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Ernährung und Landwirtschaft mit Zukunft - Phase II: Landnutzung und Transformationspfade

Das Agrar- und Ernährungssystem in Deutschland ist nicht ökologisch nachhaltig, sondern muss transformiert werden. Dabei wird es nicht ausreichen einzelne Problembereiche isoliert voneinander zu betrachten. Wegen der systemischen Vernetzung des Bereichs und um die gesellschaftliche Akzeptanz zu gewährleisten, ist es essentiell, dass der Umbau im Rahmen langfristiger und kohärenter Politiken erfolgt. Dies gilt für einzelne Problembereiche im Rahmen der landwirtschaftlichen Produktion (z.B. THG-Emissionen der Tierhaltung, Nährstoffverluste und PSM-Einsatz) ebenso wie für das Zusammenspiel von Landwirtschafts- und Ernährungsfragen. Dieses Vorhaben knüpft an das bereits bewilligte UBA-Leuchtturmprojekt Phase I (Laufzeit Mitte 2022 bis Mitte 2025) an. Während es in der Phase I vorrangig um Fragen der Produktion und des Konsums tierischer Nahrungsmittel geht, fokussiert sich die Phase II zum einen auf die Frage, welche Praktiken und Konzepte im Pflanzenbau geeignete sind, um die Transformation der Anbausysteme hin zu einer ökologisch nachhaltigeren Landnutzung (mit Schwerpunkt Ackerbau) zu gestalten. Zum anderen soll es um die Frage gehen, mit welchem Set an Politikinstrumenten der Wandel des Agrar- und Ernährungssystems gelingen kann. Dieser Teil schließt daher auch eine Zusammenführung der Erkenntnisse aus Phase I und Phase II zu einer Gesamtstrategie mit Fokus auf die zentralen Stellschrauben zur Transformation des Agrar- und Ernährungssystems in Deutschland ein. Zur Umsetzung der Strategie werden kurz-, mittel- und langfristige politische Handlungsempfehlungen erarbeitet.

Systemanalyse und Visualisierung regionaler Auswirkungen

Ziel des Projektes ist die partizipative Entwicklung eines web-basierten Dashboards für die Wärmewende, mit dem die Auswirkungen verschiedener Transformationspfade für die Wärmewende flächenaufgelöst in nutzerfreundlicher Form dargestellt werden. Das Forschungsvorhaben unterstützt damit die Verbreitung von technischen, regulatorischen, organisatorischen und (sozio-)ökonomischen Entwicklungen im Bereich der Wärmewende, indem durch die Bereitstellung von Daten und Analysen die Auswirkungen der Entwicklungspfade für relevante Akteure der Wärmewende sichtbar gemacht werden. In engem Austausch mit Akteuren der Wärmewende wird ein Modellierungs- und Visualisierungsrahmen geschaffen, der die Auswirkungen auf die zentralen Infrastrukturen, die planerischen Notwendigkeiten sowie die sozio-ökonomischen Folgewirkungen regional und lokal differenziert betrachtet. In den Szenarien werden verschiedene Ausbaupfade der Technologien sowie verschiedene sozio-ökonomische und weitere Rahmenbedingungen betrachtet. Das Dashboard wird auf einer Webplattform mit interaktiven Karten und weiteren Grafiken zur Verfügung gestellt. Um eine breite Nutzung der Ergebnisse zu ermöglichen, werden die Szenarien sowie das Dashboard in enger Kooperation mit zentralen Akteuren der Wärmewende entwickelt. Die Zusammenarbeit erfolgt über einen Projektbeirat, in dem verschiedene Akteure vertreten sind. Die Hauptziele des Öko-Instituts sind: - Entwicklung einer interaktiven Webplattform, in der die Auswirkungen verschiedener Transformationspfade für die Wärmewende in Form von Grafiken und GIS-basierten Karten für ein breites Feld an Akteuren im Kontext der Wärmewende sichtbar gemacht werden. - Analyse und Aufbereitung von flächenaufgelösten Daten, die für die Wärmewende relevant sind. Die Daten werden als open data zur Verfügung gestellt. - Die quantitative und modellgestützte flächenaufgelöste Analyse der Entwicklung des Wärmesektors in Deutschland als Teil der Entwicklung des gesamten Energiesystems

Systemanalyse und Visualisierung regionaler Auswirkungen, Teilvorhaben: Entwicklung und Anwendung neuartiger Methoden zur Untersuchung der Wechselwirkungen zwischen Transformationspfaden im Wärmesektor und dem Stromsystem

Ziel des Projektes ist die partizipative Entwicklung eines web-basierten Dashboards für die Wärmewende, mit dem die Auswirkungen verschiedener Transformationspfade für die Wärmewende flächenaufgelöst in nutzerfreundlicher Form dargestellt werden. Das Forschungsvorhaben unterstützt damit die Verbreitung von technischen, regulatorischen, organisatorischen und (sozio-)ökonomischen Entwicklungen im Bereich der Wärmewende, indem durch die Bereitstellung von Daten und Analysen die Auswirkungen der Entwicklungspfade für relevante Akteure der Wärmewende sichtbar gemacht werden. In engem Austausch mit Akteuren der Wärmewende wird ein Modellierungs- und Visualisierungsrahmen geschaffen, der die Auswirkungen auf die zentralen Infrastrukturen, die planerischen Notwendigkeiten sowie die sozio-ökonomischen Folgewirkungen regional und lokal differenziert betrachtet. In den Szenarien werden verschiedene Ausbaupfade der Technologien sowie verschiedene sozio-ökonomische und weitere Rahmenbedingungen betrachtet. Das Dashboard wird auf einer Webplattform mit interaktiven Karten und weiteren Grafiken zur Verfügung gestellt.

Sustainable Asset Management Fernwärme: Nachhaltigkeitsbewertung von Wärmenetzen für die Erhöhung der Nutzungsdauer und Effizienzsteigerung im Betrieb, Teilvorhaben: Ermittlung und Simulation von Werkstoffeigenschaften im zeitlichen Verlauf unter Lastkombination

Bestehende Fernwärmesysteme und insbesondere bestehende Wärmenetze bilden das Fundament der zukünftig klimaneutralen Fernwärmeversorgung in Deutschland. Die Erreichung der energiepolitischen Ziele der Bundesregierung erfordert die Dekarbonisierung, die Transformation und den massiven Ausbau dieser Fernwärmesysteme. Die Frage nach dem richtigen Transformationspfad kann nicht ohne genaue Kenntnis über die Alterungsvorgänge in Wärmenetzen beantwortet werden. Alterungsprozesse in Fernwärmeleitungen sind von einer Vielzahl von Parametern abhängig und der Abbau der Materialeigenschaften findet über z. T. mehrere Jahre im Betrieb statt. Wertvolles Werkzeug für die Umsetzung der Klimaziele wird die Digitalisierung von Fernwärmesystemen sein, deren Potenziale für das Asset Management in der Fernwärme durch die wissenschaftlichen Weiterentwicklungen bestehender Nutzungsdauermodelle und Software-Tools erschlossen werden müssen. Gesamtziel des Verbundforschungsvorhabens 'SAM-FW' ist die Qualifizierung bestehender Asset Management Tools durch wissenschaftliche Erkenntnisse gemäß den steigenden Anforderungen von Fernwärmeversorgungsunternehmen, die im Zuge der Umsetzung der Klimaziele entstehen. Ansatz hierfür bilden und a. wissenschaftliche Untersuchungen - zur Zustandsanalyse und -bewertung bestehender Fernwärmeleitungen. - zur Umsetzung von Transformations- und Digitalisierungsstrategien in den Wärmenetzen der Praxispartner. - zur Erarbeitung/Verbesserung, Implementierung und Validierung von selbstlernenden Algorithmen (KI) zur Beschreibung von Alterungsprozessen in Fernwärmenetzen. - zur Erarbeitung, Implementierung und Validierung von Nachhaltigkeitskriterien für Fernwärmeleitungen ('Key Performance Indicator') in Asset Management Simulationsmodellen. - zur Anwendung der Projektergebnisse in der Praxis (Umsetzung bei den Praxispartnern), als Grundlage für eine beschleunigte Migration der benötigten wissenschaftlichen Erkenntnisse in die relevanten Normen.

Trendwende zur Erhaltung der Biodiversität: Dimensionen einer sozial-ökologischen Transformation

Bisherige Bemühungen zum Schutz der biologischen Vielfalt waren nur teilweise erfolgreich. Der Weltbiodiversitätsrat forderte daher bereits 2019 einen transformativen Wandel, dessen Realisierung und Umsetzbarkeit aber weiterhin offenbleiben. In der Wissenschaft wird die Ansicht geteilt, dass dieser Wandel im Sinne einer sozial-ökologischen Transformation ausgestaltet werden soll, in der Natur und Gesellschaft gleichermaßen berücksichtigt werden. Aus der Perspektive der Sozialen Ökologie wird der Rückgang der biologischen Vielfalt als globale Krise der gesellschaftlichen Naturverhältnisse verstanden. Sozial-ökologische Transformationen, die eine Trendwende zur Erhaltung der Biodiversität ermöglichen, sehen daher einen grundlegenden Wandel der gesellschaftlichen Naturverhältnisse hin zur Nachhaltigkeit vor, der die Bereiche Politik, Wirtschaft und Zivilgesellschaft umfasst. Ein solcher Prozess erfordert die Auseinandersetzung mit den drei Dimensionen des Gegenstands (Welche Natur wollen wir schützen?), der Ziele (In welcher Natur wollen wir leben?) sowie des Prozesses (Wie können verantwortungsvolle Akteurskooperationen gestaltet werden?). Die Forderungen nach einem transformativen Wandel bieten auch die Chance für den Naturschutz, sich auf die bestehenden gesellschaftspolitischen Dynamiken einzustellen und diese proaktiv mitzugestalten. Ein Paradigmenwechsel im Naturschutz erscheint dabei notwendig: Naturschutz sollte nicht länger als das Gegenteil von Naturnutzung verstanden werden. Somit schließt eine sozial-ökologische Transformation für und durch den Naturschutz ebenso eine Transformation des Naturschutzes selbst ein.

Bodenkühlleistungskarte Hamburg

Bodenkühlleistungskarte Stand 2021 Die Karte zeigt die Kühlleistung des Bodens in den Sommermonaten, unterteilt in drei Klassen. Die Bodenkühlleistungskarte ist ein Baustein für die Hitzevorsorge im Transformationspfad Klimaanpassung des Hamburger Klimaplans. Maßstab 1 : 25 000

Ressortforschungsplan 2024, Unterstützung von Flächenrecycling, Ressourcenschutz, Klimaschutz und -anpassung bei der nachhaltigen Transformation urbaner Räume im Rahmen der Städtebauförderung

Die Städtebauförderung ist ein wichtiges Instrument zur Umsetzung von Maßnahmen zum nachhaltigen Umbau des Siedlungsbestands, um die Ziele für Umwelt-, Klima- und Ressourcenschutz zu erreichen und die Lebensqualität der Menschen zu verbessern. Mit der Neustrukturierung der Städtebauförderung im Jahr 2020 wurde die Förderfähigkeit von Maßnahmen zu Klimaschutz und -anpassung, zu Bodenentsiegelung, Flächenrecycling und Revitalisierung von Brachflächen, zur Nutzung klimaschonender Baustoffe und damit zum Ressourcenschutz in allen Programmlinien gestärkt. Das Vorhaben soll dazu beitragen, diese Möglichkeiten auf kommunaler Ebene bekannter zu machen und die Anwendung und Umsetzung voranzubringen. Im Fokus stehen dabei die fachliche und konzeptionelle Unterstützung von Kommunen sowie die Bereitstellung praxisrelevanter Informationen. Das Vorhaben soll untersuchen, wie die o. g. Maßnahmen in Gebieten der Städtebauförderung verstärkt integriert werden können und welche Chancen und Hemmnisse hierbei bestehen. Zudem sollen gute Praxisbeispiele analysiert werden, wobei ein Fokus auf multifunktionalen Lösungen liegt. Dabei sollen Synergien für den Umweltschutz durch die Förderung und Nutzung digitaler Instrumente geprüft werden. Ebenso gilt es, die Rahmensetzungen auf Ebene des Bundes und der Länder zu analysieren und Vorschläge zur Weiterentwicklung zu erarbeiten. Der Fokus liegt auf der Stärkung ökologischer Belange bei der konkreten Umsetzung auf kommunaler Ebene. Im Ergebnis soll eine Handreichung für Kommunen zeigen, wie in Gebieten der Städtebauförderung Maßnahmen zu Klimaschutz und -anpassung, zu Entsiegelung, Flächenrecycling und Revitalisierung von Brachflächen, zur Grünversorgung sowie zur Nutzung klimaschonender Baustoffe und damit zum Ressourcenschutz umgesetzt werden können. Darauf aufbauend sollen auch Empfehlungen für die weitere Ausgestaltung der Städtebauförderung und die weitere Stärkung der Umweltbelange auf Bundes- und Landesebene formuliert werden.

Digitales Raumbuch für lebenszyklusübergreifende Entscheidungsprozesse des energieeffizienten Planens, Bauens und Betreibens in frühen Lebenszyklusphasen, Teilvorhaben Simulationen in der Phase 0

Analytik zur Gasaufbereitung und Methanolsynthese, Teilvorhaben Fraunhofer UMSICHT L-SI – 'Systemintegration'

Analyse lokaler und regionaler Energienetze im Zusammenhang des integrierten europäischen Energiesystems, Teilvorhaben: Auswirkungen von Transformationspfaden auf Regionen und kommunale Akteure

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