Wissenschaftliche Abschlussberichte

Im Berliner Programm für Nachhaltige Entwicklung (BENE) wurden Vorhaben gefördert, die direkt oder indirekt zu einer Verminderung des CO2-Ausstoßes bzw. zu einer Verminderung des Ausstoßes von Stoffen mit einem Treibhauspotenzial (CO2-Äquivalent) beitragen oder die für Vorhaben zur Verminderung des Ausstoßes dieser Stoffe die wissenschaftliche Grundlage bilden. Hier erhalten Sie eine Übersicht einiger erfolgreich abgeschlossener anwendungsorientierter Forschungsprojekte und Studien.

Im Forschungsvorhaben „PV2City“ wird das Potenzial der solaren Stromversorgung Berlins auf Basis einer zeitlich und räumlich aufgelösten Simulationsstudie bestimmt. Darin soll insbesondere die direkte Nutzung des Solarstroms vor Ort analysiert werden, was in bisherigen Studien wenig Beachtung fand. Des Weiteren lassen sich aus den Simulationsuntersuchungen Anforderungen an das zukünftige Berliner Stromnetz bei hoher PV-Durchdringung ableiten. Ein weiterer Schwerpunkt ist die Analyse der PV-Energieversorgung von ausgewählten Gebäudetypen in Berlin auf Basis von detaillierten Stromverbrauchs- und Solarstrahlungsmessungen. Darüber hinaus werden detailliert Hemmnisse und Hürden zur Erschließung des PV-Potenzials in Berlin analysiert und Lösungsansätze aufgezeigt. Im Rahmen des Projektes wurden mehrere fachliche Studien sowie eine Webanwendung zur Auslegung einer PV-Anlage erstellt und umfassend kommuniziert.

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  Projektlaufzeit: 06/2016 – 04/2021

Das Projekt OpReeBeK² (Optimale Regelungsstrategie zum effizienten Betrieb von Klimaanlagen und deren Kälteversorgung) baut inhaltlich und methodisch auf den Ergebnissen aus dem Projekt OpDeCoLo (Optimized Dehumidification Control Loop, Projektnummer 11406UEPII/2) auf. Die Entfeuchtung von Raumluft in Klimaanlagen erfolgt üblicherweise durch die Kühlung der feuchtwarmen Luft bis zum Taupunkt. Über die dann erfolgende Kondensation des Wassers reduziert sich die Luftfeuchte. Im Forschungsvorhaben wird nun eine neue technische Konstruktion zur Gebäudeklimatisierung entwickelt und untersucht, die es erlaubt Energie bei der Entfeuchtung von Raumluft einzusparen. Hierzu soll ein geregelter „Luftbypass“ eingesetzt werden. Die Idee dabei ist, nur einen Teil der durchströmenden Luft zu kühlen. Die am Kühler im Bypass vorbeigeführte unbehandelte Luft wird anschließend wieder mit dem Teilstrom der gekühlten entfeuchteten Luft vermischt. Auf diese Weise wird der ansonsten erforderliche Energieaufwand zur Nacherhitzung der behandelten (=gekühlten) Luft reduziert. Gleichzeitig wird weniger Kühlleistung benötigt, da eine verringerte Luftmenge durch den Kühler strömt. Weiterhin soll bei dem Kreisprozess zur Kälteerzeugung eine energieoptimierte Regelung der Kühlwasservorlauftemperatur ebenfalls zur Energieeinsparung bei der Klimatisierung der Luft beitragen. Im Ergebnis der Auswertung der Messreihen an der komplexen RLT-Laboranlage und den modellbasierten Simulationen wird eine Steigerung der Energieeffizienz von bis zu 20 % prognostiziert.

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  Projektlaufzeit: 09/2016 bis 04/2021

Ziel des Forschungsvorhabens war die Entwicklung und Umsetzung von Konzepten einer adaptiven und kontrastoptimierten Straßenbeleuchtung für Berlin. Verwendet werden hierfür bildverarbeitende Systeme in Kombination mit intelligenten Leuchten, die gefährdete Objekte oder ihre direkte Umgebung gezielt anstrahlen. Hierdurch wird es möglich, hohe Beleuchtungsniveaus in bestimmten Verkehrsflächen zu reduzieren, ohne dabei die Verkehrssicherheit zu mindern bzw. bei vorhandenen niedrigen Beleuchtungsniveaus die Verkehrssicherheit um ein Vielfaches zu erhöhen. Das Forschungsvorhaben bestätigt das prognostizierte hohe Energieeinsparpotenzial durch Einsatz des Markierungslichtes. So kann an zu dunkel beleuchteten Straßen unter Sicherstellung der Verkehrssicherheit mit Hilfe des Markierungslichts bis zu 64 % an Energieeinsparung gegenüber der normgerechten Anpassung des Beleuchtungsniveaus erreicht werden. Weiterhin ist es möglich bei wenig frequentierten Straßen über eine Absenkung des Beleuchtungsniveaus und gleichzeitiger Sicherstellung der Verkehrssicherheit durch das Markierungslicht bis zu 45,95 % Energie einzusparen.

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  Projektlaufzeit: 04/2017 – 10/2021

Das übergeordnete Projektziel war, den Klimaschutz in Berlin über den Schutz und die Entwicklung der C-Speicher von Böden und grüner Infrastruktur (Vegetation) zu stärken. Dafür erarbeitete das Projekt ein Instrumentarium für die Bestimmung und Bewertung des C-Speichers der Böden und der Vegetation sowie Entwicklungsprognosen bei städtebaulichen Projekten oder sonstiger Flächennutzungsplanung in Berlin. Des Weiteren war die Schaffung einer belastbaren Datengrundlage für die Beurteilung der Klimaschutzfunktion der Berliner Böden ein wesentliches Ziel, welche eine Differenzierung nach ausgewählten Bodeneigenschaften, Schutzwürdigkeit der Böden und städtischen Nutzungsformen ermöglicht. Zudem wurden berlintypische C-Speicher und -Bilanzen (CO₂-Fixierungspotenziale) der Vegetation verschiedener Nutzungsformen bestimmt. Die Boden- und Vegetationsdaten besitzen eine große Planungsrelevanz für die Stadtentwicklung mit dem Ziel „klimaneutrales Berlin 2050“.

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  Projektlaufzeit: 05/2016 bis 09/2019

Die Abwasserreinigung in Kläranlagen stellt einen der größten Energieverbraucher in Kommunen dar. Mit dem Forschungsvorhaben E-VENT “Evaluation von Verfahrensoptionen zur Senkung des Energiebedarfs und Treibhauseffekts der Berliner Kläranlagen” wurde eine Entscheidungsunterstützung für strategische Überlegungen im Land Berlin hinsichtlich zukünftiger Investitionsmaßnahmen für Kläranlagen erarbeitet, die gleichzeitig klimaschonend sind. Hierzu wurden energieeffiziente Verfahrensoptionen zur Abwasserbehandlung und zur Klärschlammvorbehandlung untersucht und bewertet. Ausgewählte Verfahrenskombinationen wurden anhand einer ausgewählten Kläranlage einer Gesamtbetrachtung unterzogen. Für zwei ausgewählte Verfahren wurden Labor- und Pilotversuche durchgeführt, um geeignete Daten für die Bewertung zu erheben und Datenlücken zu schließen. Abschließend wurde über Stoffstrom-, Energie-, und Treibhausgasbilanzen ermittelt, inwieweit diese Verfahrenskombinationen zu einer verbesserten Energie- und Treibhausgasbilanz der Kläranlagen in Berlin beitragen können. Die Ergebnisse des Forschungsvorhabens wurden in mehreren Workshops der Öffentlichkeit vorgestellt. Das Projekt wurde in enger Kooperation mit den Berliner Wasser Betrieben (BWB) durchgeführt, die die erforderlichen Versuchsstandorte inkl. Prozesstechnik zur Verfügung stellten.

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  Projektlaufzeit: 03/2017 bis 07/2020

In enger Zusammenarbeit der Verbundpartner ALBA Management GmbH und der TU-Berlin, Fachgebiet für Energieverfahrenstechnik und Umwandlungstechniken regenerativer Energien (EVUR) wurde eine Studie zur netzdienlichen Integration von hybriden Entsorgungsfahrzeugen und deren Speichersysteme für den Regelenergiemarkt erstellt.

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  Projektlaufzeit: 02/2018 bis 10/2019

Im Vorhaben der Firma Solaga „Erforschung einer Algenbiofilmanlage zur urbanen industriell-städtischen Biogasproduktion (Algbioga)“ wurde der Prototyp einer Solarbiogasanlage gebaut und im Außenbereich untersucht. Hierzu wurden Paneele mit Algenteppichen errichtet und das produzierte Biogas in einem flexiblen Membranspeicher gespeichert.

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  Projektlaufzeit: 08/2017 bis 10/2019

Im Verbundprojekt Berlin HFE-emissionsfrei wurde die Entwicklung eines innovativen Filtersystems für Krankenhäuser zur gezielten Adsorption von Narkosegasen aus der Abluft verfolgt. Diese Hydrochlorfluorether (HFE)-Gase haben ein hohes Treibhauspotential und stellen machen einen Großteil der Emissionen aus den Operationsbereichen der Hospitäler dar. Den Projektpartnern Pneumatik Berlin GmbH Medical Systems und der ZeoSys ENERGY GmbH ist es gelungen ein praxistaugliches System zu entwickeln, welches die Narkosegase fast vollständig aus der Abluft entfernt. Zudem kann das Anlagendesign individuell an die Anforderungen der Krankenhäuser angepasst und in die bestehende Infrastruktur integriert werden. Dies wurde durch Langzeitversuche im realen Operationsbetrieb über mehrere Monate getestet. Der innerhalb des Projektes entwickelte Prototyp soll in Zukunft als marktfähiges Produkt die Treibhausgasemission der Krankenhäuser reduzieren und eine Wiederverwendung der Narkosegase ermöglichen.

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  Projektlaufzeit: 12/2017 bis 04/2021

In dem Verbundvorhaben der Berliner Hochschule für Technik und der senercon GmbH wurden statistische Lernverfahren für wettergeführte Heizungssteuerungen entwickelt, die eine hinreichend sichere Einsparprognose bei Anwendung dieser neuen Technik ermöglichen. Damit können die Anbieter der wettergeführten Heizungssteuerungen ihren Kunden vor dem Einbau der Technik exakt deren Nutzen bezüglich der zu erwartenden Energieeinsparung beziffern.

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  Projektlaufzeit: 09/2020 bis 04/2023

Durch die Ergebnisse des Projektes „Kosie“ wird ein wissensbasiertes Management der Kohlenstoff-speicher in ver- und entsiegelten Böden ermöglicht. Da in Berlin bisher nur Informationen zu Kohlen-stoffspeichern unversiegelter Böden vorlagen, wurde von der Humboldt-Universität zu Berlin zunächst eine wissenschaftliche Datenbasis geschaffen. Dazu wurden Standorte im Stadtgebiet untersucht, Proben entnommen und im Labor analysiert. Die gewonnenen Daten wurden bezüglich verschiedener Einflussfaktoren ausgewertet.

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  Projektlaufzeit: 11/2019 bis 05/2023

In dem Vorhaben des Instituts für Agrar- und Stadtökologische Projekte an der Humboldt-Universität zu Berlin (IASP) wurden unterschiedlich vorkultivierte Staudenmatten eingesetzt, die in Großstädten zur ökologischen Aufwertung von verkehrsverdichteten und anderen emissionsintensiven Bereichen insbesondere zur CO2-Bindung beitragen sollen.

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  Projektlaufzeit: 01/2018 bis 06/2023

Im Projekt „MURMEL – Mobiler Urbaner Roboter zur Mülleimerleerung“ der TU-Berlin wurde der Prozess der Papierkorbleerung mithilfe eines Serviceroboters hinsichtlich der CO2-Emissionen und des Energiebedarfs optimiert. Dafür wurde ein funktionaler Prototyp und seine Einbindung in die Prozesskette entwickelt. Gemeinsam mit dem assoziierten Partner BSR wurde überprüft, inwiefern ein speziell entwickelter Serviceroboter die Vorgänge in der Abfallwirtschaft einer Großstadt wie Berlin unterstützen und verbessern kann. Ziel dabei ist die Vermeidung von CO2-Emissionen sowie eine effizientere Energienutzung.

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  Projektlaufzeit: 04/2019 bis 08/2023

Ziel des Projektes „DymPro – Dynamische Anpassung der Berliner Straßenbeleuchtung“ der TU-Berlin war es, Anforderungen an Steuerungssysteme zu definieren, um die Umsetzung dynamischer Beleuchtungslösungen für Berlin vorzubereiten. Hierfür wurden alle aktuell auf dem Markt angebotenen Steuerungssysteme miteinander verglichen und deren Anwendbarkeit untersucht.

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  Projektlaufzeit: 10/2019 bis 09/2023

Im Rahmen des Vorhabens „Reisebusstrategie für Berlin“ der TU-Berlin wurde anhand verschiedener Szenarien ein ganzheitliches Konzept zur Organisation des Reisebusverkehrs in der Berliner Innenstadt erarbeitet. Dieses soll sich positiv auf Schadstoff-, Lärm- und Flächenbelastung und führt zu Konflikten zwischen Verkehrsteilnehmern.

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  Projektlaufzeit: 04/2021 bis 10/2023

In dem Vorhaben „Vertical Wetlands“ hat das Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB) zusammen mit dem Ingenieurbüro WITE GmbH vertikale Feuchtgebiete entwickelt. Diese Pflanzmodule bieten eine übertragbare und skalierbare Möglichkeit, um an naturfernen und künstlichen Wasserwegen Minimalhabitate zu schaffen, die verschiedenen Arten ökologische Trittsteine bieten und so den Aufenthalt und die Durchwanderung ermöglichen.

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  Projektlaufzeit: 04/2021 bis 10/2023

Das Projekt „CarbonStoreAge -Stadtböden Berlin – C-Speicher der Zukunft?“ der FU-Berlin soll das Potential für die Anwendung von Pflanzenkohle (PK) zur Speicherung von Kohlenstoff in Stadtböden prüfen und für Berlin eine Möglichkeit zum Ausbau der Kohlenstoffsenke Boden erschließen. Die Herstellung und Anwendung von Pflanzenkohle zur Anreicherung von Kohlenstoff in Böden, bei gleichzeitiger Verbesserung der Standorteigenschaften, und die Stärkung klimarelevanter Stoffkreisläufe durch CO2-negative Ressourcennutzung wurde untersucht. Grundlage dafür ist die Untersuchung der Wirkung von Pflanzenkohle in verschiedenen Böden/Nutzungstypen u. a. hinsichtlich Humusaufbau, Schadstoffimmobilisierung und Pflanzenwachstum.

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  Projektlaufzeit: 06/2021 bis 11/2023