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(De-)Zentralität in technischen Szenarien: Materialien zur Stellungnahme „Zentrale und dezentrale Elemente im Energiesystem. Der richtige Mix für eine stabile und nachhaltige Versorgung“
Get PDFNur mit einem Mix aus zentralen und dezentralen Technologien kann die Energieversorgung klimafreundlich, sicher und wirtschaftlich werden. Die Herausforderung liegt darin, die einzelnen Elemente zu einem funktionierenden Gesamtsystem zu integrieren. Die Arbeitsgruppe „(De-)zentrale Energieversorgung“ des Akademienprojekts „Energiesysteme der Zukunft“ schlägt vor: Damit Deutschland bis 2050 treibhausgasneutral werden kann, müssen alle Potenziale beim Ausbau der Wind- und Photovoltaikanlagen erschlossen werden. Photovoltaikanlagen auf Dach- und Gebäudeflächen, Doppelnutzungen wie Wind- oder Solarenergie und Landwirtschaft, Windenergie auf See und Energieimporte können die entstehenden Flächenkonflikte entschärfen. Ohne den Ausbau der Übertragungs- und Verteilnetze wird die Energiewende scheitern – egal, ob das Energiesystem zentraler oder dezentraler ausgerichtet ist. Kommt der Netzausbau wegen fehlender Akzeptanz nur langsam voran, können dezentrale Ansätze dazu beitragen, die kurz- bis mittelfristigen Ausbauziele der erneuerbaren Energien dennoch zu erreichen. Digitale Anwendungen sind unabdingbar, um das Energiesystem effizient zu steuern. Je dezentraler das Energiesystem, desto mehr Akteure prägen es – dadurch steigt die Komplexität. Intelligente Verteilungsnetze vernetzen Erzeuger, Speicher und Verbraucher. Ein neues, entschlacktes Regulierungssystem kann Innovationen fördern und systemdienliches Prosuming ermöglichen. Werden Erneuerbare-Energieanlagen netzdienlich ausgebaut und betrieben, spart dies Kosten für zusätzlichen Netzausbau. Die Energiewende kann nur gelingen, wenn sie von der Bevölkerung aktiv unterstützt wird. Politische und ökonomische Beteiligungsmöglichkeiten können dazu beitragen
Additive Fertigung – Entwicklungen, Möglichkeiten und Herausforderungen: Kurzfassung der Stellungnahme
Get PDFDie Additive Fertigung ist ein junges, dynamisches Feld der Technologieentwicklung, das durch die Einführung von 3D-Druckern populär wurde. Materialien werden Schicht für Schicht aufgetragen. So entstehen Objekte mit bisher kaum erreichten variablen Formen und filigranen inneren Strukturen. Diese Technologie könnte die Entwicklung und Herstellung zahlreicher Produkte für Industrie, Medizin und den privaten Gebrauch tiefgreifend verändern. In der Stellungnahme „Additive Fertigung – Entwicklungen, Möglichkeiten und Herausforderungen“ beschreiben die Wissenschaftsakademien die mittel- und langfristigen Potenziale der Technologie, notwendige Forschungs- und Entwicklungsaufgaben und Handlungsoptionen für den Umgang der Gesellschaft mit den Möglichkeiten dieser Verfahren. Das Papier ergänzt eine 2017 erschienene Stellungnahme der Wissenschaftsakademien zum Thema
Extensivierung des Pflanzenbaus in Europa = Intensivierung im Rest der Welt; stimmt die Gleichung?
No full textDiese Gleichung stimmt vordergründig, wird aber der Komplexität des Pflanzenbaus nicht gerecht. Erstens sind die Begriffe „intensiv“ und „extensiv“ auf das Verhältnis aller knappen inputs (nicht nur Fläche) und outputs (Landwirtschaft ist multifunktional) zu beziehen. Zweitens ist eine erhebliche Verbesserung der Umweltwirkungen der Landwirtschaft nicht unbedingt mit einer massiven Verringerung der Produktion verbunden. Drittens ist eine Erhöhung der Produktion im Rest der Welt nicht grundsätzlich mit negativen Nachhaltigkeitswirkungen verbunden (in vielen Ländern ist die Ertragslücke wesentlich höher als in Deutschland). Viertens würde ein nachhaltigerer Konsum, insbesondere eine Verringerung des Konsums tierischer Produkte, erheblichen Spielraum für einen nachhaltigeren Pflanzenbau eröffnen. Hieraus folgt für den Pflanzenbau in Deutschland: (1) Eine einseitige „intensiv/extensiv-Diskussion“ ist nicht hilfreich – die Produktion von Nahrungsmitteln ist ein wichtiges, aber nur ein Ziel der Landwirtschaft. (2) Zielkonflikte sollten so weit wie möglich produktionstechnisch aufgelöst werden. (3) Angesichts des Nicht-Erreichens zentraler Umweltziele scheint eine Verringerung zentraler inputs allerdings notwendig. (4) Wir sollten den Ressourcenanspruch unserer Ernährung deutlich reduzieren
Digitale Systeme für eine effiziente und umweltschonende Landwirtschaft
No full textPrecision farming hat in den letzten drei Jahrzehnten in vielen Bereichen der landwirtschaftlichen Produktion grundlegend neue Verfahren bereitgestellt. Im Rahmen der Digitalisierung oder des digital farming werden diese Verfahren zukünftig weiter optimiert und erweitert. Dem Landwirt wird dadurch ermöglicht, nach wie vor produktiv, aber auch insbesondere nachhaltig und umweltschonend zu wirtschaften. Der Landwirt wird auch in Zukunft, trotz digitaler Automatisierung, wichtiger Teil des Betriebsmanagements bleiben, weil die dynamische Systemkomplexität groß ist und diese ihm in der Zukunft nach wie vor eine hohe Entscheidungskompetenz abverlangt. Digital automatisierte Maschinen mit sehr flexibel-vielfältiger Sensorik und Aktorik können eine neue Qualität der landwirtschaftlichen Produktion schaffen, indem sie die Intensität der Biologisierung der Prozesse fördern und dadurch Betriebsmittel minimieren und biologische Diversität steigern. Der Landwirt muss sich allerdings auf die Eigenheiten der digitalen Technologien einstellen und diese kritisch begleiten
Die Landwirtschaft als Dienstleister für den Umwelt- und Naturschutz
No full textDie Landwirtschaft ist durch die Gemeinsame Agrarpolitik geprägt, welche die Sicherung der Einkommen der Landwirte mehr fördert als den Umwelt- und Naturschutz. So besteht zwischen der Produktivität und der nachhaltigen Nutzung der natürlichen Ressourcen ein Zielkonflikt. Eher extensive Landnutzungen wie der Ökolandbau können lokale Umwelt- und Naturschutz-Defizite beheben, verursachen aber aufgrund niedrigerer Erträge steigende Importe von Lebensmitteln und damit unerwünschte Verlagerungen von Umwelteffekten. Eine diversifizierte Produktion in einer vielfältigen Landschaft, die weniger restriktiv bezüglich Betriebsmittel ist und stärker auf nachhaltige Wirkung schaut, könnte diese Zielkonflikte vermindern. Nimmt man Vielfalt als Zielgröße, verändert das auch die Richtung der Agrarforschung. Dank der modernen, digital gesteuerten Landtechnik steht der Diversifizierung von Agrarlandschaften, Betrieben, Feldern und Fruchtfolgen nichts mehr im Wege. Der Einsatz von Herbiziden, Pflanzenschutzmitteln und Düngern kann ohne Ertragseinbußen gesenkt werden. Mischkulturen und agroforstähnlichen Anbausysteme werden arbeitstechnisch möglich. Solche diversifizierten Systeme haben eine höhere Land Equivalent Ratio (LER), was auf gleicher Fläche zu einer besseren Nutzung von Licht, Wärme, Wasser und Nährstoffen führt. Konsequente Vielfalt könnte die Produktionsform der Zukunft ausmachen
Motherhood in Science – How children change our academic careers: Experiences shared by the GYA Women in Science Working Group
Get PDFThe publication sheds light on the challenges of motherhood in the science sphere and academia, ranging from biased working environments and cultural and traditional expectations, to underdeveloped or missing support systems and feelings of self-guilt in a working parent. This book’s 18 fascinatingly personal stories of motherhood are from mothers with differences varying in geographic location, discipline, experiences and outlook, but they are also stories from mothers with similarities in challenges, societal pressures, everyday routines, cultural expectations and achievements in being mothers and scientists
Packaging plastics in the circular economy
Get PDFPlastics are an essential material for products in almost all sectors of the economy, and the single word ‘plastics’ cannot convey their vast complexity as a result of the range of monomers available, the ability to control their molecular structure and the wide range of additives and fillers which together make thousands of different ‘plastics’. In terms of plastics for packaging, they can offer an almost infinite range of options for manufacturers in terms of function (durability, preserving hygiene and quality, etc.) as well in designing shape, colours or labels to convey marketing messages. However, the durability and resistance to degradation of plastics means that if they ‘leak’ into the environment, they persist. Quantities in the environment have been increasing rapidly and their impacts, especially on the marine environment, have attracted public and political attention. Currently, the amount of plastics entering the environment exceeds the amount that is recycled, with large quantities entering via rivers from the Asian and African continents. Reducing leakage to the environment and improving recycling rates for packaging plastics are objectives of the European Commission’s circular economy package, its plastics strategy and specific measures on the use of ‘single-use plastics’ (SUPs). To assist in the development of these policies, the European Academies’ Science Advisory Council (EASAC) decided in November 2018 to establish an Expert Group to look at scientific aspects of plastics packaging and the circular economy
Call for global solidarity on Covid-19 pandemic
Get PDFThe COVID-19 pandemic presents critical global challenges, affecting individuals, families, communities,health services and economies. These are extraordinary times and there is much to be done to collect, validate and use evidence: both to improve preparedness and responsiveness now and to improve our governance systems for the future. Research has already achieved a great deal: in identifying the virus, beginning to understand its epidemiology, characterising its clinical course, and providing the information to accelerate the development of new interventions - diagnostics, therapeutics and vaccines - although this will still take time. How should we make better and faster use of research and its outputs for our collective benefit, that is, the global public good? This Global Call from IAP emphasises the vital importance of doing more now to act collectively: effort on the global scale is essential to mitigate the spread of coronavirus in all territories
Netzengpässe als Herausforderung für das Stromversorgungssystem : [Kurzfassung]: Optionen zur Weiterentwicklung des Marktdesigns
No full textEnergiewende und europäische Energieunion stellen neue Anforderungen an die Stromnetze. Damit drohen hohe Kosten und zusätzliche Gefahren für die Netzstabilität durch anhaltende Netzengpässe. Anpassungen des Marktdesigns können dem entgegenwirken. Diese Stellungnahme stellt fünf Handlungsoptionen vor. Folgende Punkte lassen sich festhalten: Geeignete Preissignale können dafür sorgen, verfügbare Transportkapazitäten bei der Einsatzplanung von Erzeugungs-, Speicher- und Verbrauchsanlagen zu berücksichtigen und Netzengpässe bereits im Vorfeld zu vermeiden. Sie können sowohl beim Stromgroßhandelspreis als auch bei den Netzentgelten ansetzen. Solche Ansätze sollten verstärkt geprüft werden. Auslastungsorientierte Netzentgelte haben den Vorteil, dass sie sich in das System einer einheitlichen deutschen Stromgebotszone integrieren lassen. Allerdings müsste ein solcher Ansatz zunächst ausgearbeitet und erprobt werden. Die marktbasierte Beschaffung von Flexibilität zur Behebung verbleibender Netzengpässe entspricht dem Leitbild einer Wettbewerbsordnung. Sie würde Anreize setzen, Flexibilitätspotenziale gerade auch auf der Lastseite besser zu nutzen und Innovationspotenziale zu erschließen. Die Funktion der Strom- und Flexibilitätsmärkte müsste allerdings kontrolliert werden. Ähnliches gilt, wenn erhöhte finanzielle Anreize das heutige System einer kostenbasierten Beschaffung ergänzen würden. Solche Ansätze sollten weiterverfolgt werden. Alle Handlungsoptionen sind mit Vor- und Nachteilen verbunden. Für ein bestmögliches Ergebnis sollte daher auch eine Kombination von Handlungsoptionen in Betracht gezogen werden