidp.smartcityhub.smartandpublic.eu%2Frealms%2Fsmartcityhub), [ab 23.11.2024 14 Uhr](https://opendata.smartandpublic.eu/datasets/713101d0-8137-4da5-9010-8281fadd8bff?locale=en#iss=https%3A%2F%2Fidp.smartcityhub.smartandpublic.eu%2Frealms%2Fsmartcityhub)Autor(en): Projekt Klimaerlebnis Würzburg (2018-2022), Stadt Würzburg (2023-jetzt)Hinweis: Es gelten keine zusätzlichen Bedingungen.Für weiterführende Informationen, lesen Sie die aus dem Projekt "Klimaerlebnis Würzburg" hervorgegangenen Paper:Hartmann, Christian, et al. "The footprint of heat waves and dry spells in the urban climate of Würzburg, Germany, deduced from a continuous measurement campaign during the anomalously warm years 2018–2020; The footprint of heat waves and dry spells in the urban climate of Würzburg, Germany, deduced from a continuous measurement campaign during the anomalously warm years 2018–2020." Meteorologische Zeitschrift 32.1 (2023): 49-65.Rahman, M.A., Franceschi, E., Pattnaik, N. et al. Spatial and temporal changes of outdoor thermal stress: influence of urban land cover types. Sci Rep 12, 671 (2022). [https://doi.org/10.1038/s41598-021-04669-8](https://doi.org/10.1038/s41598-021-04669-8)Rahman, Mohammad A., et al. "Tree cooling effects and human thermal comfort under contrasting species and sites." Agricultural and Forest Meteorology 287 (2020): 107947.Rötzer, T., et al. "Urban tree growth and ecosystem services under extreme drought." Agricultural and Forest Meteorology 308 (2021): 108532.Bildquelle und mehr Informationen zu den Messstationen: [Webarchiv: Klimaerlebnis Würzburg](https://webarchiv.it.ls.tum.de/klimaerlebnis.wzw.tum.de/das-projekt/index.html)

Zur Bestimmung kinetischer Daten und zur Verbesserung der Reaktionsführung bei heterogen-katalysierten Gas-Flüssig-Reaktionen - Untersuchungen anhand ausgewählter Reaktionen aus der Raffinerietechnik und Petrochemie

Im Rahmen des geplanten Forschungsvorhabens soll eine verbesserte Methode zur Bestimmung kinetischer Daten von Mehrphasenreaktionen entwickelt und getestet werden. Dabei soll ein Zweiphasenreaktor (Flüssigkeit und Katalysator) mit einer Vorsättigung der flüssigen Phase (z.B. bei Hydrierungen mit Wasserstoff) eingesetzt werden. Da nur eine fluide Phase vorliegt, wird der Einfluss der Fluiddynamik überschaubar. Da außerdem kein Stofftransport mehr aus der Gasphase in die Flüssigkeit erfolgt, bestimmen neben der chemischen Reaktion 'nur' noch Diffusionsvorgänge in der flüssigen (Kern)Phase bzw. in den Katalysatorproben die (effektive) Reaktionskinetik. Dieses wesentlich einfachere Reaktionssystem kann sehr genau untersucht werden, und zwar unter Bedingungen (Partikelgröße, Fluidgeschwindigkeit), die auch in technischen Reaktoren herrschen. Durch den anschließenden Vergleich mit Untersuchungen in einem Dreiphasenreaktor kann dann der Einfluss der Fluiddynamik und des Stofftransportes Gas/Flüssigkeit besser als mit den oben beschriebenen üblichen Methoden beurteilt werden. Diese Methode bietet sich allerdings nicht nur für kinetische Untersuchungen an, sondern auch für eine verbesserte Reaktionsführung bei Mehrphasenreaktionen. (...) Folgende Reaktionen, die in der chemischen Praxis bisher in Dreiphasen-Festbettreaktoren durchgeführt wurden, sollen näher untersucht werden: Hydrierung ungesättigter Kohlenwasserstoffe, Entschwefelung von Erdölfraktionen, die Hydrierung von Nitroaromaten, die Umsetzung von Kohlenmonoxid mit Wasserstoff in höhere Kohlenwasserstoffe wie z.B. Dieselöl durch Fischer-Tropsch-Synthese. Diese Modellsysteme wurden ausgewählt, da sie sich hinsichtlich der Kinetik und der notwendigen Reaktionsführung sehr deutlich unterscheiden. Auf diese Weise soll das Prinzip des Zweiphasenreaktors mit Vorsättigung der flüssigen Phase als Methode für kinetische Untersuchungen und als eine Alternative im Hinblick auf die Reaktionsführung von Mehrphasenreaktoren auf einer möglichst breiten Basis untersucht werden.

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