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Veröffentlichung Dokumentation der Emissionsmodellierung für LTO-Emissionen und die internationale Binnenschifffahrt(2013) Theloke, Jochen; Jörß, Wolfram; Institut für Energiewirtschaft und Rationelle Energieanwendung (Stuttgart); Institut für Zukunftsstudien und Technologiebewertung; Deutschland. UmweltbundesamtIn diesem Bericht wird die zur Berechnung der PAREST-Referenzemissionen entwickelte Methodik beschrieben. Für den militärischen Luftverkehr wurde mangels verfügbarer Informationen weiterhin der kraftstoffbasierte Ansatz aus ZSE (2007) angewendet.Veröffentlichung Entwicklung medienübergreifender Analysemodelle zur räumlichen Darstellung von Gefährdungspotenzialen der Umwelt und Gesundheit(Umweltbundesamt, 2017) Andrian-Werburg, Stefan von; Schönthaler, Konstanze; Bosch und Partner (München); M.O.S.S Computer Grafik Systeme GmbH (Dresden); Deutschland. Umweltbundesamt; Rudolf, HeinoFür die Umweltberichterstattung des Umweltbundesamtes ergibt sich aufgrund der Vielzahl und ansteigenden Komplexität von aktuellen Umweltproblemen zunehmend die Notwendigkeit, neue, raumbezogene Instrumente zu entwickeln und einzusetzen, die auch medienübergreifende Umweltzusammenhänge erfassen und Gebiete mit Umwelt- und Gesundheitsgefährdungen räumlich verorten können. Im Rahmen des Vorhabens "Entwicklung medienübergreifender Analysemodelle zur räumlichen Darstellung von Gefährdungspotenzialen der Umwelt und Gesundheit" wurden eine methodische Vorgehensweise und Instrumente erarbeitet, um die Umweltberichterstattung im Hinblick auf dieses Erfordernis zu unterstützen.Die Basis der Vorgehensweise bildet das generalisierte Modellkonzept. Dieses stellt die Bausteine bereit, um themenspezifische, d. h. auf bestimmte Umweltprobleme zugeschnittene Analysemodelle zu erstellen, mit denen sich die Ursache-Wirkungsverknüpfungen von Umweltproblemen und -konflikten detailliert strukturieren und grafisch in Ursache-Wirkungsketten abbilden lassen. Ein Analysemodell ist in erster Linie ein gedankliches, auf Expertenwissen basierendes Konstrukt. Das im Vorhaben entwickelte Umsetzungskonzept beschreibt, wie die Analysemodelle auf der Grundlage systematischer Recherchen nach geeigneten Datenquellen einerseits sowie nach quantitativ oder qualitativ beschriebenen Ursache-Wirkungsbeziehungen andererseits mit Hilfe von Geografischen Informationssystemen strukturiert in themenadäquate Visualisierungen umgesetzt werden können. Neben dem inhaltlichen wurde ein DV-technisches Umsetzungskonzept entwickelt mit dem Ziel, die fachlich erarbeiteten Analysemodelle in Datenmodelle zu überführen. Die Datenmodelle werden als Grundlage für ein nach Ursache-Wirkungsbeziehungen strukturiertes Datenmanagementsystem an-gewendet. Innerhalb des Vorhabens wurde hierfür eine eigene, auf der envVision-Technologie basierende Software-Anwendung entwickelt und zum Einsatz gebracht.
Quelle: ForschungsberichtVeröffentlichung Effizienz von Maßnahmen zur Reduktion von Stoffeinträgen(Umweltbundesamt, 2017) Fuchs, Stephan; Weber, Tatyana; Wander, Ramona; Institut für Wasser und Gewässerentwicklung (Karlsruhe); Gesellschaft für Boden- und Gewässerschutz e.V.; Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung; Deutschland. Umweltbundesamt; Ullrich, AntjeIm Rahmen des Vorhabens wurde das Modellwerkzeug MoRE (Modelling of Regionalized Emissions) zu einem strategischen Planungsinstrument weiterentwickelt, mit dem der Ist-Zustand der Einträge in Gewässer beschrieben sowie strategische Maßnahmen bewertet werden können. Hierzu wurden die auf Ebene der Länder und Flussgebietsgemeinschaften im Rahmen der ersten Bewirtschaftungspläne der Wasserrahmenrichtlinie entwickelten Ansätze zur Eintragsmodellierung und Maßnahmenentwicklung analysiert. Bei Eignung wurden die Ansätze oder Eingangsdaten in das bundeseinheitliche Modell übernommen, teilweise wurden neue Ansätze entwickelt. Strategische Maßnahmen wurden in Zusammenarbeit mit den Ländern ausgewiesen. Zusätzlich wurde eine ökonomische Bewertungskomponente in MoRE implementiert, die eine Priorisierung verschiedener Einzelmaßnahmen oder Maßnahmenkombinationen erlaubt. Zudem wurde MoRE von technischer Seite erweitert, sodass nun die Modellierung mit Varianten von Eingangsdaten und Maßnahmen sowie mit einzelnen Punktquellen möglich ist. Die erzeugten Ergebnisse können auf Ebene von Planungseinheiten aggregiert werden. Zur Validierung der Stoffeinträge können in MoRE zudem beobachtete Gewässerfrachten ermittelt werden und diese den modellierten gegenübergestellt werden. So wurde ein Instrument geschaffen, welches zur Unterstützung der Umsetzung der Wasserrahmenrichtlinie und der Meeresstrategie-Rahmenrichtlinie insbesondere in Hinblick auf die Erstellung der zweiten Bewirtschaftungspläne beitragen kann. Quelle: ForschungsberichtVeröffentlichung Bewertung des Eintrags von Pflanzenschutzmitteln in Oberflächengewässer - Runoff, Erosion und Drainage(Umweltbundesamt, 2017) Bach, Martin; Guerniche, Djamal; Thomas, Kai; Gesellschaft für Boden- und Gewässerschutz; Institut für Landschaftsökologie und Ressourcenmanagement (Gießen); Institut für Agrarökologie; Deutschland. Umweltbundesamt; Großmann, DietlindeIm Projekt wurde das Konzept GERDA (GEobased Runoff, Erosion, and Drainage risk Assessment for Germany) entwickelt, mit dem zukünftig im Zulassungsverfahren von Pflanzenschutzmitteln (PSM) in Deutschland die Exposition von Oberflächengewässern durch Wirkstoff-Einträge über Runoff und Erosion, Drainage, Abdrift und atmosphärischen Transport bewertet werden kann. Zentrales Element in GERDA bildet die statistisch fundierte, Perzentil-basierte Auswahl der Boden-Klima-Szenarien, mit denen mittels der Modelle PRZM und MACRO (als Bestandteil von GERDA) die Expositionsabschätzung für einen Wirkstoff im Rahmen der Zulassungsprüfung durchgeführt wird. Die mit GERDA ermittelten PECs (Predicted Environmental Concentrations) liegen für verschiedene Wirkstoffe im Bereich des 83. bis 93. Perzentils, bezogen auf die räumlich-zeitliche Grundgesamtheit der rd. 132.000 kṃ potenziellen PSM-Applikationsfläche in Deutschland und der Wetterzeitreihe 1982Ń2011. Zur Anwendung im Zulassungsverfahren wurde das Softwaretool GERDA v.1 entwickelt.Vergleichsrechnungen für 13 Beispielsubstanzen mit GERDA und dem derzeit verwendeten Modell Exposit zeigen die bedeutende Relevanz der Eintragspafde Runoff und Erosion im Vergleich zu Spraydrift und Drainage. Die Expositionsab-schätzung für Oberflächengewässer in Deutschland mit GERDA führt häufig zu strengeren Risikomanagementmaßnahmen im Vergleich zum derzeit verwendeten Modell EXPOSIT. Der Bericht umfasst weiterhin die methodischen Grundlagen der Entwicklung von Boden-Klima-Szenarien spezifisch für Deutschland, eine Schwachstellenanalyse des FOCUS-Ansatzes zur Expositionsabschätzung sowie die Analyse des Modells VFSMOD als Option zur Risikominderung durch Filterstreifen im Zulassungsverfahren. Quelle: ForschungsberichtVeröffentlichung NIFLUM - Nitrogen Flux Method Evaluation - Outcomes and Recommendations of an International Expert Workshop(2018) Döhler, Helmut; Kaupenjohann, Martin; Schmidhalter, Urs; DöhlerAgrar; Institut für Ökologie (Berlin); Technische Universität (München); Deutschland. Umweltbundesamt; Döring, UlrikeTargeted ammonia emission reductions can only be achieved through efficient measures in the political process. At an international expert workshop, problems arising in the derivation of emission factors for NH3 and nitrogen oxides after N-fertiliser application were discussed. An overview of this issue is given in the report.Eine zielgenaue Ammoniak-Emissionsminderung kann nur durch effiziente Maßnahmen im politischen Prozess erreicht werden. Auf einem internationalen Experten-Workshop wurden Probleme diskutiert, die bei der Herleitung von Emissionsfaktoren für NH3 und Stickstoffoxide nach N-Düngemittelausbringung auftreten. Es wird ein Überblick über diese Problematik im Bericht aufgezeigt.Veröffentlichung Evaluierung der GAP-Reform von 2013 aus Sicht des Umweltschutzes anhand einer Datenbankanalyse von InVeKoS-Daten der Bundesländer(Umweltbundesamt, 2022) Röder, Norbert; Ackermann, Andrea; Baum, Sarah; Institut für Ländliche Räume; Julius Kühn-Institut. Institut für Strategien und Folgenabschätzung; Deutschland. Umweltbundesamt; Biewald, Anne2013 wurde die Gemeinsame Agrarpolitik mit dem Ziel reformiert, die negativen Umweltwir-kungen der Landwirtschaft zu senken. Um Fördergelder der EU zu erhalten, müssen Landwirte in der Förderperiode von 2014 bis 2022 auf ihren Flächen mit dem sogenannten "Greening" bestimmte Bewirtschaftungsmethoden einhalten. Mithilfe von Daten der Agrarstrukturerhebung, der Bodennutzungshaupterhebung sowie des Integrierten Verwaltungs- und Kontrollsystems der Bundesländer Hessen, Niedersachsen, Nordrhein-Westfalen und Rheinland-Pfalz wurde die GAP-Reform auf ihre Umweltwirkung analysiert. Die Ergebnisse zeigen, dass mit der Einführung des Greenings und verstärkter Implementierung von Maßnahmen im Rahmen der 2. Säule der jahrelange Rückgang von ökologisch wertvollen Flächen gestoppt werden konnte und Brachflächen sogar wieder zunahmen. Die Vielfalt der Ackerkulturen auf lokaler und regionaler Ebene hat sich mit der Einführung des Greenings allerdings nicht geändert. In vielen Regionen Deutschlands dominieren weiterhin wenige Kulturen wie Winterweizen, Raps und Mais die Ackernutzung. Die Dauergrünlandfläche hat, nach einer drastischen Abnahme von 0,5 Mio. ha seit 1999, zwischen 2014 und 2019 wieder um ca. 130.000 ha zugenommen. Das Greening hat zudem nur zu einer sehr geringen Abnahme des Umweltrisikos bei der Anwendung von Pflanzenschutzmit-teln geführt. Jedes Jahr zahlt die EU 1,5 Mrd. EUR an landwirtschaftliche Betriebe für die Umset-zung der Greening-Vorgaben. Die Kosten für die Betriebe betragen 190 Mio. EUR, also nur ein Achtel dieser EU-Zahlungen. Zeitgleich werden ökologisch wertvolle Greening-Maßnahmen wie das Bereitstellen von Brachen und Blühstreifen nicht ausreichend umgesetzt. Bei zukünftigen GAP-Reformen sollte berücksichtigt werden, dass nur mit passgenauen finanziellen Anreizen Umweltmaßnahmen in allen Regionen Deutschlands im nennenswerten Umfang umgesetzt wer-den können. Die Fördersätze für Umweltmaßnahmen in der 1. Säule sollten also nach Standor-ten und nach ökologischer Ambition differenziert werden. Quelle: ForschungsberichtVeröffentlichung Umweltverträgliche Nutzung geothermischer Wärmespeicher(Umweltbundesamt, 2022) Hiester, Uwe; Jungk, Volker; Canzler, Wolfram; reconsite GmbH; AKVO GmbH; Deutschland. Umweltbundesamt; Kirschbaum, Bernd; Bertram, Andreas; Lohse, ChristianeUm den fossilen Energieverbrauch zu reduzieren, sind unterirdische thermische Energiespeicher (UTES), auch Geothermische Wärmespeicher (GTS) genannt, ein Baustein in der Transformation der Wärmeversorgung und Kühlung. Die Speisung solcher Speicher soll über erneuerbare Energieträger und anderweitige Abwärme erfolgen. Das Grundwasser wird dabei thermisch beeinflusst. Der thermische Auswirkungsraum von UTES wurde mit numerischen Simulationen zur saisonalen Pufferung und Wärmespeicherung, zur Gebäudeklimatisierung und zur Nutzung von Überschussstrom (Power-to-Heat) systematisch untersucht und veranschaulicht. Auswirkungen von Temperaturänderung auf hydro- und geochemische Prozesse und die Grundwasserökologie wurden unter Einbeziehung umfangreich recherchierter Fachliteratur untersucht. In sauerstoffreichen (oxischen) Süßwasser-Aquiferen im Lockergestein bedingt die hohe Temperaturempfindlichkeit der Grundwasserfauna zu ihrem vorsorglichen Schutz und zur Aufrechterhaltung ihrer Ökosystemleistungen engere Temperaturschwellen, um Auswirkungen geringfügig zu halten. Weniger restriktive Temperaturgrenzen sind für sauerstoffarme (anoxische) Aquifere ableitbar, in denen sich ein Mikrobiom flexibler an Veränderungen von Wassertemperatur und -beschaffenheit anpassen kann. Mit den abgeleiteten thermischen Geringfügigkeitsschwellen ist eine nachhaltige Bewirtschaftung des Grundwassers auch mit geothermischen Wärmespeichern möglich. Die aufgezeigten Beispiele erleichtern involvierten Planern und Fachleuten im Bereich Geologie, Hydrogeologie, Grundwasserökologie, Geothermie sowie in Behörden eine Abschätzung der thermischen Ge-ringfügigkeit. Thermische Geringfügigkeit bedeutet, dass durch die Nutzung geothermischer Speicher keine nachteiligen Umweltauswirkungen für das Grundwasser bestehen. Quelle: Forschungsbericht