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Schwerpunktprogramm (SPP) 1689: Climate Engineering: Risiken, Herausforderungen, Möglichkeiten?, Klima-Engineering über Land: Umfassende Evaluierung von Auswirkungen terrestrischer Carbon-Dioxide-Removal-Methoden auf das Erdsystem (CE-LAND+)

Methoden des terrestrischen Carbon Dioxide Removal (tCDR) wie Aufforstung und Biomasseplantagen werden zuweilen als effektive, 'grüne' und sichere Varianten des Klimaengineering (CE) verstanden wegen ihrer Möglichkeit, die natürliche CO2-Aufnahme durch die Biosphäre zu erhöhen, und ihrer denkbaren ökonomischen Tragfähigkeit. Erkenntnisse aus der ersten Phase des CE-LAND-Projekts legen indes nahe, dass tCDR aufgrund schwieriger erdsystemischer und ethischer Fragen ebenso kontrovers wie andere CE-Methoden ist. CO2-Budgetierungen und rein ökonomische Bewertungen sind daher um profunde Analysen der natürlichen Begrenzungen, der Auswirkungen auf das Erdsystem mit damit verbundenen Unsicherheiten, der Tradeoffs mit anderen Land- und Wassernutzungen und der weitreichenden ethischen Implikationen von tCDR-Maßnahmen zu ergänzen. Analysen hypothetischer Szenarien der ersten Projektphase zeigen, dass effektives tCDR die Umwidmung großer Flächen voraussetzt, womit schwierige Abwägungsprozesse mit anderen Landnutzungen verbunden wären. Darüber hinaus zeigt sich, dass signifikante Nebenwirkungen im Klimasystem (außer der bezweckten Senkung der Weltmitteltemperatur) und in terrestrischen biogeochemischen Kreisläufen aufträten. CE-LAND+ bietet eine tiefergehende quantitative, räumlich explizite Evaluierung der nicht-ökonomischen Kosten einer Biosphärentransformation für tCDR. Potentielle Tradeoffs und Impakts wie auch die systematische Untersuchung von Unsicherheiten in ihrer Abschätzung werden mit zwei Vegetationsmodellen, einem Erdsystemmodell und, neu im Projekt, dynamischen Biodiversitätsmodellen analysiert. Konkret wird CE-LAND+ bisher kaum bilanzierte Tradeoffs untersuchen: einerseits zwischen der Maximierung der Flächennutzung für tCDR bzw. Biodiversitätsschutz, andererseits zwischen der Maximierung der Süßwasserverfügbarkeit für tCDR bzw. Nahrungsmittelproduktion sowie Flussökosysteme. Auch werden die (in)direkten Auswirkungen veränderten Klimas und tCDR-bedingter Landnutzungsänderungen auf Wasserknappheit (mit diversen Metriken und unter Annahme verschiedener Varianten des Wassermanagements) und Biodiversität quantifiziert. Die Tradeoffs und Impakts werden im Kontext von neben der Bekämpfung des Klimawandels formulierten globalen Nachhaltigkeitszielen - Biodiversitätsschutz, Wasser- und Ernährungssicherheit interpretiert - was sonst nicht im Schwerpunktprogramm vermittelt wird. Ferner wird das Projekt zu besserem Verständnis und besserer Quantifizierung von Unsicherheiten von tCDR-Effekten unter zukünftigem Klima beitragen. Hierzu untersucht es modellstrukturbedingte Unterschiede, Wachstum und Mortalität von tCDR-Pflanzungen unter wärmeren und CO2-reicheren Bedingungen und Wechselwirkungen zwischen tCDR-bezogenen Landnutzungsaktivitäten und Klima. Schließlich wird CE-LAND+ in Kooperationen innerhalb des Schwerpunktprogramms und mit einer repräsentativen Auswahl von Szenarien zur Evaluierung tCDR-bedingter Tradeoffs aus umweltethischer Sicht beitragen.

Dezentrale Kultivierung von Mikroalgen unter Verwendung von CO2 aus Abgasen einer Biogasanlage, Teilvorhaben: Markt- und Kostenanalyse

U-Values for better energy performance of buildings

Commissioned by EURIMA (European Insulation Manufacturers Association) we have created a new study, analyzing U-values (insulation thickness) for a better energy performance of European buildings. The study provides findings for 100 European cities. Aim of the study is to contribute to the discussion of policy makers when reconsidering national regulations. The study reveals that there is significant room for improvement of standards.

True Cost Accounting von Viti-PV Systemen

Improving Energy Efficiency in Peruvian Boilers with the CDM. Feasibility Study for a Bundled CDM Project.

This study aims at assessing the feasibility of a Clean Development Mechanism (CDM) project to improve energy efficiency in Peruvian industrial boilers. As part of this study, current emissions from boilers in Peru are estimated, and the potential and mitigation costs for energy efficiency improvements as a CDM project are assessed, including a detailed analysis of different baseline options and an initial monitoring plan. A key element is also the development of the institutional set-up of the project, which includes bundling many small boilers into one CDM project.

Erprobung des Lavendelanbaus zur Förderung der Biodiversität in einer nachhaltigen Landwirtschaft in Thüringen (LaWiTa)

Zielsetzung und Anlass: In Deutschland sind etwa 48 % der 557 in der roten Liste bewerteten Bienen- und Hummelarten bestandsgefährdet oder sogar schon ausgestorben (Bundesamt für Naturschutz 2011). Die Gründe für diesen Rückgang sind vielfältig und komplex, aber grundsätzlich verknüpft mit einer qualitativen Verschlechterung und einem quantitativen Verlust von Lebensräumen für diese Insekten. Unter anderem ist dies das Ergebnis der monotonen sowie intensiven Landwirtschaft und der damit einher gehenden Artenverarmung von Agrarökosystemen, die wiederum weniger Raum und Nahrung für Wildinsekten bieten. Als Folge besteht das Risiko, dass Ökosystemleistungen durch Bestäuberinsekten in Deutschland nicht mehr ausreichend erbracht werden können. Darum hat der Ausbau einer insektenverträglichen Landbewirtschaftung eine wichtige Bedeutung. Das Projekt behandelt die Arzneipflanze Lavendel (Lavandula angustifolia), dessen Anbau in landwirtschaftlichen Betrieben erprobt werden soll und zu einer Erweiterung der Kulturpflanzenvielfalt in der Agrarlandschaft beitragen soll. Der Lavendel bringt ausgezeichnete Eigenschaften mit sich, um im Feldanbau als Lebensraum und Nahrungsquelle für Insekten zu dienen. Durch das Projekt soll der Naturschutz mit einer neuen, nachhaltigen Naturnutzung in Nutzlandschaften durch den Anbau von Lavendel kombiniert werden. Damit soll ein wesentlicher Beitrag zu umweltfreundlicheren und vielfältigeren Agrarökosystemen geleistet werden. Durch die interdisziplinäre Zusammenarbeit der Fachhochschule Erfurt mit externen Projektpartnern werden kleine Lavendelfelder mit durchschnittlich 1000 m² in der Agrarlandschaft an ausgewählten Standorten auf landwirtschaftlichen Flächen entstehen und wissenschaftlich untersucht. Mithilfe eines Monitoringsystems soll der Einfluss des Lavendels auf die Artenvielfalt von Tagfaltern und Wildbienen entomologisch untersucht werden. Um eine Bewertung der Maßnahme zu ermöglichen, werden zum Vergleich Daten aus der typischen Agrarlandschaft sowie in der Landwirtschaft gängigen Umweltschutzmaßnahmen (z.B. mehrjährige/einjährige Blühstreifen) hinzugezogen. Gleichzeitig wird die Wirtschaftlichkeit des Lavendelanbaus auf den beteiligten Praxisbetrieben in Thüringen untersucht. Dabei werden spezifische Parameter analysiert und ätherisches Öl im Rahmen einer Destillation gewonnen. Mit einer ersten Berechnung der Erlöse aus dem Lavendelanbau und einer Kostenanalyse kann ein Rückschluss auf die wirtschaftliche Rentabilität des Lavendelanbaus in Thüringen und Deutschland gezogen werden. Ziele: Als Gesamtziel ergibt sich ein wichtiger Beitrag zu umweltfreundlicheren und vielfältigeren Agrarökosystemen. Im Projekt werden folgende Ziele verfolgt: a. Entwicklung einer langfristigen, nachhaltigen und bodenschonenden Nutzung der natürlichen Ressourcen durch eine extensive und mehrjährige Kultur b. Aussage über die agrarökologische Eignung und wirtschaftliche Tragfähigkeit des Lavendelanbaus unter Thüringer Klimabedingungen c. Überprüfung der Einflüsse des Lavendelanbaus auf Wildbienen und Tagfalter in der Agrarlandschaft und einem Abgleich mit üblichen Agrarumweltmaßnahmen d. Erfassung der wichtigen quantitativen und qualitativen Eigenschaften des ätherischen Öls zur Bewertung der Eignung in der Arznei- und Lebensmittelindustrie e. Sensibilisierung der Bevölkerung durch Aufklärungs-, Öffentlichkeits- und Bildungsarbeit im Bereich der nachhaltigen Landbewirtschaftung und des Naturschutzes

Der Einfluss von Grenzkostenpreisen im Nahverkehr auf die raeumliche Struktur von Stadtregionen

Anwendung des GAD bei der Nutzungsentscheidung von Hausmülldeponien

Anwendung des GAD bei der Nutzungsentscheidung von Hausmülldeponien. Es wird eine Zusammenführung von Vorarbeiten des CEMAGREF (Frankreich) - externe Kostenschätzungen verschiedener Nutzungsmöglichkeiten - und der Universität Tübingen - intergenerationelle Diskontierung - angestrebt.

Zu den Auswirkungen des beschleunigten Wachstums auf die Waldbewirtschaftung in Europa

Sowohl das angestiegene Waldwachstum als auch das höhere Holzvolumen in den Wäldern erfordert Veränderungen in der Art der Waldbewirtschaftung. Ziele des gemeinsamen Forschungsprojektes sind eine Beschreibung der Geschichte und des aktuellen Zustandes der Wälder Europas, die Entwicklung von Waldbewirtschaftungsstrategien zur Verbesserung der nachhaltigen Bewirtschaftung unter sich ändernden Bedingungen, die Beschreibung von Szenarien zur Waldentwicklung unter verschiedenen Bewirtschaftungsstrategien und die Bewertung von Vorteilen, Kosten und Risiken, die mit den verschiedenen Bewirtschaftungsstrategien verbunden sind.

Entscheidungstools für die Nutzungsverlängerung und das Repowering von Windenergieanlagen, Teilvorhaben: Strukturelle Analyse von Nachnutzungskonzepten

Das Vorhaben thematisiert verschiedene Formen der Nachnutzung von Windenergieanlagen, die aus der regulären Genehmigung laufen oder aufgrund technischer Zustandsbewertung nicht mehr wirtschaftlich betrieben werden können. Dazu werden nach dem Baukastenprinzip (1) Verfahren zur rechnerischen Neubewertung (2) lokale Ertüchtigungskonzepte und (3) hybride Konstruktionen mit geändertem statischen System entwickelt. Diese lassen sich sowohl zur Lebensdauerverlängerung mit vorhandener Turbine, zum Repowering als auch zum extended Repowering verwenden. Welche Strategie der Nachnutzung im konkreten Fall die wirtschaftlich sinnvollste ist, wird über ein Entscheidungstool ermittelt, dessen Entwicklung ebenfalls Teil des Projekts ist. Das Entscheidungstool wird basierend auf einer exemplarischen Kostenanalyse realitätsnah getestet. Damit gibt das Projekt Antwort auf Fragen, denen sich ab 2030 dem Ausbaupfad der Offshore-Windenergie folgend in zunehmendem Umfang jeder Windparkbetreiber stellen muss. JBO bringt sich in allen Bereichen in das Projekt ein, wobei der Schwerpunkt auf der Neubewertung und den Ertüchtigungsmaßnahmen liegt.

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