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Optionen und Potenziale für die Nutzung von biogenem CO₂ für die Herstellung von strombasierten erneuerbaren Energieträgern

Der Ausstieg aus der Nutzung fossiler Energieträger ist Grundlage für eine treibhausgasneutrale (netto) Zukunft, auch die Nutzung von fossilem CO₂ ist immer mit zusätzlichen Emissionen verbunden. Es stellt sich die Frage, woher kommt der Kohlenstoff, den wir auch in Zukunft noch benötigen werden, wenn auch in deutlich geringerem Umfang? Die Nutzung von Anbaubiomasse ist aufgrund des Flächenbedarfes und der ⁠ Landnutzungsänderung ⁠ keine nachhaltige Alternative. Können Rest- und Abfallstoffe aus ⁠ Biomasse ⁠ diese Kohlenstoffquelle sein und wie sind diese einzuordnen? Der vorliegende Zwischenbericht aus dem Forschungsvorhaben: Kriterien für eine nachhaltige Bereitstellung und klimagerechte Integration von strombasierten Energieträgern widmet sich dieser Frage. Zuerst werden Daten zu globalen Reststoffpotentialen aus Literaturquellen zusammengefasst. Nachfolgend werden CO₂-Bedarfe von technischen Prozessen für die Herstellung von Wasserstoffderivaten beleuchtet. Abschließend findet eine qualitative Nachhaltigkeitsbewertung der betrachteten CO₂-Punktquellen und ein Abgleich von globalem Potential und globaler Nachfrage statt. Veröffentlicht in Texte | 95/2025.

Energieeffiziente Gestaltung der Laser-Strahlschmelz-Prozesskette durch Verringerung der grauen Energie, TV: Befähigung der Pulverbeschichtung schwer verarbeitbarer Pulver sowie Bewertung der Nachhaltigkeit und Wirtschaftlichkeit

Technologien für eine nachhaltige Wertschöpfungskette digitaler Medien, Teilvorhaben: Bewertung von Nachhaltigkeit und Transfer in Wirtschaft und Gesellschaft

Energieautarke, digital adaptierbare Möbel zur Steigerung der Wohngesundheit durch Monitoring der menschlichen Biomechanik mit ökoeffizienter Sensorik, Teilvorhaben 4: Entwurf, Auslegung und Bewertung lasttragender Strukturkomponenten mit implizierten Sensoreigenschaften aus Holzwerkstoffen

Das skizzierte Vorhaben verfolgt das übergeordnete Ziel der Steigerung der Wohngesundheit unter den sich wandelnden Nutzungsanforderungen von Möbelkunden und Gewährleistung der Nachhaltigkeit elektrisch vernetzbarer Möbel zur Verbesserung der Wettbewerbsfähigkeit der heimischen Möbelindustrie. Vor dem Hintergrund des enormen volkswirtschaftlichen Schadens, der durch Rückenschmerzen und mangelnden Schlaf entsteht, soll durch die wachsenden Möglichkeiten der Digitalisierung mit diesem Vorhaben der Grundstein für die Entwicklung innovativer Möbel gelegt werden, die sowohl gesundheitsfördernd als auch ökoeffizient sind. Das Institut für Strukturmechanik und Leichtbau der RWTH Aachen (SLA) verflogt dabei die Konzeption, Auslegung und Bewertung innovativer lasttragender Strukturkomponenten mit implizierten Sensoreigenschaften aus Holzwerkstoffen und deren Integration in Möbel- und Schlafsysteme. Diese Strukturkomponenten liefern dann neben den Piezoelektretfolien die Messdaten, die für die Auswertung der Nutzung der Möbel- und Schlafsysteme benötigt werden, um die Wohngesundheit zu steigern. Dabei wird die Forschungsfrage fokussiert, in wieweit sich die innovative Verwendung von nachwachsenden Rohstoffen mit implizierten piezoelektrischen Sensoreigenschaften eignet, um klassische Sensoren ersetzen zu können, um damit die Ökoeffizienz zu steigern und kostengünstige Bauteile mit hoher Recyclingfähigkeit in neuen Anwendungsfeldern etablieren zu können.

Nachwuchsgruppe: Regional anfallende Reststoffe und nachwachsende Rohstoffe als Torfersatz: Aufbereitung, Verwendung und Bewertung

Die Nachwuchsgruppe verfolgt einen interdisziplinären Ansatz, um die Herausforderungen der Torfminderung für den Gartenbau zu meistern und wissenschaftliche Nachwuchskräfte für unterschiedliche Aspekte der Torfminderung auszubilden. Das Kernthema der Nachwuchsgruppe ist die Erprobung neuer Torfersatzstoffe auf Basis von regional anfallenden Reststoffen und nachwachsenden Rohstoffen sowie die Ausweitung der Verwendungsmöglichkeiten bei bereits genutzten Stoffen. Die Arbeiten zielen dabei sowohl auf die Erzeugung, Bereitstellung und Aufbereitung von Torfersatzstoffen als auch auf die Herstellung von torfreduzierten bzw. torffreien Blumenerden und Kultursubstraten sowie deren Nachhaltigkeitsbewertung in der gärtnerischen Verwendung. Vorrangig soll neben der Nutzung regionaler Reststoffe (z.B.Hopfenrebenhäcksel) vor allem die Verwendung von Material aus der (Niedermoor-)Paludikultur sowie aus nachhaltig erzeugter Biomasse (u.a. KUP-Holz, Faserhanf) im Mittelpunkt stehen. Begleitet werden diese Arbeiten von Untersuchungen zur Qualität sowie der zur Nachhaltigkeit der geprüften Torfersatzstoffe bzw. der daraus hergestellten Blumenerden und Kultursubstrate. Ein wesentlicher Aspekt im Rahmen der Qualitätsprüfung ist dabei die Entwicklung eines auf der Nah-Infrarotspektroskopie (NIRS) basierenden Verfahrens zum quantitativen Nachweis von Torf in Blumenerden und Kultursubstraten sowie die allgemeine Nutzung der NIRS als innovatives analytisches Werkzeug bei der Qualitätsbeurteilung.

Nachwuchsgruppe: Regional anfallende Reststoffe und nachwachsende Rohstoffe als Torfersatz: Aufbereitung, Verwendung und Bewertung, Teilvorhaben 2: Aufbereitung und Verfahrensoptimierung

Die Nachwuchsgruppe verfolgt einen interdisziplinären Ansatz, um die Herausforderungen der Torfminderung für den Gartenbau zu meistern und wissenschaftliche Nachwuchskräfte für unterschiedliche Aspekte der Torfminderung auszubilden. Das Kernthema der Nachwuchsgruppe ist die Erprobung neuer Torfersatzstoffe auf Basis von regional anfallenden Reststoffen und nachwachsenden Rohstoffen sowie die Ausweitung der Verwendungsmöglichkeiten bei bereits genutzten Stoffen. Die Arbeiten zielen dabei sowohl auf die Erzeugung, Bereitstellung und Aufbereitung von Torfersatzstoffen als auch auf die Herstellung von torfreduzierten bzw. torffreien Blumenerden und Kultursubstraten sowie deren Nachhaltigkeitsbewertung in der gärtnerischen Verwendung. Vorrangig soll neben der Nutzung regionaler Reststoffe (z.B.Hopfenrebenhäcksel) vor allem die Verwendung von Material aus der (Niedermoor-)Paludikultur sowie aus nachhaltig erzeugter Biomasse (u. a. KUP-Holz, Faserhanf) im Mittelpunkt stehen. Begleitet werden diese Arbeiten von Untersuchungen zur Qualität sowie zur Nachhaltigkeit der geprüften Torfersatzstoffe bzw. der daraus hergestellten Blumenerden und Kultursubstrate. Ein wesentlicher Aspekt im Rahmen der Qualitätsprüfung ist dabei die Entwicklung eines auf der Nah-Infrarotspektroskopie (NIRS) basierenden Verfahrens zum quantitativen Nachweis von Torf in Blumenerden und Kultursubstraten sowie die allgemeine Nutzung der NIRS als innovatives analytisches Werkzeug bei der Qualitätsbeurteilung. Im Teilvorhaben 2 erfolgt die Beschaffung und Aufbereitung potentiell geeigneter Materialien. Die ausgewählten Materialien werden im weiteren Projektverlauf mittels unterschiedlicher thermischer, mechanischer und thermisch-mechanischer Verfahren aufbereitet, wobei der Schwerpunkt auf der Auffaserung mittels Refiner liegt. Die Aufbereitung wird schrittweise für den jeweiligen Einsatzbereich optimiert.

Forschergruppe (FOR) 5064: Die Rolle der Natur für das menschliche Wohlergehen im sozial-ökologischen System des Kilimandscharo, Teilprojekt SP5 Sozial-ökologischen Wandel verstehen: die Rolle von Governance und Institutionen

Institutionen strukturieren die Beziehungen von Menschen untereinander, zur Natur und sogenannten Nature's Contribution to People (NCP). Sie beeinflussen unsere Einstellungen und ermöglichen Transformationen, was sie zu Elementen von Orientierungs - und Transformationswissen macht. Die Arbeit nutzt Erkenntnisse in Kili-SES-1 zu Interessengruppen, Institutionen und Akteuren in Bezug zu Land-, Wald- und Wassernutzung sowie den Mehrebenentreibern, die NCP und institutionellen Wandel prägen. Das Forschungsprogramm ist durch Erkenntnisse über sozial-ökologische Herausforderungen motiviert, die sich auf Arten von Forst- und Landwirtschaft beziehen sowie auf Institutionen (z.B. Kihamba-Institution, welche Vererbung von Landnutzungsrechten regelt, Regeln der Landnutzung im Umfeld des Nationalparks und der Wasserläufe), Machtausübung ausgehend von mehreren Ebenen, exogene Faktoren wie den demografischen und klimatischen Wandel und das tele-coupling von Arenen. Das Projekt ist in drei Arbeitspakete aufgeteilt und mit der Forschung zu Wassergovernance abgestimmt. Man wird landwirtschaftliche Betriebe in drei Fallstudiengebieten, ihre Nachhaltigkeit und Widerstandsfähigkeit sowie deren Determinanten im Rahmen einer Haushaltsbefragung bewerten. Für Betriebstypen, die Teil bestimmter Nahrungsmittelsysteme und Waldschutzinitiativen sind, werden mit Interessenvertreter*innen, Expert*innen und Fokusgruppen sogenannte Causal Loop Diagrams entwickelt. Es werden die Dimensionen der Mehrebenen- und gekoppelten (tele-coupled) Governance und Institutionen, die die Resilienz und Nachhaltigkeit von NCPs prägen, identifiziert. Das Projekt nutzt den konzeptionellen Rahmen Networks of Adjacent Action Situations in Kombination mit miteinander verbundenen (hybriden) Koordinationsmodi. Governance und Institutionen sind Querschnittsthemen in Kili-SES-2. Mit SP1 arbeitet es an wasserbezogenen NCP und mit SPs 2 und 6 an biodiversitäts- und forstwirtschaftsbezogenen NCPs. Die Nachhaltigkeitsbewertung stützt sich auf das Wissen aller SPs. Die Arbeit zu Institutionen wird das Verständnis lokaler land- und forstwirtschaftlicher Einstellungen und Initiativen, die in den SPs 3 und 4 untersucht werden, einbetten. SP5 wird die Rolle von Institutionen als Hebelpunkten für Transformation in die SP7-Synthese einbringen. Das Verständnis der Rolle von Institutionen für NCPs als Grundlage für eine Nachhaltigkeitstransformation ist nach wie vor begrenzt. Ein Grund dafür ist die Lücke zwischen System- und Institutionenanalyse. Darüber hinaus verhindern häufig zu komplexe Beschreibungen von Sozial-Ökologischen Systemen die Identifikation der Konfigurationen (d.h. Hybriden) von Institutionen und Governance, die für die Nachhaltigkeitstransformation verantwortlich sind. SP5 trägt zur Schließung dieser Forschungslücken, welche auch in der IPBES-Forschung vorherrschen, bei.

CO2-Fußabdruck des IKT Sektors: Pilotprojekte testen Methodologien zur Erfassung von Energieverbrauch und Emissionen der Technologiebranche

Zu den wichtigsten Vorhaben der Digital Agenda for Europe (DAE) gehört die Etablierung eines gemeinsamen methodischen Standards zur Erfassung der Energieintensität und der CO2-Emissionen, die bei Herstellung, Transport oder Verkauf von IKT Produkten, Netzwerken oder Dienstleistungen anfallen. Die Industrie der Informations- und Kommunikationstechnologie soll diesen methodischen Rahmen zugleich leicht übernehmen und anwenden können. Um diese Ziele zu erreichen, wurde eine Reihe von Pilotprojekten durchgeführt. Dieser Bericht, den Ecofys gemeinsam mit Quantis und Bio Intelligence Service für die Europäische Kommission erstellte, präsentiert die Ergebnisse aus den Projekten. Die Ergebnisse der Testläufe geben: - den Normorganisationen (SDOs) und der Industrie Rückmeldung, welche nächsten Schritte erforderlich sind, um die Kompatibilität der Methoden sicherzustellen. - den IKT Unternehmen die Sicherheit, dass die Methoden zuverlässig und kosteneffizient sind und sich sowohl im Unternehmen selbst als auch entlang der Lieferkette problemlos einsetzen lassen. - der Europäischen Kommission Aufschluss darüber, auf welche Weise sie ihre Ziele zukünftig am besten umsetzen kann.

Forschungsinitiative Zukunft Bau - Forschungscluster 'Nachhaltiges Bauen/Bauqualität', Wissenschaftliche Auswertung ausgewählter Gebäude bezüglich der Nachhaltigkeit in der Nutzungsphase

Ziel des Forschungsprojektes ist die wissenschaftliche Auswertung von drei ausgewählten Bauten der öffentlichen Hand hinsichtlich ihrer Nachhaltigkeit in der Nutzungs- und Betriebsphase. Dies erfolgt anhand von 42 Schlüsselindikatoren in Vorbereitung der SB Challenge im Rahmen der globalen Konferenz 'World Sustainable Building WSB 2014' in Barcelona. Die Ergebnisse werden auf der WSB14 im Oktober in Barcelona vorgestellt. Anlass und Ziel: Seit Jahren macht die Bundesregierung Nachhaltigkeit zu einem Grundprinzip ihrer Politik. Um den zukünftigen Anforderungen an ganzheitlich optimierte Gebäude gerecht zu werden, hat das Bundesbauministerium für Bundesgebäude verbindliche Qualitätsvorgaben erarbeitet, die im Leitfaden Nachhaltiges Bauen und im Bewertungssystem Nachhaltiges Bauen (BNB) fortentwickelt werden. Dem Anwender stehen die BNB-Module 'Neubau', 'Nutzen und Betreiben' und 'Komplettmodernisierung' zur Verfügung, sodass ein Gebäude über den gesamten Lebenszyklus bewertet werden kann. Denn ein Gebäude ist nur so nachhaltig, wie es auch nachhaltig genutzt und betrieben wird. Mit der Teilnahme an der SB Challenge 2014 beteiligt sich das Bundesbauministerium am internationalen Diskurs zum nachhaltigen Nutzen und Betreiben. Die Veranstalter der SB Challenge haben für den internationalen Vergleich 42 Schlüsselindikatoren (Key Performance Indicators, KPI) entwickelt, anhand derer nachhaltig geplante Gebäude hinsichtlich ihrer entsprechenden Nachhaltigkeit in der Phase der Gebäudenutzung untersucht werden sollen. Für Deutschland werden die KPI für das Paul-Wunderlich-Haus in Eberswalde, das Hauptzollamt Hamburg und das Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz, Bau und Reaktorsicherheit in Berlin ausgewertet. Einzelne Kriterien des Moduls 'Nutzen und Betreiben' sollen im Zuge der Erhebung ebenfalls berücksichtigt werden.

(De)Montageoptimierte Modulbauweise thermoplastischer Faserverbundwerkstoffe, Teilvorhaben: Konstruktion, Bau und Belastungsprüfung (numerisch und experimentell) des Prototyps eines Leichtbau-Lukendeckels

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