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eUVM: Aufbau und Betrieb eines erweiterten umweltsensitiven Verkehrsmanagementsystems in Berlin

Projektbeginn: 2020 / Projektende: 2024 Mithilfe eines erweiterten Umweltsensitiven Verkehrsmanagement (eUVM) soll die Luftschadstoffbelastung in hochbelasteten Straßen und städtischen Teilräumen gesenkt werden. Darüber hinaus sollen langfristig der Verkehr verringert und die Mobilität umweltverträglicher gestaltet werden. Für die Umsetzung von verkehrlichen Maßnahmen bedarf es einer umfassenden Datenbasis im Bereich Verkehr und Umwelt. Das eUVM Projekt schafft hierfür die Grundlagen und erfasst u.a. erstmals alle öffentlichen Parkplätze in Berlin und analysiert die Auswirkung neuer Parkraumbewirtschaftungsgebiete . Weiterhin wird die Digitale Plattform Stadtverkehr (DPS) weiterentwickelt und umweltsensitive Funktionserweiterungen vorgenommen. Darüber hinaus wird erstmals eine KI-basierte Luftschadstoffprognose entwickelt. Konkrete Maßnahmen zur Stärkung des Radverkehrs werden im Rahmen des eUVM Projektes ab 2024 umgesetzt. Sie umfassen unter anderem den Aufbau von Fahrradreparaturstationen , eine clevere Ampelschaltung für den Radverkehr sowie den Aufbau von „Grüne-Welle-Assistenten“ („Green-Light-Optimal-Speed-Advisory“ – GLOSA) für Fahrradfahrende. Die GLOSA-Anzeigen weisen die Fahrradfahrenden darauf hin ob sie die nächste Ampel bei grün oder rot erreichen. Mit diesen Informationen soll der Radverkehr durch weniger Stop-and-Go attraktiver gemacht werden. Zusätzlich zu den konkreten Maßnahmen sensibilisiert die Kommunikationskampagne Weniger Dicke Luft die Bevölkerung für verkehrsbedingte Luftschadstoffe und macht auf den Nutzen von Verkehrsdaten für einen optimierten Verkehrsablauf aufmerksam Damit soll auch die Verkehrsmittelwahl beeinflusst werden und der Umweltverbund (ÖPNV; Fuß- und Radverkehr) gestärkt werden. Zum Ende des Projektes sollen die eingeführten Maßnahmen hinsichtlich ihres Effektes und ihrer Akzeptanz bewertet werden. Im Rahmen des eUVM-Projektes fanden in 11 Parkzonen vom Zeitraum Juni 2022 – März 2024 Vor- und Nachbefahrungen mit Scanfahrzeugen statt um die Wirkung der Parkraumbewirtschaftung zu untersuchen und zu bewerten. Die Lage der Parkzone kann im Geoportal des Landes Berlins eingesehen werden. Die Ergebnisse jeder im Detail untersuchten Zone werden in einem „Parkzonen-Report“ zusammengefasst. Diese werden auf der Website „Weniger dicke Luft“ nacheinander veröffentlicht. Die ersten Reports sind dort bereits zu finden. Ein Endbericht wird voraussichtlich bis Herbst 2025 folgen. Die Erfassung des Angebots an Parkplätzen im öffentlichen Straßenraum mittels Scan-Fahrzeugen innerhalb des S-Bahn Rings ist abgeschlossen und auf der Website der Verkehrsinformationszentrale (VIZ) Berlin veröffentlicht. Auf der gesamten Landesfläche wurden rund 1,2 Millionen Straßenparkplätze erfasst. 14% des erfassten Angebots sind bewirtschaftet. Die Erfassung der Straßenparkplätze außerhalb des S-Bahn Rings wird Ende des Jahres 2024 veröffentlicht. In den Parkzonen 65, 77, 81, 82, 84–88, 89 und 92 wurde die Wirkung der Parkraumbewirtschaftung genauer untersucht. Für diese Zonen werden derzeit zonenspezifische Reports erstellt. Im geplanten Endbericht sollen bis Ende 2024 übergreifende Ergebnisse zusammengefasst werden. Methodik der Kartierung von öffentlichen Straßenparkplätzen Zum Datensatz (Karte, VIZ Berlin) Download des Datensatzes Weitere Informationen Im Rahmen des eUVM Projektes wurde eine KI-basierte Vorhersage der Luftschadstoffe für die nächsten vier Tage erstellt. Seit Juni 2024 steht die Prognose über die Digitale Plattform Stadtverkehr zur Verfügung. Dargestellt werden die Vorhersagen für Stickstoffdioxid (NO 2 ), das zum aller größten Teil durch den Berliner Verkehr verursacht wird, und für Partikel kleiner 10 Mikrometer (µm) (PM 10 ) und kleiner 2,5 µm (PM 2,5 ), die besonders gesundheitsschädigend sind. Weitere Informationen Abschlussbericht – Luftschadstoffprognose in Berlin mit Machine-Learning-Methoden Mit 20 neuen Fahrradreparaturstationen soll der Radverkehr in allen Berliner Bezirken gestärkt werden, in dem alle die Möglichkeit bekommen, grundlegende Reparaturen selbstständig vorzunehmen. An den Stationen können die Räder, Kinderwägen und Rollstühle aufgepumpt und mit Werkzeugen repariert werden. Die Reparaturstationen sind an Orten platziert, an denen starke Radverkehrsaufkommen gemessen wurden oder gezielt der Radverkehr gefördert werden soll. Dazu wurden verschiedene Radverkehrsdaten verschnitten und die Einschätzung der Sachverständigen aus den Bezirken, sowie Quartiers- und Stadtteilzentren, berücksichtigt. Weitere Informationen Im eUVM-Projekt wurden vielfältige Verkehrsdaten analysiert, darunter Mobilfunkdaten und GPS-Trip-Daten. Dabei wurden Aspekte wie Abbiegeverhalten, Reisezeitverzögerungen, Pendlerverhalten, Fuß- und Radverkehr sowie Stauschwerpunkte untersucht. Die Top 10 Stauschwerpunkte in Berlin wurden genauer betrachtet. Es ist auffällig, dass diese überwiegend im Osten der Stadt liegen. Das liegt daran, dass die im Westen gelegenen Stadtautobahnen in der Analyse nicht berücksichtigt wurden, da der Verkehrsfluss auf den städtischen Hauptverkehrsstraßen untersucht werden sollte. Platz 1 der Berliner Stauschwerpunkte nimmt die Karl-Marx-Allee ein, gefolgt von Karl-Marx-Straße und Landsberger Allee. Die Analysen bilden die Grundlagen um zielgerichtete Maßnahmen zur Verbesserung des Verkehrs zu entwickeln. Die Ergebnisse sind auf der Digitalen Plattform Stadtverkehr veröffentlicht. Digitale Plattform Stadtverkehr Aktuelle Pressemitteilungen zum eUVM Projekt Projektleitung “Digitalisierung kommunaler Verkehrssysteme” – Teil des Sofortprogramms Saubere Luft

Klimaschutz: Hohlleiterbasierte Spurengasanalyse von Methan

Nachhaltige Konzepte für die Optimierte Wärmeableitung aus Energiespeichern von Serien-Elektrofahrzeugen, Teilvorhaben: Evaluierung und Vorentwicklung eines nachhaltigeren, silikonfreien Thermal Interface Materials mit Fokus auf nachwachsende Matrixrohstoffe und rezyklierte Füllstoffe

Zirkuläres, digitalisiertes Kunstrasen-System mit integraler Bewirtschaftung des anthropogenen Materiallagers aus multimateriellem Kunstrasen, TP: Thermomechanisches Recycling

Zirkuläres, digitalisiertes Kunstrasen-System mit integraler Bewirtschaftung des anthropogenen Materiallagers aus multimateriellem Kunstrasen, TP: Faserseparation, Demonstratorenproduktion, Produktpass & ökol. Bilanzierung

Digital circular economy: a new perspective on digitalisation as a driver for sustainability?

The European Green Deal states that moving from a linear to a circular economy is a key strategy to reduce resource consumption by repairing, reusing, remanufacturing, and recycling materials and products. Yet, the establishment of a circular economy in the European Union (EU) is still in an early stage. This report thus outlines how digitalisation can support the implementation of a circular economy and discusses the key role that governance for circularity can play in this context. The overall aim is to formulate recommendations for priorities for action, which the German government can link to the activities of the European Commission. The recommendations are based on an analysis of the role of Germany’s Presidency of the Council of the EU regarding topics related to digitalisation and sustainability (REPORT 1), an expert workshop on digital circular economy (DCE) carried out in April 2022 and a literature review that deepened some of the workshop discussions. The analysis found that the potentials of a DCE are manifold and relate to improving products and business models along the entire circular value chain. Underlying these potentials is often the use of digital technologies for product tracking and monitoring as well as for a transparent digital data exchange. Further, it is argued that governance for circularity can be a key issue to empower stakeholders to move towards a DCE. Based on these findings, recommendations for EU and national policy makers are outlined to support the development of a systemic and coherent strategy for a DCE within the EU.

Innenstadtentwicklung post Corona und neue Chancen für nachhaltigen Konsum: wie Einkaufsstraßen zu Orten neuer zukunftsfähiger Konsumkultur werden können

Konsumhandlungen verlagern sich zunehmend ins Digitale, dieser Trend wird noch bestärkt durch die aktuelle Pandemielage. Aber auch aus anderen Gründen veröden viele Innenstädte, was zu neuen Herausforderungen für die Kommunen führt aber auch Chancen für nachhaltige Konsumstrukturen bieten kann. Eine aktuelle UBA-Studie zeigt, dass Onlinehandel aus Umweltsicht sogar Vorteile gegenüber stationärem Handel bietet. Relevanter ist die Frage welche und wie viele Produkte/ Leistungen konsumiert werden. Hier kommt aus Ressourcensicht besonders einer langen Nutzungsdauer von Produkten eine große Bedeutung zu. Mit der Forderung nach einem 'Recht auf Reparatur' hat auch der EU Green Deal dieses gestärkt. Da die derzeitige Aufenthaltsqualität und Funktion der Innenstädten zum Großteil von den Shoppingmöglichkeiten lebt, müssen für einen Wandel in unserer Konsumkultur und der Innenstädte Zukunftsszenarien entwickelt werden. Es soll der Frage nachgegangen werden, wie unsere Innenstädte in 2030/ 2050 aussehen könnten, wenn wir zunehmend digital und gleichzeitig nachhaltiger konsumieren und sogar prosumieren. Wie könnten wir Leerstand und nachhaltigem Konsum gleichzeitig begegnen? (Urban Farming-Anlagen, Reparaturkaufhäuser, Leihläden, Showrooms für Onlinehandel)Zur Entwicklung verschiedener Narrative sollen aktuelle Konzepte aus der Forschung, aus dem Bundespreis Ecodesign, alternative Konsumpraktiken oder Prosuming auf Möglichkeiten für Alternativen der ganzheitlichen Innenstadtentwicklung ausgewertet werden inkl. Fördermöglichkeiten (z.B. Corona-Hilfen). Gemeinsam mit Kommunen, Planer*innen und Bürger*innen sollen gemeinsam Zukunftsbilder und konkrete Planungskonzepte entwickelt werden, bei denen die Innenstädte nicht primär vom klassischen Einzelhandel geprägt sind. Anhand eines Pilotprojektes soll eine Umsetzung z.B. eines kommunalen Reparaturkaufhauses erprobt werden. Für die Kommunen soll dies zu heute nutzbaren Praxisanregungen verdichtet werden und künftig fortschreibbar sein.

Erstmalige Demonstration einer Mikro- und Nanofiltrationsanlage zur Aufbereitung und Nutzung von Brauch- und Regenwasser in einer Wäscherei mit wissenschaftlicher Begleitung

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens: Die ITEX Gaebler-Industrie-Textilflege GmbH & Co. KG ist ein Unternehmen, das sich auf Berufskleidungs- und Textilleasing spezialisiert hat. Vor Projektbeginn fand keine Wasserbehandlung statt. Die Abwasserteilströme wurden gesammelt, zum Hauptkontrollschacht gepumpt und flossen von dort im Überlauf in den Kanal, wobei keine Angaben über die Wassermengen existierten. Ziel des Projektes lag darin, die bestehenden Verbräuche an Wasser, Waschmittel und Energie im Unternehmen mit Hilfe einer optimalen Nutzung der anfallenden Regenwassermengen und der Wiederaufbereitung des Brauchwassers mit Hilfe von Mikro - und Nanofiltration zu minimieren. Der jährliche Verbrauch von ca. 37.000 m3 Frischwasser sollte dabei um ca. 80 % verringert werden. Zusätzlich sollten ca. 15 % der verwendeten Waschmittel eingespart werden. Fazit: Die Vorreinigung von Schmutzwässern vor dem Passieren von Membrantrennanlagen wird von vielen Anlagenherstellern bei Angebotserstellung vernachlässigt; Nachrüstungen wie im vorliegenden Fall sind die mit zusätzlichem Zeit- und Kostenaufwand verbundenen Folgen. Ebenso wird von Anlagenherstellern häufig der Vorversuchsphase zu wenig Bedeutung zugemessen; es sollte bei neuen Anlagenkonzepten darauf geachtet werden, dass ausführliche Versuche an Versuchsanlagen mit Prozesswässern über mehrere Wochen im Betrieb durchgeführt werden. Nur dann kann die Eignung der einzusetzenden Module in Bezug auf die Prozesswasserinhaltsstoffe sicher festgestellt werden. Die Einsparpotentiale im Bereich des Wasserverbrauchs und der Wärmeenergie müssen vor dem Hintergrund der hohen Betriebskosten einer solchen Anlage (Stromverbrauch, Wartung und Reparatur) kritisch betrachtet werden. Für die weitere Optimierung der Anlage wurde in 2004 ein Klärdekanter in den Prozesskreislauf integriert. Zudem wurde die Nanofiltration in eine Umkehrosmose umgewandelt und damit die Reinigungsleistung des Systems stabilisiert.

Remanufacturing von PEM-Brennstoffzellenstacks für eine nachhaltige Kreislaufwirtschaft, Teilvorhaben: Optische Inspektion von Bipolarplatten

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.

Remanufacturing von PEM-Brennstoffzellenstacks für eine nachhaltige Kreislaufwirtschaft, Teilvorhaben: Forschung und Technologietransfer

Brennstoffzellensysteme werden erst wirtschaftlich und ökologisch nachhaltig, wenn eine Kreislaufwirtschaft um das Produkt aufgebaut wird. Dies liegt zum einen darin begründet, dass (Primär-)Platin, das Teil der MEA ist, einen erheblichen Anteil am CO2-Fußabdruck und den Kosten eines Brennstoffzellenstacks hat und zum anderen, dass Brennstoffzellensysteme eine hohe Wertschöpfung haben, welche am Ende des ersten Produktlebenszyklus so weit wie möglich erhalten bleiben sollte. Da verschiedene Komponenten der Brennstoffzelle, insbesondere die MEA, nach einer gewissen Betriebszeit chemische Degradationserscheinungen aufweisen, ist eine unmittelbare Weiterverwendung ausgeschlossen. Sobald ein Brennstoffzellenstack an sein Lebensende gelangt oder aufgrund eines Defekts frühzeitig ausfällt, bedarf es einer Zustandsbeurteilung des Stacks. Daraus muss abgeleitet werden, ob eine Reparatur des Stacks in Form eines Austauschs degradierter Zellen möglich ist. Falls dies nicht mehr möglich ist, bedarf es der Demontage des Brennstoffzellenstacks sowie einer entsprechenden Befundung und ggf. Wiederaufbereitung der Einzelkomponenten, um der Anforderung eines hohen Wertschöpfungserhalts gerecht zu werden. Komponenten, die aufgrund irreversibler Degradationserscheinungen nicht mehr aufbereitet werden können, müssen 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. Der Fokus des wbks liegt einem Demonstrator für die automatisierte Demontage unter Berücksichtigung der genannten Herausforderungen. Der Demonstrator bildet Aspekte der Handhabung und Qualitätssicherung ab und ist für verschiedene Stackdesigns befähigt.

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