Umwelt und Energie

Forschungsschwerpunkt

Die Menschheit sieht sich im 21. Jahrhundert mit tiefgreifenden Veränderungen ihrer Umwelt konfrontiert. Sie ist dabei sowohl Treiber als auch Objekt globaler Umweltveränderungen.

Der tägliche Verbrauch riesiger Mengen an Energie geht zu Lasten der Umwelt und ist mit erheblichen Folgen für das Klima verbunden. Der anthropogene Ausstoß von CO2 und anderen Treibhausgasen hat zu einem Anstieg der globalen Temperatur, des Meeresspiegels sowie zu einer Zunahme von Extremwetterereignissen geführt. Zudem verschärfen das Wachstum der Weltbevölkerung und die stärkere Nachfrage nach Rohstoffen die Problematik der Ernährungssicherheit und den Druck auf Ökosysteme. Das rasante Schwinden von Wäldern, Korallenriffen und anderen natürlichen Lebensräumen sowie der damit einhergehende Verlust biologischer Vielfalt sind die wohl offensichtlichsten Folgen dieser Entwicklungen.

Im Rahmen einer umfassenden Erdsystem- und Risikoforschung untersuchen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler in Leibniz-Instituten die Atmosphäre, Hydrosphäre und Geosphäre mit ihren Energie-, Gas- und Stoffhaushalten, um dadurch Extremereignisse und die Veränderungen durch den Klimawandel beschreiben und die sozialen, ökonomischen und ökologischen Risiken für Städte und Regionen abschätzen zu können.

Einer der Schwerpunkte dabei ist die globale Kohlenstoffdynamik, die wie kaum ein anderer natürlicher Prozess mit der Evolution des Lebens und auch mit der Entwicklung der menschlichen Technik verknüpft ist. Seit Beginn der industriellen Revolution verändert die Verbrennung von fossilen Brennstoffen den natürlichen Kohlenstoffkreislauf in erheblichem Maß. Die rasante Freisetzung des über Millionen von Jahren dem Kreislauf entzogenen Kohlenstoffs führte zu dem gegenwärtigen C02-Anstieg in der Atmosphäre. Verschiedene Einrichtungen der Leibniz-Gemeinschaft widmen sich diesen noch unzureichend erforschten Teilprozessen.

Auch die Erschließung neuer Energietechniken und eine nachhaltige Sicherung der globalen Energieversorgung spielen eine zentrale Rolle, etwa im Bereich der tiefen Geothermie mit der Erkundung ihrer Reservoire und der Bewertung des Erdwärme-Potenzials als alternative und erneuerbare Energiequelle. Zur Verbesserung der Energieeffizienz wird zudem an neuartigen Technologien für Biomasseverwertung, Kohlendioxid-Fixierung und -Speicherung sowie an plasmagestützten Verfahren zur Schadstoffbeseitigung gearbeitet. Auch die Wasserstofferzeugung als neue Möglichkeit der Energiespeicherung, die Weiterentwicklung von Brennstoffzellen- und Batterietechnologien, eine angepasste Energieverteilung sowie die Emissions-Reduzierung sind intensiv untersuchte Forschungsbereiche, in denen es noch zahlreiche Herausforderungen zu bewältigen gilt.

Leibniz-Einrichtungen

Folgende Einrichtungen betreiben das Thema "Umwelt und Energie" als prioritären und strategischen Arbeitsbereich:

Deutsche Zentralbibliothek für Medizin, Köln (ZB MED)

Weltgrößte Bibliothek für Medizin, Gesundheit, Ernährung, Umwelt, Agrar
Open-Access-Portal für wissenschaftliche Publikationen, Kongresse und Forschungsergebnisse GMS
Online-Suchportal für Ernährung, Umwelt und Agrar GREENPILOT

Kurzprofil
Website der ZB MED

Leibniz-Institut für Agrartechnik Potsdam-Bornim (ATB)

Technik und Verfahren für Pflanzenbau und Tierhaltung
Qualität und Sicherheit von Lebens- und Futtermitteln
Stoffliche und energetische Nutzung von Biomasse
Bewertung des Technikeinsatzes in Agrarsystemen

Kurzprofil
Website des ATB

Leibniz-Institut für Angewandte Geophysik (LIAG), Hannover

Grundwassersysteme - Hydrogeophysik
Geothermische Energie
Terrestrische Sedimentsysteme
Forschungsbohrungen

Kurzprofil
Website des LIAG

Leibniz-Institut für Atmosphärenphysik an der Universität Rostock (IAP), Kühlungsborn

Die Atmosphäre im Bereich der Mesopause
Die polare mittlere Atmosphäre einschließlich NLCs (noctilucent clouds) und PMSEs (polar mesosphere summer echos)
Metallatomschichten in 80 bis 110 km Höhe
Gezeiten und Schwerewellen in der mittleren Atmosphäre
Niederfrequenzvariabilität der dynamischen Kopplungen von Tropo- und Stratosphäre
Physik und Dynamik der meridionalen Zirkulation
Tropopause, Mischung von Spurengasen
Trends in der mittleren Atmosphäre

Kurzprofil
Website des IAP

Leibniz-Institut für Gemüse- und Zierpflanzenbau (IGZ), Großbeeren & Erfurt

Gartenbaupraxis und moderne Produktion
Adventivwurzelbildung und Jungpflanzenproduktion
Embryogenese und Samenentwicklung
Biologische Grundlagen des Pathogenmanagements
Ertrags- und Qualitätsphysiologie unter Umweltstress
Qualität in der Lebensmittelversorgungskette
Einschränkung von Gemüseallergien
Nährstoffflüsse im Gartenbau
Pflanzenwachstum und Mikroklima
Nachhaltigkeit und Stabilität von Bewirtschaftungssystemen
Armutsbekämpfung und Lebensqualität durch Anbau von Gemüse- und Zierpflanzen

Kurzprofil
Website des IGZ

Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB), Berlin

Ökohydrologie
Limnologie von Flussseen
Limnologie Geschichteter Seen
Biologie und Ökologie der Fische
Ökophysiologie und Aquakultur

Kurzprofil
Website des IGB

Leibniz-Institut für Katalyse an der Universität Rostock (LIKAT)

Angewandte Homogenkatalyse
Koordinationschemische Katalyse
Asymmetrische Katalyse
Katalytische in situ-Studien
Heterogene katalytische Verfahren
Prozessintensivierung und Anorganische Synthesen
Katalysatorentwicklung und Reaktionstechnik
Nachwachsende Rohstoffe
Materialdesign
Organische Synthese
Schwingungsspektroskopie in der Katalyse

Kurzprofil
Website des LIKAT

Leibniz-Institut für ökologische Raumentwicklung (IÖR), Dresden

Wandel und Management von Landschaften
Ressourceneffizienz von Siedlungsstrukturen
Umweltrisiken in der Stadt- und Regionalentwicklung
Monitoring der Siedlungs- und Freiraumentwicklung
Strategische Fragen und Perspektiven

Kurzprofil
Website des IÖR

Leibniz-Institut für Ostseeforschung (IOW), Warnemünde

Transport- und Transformationsprozesse im Meer
Marine Lebensgemeinschaften und Stoffkreisläufe
Marine Ökosysteme im Wandel

Kurzprofil
Website des IOW

Leibniz-Institut für Polymerforschung (IPF), Dresden

Funktionale nanostrukturierte Grenzflächen und Polymersysteme
Polymere Netzwerke: Struktur; Theorie und Anwendung; Prozessgeführte Strukturbildung polymerer Materialien

Kurzprofil
Website des IPF

Leibniz-Institut für Troposphärenforschung (IfT), Leipzig

Chemie: Feldmessungen; Laborexperimente; Multiphasenmodellierung
Modellierung: Mikro- und Mesoskaliger Transport; Multiphasenprozesse; Numerische Verfahren und Parallelisierung
Physik: Wolken; Optische Fernmessung; Troposphärisches Aerosol; Satellitenfernerkundung

Kurzprofil
Website des IfT