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Optimierung des Mikroalgen basierten Prozesses zur Reinigung von Papierfabriksabwasser mit gleichzeitiger Produktion von Algenölen für Biokunststoffe und Biobrennstoffe - OMiPaP

Wissenschaftliche Begleitforschung zu aktuellen Diskursen zur Ressourcenschonung - nationale, europäische und internationale Ebene

In diesem Vorhaben soll einerseits eine Analyse der potenziellen Treibhausgaseinsparungen von Ressourceneffizienz (RE)- und Circular Economy (CE)-Maßnahmen erfolgen und prioritäre Maßnahmen identifiziert werden. Dabei soll auf existierenden Ansätzen aufgebaut werden und eine Anknüpfung an die internationale Forschungslandschaft erfolgen. Zentrale Frage ist dabei, inwieweit eine Senkung des Verbrauchs an Primärrohstoffen und die Schließung von Stoffkreisläufen durch RE/CE-Maßnahmen zur Erreichung der Klimaschutzziele beitragen können und welches die effektivsten Umstellungen/Maßnahmen zur Erreichung dieser Ziele sind? Andererseits soll das Vorhaben die inhaltliche Ausgestaltung des Europäischen Ressourcenforums (ERF) in 2022 und 2024 unterstützen. Die Ergebnisse des Vorhabens sollen in laufenden europäischen und internationalen Prozessen wie G7, G20, dem UNEP International Resource Panel (IRP), und auf EU-Ebene verwendet werden.

Strategien und Instrumente zum Erreichen klimaneutraler Gebäude und Gebäudebestände. Deutscher Beitrag zu IEA EBC Annex 89: Ways to implement net-zero whole life carbon building

Bis zu 40 Prozent aller Treibhausgasemissionen (THG) sind dem Handlungsfeld 'Errichtung, Erhalt und Betrieb von Gebäuden' zuzuordnen. Diese als Beitrag zur Begrenzung der globalen Erwärmung zu mindern ist Ziel von Projekten der Internationalen Energie-agentur (IEA). Wurden im Vorläuferprojekt IEA EBC Annex 72 unter deutscher Mitwirkung die Grundlagen für die Bewertung der THG-Emissionen im Lebenszyklus von Gebäuden erarbeitet wird mit dem IEA EBC Annex 89 das Ziel verfolgt, umsetzungsorientierte Strategien und Instrumente für den Klimaschutz im Bau- und Gebäudebereich zu entwickeln und einzuführen. Forschungsthemen und die dabei in Deutschland verfolgten Ansätze sind (1) Zeit- und Stufenpläne für die sektorübergreifende Minderung von THG-Emissionen im Handlungsfeld, die in Deutschland die Umstellung auf THG-Emissionen als Ziel- und Nachweisgröße befördern und verbleibende THG-Budgets definieren; (2) praxistaugliche, zielführende und rechtssichere Anforderungen und Nachweisverfahren, die national eine Basis für die Einführung einer ökobilanziellen Bewertung im Ordnungsrecht liefern können; (3) spezifische Instrumente zur Ermittlung und Beeinflussung von THG-Emissionen, die in Deutschland nicht nur die Planung von Gebäuden unterstützen sondern sämtliche Entscheidungsprozesse durchdringen sowie (4) Ansätze zur Überwindung von Hemmnissen und Stärkung der Handlungsbereitschaft bei ausgewählten Akteursgruppen, darunter Immobilien- und Finanzwirtschaft. Hier sind national Umfragen und Workshops geplant, mit dem Ziel, die in (3) entwickelten Instrumente zur Anwendung zu bringen. Im engen Austausch mit dem nationalen Spiegelprojekt LezBAU (FKZ 03EN1074A, C, D) sollen als deutscher Beitrag zu (2) und (3) u.a. Hilfsmittel erarbeitet werden, die einen niedrigschwelligen Einstieg in die Thematik der ökobilanziellen Bewertung (z.B. Bauteilkataloge) erlauben. Ein Ziel ist die Stärkung der nationalen und internationalen Zusammenarbeit beim Klimaschutz im Bau- und Gebäudebereich.

Klimaschutz braucht engagierte Kommunen

Um das Klimaschutzziel der Bundesregierung (Minderung der CO2-Emissionen um 40Prozent gegenüber 1990) für das Jahr 2020 zu erreichen, ist es notwendig, die Kommunen bei der Verpflichtung von Zielen sowie der Umsetzung von Maßnahmen mit einzubinden, da sie erheblich zur Senkung von Treibhausgasemissionen beitragen können. Zu diesem Ergebnis kommt eine aktuelle Studie, die Ecofys für die Bundestagsfraktion 'Bündnis 90, Die Grünen' durchgeführt hat.

Kommunales Informationssystem Holzbau - Modell zur Quantifizierung und Darstellung von Treibhausgas-Einsparpotenzialen durch stoffliche Holzverwendung in Kommunen, Teilvorhaben 2: Softwaretechnische Umsetzung

Die Bundesregierung hat hohe Ziele für den Klimaschutz bis 2045 beschlossen. Der Gebäudebestand verursacht etwa 30% aller Treibhausgase und soll daher bis 2045 klimaneutral werden. Aufgrund der langjährigen Nutzungsdauer der Gebäude stellen sich Effekte nur langsam ein und deshalb müssen Anpassungen ab sofort in die Planungsprozesse eingespeist werden. Die Umsetzung von Klimaschutzstrategien und Klimaschutzmaßnahmen auf kommunaler Ebene im Gebäudebestand muss zukünftig in enger Abstimmung mit den Zielen der kommunalen Bauleitplanung erfolgen. Dies stellt die Kommunen vor große Herausforderungen. Das hier dargestellte Klimaschutzprojekt 'Kommunales Informationssystem Holzbau (Holzbau-KIS)' hat als Ziel, das Potenzial einer stofflichen Nutzung von Holzprodukten im Bauwesen als zusätzliche Klimaschutzmaßnahme für Kommunen darzustellen und praktisch handhabbar zu machen. In verschiedenen Szenarien werden realisierbare Potenziale für THG-Einsparungen durch Bauen und Sanieren mit Holz projiziert. Bereits existierende Ansätze für Neubau und Sanierung sollen um weitere Szenarien ergänzt und auf ausgewählte Nichtwohngebäude ausgeweitet werden. Die Ergebnisse zeigen sowohl die Kohlenstoffspeicherung im Holzwerkstoff als auch das Substitutionspotenzial durch den Ersatz von Bauteilen in mineralischer Bauweise durch Holzkonstruktionen. Das Holzbau-KIS soll ein praxisnahes, webbasiertes Planungs- und Kommunikationstool werden, das es den Kommunen in Selbstverwaltung ermöglicht, die THG-Einsparungen durch den Einsatz von Holz als Baumaterial in kommunale Klimaschutzkonzepte zu integrieren. Das Teilvorhaben von Disy befasst sich mit der benutzungsfreundlichen, effizienten und sicheren Implementierung der Softwarelösung und realisiert die drei kommunalen Pilotanwendungen aus softwaretechnischer Sicht. Außerdem soll die Erstellung eines Transferkonzepts zur Übertragung auf weitere Kommunen aus Sicht der Softwaretechnik begleitet werden.

Nachhaltige Erzeugung und Verwertung von Rohrkolben auf Niedermoorstandorten in Niedersachsen, Teilvorhaben 7: Flächenbetreuung und begleitende wissenschaftliche Untersuchungen

Ziel des Vorhabens 'Nachhaltige Erzeugung und Verwertung von Rohrkolben auf Niedermoorstandorten in Niedersachsen (RoNNi)' ist die Transformation der Bewirtschaftung von entwässerten, landwirtschaftlich genutzten Niedermoorböden hin zu einer klimaschonenden, moorbodenkonservierenden Nassbewirtschaftung durch den Anbau von Rohrkolben. Hierzu soll in zwei Modellregionen mit unterschiedlicher landwirtschaftlicher Struktur (Emsland/ Cuxhaven) die großflächige, qualitätsoptimierte Erzeugung von Rohrkolben (T. angustifolia/T. latifolia) und die Verwertung der Biomasse als Baustoff und als Gartenbausubstrat (Torfersatz) entwickelt, demonstriert und für die Vermarktung vorbereitet werden. Zur Ermittlung von praxisrelevanten Verfahrensdaten erfolgt die Anlage von zwei Poldern (je größer als 5 ha). Durch die Wiedervernässung werden die Treibhausgas-Emissionen aus der Landwirtschaft deutlich reduziert. Im Zuge des Anbaus werden Daten zur Treibhausgasminderung, Biodiversität, Wasserreinigungsfähigkeit und zu Erntemengen durch ein wissenschaftliches Monitoring erhoben. Die Einrichtung von zwei regionalen Akteursnetzwerken zur Erarbeitung gemeinsamer Lösungen für die Nassbewirtschaftung der Niedermoorregionen und Förderung der Akzeptanz des Typha-Anbaus erfolgt unter Beteiligung aller relevanten Stakeholder und der Bevölkerung. Die ökologischen, hydrologischen wie auch die ökonomischen und sozioökonomischen Effekte werden erstmals für die Regionen wissenschaftlich im Rahmen eines Regionalkonzeptes ermittelt und bewertet. Für die Bauprodukte werden baurechtliche Grundlagen und Ökobilanzierungen bereitgestellt. An drei Demonstrationsobjekten werden Typha-Produkte verwendet und untersucht. Die Etablierung von Verwertungslinien im Verbund mit Unternehmen und Forschungspartnern umfasst auch die Aufbereitung von Torfersatzstoffen im Praxismaßstab. Wissenstransfer und Öffentlichkeitsarbeit begleiten den Prozess. Das neunjährige Vorhaben (3 Projektphasen) beginnt 2023.

Ertüchtigung der deutschen PV-Industrie zur effektiven Umsetzung der Ökodesign-Verordnung und des Energielabels der EU, Teilvorhaben: Reduktion des Material- und Energieverbrauchs für Solarglas

Im Rahmen des Verbundvorhabens 'GreenSolarModules' befasst sich das Teilvorhaben mit der Fragestellung, inwiefern der Material- und Energieverbrauch für die Herstellung von Solarmodulen signifikant reduziert werden kann. Das Teilprojekt verfolgt zur Unterstützung des Gesamtvorhabens mehrere innovative Ansätze zur primärseitigen Einsparung von Rohstoffen und Energie: - Erstmalig wird chemisch-thermisch behandeltes Solarglas für die Erhöhung der Biegebruchfestigkeit industriell angewendet. - Unter Federführung der EXXERGY GmbH entwickelt das Konsortium eine Beschichtungsapplikation für Solarglas, mit dem die mechanische Festigkeit von Glas so signifikant erhöht werden kann, dass die zur geforderten Bruchlast notwendige Glasdicke entsprechend reduziert werden kann. Dabei soll die Glasbeschichtung möglichst geringe Transmissionsverluste aufweisen. In diesem Teilprojekt werden Konzepte zur Verringerung des CO2eg-Fußabdrucks sowie einer signifikanten Reduktion des Rohstoffbedarfs der wesentlichen Gewichts-Komponenten von Solarmodulen über eine Verringerung des Material- und Energieverbrauchs entwickelt. Damit zielt dieses Teilprojekt umfassend auf eine Senkung der Treibhausgasemission bei der Herstellung der für Solarmodule benötigten Materialien ab. Darüber hinaus wird EXXERGY zum Thema technisches Rating von Solarmodulen ihre Expertise mit einbringen, dies schließt das Thema Energy Rating mit ein.

Klimaforschungsplan KLIFOPLAN, Potentiale für eine weitergehende Elektrifizierung (PowEr)

Aus Gründen der Energieeffizienz, Ressourcenschonung und Treibhausgas-Minderung zeichnet sich ab, dass die Verkehrsarten möglichst elektrifiziert werden sollten. Sofern das nicht möglich ist, muss der Endenergiebedarf durch andere Kraftstoffe gedeckt werden, die langfristig treibhausgasneutral her- und bereitgestellt werden müssen. Batterien wurden in den letzten Jahren deutlich leistungsfähiger (gravimetrische und volumetrische Energiedichte) und werden auch absehbar noch besser und günstiger. Zukünftig sollten dadurch weitere Verkehrsmodi batterieelektrisch betrieben werden können und andere noch umfassender als bisher. Dies ermöglicht geringere Bedarfe an anderen Endenergieträgern und einen geringeren Energiebedarf. Im Vorhaben sollen die jetzigen und insbesondere zukünftigen Möglichkeiten der Batterie-Technik in Anwendungen des Verkehrs detailliert untersucht werden. Die verkehrsträgerseitigen Anforderungen der jeweiligen charakteristischen Segmente der Verkehrsarten (z.B. Fähren, Binnenschiffe, Zweiräder, Linienbusse) an die Energieversorgung müssen dazu detailliert aufgeschlüsselt werden, um diese anschließend ggf. wieder clustern zu können. Welche Arten von Energiespeichern werden dafür benötigt bzw. jetzt schon entwickelt, welche Kostenentwicklungen sind zu erwarten? Batterietechnisch sind alle Ansätze zu identifizieren, die in den nächsten 2 bis 3 Dekaden aus heutiger Sicht relevant werden könnten. Die Beurteilung erstreckt sich auch auf die Risiken der Technik und die Kritikalität von Rohstoffen. Für die auch zukünftig nicht realistisch elektrifizierbaren Verkehrsträger wäre zu untersuchen, welche Energieträger (PtG-H2, PtG-Methan, PtL) und Antriebe dann, unter Berücksichtigung der Energieeffizienz, Ressourcen und THG-Minderung, als geeignete Alternative erscheinen. Diese Arbeiten sind die Grundlage für eine Abschätzung des zukünftigen Endenergie- und Primärenergiebedarfs im Verkehr, was in drei Szenarien ermittelt werden soll.

Zirkuläres, digitalisiertes Kunstrasen-System mit integraler Bewirtschaftung des anthropogenen Materiallagers aus multimateriellem Kunstrasen, TP: Thermomechanisches Recycling

Evidenzbasiertes Assessment für die Gestaltung der deutschen Energiewende auf dem Weg zur Klimaneutralität, Teilvorhaben D0-2

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