Ausgehend vom Ziel einer weitgehenden Dekarbonisierung der Wirtschaftssysteme bis 2050 und dem bisherigen geringen Beitrag des Verkehrssektors hierzu stellt sich die Frage nach der möglichen Rolle und den Implikationen der Nutzung strombasierter Kraftstoffe in Deutschland. Teil A der Studie beinhaltet die Modellierung und Analyse unterschiedlicher Ausbaupfade synthetischer Kraftstoffe in Deutschland bis 2050 sowie eine multikriterielle Bewertung der verschiedenen in Frage kommenden Technologierouten. In Teil B erfolgt die Entwicklung und Bewertung von Transformationspfaden zum Er-reichen der jeweiligen Ausbauziele erneuerbarer Energien. Da diese insb. bei höheren Zielen in Deutschland selber nicht ausreichen werden, wird untersucht, zu welchen Bedingungen die Länder der MENA-Region synthetische Kraftstoffe oder ihre Zwischenprodukte bereitstellen könnten, wie sich entsprechende Märkte entwickeln und inwiefern hierdurch win-win-Situationen für diese Länder und Deutschland entstehen könnten. Das Ergebnis der Studie bilden verschiedene Pfade zur Versorgung Deutschlands (und EU) mit synthetischen Kraftstoffen oder Zwischenprodukten sowie ihre zeitliche Einordnung.
Die elektrische Energieversorgung und damit auch die Regelung des elektrischen Netzes in Deutschland befinden sich in einem Transformationsprozess. Die Netzregelung stützt sich heute im Wesentlichen auf Großkraftwerke mit Synchrongeneratoren. Zur Stromerzeugung werden jedoch zunehmend Erzeugungsanlagen eingesetzt, welche überwiegend mit Stromrichtern an das Netz gekoppelt sind. Das Projekt 'Netzregelung 2.0' soll nachweisen, dass das elektrische Verbundsystem - und im Störfall auch elektrisch getrennte Teile davon - auch mit sehr hohen Stromrichteranteilen durch geeignete Regelungsverfahren stabil betrieben werden kann. Dabei steht die Vorbereitung einer konkreten Umsetzung im deutschen Teil des zentraleuropäischen Verbundnetzes im Vordergrund. VDE FNN unterstützt dieses Vorhaben bei der Analyse bisheriger Ergebnisse, der Erarbeitung abgestimmter Zielszenarien und - für die konkrete Umsetzung besonders relevant - beim Transfer der Ergebnisse der Studie in das nationale Regelwerk. Hierfür diskutiert VDE FNN die Ergebnisse in den fachkreisübergreifenden Gremien des FNN und gibt Empfehlungen für die Anpassung oder Erweiterung der Netzanschlussrichtlinien (VDE Anwendungsregeln).
Die steigende Nachfrage nach Agrarprodukten und das zunehmende Auftreten meteorologischer Extreme rücken weltweit die Ressourcen Boden und Wasser in den Fokus der Öffentlichkeit. Deshalb gewinnt eine adaptierte Landnutzung als vorbeugendes Element des Boden- und Gewässerschutzes an Bedeutung. Die Planung von Anpassungsstrategien beruht meist auf dem Einsatz numerischer Modelle. Dadurch kann die Wirkung hypothetischer Änderungen der Landnutzung (Landnutzungsszenarien) bei gegenwärtigem und verändertem Klima (Klimaprojektionen) auf Pflanzenwachstum und Wasserhaushalt abgeschätzt und bewertet werden. Vorausgesetzt wird dabei, dass sich die wasserhaushaltsrelevanten Bodeneigenschaften nicht ändern. Vorangegangene Studien haben jedoch gezeigt, dass sich die Bodenstruktur und damit dieWasserspeicherfähigkeit und das Wasserleitvermögen als Folge der Landnutzung signifikant ändern können. Bleiben diese Bodenveränderungen unberücksichtigt, erhöht sich die Unsicherheit der Modellergebnisse. Die Folge könnten Fehlplanungen und eine stärker ressourcenverbrauchende Landnutzung sein. Ziel der Studie ist daher a) die Messung der durch Landbewirtschaftung ausgelösten Änderungen in der Bodenstruktur und damit in den bodenhydraulischen Eigenschaften und b) die Implementierung dieser Ergebnisse in hydrologische Modelle, welche diese Änderungen mittels mathematischer Funktionen quantifizieren. Diese Funktionen beschreiben die Änderungen der Porengrößenverteilung und aufbauend darauf die zeitlichen Änderungen im Wasserspeicher- und Wasserleitvermögen für verschiedene Maßnahmen der Landnutzung (Bodenbearbeitung, Fruchtfolgen, Aufforstung). Um verallgemeinerbare Gesetzmäßigkeiten zum Einfluss der Landnutzung auf die hydrologisch relevanten Bodeneigenschaften abzuleiten, untersuchen wir vergleichbare Landnutzungsmassmahmen bei ähnlichen Böden entlang eines Klimagradienten von Brandenburg bis in die Steiermark. Zur Charakterisierung der hydraulischen Bodeneigenschaften werden Feldmethoden (Haubeninfiltrations- und Farbtracerversuche) und Labormethoden (instationäre Verdunstungsexperimente) miteinander kombiniert. Dies ermöglicht eine verbesserte Trennung zwischen Makroporen- und Matrixporenregion, was grundlegend für die Entwicklung von Funktionen zur Beschreibung nutzungsbedingter Änderungen des Porenraums sein könnte. Wir erwarten, dass sich die verschiedenen Maßnahmen der Landnutzung eher auf die Makroporen auswirken. Die Studie wird unser Wissen über Änderungen des Porenraums bei unterschiedlichen Landnutzungsmaßnahmen vertiefen. Basierend auf dem besseren Prozessverständnis werden wir Methoden und Modelle entwickeln, die den Einfluss einer adaptiven Landnutzung auf die hydrologisch relevanten Bodeneigenschaften, auf den Wasserhaushalt (Bodenwasservorrat, Grundwasserneubildung und Wasserqualität), und die Biomassebildung quantifizieren können. Damit werden Grundlagen für die Entwicklung nachhaltiger Landnutzungssysteme geschaffen.