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Die Digitalisierung ("Industrie 4.0") gewinnt auch im Bereich der Filtration und Separation an Bedeutung. Die Vernetzung von Sensortechnik an Filterbauteilen mit der IT-Infrastruktur ermöglicht eine automatisierte Überwachung und Steuerung von Anlagen sowie eine digital unterstützte Planung von Wartungsintervallen, sodass Ausfallzeiten im Betrieb minimiert werden. Bei der Produktentwicklung ermöglichen modellbasierte Simulationstechniken eine rechnergestützte Vorhersage wichtiger Eigenschaften und reduzieren den Bedarf an Prototypen. Im Beitrag von Herrn Kirsch und Herrn Schmeißer vom Fraunhofer ITWM wird ein Überblick gegeben, wie modell- und simulationsbasierte Methoden von der Herstellung der Filtermedien bis hin zu ihrem Verhalten im Betrieb bei der Erstellung von digitalen Zwillingen für die Filtration eingesetzt werden.

Zur Erholung, der Bewegung und dem Aufenthalt im Freien werden besonders innerstädtische Grünflächen, aber auch Waldflächen von verschiedenen Bevölkerungsgruppen aufgesucht. Bei der Nutzung des Freiraums spielen bioklimatische und lufthygienische Faktoren eine wichtige Rolle. Während von der grünen Infrastruktur viele Vorteile ausgehen, können allerdings auch gesundheitliche Beeinträchtigungen durch sogenannte biologische Noxe entstehen. Ziel dieses Projektes ist es, möglichst lokalklimatisch, lufthygienisch und gesundheitlich optimierte Routen am Beispiel des Ozonbildungspotenzials auszuweisen. Um dies zu erreichen, soll eine Applikation programmiert werden, die initial als "Klima-Isopren-Navigationssystem" nutzbar ist und eine optimierte human-biometeorologische Routenführung für Nutzer aufzeigt, unabhängig vom Standort.

Die Luftqualität hat sich in vielen europäischen Städten in den letzten Jahrzehnten verbessert. Doch auch wenn die derzeit noch gültigen gesetzlichen Grenzwerte zunehmend eingehalten werden, stellen die 2021 aktualisierten, deutlich strengeren Leitlinien der WHO zur Luftreinhaltung neue Herausforderungen dar. Neue Daten des Copernicus- Programms sowie innovative Modellierungsansätze ermöglichen hochaufgelöste Analysen der raumzeitlichen Verteilung von Luftschadstoffen. Mit Hilfe von Methoden der Künstlichen Intelligenz (KI) können die amtlichen, jedoch nur punktuell gemessenen Luftschadstoffdaten mit aktuellen Satelliten-, Verkehrs-, Wetter- und Flächennutzungsdaten so kombiniert und analysiert werden, dass flächenhafte Prognosen der städtischen Luftqualität für die nächsten Tage möglich werden. Diese flächigen Vorhersagen können Kommunen u. a. bei der Planung von kurzfristigen Gegenmaßnahmen wie der temporären Verkehrsbeeinflussung unterstützen. Des Weiteren kann ein auf Basis von aktuellen Daten trainiertes KI-Model auf eine durch Planungsvarianten veränderte Flächennutzung angewendet werden. Damit lassen sich - ceteris paribus - vorab die Auswirkungen verschiedener Planungsvarianten auf die lokale Luftqualität simulieren. In diesem Beitrag werden die Möglichkeiten und Ergebnisse derartiger KI-basierter Simulationen anhand realer Planungsbeispiele aufgezeigt.

Können Lüftungs- und Luftreinigungsanlagen vor Covid-19 schützen? Wie müssen sie dafür konstruiert werden? Und wie müssen Hygiene- und Lüftungskonzepte gestaltet sein, damit die Virenübertragung durch Aerosole reduziert wird? Antworten auf diese Fragen gibt ein Forschungsteam der Fraunhofer-Institute IBP, IGB und IPA in einem neuen Beratungszentrum für gesunde Raumluft. Parallel untersuchen IBP und IPA in einer Studie, wie sich Lüftungsanlagen auf die Verbreitung von Aerosolen auswirken. Beratungszentrum und Studie sind Teil der ""Healthy Air Initiative"" des Ministeriums für Wirtschaft, Arbeit und Wohnungsbau Baden-Württemberg.

Im Rahmen des interdisziplinären Projektes „Smart Air Quality Network“ (SmartAQnet) ist ein Messsystem für die Erfassung und Visualisierung der räumlichen Verteilung von Luftschadstoff-Konzentrationen im urbanen Raum entstanden. Die mehr als dreijährige Arbeit in SmartAQnet war darauf ausgerichtet, ein kostengünstiges Messnetz, das auf andere Städte übertragbar ist, mit Modellrechnungen (Stadtklimamodell PALM4U) zur hochaufgelösten (räumlich und zeitlich) Bestimmung der Luftqualität in der Modellregion Augsburg zu verknüpfen. Kernbestandteil des Systems ist ein Datenhaltungssystem auf der Projektwebsite https://www.smartaq.net/dasboard/, das Daten der Konzentrationen von PM10, PM2,5, PM1 und Partikelanzahlen dieses Messnetzes wie auch weiterer Luftschadstoff- und meteorologischer Messungen, der Verkehrszählschleifen und urbaner Charakteristika (u.a. Gebäude-, Straßendaten) zusammenstellt und für jedermann zugänglich erfasst. Das vielschichtige, heterogene Messnetz umfasst aktuell mehr als 100 Middle- und Low-cost-, zum Teil neu entwickelte stationäre Sensoren. Ergänzt wurden diese durch mobile Messungen (Fahrräder, Messkarren), unbemannte Flugobjekte und Fernerkundungssysteme für die dreidimensionale Erfassung der Verteilung von Luftschadstoffen und meteorologischen Parametern auf einer Fläche von etwa 10 km x 10 km, so dass bereits mehrere hundert Millionen Datensätze erstellt werden konnten. Dazu hat auch die Bürgerbeteiligung durch Messungen mit Low-cost-Sensoren beigetragen.

Seit mehr als zehn Jahren werden die Problemlagen durch das Überschreiten der planetaren Grenzen zunehmend offensichtlicher. Sie verdeutlichen mehr denn je die Dringlichkeit und Notwendigkeit einer Großen Transformation, die strukturelle Veränderungen einschließt. Die Große Transformation, eine grundlegende Anpassung unserer Gesellschaft an die Erfordernisse der Nachhaltigkeit, an Klima- und Ressourcenschutz, an globale Gerechtigkeit, muss und wird unsere Gesellschaft - ebenso wie unsere Wirtschaft - grundlegend in ihrer Struktur verändern. Manche Eckpunkte dieser Großen Transformation sind bekannt, aber wie jede große Veränderung in der Geschichte, ist sie angesichts komplexer Zusammenhänge weder genau vorherzusagen noch genau zu planen. Trotzdem braucht es neben einem grundsätzlichen Verständnis für die Zielrichtung der Transformation und für das Zusammenspiel von technologischen, ökonomischen, institutionellen und kulturellen Wirkungen, für die am Wuppertal Institut der Begriff der 'Zukunftskunst' (Schneidewind, 2018) geprägt wurde, auch eine politische und gesellschaftliche Diskussion zu konkreten Maßnahmen, die den erforderlichen Wandel hinreichend schnell und zielorientiert fördern können. Dies ist umso mehr erforderlich, als dass für die Umsetzung der Großen Transformation inkrementelle Veränderungen, die die Vergangenheit maßgeblich geprägt haben, nicht ausreichend sind, sondern viel weitgehendere Veränderungen notwendig sind.

Die aktuelle Coronapandemie bestimmt die Lebenswelt der Schüler*innen. Die medial geführte Debatte über die Anschaffung von Luftreiniger an Schulen initiierte die Idee selbst ein solches Gerät im Technikunterricht zu konstruieren, zu fertigen und zu testen. Als lebensnahes Artefakt verdeutlicht es die vielseitigen Perspektiven auf Technik. Der folgende Artikel gibt einen Einblick in die unterrichtliche Umsetzung in Form eines Projekts, dabei spielt neben dem Artefakt selbst die mehrperspektivische Betrachtung eine zentrale Rolle. (DIPF/Orig.)

In Katowice, Poland, the 24th meeting of the Conference of the Parties (COP24) under the United Nations Framework Convention on Climate Change (UNFCCC) took place in December 2018. The parties adopted a rulebook for the implementation of the Paris Agreement, which was an urgent and necessary step to operationalise the climate regime that is taking effect from 2020 onwards. The COP also addressed short-term climate ambitions by finishing the Talanoa Dialogue, a platform dialogue including stakeholders from civil society for sounding out mitigation potential before 2020. The European Union (EU) and its member states are among the few global actors remain­ing with the means and determination to follow up on supporting the international climate agenda. Thus, in preparation of the 2019 September climate summit convened by the UN Secretary-General (UNSG), António Guterres, the EU will have to demonstrate its willingness to reduce emissions by upgrading short- and long-term targets and to support poor countries, politically and financially. The vulnerable developing countries rely on the EU and its member states as leaders and partners for the national implementation of the rulebook’s technicalities. Not least, the EU has to focus on deepening cooperation with emerging countries and on raising awareness for climate change across policy fields. (Autorenkatalog)

Der Verkehr trägt aktuell insgesamt zu etwa einem Fünftel der gesamten Treibhausgasemissionen Deutschlands bei, woran der Straßengüterverkehr durch Lkw einen Anteil von etwa 35 % hat. Da aus Algen Kraftstoffe erzeugt werden können, die als Dieselsubstitute in reiner Form oder mit Diesel gemischt ohne große Anpassung der Infrastruktur in Lkw einsetzbar wären, könnte dies interessante Möglichkeiten eröffnen, die bisherige Abhängigkeit des Lkw-Verkehrs von fossilen Kraftstoffen zu mindern. Hierzu wurde eruiert, ob bzw. welche Menge algenbasierten Biokraftstoffs umweltverträglich zur Verfügung gestellt werden könnte und wie sich der aktuelle Forschungsstand zur gesamten Energiebilanz der neuen Kraftstoffe inklusive der Herstellung darstellt. Der Bericht verdeutlicht, dass algenbasierte Biokraftstoffe unter den derzeit als plausibel angenommenen Produktionsoptionen auf kurz- und mittelfristige Sicht keinen Beitrag für einen klimaneutralen Verkehr leisten können. Ein spürbarer Beitrag zur Verbesserung der THG-Bilanz des Straßengüterverkehrs kann bis 2050 von algenbasierten Biokraftstoffen wohl nicht erwartet werden. Hierfür wären wissenschaftlich-technische Durchbrüche und Prozessinnovationen vonnöten, die derzeit nicht absehbar sind. Für eine großtechnische und aus Nachhaltigkeitsperspektive sinnvolle Erzeugung algenbasierter Kraftstoffe sind wesentliche Fortschritte insbesondere hinsichtlich ihrer Energiebilanz erforderlich. Analysiert und diskutiert wird zudem, welche forschungs- und wirtschaftspolitischen Strategien und Instrumente zur Verfügung stehen oder ggf. notwendig wären, um relevantes Potenzial zu heben. Inhalt Zusammenfassung 9 1 Einleitung 21 2 Biokraftstoffe zur Reduzierung der THG-Emissionen des Verkehrs 27 2.1 Bioökonomie, Klimawandel und internationale Verpflichtungen zum Klimaschutz 27 2.2 Klassifizierung von Biokraftstoffen 28 2.3 Regulatorischer Rahmen für Biokraftstoffe 30 2.3.1 Regelungen auf europäischer Ebene 31 2.3.2 Regelungen in Deutschland 32 2.4 Gegenwärtige Lage auf dem Biokraftstoffmarkt 34 3 Algen als Rohstoff für Biokraftstoffe 39 3.1 Definition und Diversität 41 3.2 Die Kultivierung von Algen 43 3.2.1 Stoff- und Energiewechsel: photo-, hetero- und mixotrophe Nährmedien 43 3.2.2 Produktion von Makroalgen offshore 45 3.2.3 Produktion von Mikroalgen in offenen Systemen 46 3.2.4 Produktion von Mikroalgen in geschlossenen Systemen 47 3.3 Ernte, Entwässerung und Extraktion von Inhaltsstoffen 48 3.4 Mögliche Produktionsmengen von Mikroalgen 51 3.4.1 Produktivität verschiedener Produktionssysteme 51 3.4.2 Hochrechnungen zu Produktionspotenzialen für Algenbiomasse 55 3.5 Mögliche Produktionskosten von Mikroalgen 55 4 Kraftstoffherstellung aus Algenbiomasse 61 4.1 Konversionspfade für algenbasierte Kraftstoffe 61 4.1.1 Biodiesel durch Umesterung 63 4.1.2 Kraftstofferzeugung durch Hydrierung 64 4.1.3 Kraftstoffe via hydrothermale Verflüssigung 65 4.1.4 Synthetische Kraftstoffe 66 4.1.5 Verflüssigtes Biogas 67 4.2 Produktionskosten algenbasierter Kraftstoffe 68 4.3 Erzeugbare Algenkraftstoffmengen 70 5 Nachhaltigkeitsaspekte algenbasierter Kraftstoffe 73 5.1 Flächenbedarf für die Biomasseerzeugung 74 5.2 Energieeinsatz und -verbrauch 76 5.3 THG-Emissionen und Klimarelevanz 79 5.4 Wasserverbrauch und Wasserverschmutzung 81 5.5 Fazit 84 6 Zur Rolle algenbasierter Biokraftstoffe für einen THG-neutralen Lkw-Fernverkehr 87 6.1 Verkehrsaufkommen und Infrastruktur im Lkw-Fernverkehr 88 6.2 Kraftstoffverbrauch von Lkw: technische Entwicklungen und Einsparmöglichkeiten 94 6.3 Antriebs- und Kraftstoffalternativen für Fern-Lkw 100 6.3.1 Dieselmotor 101 6.3.2 Gasbetriebener Ottomotor 102 6.3.3 Brennstoffzelle 103 6.3.4 Elektromotor 104 6.4 Modellierung verschiedener Antriebs- und Kraftstoffalternativen für einen THG-neutralen Lkw-Verkehr 106 6.4.1 Grundannahmen der Modellierung 107 6.4.2 Annahmen zu einzelnen erneuerbaren Kraftstoffalternativen 109 6.4.3 THG-Minderungsleistung durch Einsatz der Antriebsund Kraftstoffalternativen im Jahr 2050 118 6.5 Herausforderungen für die Umstellung des LkwFernverkehrs auf alternative Antriebe bzw. Kraftstoffe 121 6.6 Fazit 123 7 Resümee und Handlungsoptionen 125 7.1 Bedeutung algenbasierter Biokraftstoffe für einen klimaneutralen Lkw-Verkehr 125 7.2 Entwicklung von Bioraffineriekonzepten 126 7.3 Förderung von Forschung und Entwicklung 128 7.3.1 Kontinuierliche Förderung und Zugänglichkeit von Forschungsergebnissen 128 7.3.2 Algenselektion und genetische Modifikation 129 7.3.3 Optimierung der Algenkultivierung 129 7.3.4 Weiterentwicklung spezifischer Herstellungsverfahren für Algenkraftstoffe 130 8 Literatur 130 8.1 In Auftrag gegebene Gutachten 131 8.2 Weitere Literatur 131 9 Anhang 148 9.1 Abbildungen 148 9.2 Tabellen 149 9.3 Abkürzungen 150

Bei der 24. Konferenz der Vertragsstaaten (COP24) der VN-Klimarahmenkonvention (UNFCCC), die im Dezember 2018 im polnischen Kattowitz stattfand, verabschiedeten die Teilnehmer ein Regelbuch für die Umsetzung des Pariser Abkommens. Dies war notwendig, damit das neue Klimaregime ab 2020 implementiert werden kann. Die COP befasste sich auch mit den vor 2020 zu ergreifenden Klimaschutzmaßnahmen, die Gegenstand des ein Jahr lang geführten Talanoa-Dialogs waren, eines Plattform­dialogs, an der sich auch Vertreter der Zivilgesellschaft beteiligen konnten. Die Europäische Union (EU) und ihre Mitgliedstaaten gehören zu den wenigen globalen Akteuren, die über die Mittel und die Entschlossenheit verfügen, die inter­nationale Klimaagenda weiterhin zu unterstützen. Im Vorfeld des vom Generalsekre­tär der Vereinten Nationen, António Guterres, einberufenen Klimagipfels im Septem­ber 2019 muss die EU unter Beweis stellen, dass sie angesichts der Ziele des Pariser Abkommens ihre Emissionen künftig schneller senken will, als sie das bisher angekün­digt hat. Dazu gehört vor allem, dass sie ihre kurz- und langfristigen Klimaziele an­passt. Außerdem gilt es, die armen Länder politisch und finanziell zu unterstützen. Die vom Klimawandel besonders betroffenen Entwicklungsländer zählen auf die EU und ihre Mitgliedstaaten als verlässliche Partner und Vorbilder. Auch angesichts der bevorstehenden Wahlen zum Europäischen Parlament und dem Wechsel in der EU-Kommission wird sich die EU schwertun, diesen Erwartungen gerecht zu werden. Un­geachtet dessen muss die EU die Zusammenarbeit mit den Schwellenländern weiter vertiefen und die Klimapolitik quer durch alle Politikbereiche vorantreiben. (Autorenreferat)

This exciting book is the first systematic study of how international environmental agreements are transformed into political action in Russia. Using three illuminating case studies on the implementation process in the fields of fisheries management, nuclear safety and air pollution control, this book fills an important gap in existing literature. While the focus in current social science debate on international environmental regimes is accumulating knowledge on 'implementing activities' at both national and international level, this book goes one step further and examines implementation at national and regional level. This topic is of great theoretical relevance to the study of environmental politics since some of the main sources of environmental degradation in Europe are to be found in the Russian Federation. It is also of relevance to the more general debate on contemporary Russian politics and offers valuable new material on regional politics in Russia. With its emphasis on the politics of environmental and resource management, it continues the description and discussion of political processes where most accounts of Russian politics tend to stop. This book will be invaluable for undergraduates, postgraduates and academics studying environmental politics and Russian politics at regional and national level.

Die Republik Korea hat sich in den letzten Jahrzehnten zu einer modernen Industrienation entwickelt und sich angeschickt, in die Reihe der führenden Industriestaaten vorzurücken. Mit der zunehmenden Konzentration und Organisation des wirtschaftlichen Subsystems ist nicht nur die Stärke der Wirtschaft insgesamt, sondern auch die Macht der in Südkorea dominanten Konzerne gewachsen. Zugleich vergrößerte sich auch die politische und ökonomische Bedeutung der Bürokratie. Die Rede war vom „Interventionsstaat“ und einer zunehmenden Häufigkeit bürokratisch-hoheitlicher Eingriffe in die Wirtschaft. Was die politische Kultur betrifft, so sind im Zuge der Entwicklung die traditionellen ethischen und politischen Ordnungsvorstellungen unter dem Einfluss westlicher Modelle stark in Bewegung geraten, ein Prozess, der grob vereinfacht als Verwestlichung bezeichnet wird., Korea: Politik, Wirtschaft, Gesellschaft, 2002: Korea: Politik, Wirtschaft, Gesellschaft

On 20 January 2015 Indonesia deposited its instrument of ratification for the ASEAN Agreement on Transboundary Haze Pollution with the ASEAN Secretariat, becoming the last ASEAN member state to join the treaty. Haze pollution poses a serious health threat to the people of Indonesia, Singapore and Malaysia, and for decades haze pollution has been a highly contentious issue among ASEAN member states. This article argues that Indonesia's ratification will not be an immediate game changer. The mechanisms of the agreement are too weak to contribute much to a reduction of haze pollution in the region. The agreement is designed according to the ASEAN way: a non-binding approach that is based on the principles of state sovereignty and non-intervention. This makes it unlikely that the agreement itself will bring about change, even now that all ASEAN member states have ratified it. (author's abstract)