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Ressortforschungsplan 2020, GrünlandVielfalt: Ökologische und gesellschaftliche Grünland-Transformation in der Ise-Niederung

CO2 Emission Factors for Fossil Fuels

Germany is obligated to report its national emissions of greenhouse gases, annually, to the European Union and the United Nations. Over 80 % of the greenhouse-gas emissions reported by Germany occur via combustion of fossil fuels. The great majority of the emissions consist of carbon dioxide. To calculate carbon dioxide emissions, one needs both the relevant activity data and suitable emission factors, with the latter depending on the applicable fuel quality and input quantities. In light of these elements' importance for emission factors, the German inventory uses country-specific emission factors rather than international, average factors. To determine such factors, one requires a detailed knowledge of the fuel compositions involved, especially with regard to carbon content and net calorific values. The present publication provides an overview of the quality characteristics of the most important fuels used in Germany and of the CO 2 emission factors calculated on the basis of those characteristics. Since annual greenhouse-gas emissions have to be calculated back to 1990, the study also considers fuels that are no longer used today. To that end, archival data are used. Gaps in the data are closed with the help of methods for recalculation back through the base year. Veröffentlicht in Climate Change | 29/2022.

Dezentrales IoT-System zur Steuerung von Aktorik durch Sensorik im Agrarsektor

Zielsetzung: Das Vorhaben hat das Ziel, ein innovatives, dezentrales IoT-System zu entwickeln, das die Bewässerung und Agrarprozesse im Weinbau sowie in anderen landwirtschaftlichen Betrieben revolutionieren soll. Mithilfe hochmoderner Sensorik und Künstlicher Intelligenz (KI) soll der Trockenstress von Pflanzen in Echtzeit überwacht werden , um datenbasierte, intelligente Bewässerungsentscheidungen zu treffen. Dadurch soll der Wasserverbrauch signifikant reduziert werden - Schätzungen zufolge um bis zu 30 %, was Millionen von Litern Wasser jährlich entspricht. Dies trägt nicht nur zur Schonung wertvoller Süßwasserressourcen bei, sondern schützt auch die Grundwasserqualität und unterstützt die nachhaltige Nutzung von Ressourcen. Der Anlass für das Projekt liegt in den zunehmenden Herausforderungen, vor denen die Landwirtschaft angesichts des Klimawandels steht. Längere Trockenperioden, steigende Temperaturen und die globale Wasserknappheit setzen traditionelle Bewässerungsmethoden unter Druck, die oft ineffizient und verschwenderisch sind. Laut dem Weltwasserbericht der Vereinten Nationen von 2021 werden etwa 69 % des weltweit verfügbaren Süßwassers in der Landwirtschaft genutzt, wobei ineffiziente Praktiken wie Großflächenberegnung erhebliche Verluste verursachen. Besonders in Weinbauregionen führt die übermäßige Nutzung von Wasser zu ökologischen und wirtschaftlichen Problemen. Das Vorhaben möchte diese Problematik adressieren, indem es innovative Technologien einsetzt, die den Wasserverbrauch optimieren und die landwirtschaftliche Produktivität erhöhen. Darüber hinaus verfolgt das Projekt einen umfassenden Ansatz: Neben der Entwicklung und Erprobung von Sensorik und Hardware wird eine KI-basierte Bewässerungssteuerung entwickelt , die in realen landwirtschaftlichen Betrieben getestet wird. Das IoT-System ermöglicht eine präzise und ressourcenschonende Bewässerung in der Landwirtschaft. Dazu werden Sensoren zur Messung von Bodenfeuchtigkeit, Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Pflanzenzustand in einer Pilotanlage installiert. Die erfassten Daten werden über eine drahtlose Infrastruktur in eine Cloud übertragen, wo sie verarbeitet und analysiert werden. Eine KI wertet die Daten aus, erkennt Zusammenhänge zwischen den Messwerten und dem Trockenstress der Pflanzen und steuert die Bewässerung automatisch.

Entwicklung, Implementierung und Evaluation eines praxisorientierten Planetary Health-Modell-Curriculums für eine nachhaltige Gesundheitsversorgung durch Hebammen

Zielsetzung: HebPlanet - Hebammen für Planetare Gesundheit: In den letzten Jahren sieht sich die Menschheit mit einer planetaren Dreifachkrise von enormen Ausmaßen konfrontiert. Der Klimawandel, der Verlust der biologischen Vielfalt und die zunehmende Umweltverschmutzung gehen mit zahlreichen negativen Gesundheitsfolgen einher - insbesondere für vulnerable Gruppen wie Schwangere, Stillende, ungeborene Kinder und Säuglinge. Hebammen spielen für diese Bevölkerungsgruppen eine wesentliche Rolle, da sie Familien in einer sehr sensiblen Lebensphase eng - und auch in ihrem häuslichen Umfeld aufsuchend - über einen längeren Zeitraum begleiten. Dabei arbeiten Hebammen auch interdisziplinär, können durch ihre Tätigkeit in sensiblen Lebensphasen als Change Agents und Multiplikator*innen für Planetary Health fungieren und damit zu Gesundheitsförderung und Umweltentlastung bei jungen Familien beitragen. Die Akademisierung der Hebammenausbildung und die damit einhergehende Neugestaltung von Lehrmodulen in den primärqualifizierenden wie auch in den Masterstudiengängen bietet eine optimale Gelegenheit für die Implementierung von Planetary Health Lehrinhalten, auch im Hinblick auf die studiengangübergreifenden Veranstaltungen, z.B. mit Medizinstudierenden. Jedoch sind Planetary Health Themen im Studium zur Hebamme bislang nicht oder nur unzureichend systematisch integriert. Zudem erfolgte bislang keine Erhebung des Wissens- und Kompetenzzuwachses zu Planetary Health und nachhaltiger Gesundheitsversorgung bei Hebammenstudierenden. Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung und Verankerung eines Planetary Health Curriculums für, bzw. in, das Studium zur Hebamme. Das übergeordnete Ziel ist, künftige Hebammen zu planetarer Gesundheitskompetenz in ihrem beruflichen Handeln zu befähigen. Dadurch soll ihr Wissen und ihre Kompetenzen zu Planetary Health gestärkt werden, um das Finden, Verstehen, Bewerten und Anwenden, bzw. die Integration in den (beruflichen) Alltag von Informationen zu Planetary Health zu fördern. Somit sollen Hebammen zu transformativen Handlungs- und Nachhaltigkeitskompetenzen ausgebildet werden um Gesundheit und Umwelt in der jetzigen wie in künftigen Generationen zu fördern. Themen und Handlungsfelder wie klimasensible Gesundheitsberatung von Schwangeren und jungen Familien zu nachhaltiger Ernährung, aktiver Mobilität und Konsumverhalten sowie eine nachhaltige und ressourcenschonende Berufspraxis von Hebammen stehen dabei im Vordergrund.

Entwicklung eines automatisierten Verfahrens zur Zustandsanalyse verbauter historischer Hölzer

Zielsetzung: Im Kontext von Klimawandel und Energiekrise sind Fragen der Energiebilanz und -effizienz von Gebäuden besonders relevant. Die Baudenkmalpflege trägt durch ihre wirtschaftlichen, ökologischen und soziokulturellen Aspekte der nachhaltigen Ressourcenverwendung und damit direkt zum Klimaschutz bei. Historische Bauten, die überwiegend aus dauerhaften Materialien und Konstruktionen bestehen, sind ein gutes Beispiel für Green Culture durch energie-schonende Nutzung und bestandsorientierte Weiterentwicklung. Die beim Bau alter Gebäude bereits eingesetzte (graue) Energie muss bei sorgfältiger und schonender Erneuerung, u.a. durch Einsatz nachhaltiger Baustoffe, nicht noch einmal aufgewendet werden. Holz war schon immer ein nachhaltiger, ressourcen- und energieschonender Werkstoff und gehört zu den ältesten Baukulturen weltweit. Allein in Deutschland gilt die Holzarchitektur (Fachwerkhäuser, Dachwerke) als prägend. Es ist daher sowohl im Sinne der Denkmalpflege als auch zur zukünftigen Nutzung von Holz als Baumaterial wichtig, Eigenschaften, Zustand und Veränderung dieses Materials zu beobachten und zu verstehen. Dazu stehen heute vielversprechende Technologien wie optische 3D-Messtechnik und KI-basierte Datenanalyse zur Verfügung, die in diesem Sektor bisher noch kaum eingesetzt werden. Ziel dieses Vorhabens ist, ein Verfahren zur automatisierten Bauteildokumentation und -kontrolle für Altholzbauten im Bestand zu entwickeln. Dies beinhaltet: - Entwicklung eines prototyphaften optischen Messsystems zur Bestands- und Merkmalsaufnahme; - Entwicklung eines Automatisierungsverfahrens zur Merkmalsdetektion; - Automatisierung des Informationstransfers in digitales 3D-Modell. Im Laufe des Projektes werden folgende Ergebnisse angestrebt: - Messverfahren bestehend aus innovativer Hardware (RTI-Sensor, patentiert) und Software (KI-gestützte Merkmalserkennung) zur objektiven und dokumentierten Festigkeitsanalyse von verbautem Altholz; - Schnittstelle zur automatischen Übertragung von Holzkenngrößen an einen Digitalen Zwilling (basierend auf BauWolke-Software/BauCAD); - Zukünftige Vermarktungsmöglichkeiten durch Sensor/Software und erweitertes Dienstleistungsangebot durch Gutachter.

Nutzung von Herbiziden aus holzzerstörenden Schadpilzen als biologische Alternative zu chemischem Pflanzenschutz, Teilprojekt C

Qualitätserhalt durch nachhaltige Trocknung von Arzneipflanzen, Teilvorhaben 4: Analytik non-volatiler Stoffe

Das Wohnbauerbe der Sowjetunion in Zeiten multipler Krisen, Teilvorhaben: Neubewertung und Wiederaufbau

Schwerpunktprogramm (SPP) 1689: Climate Engineering: Risiken, Herausforderungen, Möglichkeiten?, Stratosphärischer Ozonverlust im Sommer in mittleren Breiten - ein potentielles Risiko von Climate-Engineering? (CE-O3)

In jüngster Zeit wurde ein neuer Mechanismus zum Ozonabbau über besiedelten Gebieten in der wissenschaftlichen Gemeinschaft diskutiert, der vor einer zunehmenden Gefahr von niedrigem Ozon im Sommer in mittleren Breiten in der unteren Stratosphäre warnt. Der Ozonabbau soll durch erhöhte Mengen an Wasserdampf verursacht werden, die konvektiv in die Stratosphäre injiziert werden und zu durch Chlor bedingtem katalytischen Ozonverlust führen soll durch heterogene Reaktionen an binären Sulfat-Wasser-Aerosolen (H2SO4/H2O). Diese heterogenen Reaktionen werden durch erhöhte Mengen an Wasserdampf und niedrige Temperaturen beschleunigt. Vorausgesetzt, dass die Intensität und die Frequenz des konvektiv injizierten Wasserdampfes durch den anthropogenen Klimawandel in den nächsten Jahrzehnten ansteigen, ist mit einer Erhöhung der ultravioletten Strahlung (UV) auf der Erdoberfläche über besiedelten Gebieten zu rechnen. Die Details dieses neuen Ozonverlust-Mechanismus sind jedoch noch unklar, so dass eine genaue Quantifizierung des Ozonverlustes und seiner Sensitivität auf stratosphärischen Schwefel und Wasserdampf noch nicht möglich war. Ferner wurde im Rahmen von Climate-Engineering-Methoden, die Injektion von Sulfat-Aerosol in die Stratosphäre vorgeschlagen, um die globale Erderwärmung abzuschwächen. Dies könnte zusätzlich den Ozonabbau in der unteren Stratosphäre in mittleren Breiten verstärken. Motiviert durch diese Wissenslücken in unserem gegenwärtigen Verständnis von Ozonverlustprozessen in mittleren Breiten in der unter Stratosphäre, schlagen wir im Rahmen des DFG Schwerpunktprogramms 'Climate Engineering' ein Projekt vor, dass unter Bedingungen mit sowohl erhöhtem Wasserdampf als auch erhöhtem Sulfat-Aerosol den Ozonverlust analysiert. Unser Projekt basiert auf verschiedenen Simulationen mit dem drei-dimensionalen Chemie-Transport-Modell CLaMS mit dem Ziel die Details dieses neuen Ozonverlust-Mechanismus zu verstehen und zu quantifizieren. Ferner soll der mögliche Ozonverlustes unter Klima-Engineering-Bedingungen zuverlässig simulieren werden. Ein Algorithmus, der die Abhängigkeit des Ozonverlustes in mittleren Breiten von erhöhtem stratosphärischem Schwefel beschreibt, wird der Klima-Engineering-Community als Basis für weitere ökonomische Analysen zur Verfügung gestellt. Unsere Ergebnisse werden helfen zukünftige Entscheidungen über Klima-Engineering zu bewerten, um mögliche Risiken und Kosten für die Gesellschaft zu minimieren.

REFOPLAN 2022 - Ressortforschungsplan 2022, Bayerns Seltenste: Arten der Trockenlebensräume - BSAT/ LBV

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