Institute und Partner

Mitarbeiter und Mitarbeiterinnen des VEU-Projektes
Mitarbeiter und Mitarbeiterinnen des VEU-Projektes

Vom 11.-13. März 2015 trafen sich mehr als 60 Mitarbeiter und Mitarbeiterinnen des VEU-Projektes zum Vernetzen und Austauschen am DLR-Standort Göttingen. Themen waren, neben der Darstellung der Arbeiten der einzelnen Institute, eine Vertiefung zum Thema Verkehr und Lärm, die Präsentation der Teilprojekt-Fortschritte sowie die Diskussion der VEU-Szenarien.

Beteiligte Institute und Partner

Mikrofon-Array Messungen im Windkanal
Mikrofon-Array Messungen im Windkanal.
Quelle: DLR

Verkehr verursacht Lärm - eine häufig immer noch unterschätzte Gesundheitsgefährdung. Wie Verkehrslärm verringert werden kann, das untersucht das DLR-Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik (AS) in Göttingen im VEU-Projekt mit der Erfassung und Darstellung der Schallemissionen bodengebundener Fahrzeuge. Dafür kommt modernste Mikrofon-Array-Technik zum Einsatz: Eine Art „akustische Kamera“, die Videobilder von Lärmemissionen liefert, vergleichbar mit denen einer Wärmebildkamera. Dabei werden neueste Erkenntnisse der Lärmwirkungsforschung berücksichtigt, z.B. indem verschiedene Betriebszustände wie Anfahrt, Beschleunigung und Abbremsen sowie die Richtcharakteristiken der Schallquellen miteinbezogen werden. So entsteht ein „akustischer Fingerabdruck“, der es erlaubt, Schallquellen einzelnen Fahrzeugen und Betriebszuständen zuzuordnen und Maßnahmen zur Lärmreduzierung abzuleiten.

Weitere Arbeiten des Instituts im VEU-Projekt sind die Weiterentwicklung der Auswertealgorithmen zur Lokalisierung bewegter Schallquellen sowie die Untersuchung der Auswirkung neuer Fahrzeugtechnologien, wie z.B Elektrofahrzeuge, auf Verkehrs-Lärmemissionen.

Mehr Informationen zum Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik finden Sie unter:

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Dr. Arne Henning
TP-Leiter Lärm
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik 
Göttingen 
Telefon: +49 551 7092430

Mikrofon-Array Messungen im Windkanal
Quelle: DLR

Obwohl die Luftfahrt nur einen geringen Anteil am gesamten Verkehrsaufkommen hat, ist der Einfluss der Luftverkehrsemissionen nicht vernachlässigbar, da diese zum einen lokal sehr konzentriert auftreten (Flughafennahbereich) und zum anderen die Luftfahrt als einzige anthropogene Quelle direkt in die hohe Atmosphäre emittiert. Dies macht gleichzeitig eine direkte Messung der durch den Luftverkehr verursachten Emissionen nahezu unmöglich, so dass zur Quantifizierung der Luftverkehrsemissionen Simulationsmodelle herangezogen werden müssen.

Als Antrieb und Energieversorgung nahezu aller Verkehrsflugzeuge werden heutzutage Strahltriebwerke verwendet. Das Institut für Antriebstechnik entwickelt und betreibt Simulationsmodelle für eine Auswahl von Strahltriebwerken, die repräsentativ für die globale Flotte von Verkehrsflugzeugen sind. Auch Modelle zukünftiger Triebwerke sowie neuer Konzepte sind vorhanden oder werden im Rahmen des Projekts erstellt. In Kombination mit den entsprechenden Flugzeugmodellen können so Emissionsprofile für aktuelle und zukünftige Flugzeugtypen erstellt und für das Projekt VEU zur Verfügung gestellt werden.

Mehr Informationen zum Institut für Antriebstechnik finden Sie unter:

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Martin Plohr
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), Institut für Antriebstechnik 
Köln 
Telefon: +49 2203 601 2115

Ist Wasserstoff ein Treibstoff der Mobilität von Morgen? Wie entwickeln sich Brennstoffzellen und Batterien? Wie können Elektrofahrzeuge und Range-Extender optimiert werden? Wie kann Leichtbauweise die Energieeffizienz steigern? Wie sieht der Hochgeschwindigkeitszug der Zukunft aus?

Quelle: DLR

Das DLR-Institut für Fahrzeugkonzepte (FK) untersucht und entwickelt neue Technologien für zukunftsgerechte Fahrzeugsysteme auf Straße und Schiene. Die Arbeiten reichen von  Studien, Szenario-Modellen und Simulationen bis zum Bau von Prototypen und deren Erprobung z.B. in hochmodernen Prüfanlagen.

Das Institut verfolgt einen systemischen Ansatz: Neben der Analyse neuer Produkte und Konzepte werden Einzeltechnologien zu innovativen und nachhaltigen Fahrzeugsystemen zusammengefasst und nach Umwelt- und Kostenkriterien bewertet. Im VEU-Projekt werden neue und bestehende Techniken und Konzepte im PKW- und LKW-Sektor auf Energieverbrauch, CO2-Emissionen und Kosten analysiert. Zudem wird untersucht, ob und wie Technologien wie Leichtbau und Elektromobilität Fahrzeug-Emissionen reduzieren und es werden optimierte Konzepte neuer Fahrzeuge entwickelt. In Öko-Bilanz-Ansätzen wird zudem untersucht, wie sich Umweltlasten neuer Technologien über den gesamten Lebenszyklus verteilen und ob Emissionen vermehrt „jenseits des Auspuffs“, z.B. bei Herstellung und Entsorgung anfallen.

Mehr Informationen zum Institut für Fahrzeugkonzepte finden Sie unter:

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Dipl.-Ing. Matthias Klötzke
TP-Leiter Technologieentwicklung 
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), Institut für Fahrzeugkonzepte 
Stuttgart 
Telefon: +49 711 6862 8092

Seit den 50er Jahren wächst Luftverkehr stetig, Flugreisen und Lufttransporte werden einfacher und schneller. Der Trend hat aber auch Folgen für Klima und Umwelt.

Quelle: DLR

Das DLR-Institut für Flughafenwesen und Luftverkehr (FW) und Luftverkehr hat langjährige Erfahrungen in der Analyse, Modellierung und dem Monitoring von Luftverkehrsentwicklungen – es publiziert z.B. regelmäßig den Deutschen Luftverkehrsbericht, in dem ein weitreichender Überblick über die deutschlandbezogene Luftverkehrsentwicklung gegeben wird. Weitere Forschungsschwerpunkte liegen in der Luftverkehrsökonomie sowie in der Untersuchung umweltökonomischer, wettbewerbsrechtlicher und planerisch-betrieblicher Maßnahmen.

Im VEU-Projekt erstellt und quantifiziert das Institut Szenarien zur deutschlandweiten und globalen Luftverkehrsentwicklung und analysiert ökonomische, ökologische und gesellschaftliche Auswirkungen des Luftverkehrs in Abhängigkeit der jeweiligen Entwicklungspfade. Darüber hinaus bringt das Institut seine umfangreiche Expertise in der Datenaufbereitung und –analyse sowie in der Entwicklung komplexer Modellsysteme in die Projektarbeit ein.

Der Verkehrssektor liefert einen bedeutenden Beitrag zur Wertschöpfung und Beschäftigung in der deutschen Wirtschaft, nicht nur im Verkehrssektor selbst sondern auch in der Zulieferindustrie und in vom Verkehr beeinflussten Dienstleistungsbereichen. Im VEU-Projekt analysiert das DLR-Institut für Flughafenwesen und Luftverkehr (FW) die Auswirkung von Veränderungen des Verkehrssystems auf den Arbeitsmarkt und die Wertschöpfung. Zudem wird untersucht, inwieweit sich verschiedene Entwicklungen des Verkehrssystems auf die staatlichen Einnahmen und Ausgaben auswirken könnten.

Weitere Informationen zum Institut für Flughafenwesen und Luftverkehr finden Sie unter:

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Michael Hepting
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), Institut für Flughafenwesen und Luftverkehr
Köln 
Telefon: +49 2203 601-2189

Quelle: DLR

Lärm kann nicht nur belästigen, sondern den Menschen auch auf physiologischer Ebene beeinträchtigen. Im Rahmen des Projekts VEU untersucht das DLR-Institut für Luft- und Raumfahrtmedizin (ME) die Auswirkungen von Verkehrslärm auf den Menschen.

Während für den Schienen- und Luftverkehr bereits Forschungsergebnisse zu Auswirkungen auf den nächtlichen Schlafvorliegen, fehlen für Straßenverkehrslärm entsprechende Daten. Das Institut untersucht mit Hilfe eines eigens entwickelten Verfahrens in einer Feldstudie die Auswirkungen von PKW- sowie LKW-Verkehr auf den nächtlichen Schlaf von Anwohnern. Zudem wird die subjektive Belästigung durch den Straßenverkehrslärm per Fragebogen erfasst.

Im Bereich Güterzüge, bei denen ein erhebliches Potential der Belästigungsminderung besteht, setzt das Institut eine „Sound Machine“ ein: Probanden können in einer  Laborstudie über Kopfhörer und Regler verschiedene Anteile des Güterzuglärms anhören und so variieren, dass das Gesamtgeräusch bei gleicher Lautheit als angenehmer empfunden wird. Damit kann die Geräuschqualität von Güterzügen optimiert werden.

Mehr Informationen zum Institut für Luft- und Raumfahrtmedizin finden Sie unter:

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Dr. Daniel Aeschbach
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), Institut für Luft- und Raumfahrtmedizin 
Köln
Telefon: +49 2203 601 3058

Das DLR-Institut für Physik der Atmosphäre (PA) erforscht die Physik und die Chemie der Atmosphäre vom Erdboden bis zur Stratosphäre. Mit Beiträgen für beispielsweise das Intergovernmental Panel on Climate Change wurden insbesondere Wetter- und Klimaprozesse, die für die weitere Entwicklung des Luftverkehrs strategisch wichtig sind untersucht. Darüber hinaus steht die Ausbreitungsforschung von Luftschadstoffen und Lärm im Fokus des Instituts.

Quelle: DLR, Righi et al. 2013

Im Projekt VEU werden die Wirkungen des Verkehrs auf die globale Luftqualität, das Klima sowie die Ausstrahlung von Verkehrslärm untersucht. Dabei kommen verschiedene Methoden zur Anwendung: Fernerkundung, Messflugzeugkampagnen und Rechenmodelle. Mittels Fernerkundung und Messungen per Flugzeug werden die Eigenschaften der durch Verkehr verursachten Luftschadstoffe und ihre Ausbreitung und Transformation in der Atmosphäre ermittelt. Die so gewonnenen Informationen fließen in die numerischen Modelle ein, mit denen die räumliche und zeitliche Verteilung der Luftschadstoffe sowie die daraus resultierenden Klimaeffekte analysiert werden. Die Klima-Auswirkungen aktueller und möglicher zukünftiger Emissionen, sowohl des globalen Land-, See- und Luftverkehrs als des deutschlandweiten Verkehrs, werden vom Institut mit Hilfe komplexer globaler Chemiemodelle sowie vereinfachter Klimamodelle berechnet.

Zudem analysiert das Institut die Schallausbreitung in Städten, um Möglichkeiten eines lärmarmen Städtebaus zu prüfen und vergleicht alternative, nationale Verkehrsszenarien hinsichtlich ihrer Lärmwirkung miteinander.

Mehr Informationen zum Institut für Physik der Atmosphäre finden Sie unter:

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Prof. Dr. Robert Sausen
TP-Leiter Luftqualität und Klima 
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), Institut für Physik der Atmosphäre 
Weßling 
Telefon: +49 8153 28 2500

Quelle: CC-0 / pixabay.com

Neue Wasserstofftanks für Autos, leise Flieger mit elektrischem Antrieb oder die Bedeutung von Wärmenetzen für die Energiewende – das DLR-Institut für Technische Thermodynamik (TT) in Stuttgart, mit weiteren Forschungsstätten in Köln-Porz, Ulm und Hamburg, forscht auf dem Gebiet effizienter und ressourcenschonender Energiespeicher und Energiewandlungstechnologien der nächsten Generation. Das Forschungsspektrum reicht von theoretischen Studien über grundlagenorientierte Laborarbeiten bis zum Betrieb von Pilotanlagen. Experimentelle und theoretische Untersuchungen werden von Studien begleitet, die das zugehörige technologische, ökologische und wirtschaftliche Potenzial analysieren und in einen größeren, energiewirtschaftlichen Zusammenhang einordnen.

Die Abteilung Systemanalyse und Technikbewertung untersucht im VEU-Projekt, wie zukünftige Verkehrsszenarien im Gesamtkontext der Energiewirtschaft bewertet werden müssen. Dabei werden insbesondere die Auswirkungen auf die Ziele der Energiewende analysiert. Zudem wird aus den Energieszenarien ermittelt, welche Jahresemissionen an ausgewählten Luftschadstoffen durch Verkehr zu erwarten sind.

Mehr Informationen zum Institut für Technische Thermodynamik finden Sie unter:

Kontakt

Dr. Thomas Pregger
TP-Leiter Energiesysteme 
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), Institut für Technische Thermodynamik 
Stuttgart 
Telefon: +49 711 6862 355

Quelle: DLR

Das DLR-Institut für Verkehrsforschung (VF) koordiniert und leitet das VEU-Projekt. Darüber hinaus liegt sein wesentlicher Beitrag für das VEU-Projekt in der Analyse zukünftiger Verkehrsentwicklungen, den Potenzialen neuer Mobilitätskonzepte und ihrer Abbildung in Modellen. Das Institut verfolgt das Ziel die Verkehrsforschung innerhalb des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) zu stärken. Die Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen erforschen, wie Verkehr zukunftsfähig gestaltet werden kann. Zu den Forschungsfeldern gehören unter anderem Trends und Entwicklungen der Mobilität und der Verkehrsnachfrage, Szenarien, die zukünftige Verkehrsentwicklungen analysieren,  Akzeptanz- und Nutzerstudien zu neuen Technologien und Konzepten sowie die Erforschung von gesellschaftlichen Zusammenhängen, beispielsweise zwischen Raumstruktur und Mobilität. Die Forschung fokussiert dabei auf Personen- und Güterverkehre. Ein zusätzlicher Fokus liegt auf der Erforschung der Mobilität in urbanen Räumen. In der Kooperation mit den VEU-Projektpartnern werden insbesondere Kompetenzen zur Beurteilung zukünftiger Konzepte und Entwicklungen der Mobilität von Menschen und Gütern aufgebaut.

Mehr Informationen zum Institut für Verkehrsforschung finden Sie unter:

Kontakt

Dr. Christian Winkler
TP-Leiter Personenverkehr 
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), Institut für Verkehrsforschung 
Berlin 
Telefon: +49 30 67055-7951

Dr. Matthias Heinrichs
TP-leiter Urbane Mobilität 
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), Institut für Verkehrsforschung 
Berlin 
Telefon: +49 30 67055-147

Dr. Stephan Müller
TP-Leiter Wirtschaftsverkehr 
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), Institut für Verkehrsforschung 
Berlin 
Telefon: +49 30 67055-149

Quelle: Steve Jurreston CC-0/flickr.com

Das DLR-Institut für Verkehrssystemtechnik (TS) nimmt im Projekt VEU gezielt die Möglichkeiten eines optimierten Verkehrsmanagements im Hinblick auf lokale Schadstoff- und Lärmemissionen des Straßen- und Schienenverkehrs in den Blick – sowohl im urbanen Raum wie auch entlang von Bahnstrecken.

Beim Straßenverkehr wird dabei die DLR-eigene Open-Source-Software SUMO eingesetzt. Sie ermöglicht  eine detaillierte Simulation von Verkehrsströmen. Mit den integrierten Analysemodulen PHEMlight bzw. HBEFA können lokale Schadstoffemissionen –  von Stickstoffoxiden bis hin zu Feinstaub – sowie der Ausstoß des Klimagases CO2  standortgenau berechnet werden. SUMO erlaubt zudem die Ermittlung der Fahrprofile jedes einzelnen Fahrzeugs, inklusive der Geschwindigkeits- und Beschleunigungsverläufe. Damit ist eine umfassende Beschreibung der Lärmentstehung mit anschließender Modellierung der Geräuschausbreitung und Lärmwirkung möglich.

Für den Schienenverkehr wird analysiert, wie durch bahnbetriebliche Maßnahmen Lärm reduziert werden kann. Anhand von Simulationen werden lärmmindernde Eingriffsmöglichkeiten identifiziert und deren Einfluss auf den Bahnverkehr – insbesondere hinsichtlich der Streckenkapazität – untersucht. Gleichzeitig wird gezielt nach Synergien mit einer energieeffizienten Fahrweise gesucht.

Mehr Informationen zum Institut für Verkehrssystemtechnik finden Sie unter:

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Dr. Thorsten Neumann
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), Institut für Verkehrssystemtechnik 
Berlin 
Telefon: +49 30 67055-208

Quelle: DLR/Markus Steur

In der Verkehrs- und Klimaforschung spielen Computer-gestützte Modelle eine zentrale Rolle. Mit ihnen lassen sich komplexe regionale wie überregionale Simulationen durchführen, z. B. zu Verkehrsentwicklungen oder und Klimabelastungen. Teilweise sind dafür große Rechnerkapazitäten und Berechnungslaufzeiten von mehreren Tagen notwendig. 

Die DLR-Einrichtung Simulations- und Softwaretechnik (SC) sorgt im VEU-Projekt dafür, dass die Modelle verschiedener Forschungsbereiche über Daten-Schnittstellen miteinander kommunizieren können. Dafür entwickelt sie die Simulationsumgebung RCE (Remote Component Environment). Mit RCE ist es zum Beispiel möglich, Ergebnisse eines Modells über Entwicklungen im PKW-Verkehr in ein Klimamodell einfließen zu lassen.

Die Simulationsumgebung hilft, fachliche und räumliche Grenzen zwischen verschiedenen Modellen zu überwinden. U.a. können Wissenschaftler damit auf die Modelle anderer Forschungseinrichtungen zugreifen. Zudem fungiert sie als „Übersetzer“ und ermöglicht Kommunikation auch dann, wenn verschiedene Modelle unterschiedliche Dateiformate, Programmiersprachen oder Betriebssysteme benutzen. Ein Datenmanagementsystem gewährleistet, dass bisherige Simulationen und Arbeitsschritte protokolliert werden und damit nachvollziehbar sind.

Um Effizienz und Zufriedenheit zu optimieren, wird ein besonderes Augenmerk auf die Benutzerfreundlichkeit der Software gelegt. Des Weiteren steht die Einrichtung den Partnern beratend zur Seite und lässt Erkenntnisse aus der Praxis und Problemlösungen in die Weiterentwicklung einfließen. Mehr Informationen zu Simulations- und Softwaretechnik finden Sie unter:

Kontakt

Oliver Seebach
TP-Leiter Integration, Wissenstransfer 
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), DLR Simulations- und Softwaretechnik 
Köln 
Tel.: +49 2203 601 2168

Quelle: DLR/Seum

Das Institut für Meteorologie und Klimaforschung (IMK) erforscht  Atmosphären- und Klimaphänomene und ist Teil des Karlsruher Institut für Technologie (KIT). Das KIT vereint die Aufgaben einer Universität des Landes Baden-Württemberg und einer Forschungseinrichtung der Helmholtz-Gemeinschaft in Forschung, Lehre und Innovation.

Im Bereich der Troposphärenforschung (IMK-TRO) werden grundlegende Untersuchungen zu Klima, Wasserkreislauf und Spurenstoffhaushalten durchgeführt. Hierzu werden atmosphärische Prozesse wie Turbulenz, Konvektion, Wolkenbildung, Aerosolphysik, Niederschlagsentstehung und Austauschvorgänge an der Erdoberfläche durch Messungen und mit theoretischen Verfahren eingehend untersucht. Die Ergebnisse werden in Modellen der Atmosphäre genutzt, um die Vorgänge im Klimasystem und bei Wetterphänomenen geeignet darzustellen und vorherzusagen.

Der Forschungsschwerpunkt im VEU-Projekt liegt auf dem Einsatz von COSMO-ART, einem Modell, das vom IMK-TRO entwickelt wurde und von mehr als 20 nationalen und internationalen Forschungseinrichtungen und Wetterdiensten (u.a. aus Israel, Kanada,  Saudi-Arabien und den USA) eingesetzt wird. Es ermöglicht Prognosen über die Verteilung von Aeorosolpartikeln wie Ruß, Mineralstaub, Seesalz oder Pollen, die Niederschlag, Wolkenbildung und Klima beeinflussen. Eine Besonderheit ist, das damit auch regionale Aussagen über Rückkopplungsprozesse zwischen Aerosolpartikeln, Atmosphärenzustand, Wetter und Klima möglich sind.

Mehr Informationen zum Institut für Meteorologie und Klimaforschung finden Sie unter:

Kontakt

Dr. Bernhard Vogel
Karlsruher Institut für Technologie, Institut für Meteorologie und Klimaforschung 
Eggenstein Leopoldshausen 
Telefon: +49 721 60824233

Quelle: CC-0/pixbay.com

Der Lebensraum Küste steht unter permanentem Druck lang- und kurzfristiger Veränderungen, sei es durch Erosion und Meeresspiegelanstieg oder durch menschliche Aktivitäten wie Landnutzung, Transport, Industrie oder Tourismus. Das Institut für Küstenforschung am Helmholtz-Zentrum Geesthacht entwickelt die Werkzeuge, Analysen und Szenarien für ein Management dieser empfindlichen Region.

Ein wichtiger Aspekt im Lebensraum Küste sind Schadstoffemissionen in die Atmosphäre sowie ihre Umwandlung und anschließende Deposition als Folge anthropogener Aktivitäten. Der Straßen-, Schiffs- und Luftverkehr gehört zu den wesentlichen Emittenten von Luftschadstoffen. In der Arbeitsgruppe Chemietransportmodellierung werden das Emissionsmodell SMOKE for Europe sowie das Chemietransportmodell CMAQ betrieben, um z.B. den Beitrag der Schifffahrt zur Luftqualität zu erfassen. Im VEU Projekt wird SMOKE for Europe dazu verwendet, sämtliche Verkehrsemissionen modellgerecht aufzubereiten und sie gemeinsam mit den Emissionen aus anderen Sektoren sowie aus Gebieten außerhalb des VEU-Untersuchungsraums für die Verwendung in den dreidimensionalen Atmosphärenmodellen zur Verfügung zu stellen.

Mehr Informationen finden sich unter:

Kontakt

Dr. Volker Matthias
Helmholtz-Zentrum Geesthacht, Institut für Küstenforschung
Geesthacht  
Telefon: +49-4152 87 2346