Mit Hilfe von mikrotheoretisch fundierten umweltökonomischen Modellen wird der durch den Einsatz verschiedener umweltpolitischer Instrumente induzierte umwelttechnische Fortschritt modelliert. Interessant sind dabei insbesondere Probleme einer Second Best Welt, bei der neben den zu bekämpfenden Umweltproblemen andere Störungen des allokativen Systems bestehen. Dies können z.B. Spillover Effekte bei der Einführung von Innovationen, Abweichungen zwischen privater und sozialer Diskontrate oder Informationsasymmetrien sein.
Zielsetzung: Die Solarenergie ist neben der Windenergie eine der Hauptsäulen der Energiewende. Damit die Klimaziele erreicht werden, ist es notwendig die Solarindustrie weltweit massiv zu skalieren. Pierre Verlinden, einer der weltweit führendsten Solarexperten, äußert sich dazu 2020 im Journal of Renewable and Sustainable Energie wie folgt: “The [PV] industry has demonstrated that it is capable to grow at a very high rate and to continuously reduce the cost of manufacturing. There are no challenges related to the technology, manufacturing cost, or sustainability, except for the consumption of silver, which needs to be reduced by at least a factor of 4 […].” Silber ist die einzige kritische Ressource in der Solarzellenproduktion. Derzeit werden bereits weltweit ca. 17 % des jährlich in Minen abgebauten Silbers für die Solarzellenfertigung beansprucht. Gleichzeitig wächst die Fertigungskapazität für Solarzellen exponentiell um 20 - 30 % pro Jahr. Ohne technologische Innovation würde die Solarindustrie bereits im Jahr 2030 das gesamte weltweit verfügbare Silber aus dem Bergbau nachfragen. Es versteht sich von selbst, dass dies kein tragfähiges Szenario ist, zumal auch andere Zukunftstechnologien, wie die Elektromobilität, einen zunehmend hohen Silberbedarf anmelden. Expert*innen sind sich einig, dass die Versorgung der Solarindustrie mit Silber für die elektrischen Kontakte der Solarzellen bereits in 2 - 4 Jahren das größte Problem für das nötige Wachstum der Solarindustrie sein wird und somit auch zum Flaschenhals für die gesamte Energiewende wird. Das Spin-off des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE, PV2+, hat eine patentierte Galvaniktechnologie entwickelt, die es Solarzellenherstellern erlaubt mithilfe eines speziell entwickelten Elektrolyten, in Solarzellenkontakten Silber durch Kupfer zu substituieren. Dies ermöglicht die Skalierung der Solarindustrie und löst somit eine der zentralen Nachhaltigkeitsherausforderungen unserer Zeit. Fazit: Das Förderprojekt PV2+ verfolgte das Ziel, Silber durch Kupfer in Solarzellenkontakten zu ersetzen, um Kosten zu senken, die Rohstoffabhängigkeit zu verringern und die ökologische Nachhaltigkeit der Photovoltaikbranche zu stärken. Die gewählte technische Vorgehensweise erwies sich als sehr erfolgreich: Prozesse wie Sputtern und Laserablation wurden optimiert und auf Industrieanlagen übertragen, eine neue Galvanikanlage ermöglichte die homogene Kupferabscheidung auf über 500 Zellen bei stabilisiertem Elektrolyt. Der Proof of Concept wurde durch bessere Zellleistungen auf Industriewafern und einem ROI < 1 Jahr erbracht. Auch erste Umsätze durch Kundenbemusterungen bestätigen den Marktbedarf. Strategisch war eine Kurskorrektur nötig: Aufgrund des Rückgangs der europäischen Solarindustrie wurde der Fokus erfolgreich auf Asien und die USA sowie auf eigene pilotähnliche Demoproduktion verlagert. Diese Neuausrichtung erwies sich als essenziell für Markteintritt und Skalierung. Alternative technische Ansätze wie Kupfer-Nanopartikel oder Polymermasken wurden geprüft, boten jedoch keine vergleichbare Leistung, Wirtschaftlichkeit oder Umweltbilanz wie das patentierte Galvanikverfahren von PV2+. Die zentrale alternative Idee war daher nicht technologischer, sondern strategischer Natur und sie trug maßgeblich zur Zielerreichung bei.
Zielsetzung: In diesem Forschungsvorhaben soll ein neuartiges, recyceltes Aktivmaterial aus einer Stahllegierung für elektrische Maschinen (EMn) mithilfe eines innovativen, nachhaltigen Herstellungsverfahrens entwickelt werden. Die Grundidee des Projekts besteht darin, eine Recyclingroute für Blechpakete aus ausgemusterten Statoren und Rotoren von EMn sowie für den bei der Herstellung neuer Blechpakete anfallenden Blechschrott zu etablieren. Diese neue Recyclingroute zeichnet sich dadurch aus, dass die für neue EMn benötigten Statoren und Rotoren durch das Verpressen von Metallspänen hergestellt werden – anstelle des üblichen Weges über Verschrottung, Einschmelzen, Stranggießen sowie anschließendes Warm- und Kaltwalzen. Die Antragsteller verfolgen das Konzept, sämtlichen Schrott zu zerkleinern, die entstehenden Späne chemisch zu beschichten und anschließend durch ein Umformverfahren in die finale Geometrie von Stator- und/oder Rotorbauteilen zu verpressen. Das gepresste Bauteil kann dann als Aktivmaterial oder als Teil davon, z.?B. in einem EM oder in Transformatoren, eingesetzt werden. Fazit: Das gepresste Bauteil kann anschließend als Aktivmaterial oder als Teil davon verwendet werden, z.?B. in einer elektrischen Maschine (EM) oder in Transformatoren. Der daraus resultierende neuartige Werkstoff „Compacted Chip Magnetic Composite“ (CCMC) besteht aus recycelten, isolierten Blechspänen und ähnelt damit den heute bekannten weichmagnetischen Pulververbundwerkstoffen (SMC – Soft Magnetic Composites). Zur Validierung dieser Idee wird der Einfluss verschiedener Spangeometrien, deren Isolierung sowie weiterer Prozess- und Systemparameter im Herstellungsprozess untersucht. Die Ergebnisse dieser Forschung sollen dazu beitragen, den Einsatz von recyceltem Blechschrott in der Elektromobilität und anderen Anwendungen (z.?B. Transformatoren und/oder andere elektrische Maschinen zur Magnetfeldinduktion) zu verbessern und die Nachhaltigkeit von EMn zu erhöhen. Gelingt es, den Energiebedarf für das Recycling von EMn deutlich zu senken, kann dies einen wesentlichen Beitrag zur Reduzierung des CO2-Fußabdrucks zukünftiger elektrischer Maschinen leisten. Die in den Kreislauf zurückgeführten Motorkomponenten helfen dabei, den Verbrauch nicht erneuerbarer Rohstoffe sowie den Energiebedarf, die CO2-Emissionen und den Wasserverbrauch zu verringern.
Zielsetzung: Gegenstand und Ziele des Projektes: Die Versorgung mit ausreichend Trinkwasser ist eine der Kernaufgaben der öffentlichen Daseinsvorsorge. Der Klimawandel führt jedoch zu einer zunehmenden Belastung der Wasserressourcen, was sich bereits in extremen Wetterereignissen wie Dürreperioden und Starkregenereignissen zeigt und zunehmend zu Nutzungskonflikten führt. Aus diesem Grund haben sich insgesamt 25 Trinkwasserversorgungsunternehmen aus der nördlichen Region Ostwestfalen-Lippe des Landes NRW (24) und dem angrenzenden Niedersachsen (1) zum Ziel gesetzt, ein versorgungsgebietsübergreifendes Zukunftskonzept zu erarbeiten. Dieses „Zukunftskonzept Wassermengenmanagement“ ist im Sinne einer gemeinsamen Planungs- und Handlungsgrundlage zu sehen und soll zu einer effizienten, ressourcenschonenden und zukunftssicheren Wasserwirtschaft in der Projektregion führen. Neben der technischen Umsetzung liegt der Fokus auf einem aktiven Dialog mit der Öffentlichkeit, um Akzeptanz und Bewusstsein für Aufgaben und Bedeutung des Wassermanagements zu fördern. Das Projekt dient als Modell für andere Regionen, die ähnliche Herausforderungen bewältigen müssen. Innovativer Ansatz Das Projekt wird die Methode der ‚System Dynamics – Modellierung‘ anwenden, um die komplexen Wechselwirkungen zwischen einer sicheren und wirtschaftlich vertretbaren Wasserversorgung und der Bevölkerung, Landwirtschaft und Wirtschaft unter den Auswirkungen des Klimawandels zu erfassen. Damit können nicht nur kurzfristige Maßnahmen, sondern auch langfristige strategische Planungen zur Wasserversorgung in der Region erstellt und in ihren Auswirkungen erprobt werden. Des Weiteren dient dieses Werkzeug dazu, die Kommunikation zwischen Fachleuten, betroffenen Bürgern und der Politik zu unterstützen. Projektdurchführung: - Ein Zusammenschluss von 25 Trinkwasserversorgungsunternehmen - Consulaqua Hildesheim Projektregion: 20 Kommunen im nördlichen Ostwestfalen-Lippe (NRW) und die Stadt Melle in Niedersachsen Gemeinsam für eine langfristig sichere Trinkwasserversorgung!
Zielsetzung: Als Steppenart mit kontinental-mediterraner Verbreitung erreicht die Wechselkröte (Bufotes viridis) in Ostniedersachsen ihre nordwestlichen Verbreitungsgrenze. Ihr Bestand in Niedersachsen ist innerhalb des letzten Jahrhunderts um ca. 80 % zurückgegangen, sodass die Art auf der aktuellen Roten Liste der gefährdeten Amphibienarten als „vom Aussterben bedroht“ gelistet wird. Als Lebensräume werden offene, spärlich bewachsene Standorte mit ausreichend Versteckplätzen und grabbarem Boden bevorzugt. Reproduktionsgewässer zeichnen sich durch Vegetationsarmut, Sonnenexposition, meist flache Ufer und oft nur temporäre Wasserführung aus. In der niedersächsischen Kulturlandschaft sind solche trockenwarmen, steppenartigen Standorte als typische Lebensräume der Wechselkröte heutzutage hauptsächlich in Abgrabungen und Abbaufolgelandschaften, auf Äckern und auf Ruderal-, Brach- und Industrieflächen zu finden. Somit kommt die Wechselkröte in Niedersachsen inzwischen nur noch in stark isolierten, naturfernen Sekundärhabitaten in den Landkreisen Helmstedt und Wolfenbüttel vor. Das Ziel des Projektes ist die Bestandsstützung der Wechselkröte durch das Schaffen von Grundlagen und Voraussetzungen für die Anlage von nachhaltig geeigneten Fortpflanzungs- und Landlebensräumen im Verbreitungsgebiet Südost-Niedersachsen, um der Art so das langfristige Überleben an ihrem Arealrand zu ermöglichen. Wichtiger Inhalt des Projektes ist die Integration der Wechselkröte in urbanen Räumen durch gezielte Kommunikation und Aufklärung von Unternehmen und Bürger*innen. Dabei soll anders als in der Vergangenheit der Fokus nicht auf "typischen" Naturschutzflächen, sondern auf stark anthropogen überformten Lebensräumen wie Gewerbeflächen, Parkplätzen, Bodendeponien, Kleingartenkolonien u.a. liegen. Die Fähigkeit der Wechselkröte auch solche Habitate erfolgreich zu besiedeln, soll hier gezielt genutzt und gleichzeitig die Biodiversität auf Industrieflächen erhöht werden - eine Kombination aus Wirtschaft, Industrie und Naturschutz. Kosten werden geringgehalten, Unternehmen können uneingeschränkt weiter agieren und der Artenschutz wird auf - für die Art - bislang ungenutzten anthropogen überformten Lebensräumen praktikabel. Als Mitnahmeeffekt entstehen neue (Teil-)Lebensräume auch für weitere bedrohte Arten. Zur Gewinnung solcher Flächen wird ein sehr hohes Maß an Information und Kommunikation mit den jeweiligen Eigentümer*innen und Nutzenden erforderlich sein.
Zielsetzung: Das Forschungsprojekt „Erdwärme vernetzt – Urbane Anergienetze als Instrument der Wärmewende in Bremen“ widmet sich der Frage, wie „kalte Nahwärmenetze“ zur klimaneutralen Wärmeversorgung in dicht bebauten Stadtgebieten beitragen können. Diese Technologie bietet insbesondere für Stadtquartiere Potenzial, die weder an bestehende Fernwärmenetze angeschlossen sind/werden noch für den Einsatz individueller Wärmepumpen geeignet sind. Ziel ist es, praxistaugliche Lösungen für bestehende Stadtquartiere zu entwickeln, die bisher über keine tragfähigen Konzepte für eine nachhaltige Wärmeversorgung verfügen. Als Energiequelle soll Erdwärme aus Bohrungen im öffentlichen Raum dienen. Damit soll ein wesentlicher Beitrag zur Umsetzung ambitionierter Klimaschutzziele im urbanen Raum geleistet werden. Das Vorhaben zielt darauf ab, 1) die für die Umsetzung entsprechender Formen von Wärmenetzen bestehenden Rahmenbedingungen zu überprüfen und Empfehlungen für ihre Verbesserung zu entwickeln; 2) die Herausforderungen für die bürgerschaftlichen Initiativen bei der Entwicklung von Anergienetzen als bürgerschaftliche Nahwärmenetze zu untersuchen und Unterstützungmöglichkeiten zu entwickeln sowie 3) Potenziale für die Übertragbarkeit des Handlungsansatzes zu untersuchen. Anlass des Vorhabens: In Bremen bestehen große Herausforderungen bei der Umstellung auf eine klimaneutrale Wärmeversorgung. Der heterogene Gebäudebestand, die bestehenden Infrastrukturen und begrenzte Fläche erschweren die Umsetzung von Wärmeversorgungsoptionen. Gleichzeitig sind bürgerliche initiativen entstanden, die daran arbeiten, gemeinwohlorientierte Wärmelösungen für ihre Quartiere zu schaffen. Diese Initativen wollen mithilfe von Erdwärme und Anergienetzen die Wärmeversorgung nachhaltig gestalten. Das Forschungsprojekt greift diese Entwicklungen auf und unterstützt sowohl die Analyse bestehender Hindernisse als auch die Entwicklung konkreter Handlungsstrategien.
Zielsetzung: Uferfiltration ist eine gängige Methode zur Trinkwassergewinnung bei begrenztem natürlichen Grundwasserangebot und wird in vielen Regionen Deutschlands mit großen Oberflächengewässern, wie z.B. in Berlin, Düsseldorf und Hamburg eingesetzt. Rohwasser, das durch Uferfiltration gewonnen wird, ist gefährdet durch den Eintrag von Schadstoffen aus Oberflächengewässern. Schadstoffe können neben organischen Verbindungen und Schwermetallen auch Krankheitserreger, wie Viren und Bakterien, sein. Die deutsche Trinkwasserverordnung (TrinkwV) beinhaltet aktuell nur Grenzwerte für bestimmte Indikatorbakterien, wie Escherichia coli und Enterokokken. Im aktuell gesetzlich festgelegten Messprogramm für die Trinkwasserqualität sind humanpathogene Viren kein Bestandteil. Die im Jahr 2021 in Kraft getretene neue EU-Trinkwasserrichtlinie (EU-TWR) sieht vor, somatische Coliphagen als Indikatorviren für Grundwasserverunreinigungen durch humanpathogene Viren zu nutzen, da die Detektion der somatischen Coliphagen deutlich einfacher ist als die der humanpathogenen Viren, wie z.B. Adenoviren. Dabei ist zu beachten, dass somatische Coliphagen keine Krankheitserreger für Menschen sind. Auf Grund des unterschiedlichen Transportverhaltens verschiedener Viren ist jedoch davon auszugehen, dass Indikatorviren und -bakterien nur beschränkt aussagekräftig für humanpathogene Viren sind. U.a. haben unsere Untersuchungen am Rhein und im Uferfiltrat des Wasserwerks Flehe gezeigt, dass die Existenz und das Abbaupotential somatischer Coliphagen nicht in direkter Korrelation zu humanpathogenen Viren, z.B. Adenoviren, stehen muss (Knabe et al., 2023). Verschiedene Faktoren können dazu führen, dass eine erhöhte Virenbelastung im Oberflächengewässer auftreten und eine Migration in das Rohwasser zur Folge haben kann. Zum einen können hydrologische Veränderungen als Folge des Klimawandels, z.B. häufigere Extremereignisse wie Trockenperioden und besonders Hochwasser (Blöschl et al., 2019), die natürliche Reinigungswirkung der Uferfiltration verringern. Zum anderen können Bevölkerungswachstum, Urbanisierung sowie Landnutzungsänderungen dazu führen, dass die Abwasserbelastung in Flüssen zunimmt (Wen et al., 2017). Die neue EU-Trinkwasserrichtline (EU-TWR) erfordert zusätzlich zur Einhaltung von Grenzwerten risikobasierte Ansätze für die ereignis-basierte Überwachung der Wasserqualität, wie bspw. das Water-Safety-Plan-Konzept (WSP) der WHO (World Health Organization). Der WSP sieht für einen Wasserversorger die Beschreibung des gesamten Trinkwasserversorgungsystems vor, einschließlich einer Erfassung aller möglichen Eintragsquellen von Gefährdungen für die Trinkwasserqualität. Eine Risikobewertung für jede einzelne Kombination von Gefährdung und Gefährdungsereignis in Form einer Risiko-Matrix nach Eintrittswahrscheinlichkeit und Schadensausmaß, liefert klare Monitoring- und Handlungsprioritäten zur Risikominimierung. Basierend auf der neuen EU-TWR werden Wasserversorger zeitnah vor dem Problem stehen, zum Teil komplexe Risikobewertungen durchführen zu müssen. Das bedeutet, dass eine Vielzahl an Gefährdungsereignissen im Hinblick auf die Eintrittswahrscheinlichkeit einer Gefahrenquelle einzustufen ist. Ziel des Projektes ist es, Wasserwerksbetreibern eine wissenschaftlich fundierte Bewertung des Risikos und Transports humanpathogener Viren bei der Uferfiltration unter Berücksichtigung aktueller gesetzlicher Vorgaben (EU-TWR) und Empfehlungen der WHO zu ermöglichen. Dabei soll insbesondere der Einfluss von Extremwetterereignissen (Starkniederschläge, Hochwasserperioden, Niedrigwasser) und messtechnischen Unsicherheiten in der Risikobewertung berücksichtigt werden. (Text gekürzt)
Zielsetzung: VIPs sind Hochleistungsdämmstoffe und bestehen vorrangig aus einem Stützkern aus pyrogener Kieselsäure, der energieintensiv in der Herstellung ist. VIPs werden in spezifischen Anwendungsfällen wie pharmazeutischen Transportboxen nach einer Nutzungsdauer von oft nur wenigen Jahren entsorgt, was zu erheblichen ökologischen und ökonomischen Belastungen führt: Hohe CO2-Emissionen: Die Produktion der pyrogenen Kieselsäure verursacht signifikante CO2-Emissionen. Entsorgung: VIPs werden meist deponiert oder verbrannt, da es kein etabliertes Recyclingverfahren gibt. Ressourcenverbrauch: Die Herstellung der Kieselsäure ist ressourcenintensiv. Das Projekt zielt darauf ab, ein Verfahren zur Kreislaufführung von VIP-Stützkernen mit einem maximalen Rezyklatanteil von mindestens 95 % zu entwickeln, ohne die Wärmeleitfähigkeit signifikant zu erhöhen. Dies soll durch folgende Maßnahmen erreicht werden: Entwicklung eines Recyclingprozesses: Ein Verfahren zur Extraktion und Wiederverwertung des alten Stützkernmaterials wird entwickelt und optimiert. Verschiedene Techniken sollen getestet werden, um eine optimale Verarbeitbarkeit und geringe Wärmeleitfähigkeit zu erreichen. Rückführungskonzept: Es wird ein Konzept erstellt, wie ausgemusterte VIPs an den Hersteller zurückgeliefert werden können. Dies könnte durch ein Pfandsystem oder durch wirtschaftliche Anreize für die Kunden erreicht werden. Insbesondere für pharmazeutische Transportboxen, die bereits teilweise rückgeführt werden, soll die Logistik verbessert werden. Umweltbilanzierung: Die Umweltwirkungen des Recyclingprozesses werden durch eine Life Cycle Assessment (LCA) quantifiziert. Ziel ist es, die ökologischen Vorteile im Vergleich zur herkömmlichen Herstellung aufzuzeigen und den ökologischen Fußabdruck zu reduzieren. Umweltbezogene Zielsetzungen: Reduktion von CO2-Emissionen und Energieverbrauch: Durch Wiederverwendung des Stützkernmaterials sollen die CO2-Emissionen und der Energieverbrauch signifikant reduziert werden. Verringerung von Abfällen: Durch die Einführung eines effektiven Recycling- und Rückführungsverfahrens sollen Deponie- und Verbrennungsabfälle minimiert werden. Optimierung der Herstellungskosten: Reduktion des Einsatzes neuer Rohstoffe durch Recycling. Dies soll zusätzliche wirtschaftliche Anreize für Firmen schaffen, sodass ökologischer und ökonomischer Nutzen erreicht wird.
| Origin | Count |
|---|---|
| Bund | 2984 |
| Kommune | 2 |
| Land | 302 |
| Wissenschaft | 2 |
| Zivilgesellschaft | 5 |
| Type | Count |
|---|---|
| Daten und Messstellen | 10 |
| Ereignis | 5 |
| Förderprogramm | 2828 |
| Gesetzestext | 3 |
| Lehrmaterial | 1 |
| Text | 255 |
| Umweltprüfung | 34 |
| unbekannt | 154 |
| License | Count |
|---|---|
| geschlossen | 349 |
| offen | 2933 |
| unbekannt | 8 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 3127 |
| Englisch | 387 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Archiv | 9 |
| Bild | 12 |
| Datei | 16 |
| Dokument | 224 |
| Keine | 2081 |
| Unbekannt | 18 |
| Webseite | 1019 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 2127 |
| Lebewesen und Lebensräume | 2034 |
| Luft | 1624 |
| Mensch und Umwelt | 3284 |
| Wasser | 1774 |
| Weitere | 3290 |