Abgeschlossene Forschungsprojekte

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Neuordnung der Daseinsvorsorge der stationären Gesundheitsversorgung im Elbe-Elster Kreis-Standortanalyse

Im südbrandenburgischen Landkreis Elbe-Elster betreibt das Elbe-Elster Klinikum derzeit drei voll ausgestattete Standorte in Städten Elsterwerda, Finsterwalde und Herzberg. Diese sind von einem wirtschaftlichen Defizit und drohendem Personalmangel in den kommenden Jahren geprägt. Angestoßen durch die Krankenhausreform des Bundes wird daher die Zusammenlegung dieser Standorte in einem neuem Zentralklinikum angestrebt, im April 2025 hat der Kreistag Elbe-Elster diese Planungen bestätigt.

Unser Fachgebiet ist zusammen mit dem Fachgebiet Bau- und Planungsrecht um Prof. Bernhard Weyrauch mit der Aufgabe der Standortanalyse beauftragt worden.

Bei dieser Standortanalyse wird eine Vielzahl von Standortkriterien berücksichtigt, u.a. eine optimale Erreichbarkeit eines neuen Klinikstandortes durch einen größtmöglichen Anteil der Bevölkerung des Landkreises, Integration in bestehende Siedlungsstrukturen, eine planungsrechtliche Grundlage sowie die Erschließung mit Ver- und Entsorgungsinfrastrukturen.

Um die verschiedenen Ebenen und räumlichen Analysen zu kombinieren, wird größtenteils mit Geoinformationssystemen (GIS) gearbeitet. 

Durch dieses Vorgehen werden ausgehend von der gesamten Fläche des Elbe-Elster-Kreises für den Klinikneubau geeignete Potenzialflächen ermittelt, welche zudem hinsichtlich ihrer Rahmenbedingungen analysiert und zusammenfassend dargestellt werden. Diese Ergebnisse unterstützen das Elbe-Elster-Klinikum bei der Entscheidungsfindung für den endgültigen Standort.

Entwicklung und Anwendung einer stadtstrukturtypbasierten THG-Bilanzierungsmethode für die StEP Klima 2.0 Berlin

Im Projekt wird eine Methode zur Abschätzung von Treibhausgasemissionen auf Basis von Siedlungsstrukturtypen für das Land Berlin entwickelt. Ziel der Methode ist es, schnell und effizient Einschätzungen zur Wirkung von Stadtentwicklungsprozessen, wie z.B. Neubauvorhaben auf die THG-Emissionsbilanz zu treffen.

Gemeinsam mit dem IÖR Dresden werden bestehende Ansätze überprüft, weiterentwickelt und auf die im Rahmen der Stadtentwicklungsplanung in Berlin zur Anwendung kommenden Stadtstrukturtypen angewendet. Neben den betriebsbedingten Emissionen werden auch die (bau-)stoffgebundenen THG-Emissionen berücksichtigt. Die Untersuchung ist in die Arbeiten des DIFU eingebettet, die Strategien zur Integration von Klimaaspekten in die Stadtentwicklungsplanung in Berlin entwickeln.

Flexible Utility – Mit sozio-technischen Flexibilisierungspotenzialen zu verbesserter Klimaresilienz und mehr Effizienz in der städtischen Infrastruktur - Umsetzungsphase

Verbundpartner aus Praxis und Forschung erproben in der Flexitility-Umsetzungs- und Verstetigungsphase bis September 2024 Konzepte der dezentralen Trinkwasser-Zwischenspeicherung und der Wasserwiederverwendung zur landwirtschaftlichen Bewässerung. Dazu werden Pilotanlagen installiert, Testreihen mit den Anlagen durchgeführt, die Ergebnisse bewertet und Handlungsempfehlungen erarbeitet. Zudem startet ein Modell zur Bewertung kommunaler Klimaresilienz in die praktische Anwendung.

Mit dem Ziel, Lastspitzen im Trinkwassernetz abzufedern, werden verschiedene Verbraucher mit Zwischenspeichern für Trinkwasser ausgestattet und deren Wirkung auf die Glättung der Verbrauchsspitzen ausgewertet. Die Wirksamkeit der Speicher im Kontext von Extremwetter-Folgen wird für den Betrieb des gesamten Trinkwassernetzes hochskaliert und modelliert. Die hygienische und die technische Sicherheit des Speicherbetriebs werden durch ein intensives begleitendes Monitoring gewährleistet.

Für die Wasserwiederverwendung wird das gereinigte Wasser der Kläranlage Uebigau entsprechend EU-Verordnung 2020/741 desinfiziert und zur Bewässerung von Tierfutter- und Energiepflanzen verwendet. Eine landwirtschaftliche Fläche von insgesamt 12ha wird zu Vergleichszwecken teils voll, teils defizitär und teils gar nicht bewässert. Wichtige Voraussetzung der Bewässerung ist ein Risikomanagementplan, der in enger Zusammenarbeit mit den zuständigen Stakeholdern aufgestellt wird.

Ebenfalls wird ein im Projekt bereits konzipiertes, Indikator-basiertes „Bewertungstool Klimaresilienz“ weiterentwickelt und praktisch umfassend erprobt. Es dient dazu, kommunale Versorgungsinfrastrukturen im Hinblick auf ihre Widerstandsfähigkeit beziehungsweise Bewältigungsfähigkeit bei Extremwetterereignissen zu bewerten.

Zum Sachbericht des Teilvorhabens und den öffentlich zugänglichen Messdaten.

BMBF - Forschungsprojekt im Rahmen der Umsetzung der Leitinitiative Zukunftsstadt.


Anlass der Forschung

Methodisches Vorgehen

Zentrale Erkenntnisse

Weiterentwicklung der Wärmebedarfsbilanzierung für das Land Berlin

Laufzeit
2024

Ansprechpartner am Fachgebiet
David Hoffmann
Lea Lindner​​​​​​​

Konsortium
BTU Fachgebiet Infrastruktur- und Mobilitätsplanung

Auftraggeber
Senatsverwaltung für Mobilität, Verkehr, Klimaschutz und Umwelt

Die im Jahr 2024 abgeschlossene Anschlussstudie „Ausbau der Wärmenetze im Land Berlin“ für die Senatsverwaltung für Stadtentwicklung, Bauen und Wohnen wies bereits in der Endbearbeitung darauf hin, dass insbesondere im Zusammenhang mit der Wärmeplanung im Land Berlin weiterer Forschungs- und Qualifizierungsbedarf besteht. Eine relevante Datenlücke, die zum Zeitpunkt der damaligen Erarbeitung der Studie noch nicht geschlossen werden konnte, betrifft die Gebäudetypen der „Mischnutzungen“.

Im Auftrag der Senatsverwaltung für Mobilität, Verkehr, Klimaschutz und Umwelt war es daher Ziel dieser Studie, eine Methodik zur Wärmebedarfsbilanzierung der Mischnutzungen zu entwickeln und für das Land Berlin anzuwenden. Diese selbst entwickelte Vorgehensweise beinhaltet die Integration und räumliche Verschneidung mehrerer Datensätze, aus denen einzelne Informationen zur Abbildung dieser differenzierteren Gebäudenutzungen verwendet werden. Auf Basis der neuen Bilanzierung wurde abschließend der Wärmebedarf für Wohn-, Misch- und Nichtwohnnutzungen neu berechnet, sodass sich ein vollständiges Bild des Wärmebedarfs des Landes Berlin ergibt.

Integriertes Klimaschutzkonzept Cottbus/Chóśebuz 2030

Das Fachgebiet ist von der Stadtverwaltung Cottbus mit der Erarbeitung des „Integrierten Klimaschutzkonzeptes Cottbus/Chóśebuz 2030“ beauftragt. Um das Ziel der Klimaneutralität 2045 zu erreichen, wird zunächst ein bis zum Jahr 2030 reichendes Maßnahmenpaket erarbeitet. Darauf aufbauend werden Strategien zur Verstetigung des Klimaschutzprozesses in der Stadt entwickelt. Das Institut für Ressourcenmanagement inter 3 GmbH ist während der Konzepterstellung unterstützend in der Vorbereitung und Durchführung öffentlicher, partizipativer Formate tätig. 

Der Aufstellungsprozess findet in enger Zusammenarbeit mit den Cottbuser Stakeholdern statt, die einen wesentlichen Einfluss auf die Energie- und CO2-Bilanz haben. Neben bilateralen Absprachen sind Beteiligungsformate vorgesehen, in denen die Akteure gemeinsam über Klimaschutzmaßnahmen beraten.

Zusätzlich zu den Stakeholdern wird die Cottbuser Bevölkerung in den Erarbeitungsprozess einbezogen. Neben zwei Online-Beteiligungsformaten sind drei öffentliche Veranstaltungen vorgesehen, in denen die Cottbuser*innen Ideen und Wünsche zum Klimaschutz einbringen können.

TransIS – Transformation regionaler Infrastrukturen für einen sozial-ökologischen Strukturwandel und eine nachhaltige Raumentwicklung

Zur Stärkung des Klimaschutzes in Deutschland wurden mit der Novellierung des Klimaschutzgesetzes im Jahr 2021 die Treibhausgasemissionsziele für 2030 noch einmal verschärft und das Ziel der Klimaneutralität auf das Jahr 2045 gelegt. Ein wichtiger Schritt im Energiesektor ist dabei der Ausstieg aus dem Abbau und der Verstromung von Braunkohle. Der Beschluss, bis spätestens im Jahr 2038 aus der Braunkohleförderung in Deutschland auszusteigen, betrifft nicht nur die Energie- und Klimapolitik. Die Braunkohlereviere sehen sich in den kommenden Jahren einem grundlegenden Strukturwandel gegenüber, der mit umfangreichen Fördermitteln flankiert und im Sinne einer nachhaltigen Raumentwicklung gesteuert werden soll.

Im Rahmen des Vorhabens „Transformation regionaler Infrastrukturen für einen sozial-ökologischen Strukturwandel und eine nachhaltige Raumentwicklung“ (TransIS) wird für das Rheinische, das Mitteldeutsche und das Lausitzer Revier untersucht, welchen Beitrag eine an Nachhaltigkeitskriterien ausgerichtete Gestaltung und innovative Vernetzung regionaler Infrastrukturen für einen sozial-ökologischen Strukturwandel leisten kann und welche Impulse davon für eine nachhaltige Regionalentwicklung ausgehen können.

In Abstimmung mit dem Umweltbundesamt als Auftraggeber werden in partizipativen Prozessen mit Akteuren aus den drei Revieren heraus konkrete Empfehlungen für infrastrukturelle Ansätze eines nachhaltigen Strukturwandels und künftige Fördermittelpolitiken erarbeitet.

Laufzeit
2021 - 2024

Ansprechpartner am Fachgebiet
Markus Gräbner
Jörg Walther

Konsortium
Deutsches Institut für Urbanistik (DifU) (Projektleitung)
 Ecologic Institut
 Wuppertal Institut für Klima, Umwelt, Energie

Auftraggeber
Das Vorhaben wird durch das Umweltbundesamt gefördert.

Studie: Ausweitung der Wärmenetze im Land Berlin - Nichtwohngebäude

Aufbauend auf den Ergebnissen der ersten Studie "Ausweitung der Wärmenetz im Land Berlin" aus dem Jahr 2022 ist der Ansatz dieses Projektes, ähnliche Methodiken und Arbeitsschritte auf den Bereich der Nichtwohngebäude anzuwenden.

Die Nichtwohngebäude stellen im Vergleich zu den Wohnnutzungen eine deutlich heterogenere Struktur dar, welche zusätzlich noch sehr unterschiedliche Anforderungen an die Wärmebedarfe haben. Im Auftrag der Senatsverwaltung für Stadtentwicklung und Wohnen untersuchen wir diesbezüglich gemeinsam mit dem Difu (Deutsches Institut für Urbanistik) die Potenziale zum Ausbau der Wärmenetze im Land Berlin.

Aufbauend auf theoretischen Ansätzen und realen Verbrauchsdaten verschiedener Nutzungskategorien wird ein Gesamtergebnis für die Wärmebedarfe der Nichtwohngebäude im Land Berlin erzeugt. Im weiteren Schritt werden die bestehenden Versorgungssituation eingebunden, sodass ggf. Potenzialgebiete für den Ausbau der Wärmenetze ausgegeben werden können. Diese Ergebnisse sollen dann in Workshops und anderen Beteiligungsformaten diskutiert und weiterentwickelt werden.

Parallel zum gesamten Prozess werden die Rolle und die Handlungsmöglichkeiten derjenigen Verwaltungseinheiten herausgearbeitet, die bei der Erarbeitung und Umsetzung der Wärmeplanung für Planen und Bauen zuständig sind. 

Trafis - Transformation hin zur klimaresilienten und ressourcenschonenden Infrastrukturen

Das Projekt untersucht die Entwicklung von klimaresilienten und ressourcenschonenden Infrastrukturen unter Nutzung von Erkenntnissen der Transformationforschung. Im Fokus stehen gekoppelte Infrastrukturen. Infrastrukturen und Infrastruktursysteme stellen die Grundversorgung einer Gesellschaft sicher und sind ein Spiegelbild des gesellschaftlichen und technischen Fortschritts. Physische Infrastrukturen, z. B. Wasser- /Energienetze und Verkehrsinfrastrukturen wirken auf Umweltqualität und Ressourcenverbrauch, weil sie u. a. Fläche und Rohstoffe beanspruchen und Emissionen verursachen. Infrastrukturen sind jedoch mehr als ihre physischen Funktionen. Sie wirken auf das gesellschaftliche Verständnis, wie bestimmte Dienstleistungen erbracht werden (sollten) und beeinflussen oder führen zu kollektiven Verhaltensmustern. Die "große Transformation" zu einer nachhaltigen Gesellschaft kann daher nur bei einer gleichzeitigen Transformation hin zu nachhaltigen Infrastrukturen gelingen. Trotz dieser Dimension findet Infrastrukturplanung üblicherweise als Teil klassischer Stadtplanung statt, das Wissen um die Transformation hin zu nachhaltigen Infrastrukturen ist bisher begrenzt. In diese Lücke tritt das TRAFIS Projekt. Der Transformationsforschung folgend kann man Infrastrukturen in diesem Zusammenhang als Teil eines bestimmten "Regimes" verstehen. Das Regime umfasst u. a. das Geflecht von Regulierung, Infrastrukturen und die Akteure bzw. ihre Handlungen. Die zahlreichen Verbindungen zwischen diesen Teilbereichen des Regimes stabilisieren das Regime in einem bestimmten Entwicklungspfad. Für eine Transformation notwendige Innovationen - mittel oder langfristig ein Regimewandel - entstehen daher (meist) nicht aus dem Regime heraus, sondern in Nischen. In TRAFIS wird unter Nutzung der Transformationsforschung die Nischenentwicklung der gekoppelten Infrastrukturen betrachtet. Dies können beispielsweise Kopplungen von Stoff, Material und Energieströmen sein, aber auch Kopplungen von Informationsströmen. Charakteristisch ist der partizipative und explorative Prozess von Transformationsprozessen. Die Gestaltung von Infrastrukturen stellt besondere Anforderungen an Transformationsprozesse: Zum einen liegt die Verantwortung für die Bereitstellung von Infrastrukturen meist auf der Regimeebene und der Experimentierraum ist durch die bestehenden strukturellen und institutionellen Systeme eingeschränkt. Einmal gebaut, bringen die gebauten Infrastruktursysteme Lock-in-Effekte und Pfadabhängigkeiten mit sich. 

Das Projekt baut auf den Arbeiten des Projektes TRAFIS (Forschungskennzahl: UBA 3715 48 102 0) auf, dass im Zeitraum 2016 - 2019 umgesetzt wurde.

Laufzeit
2019 - 2023

Ansprechpartner am Fachgebiet
Jörg Walther

Konsortium
Leibniz-Institut für ökologische Raumentwicklung (IÖR), Deutschland  
Dutch Research Institute for Transitions (DRIFT), Holland
Ecologic Institut, Deutschland

Auftraggeber
Das Projekt wird durch das Umweltbundesamt gefördert. (Forschungskennzahl: 3719 15 103 0)

Flexible Utility – Mit sozio-technischen Flexibilisierungspotenzialen zu verbesserter Klimaresilienz und mehr Effizienz in der städtischen Infrastruktur

Das Vorhaben hat zur Zielsetzung, die Anpassungsfähigkeit des großteiligen, zentralen Systems, insbesondere die Rolle des einzelnen Abnehmers, neu zu denken und seine Handlungskapazität unter klimabedingten Veränderungen zu steigern. Die Vorteile eines flexibleren Infrastruktur- und Ressourceneinsatzes liegen im Verschlanken der benötigten Infrastruktur sowie der Optimierung des Ressourceneinsatzes. Kernaufgabe wird es sein, sozio-technische Flexibilisierungspotenziale entlang der Wertschöpfungsketten in den Bereichen Wasser/ Abwasser, Strom und Wärme zu betrachten und aus der Perspektive der Klimaresilienz und Wirtschaftlichkeit zu bewerten. Weiterhin sollen Forschungsarbeiten zur Entwicklung von Flexibilisierungsstrategien und -instrumenten (z.B. Geschäftsmodelle, IuK-Technologien zur Verbraucherinformation) zur Realisierung der Potenziale erfolgen. Die geplanten Arbeiten finden in enger Kooperation mit den Akteuren im Reallabor der Energieavantgarde Anhalt e.V. (EAA) statt.

BMBF - Forschungsprojekt im Rahmen der Umsetzung der Leitinitiative Zukunftsstadt. In der aktuell laufenden Umsetzungsphase werden die Ergebnisse der F+E Phase realisiert und getestet.

Studie: Strategie zur Ausweitung der Fern- und Nahwärmenetze im Land Berlin

Für einen klimaneutralen Gebäudebestand muss die Wärmeversorgung grundlegend umgebaut werden. Wärmenetze spielen dabei eine Schüsselrolle. Gemeinsam mit dem Difu (Deutsches Institut für Urbanistik) werden die Möglichkeiten für den Ausbau im Land Berlin eruiert.

Im Zuge der Wärmewende steht ein fundamentaler Infrastruktur- und Technologiewandel an. Nur mit einem grundlegenden Umbau der Wärmeversorgung wird sich das Ziel eines treibhausgasneutralen Gebäudebestands erreichen lassen. Wärmenetze spielen dabei eine Schlüsselrolle, weil sie Wärme effizient bereitstellen und verschiedene erneuerbare Energiequellen sammeln und verteilen können. Welche Siedlungsgebiete sich für eine netzgebundene Wärmeversorgung eignen, hängt entscheidend von Siedlungsstrukturen, baulicher Dichte und energetischem Zustand der Gebäude ab.

Im Auftrag der Senatsverwaltung für Stadtentwicklung und Wohnen untersuchen wir gemeinsam mit dem Difu Potenziale zur Ausweitung der bestehenden Fern- und Nahwärmenetze im Land Berlin. Siedlungsgebiete, die selbst nach einer energetischen Sanierung so hohe Wärmedichten aufweisen, dass sie sich für eine netzgebundene Wärmeversorgung eignen, werden kartografisch dargestellt. Im Abgleich mit der aktuellen Versorgungsstruktur werden Teilräume mit besonderem Handlungsbedarf identifiziert und – soweit möglich – nach ihren Aktivierungspotenzialen differenziert. Ebenso lässt sich ableiten, wo semizentrale oder dezentrale Wärmeversorgungslösungen sinnvoll sind.

Methodisch basiert das Vorhaben auf einer Vorgängerstudie aus dem Jahr 2013, die fortgeschrieben und punktuell inhaltlich weiterentwickelt wird. Zudem stellt der Austausch mit den Berliner Fernwärmeversorgern und Nahwärmenetzbetreibern einen Projektschwerpunkt dar. Die Unternehmensstrategien und Ausweitungsbestrebungen der Netzbetreiber sowie wesentliche Einflussfaktoren bei der Entscheidung über die Erweiterung von Wärmenetzen stehen dabei im Mittelpunkt des Interesses. (Quelle: Difu Projektbeschreibung)

Laufzeit
2021 - 2022

Ansprechpartner am Fachgebiet
David Hoffmann

Konsortium
 Deutsches Institut für Urbanistik (DifU)

Auftraggeber
Im Auftrag der Senatsverwaltung für Stadt­ent­wicklung, Bauen und Wohnen.