GREeNvaluation - Echtzeit Monitoring und Leistungsevaluierung

Status

abgeschlossen (2022)

Ausgangssituation, Inhalte und Ergebnisse

Die Bevölkerungszahl der Ballungszentren wächst in Österreich weiter und bedingt eine Zunahme der Flächenversiegelung und Baudichte. Dieser Trend fördert die negativen Auswirkungen des Klimawandels, wie urbane Hitzeinseln, zusätzlich. Um den Bedürfnissen einer wachsenden Stadt gerecht zu werden, muss diese limitierte Fläche durch unterschiedliche grüne Infrastrukturen im urbanen Raum effizient geschützt, verknüpft und gepflegt werden. Auch internationale, nationale und lokale Richtlinien und Strategien zur Thematik Anpassung an die Klimawandelfolgen teilen diese naturwissenschaftlich belegte Auffassung und empfehlen die Integration von grünen Infrastrukturen in städtischen Räumen (z.B. EU Green Infrastructure Strategy, Special Report IPCC, Weißbuch „Stadtgrün", Urban Heat Island Strategie Plan Wien).

Die Umsetzung dieser Richtlinien und Strategien ist bislang jedoch sehr gering, sowohl in öffentlichen Räumen, Stadtentwicklungen als auch in privaten Bauvorhaben. Eine wesentliche Ursache dafür sind Unsicherheiten in Bezug auf die Wirkungen grüner Infrastrukturen und deren monetäre Bewertbarkeit sowie Nutzen. Einzige Ansätze dazu bieten die Wertermittlung von Bäumen oder generische Berechnungsmodelle für CO₂ Speicherung ebenfalls nur von Gehölzen. Gerade aber die Leistungen urbanen Grüns in Bezug auf die CO₂ Speicherung erbringen einen nur sehr geringen return of invest.

Daher soll ein GREeNvaluation toolkit entwickelt werden, der Wetter- und Messdaten in Echt-Zeit verarbeiten und Aussagen zu den Ökosystemdienstleistungen quantitativ und monetär berechnen kann. Der GREeNvaluation toolkit soll deutlich über den Leistungsumfang bestehender Lösungen hinausgehen. Anhand von drei Demo-Standorten soll demonstriert werden, welche Leistungen unterschiedliche Begrünungen live in Abhängigkeit der aktuellen Wetterbedingungen erbringen, um die Bedeutung Grüner Infrastrukturen aufzeigen zu können.

Die Verbindung der besonderen Kompetenzen des GREeNvaluation Konsortiums haben einen neuen und bislang nicht erreichten Ansatz erlaubt. Mit Hilfe hochauflösenden Mikroklimasimulationen (ENVI-met) wurden Analysen des Energie-, Wasser- und Lufthaushalts bei unterschiedlichen klimatischen Rahmenbedingungen, unterschiedlichen Begrünungsszenarien und jahreszeitlichen Bedingungen erstellt. Die Simulationsergebnisse wurden in der Entwicklung mit Messdaten der Universität für Bodenkultur abgeglichen. Da die Simulation der Wirkungsleistung von grünen Infrastrukturen sehr zeit- und kostenintensiv ist und daher nicht auf einer laufenden Basis umsetzbar ist, wurde von GREENPASS ein Machine Learning Verfahren (ein neuronales Netzwerk) entwickelt. Dafür wurden engmaschige Wetterdaten in hoher zeitlicher Auflösung gestützt auf reale Klimastationen generiert, die das Machine Learning mittels API automatisch antreiben. Durch die Expertise im Bereich der Umweltkommunikation und Stakeholder Einbindung wurde sichergestellt, dass der zu entwickelnde GREeNvaluation toolkit den Anforderungen der Zielgruppen bestmöglich entspricht. Dafür wurden Entscheidungsträger*innen im Zuge des Projekts aktiv eingebunden. Für die ökonomische Bewertung wurde eine Auswahl an Ökosystemdienstleistungen aus dem Bewertungskatalog der GREENPASS-Technologie herangezogen (Sauerstoffproduktion, CO₂-Speicherung, Wasserspeicherung, Strahlung, Evapotranspiration, Kühlleistung Innenraum, Grünfläche-Wertanteil). Diese Wirkungsleistungen wurden mit monetären Bewertungsansätzen aus der Literatur verknüpft. Die Ergebnisse wurden über eine GIS-basierte Webapplikation der Zielgruppe in maßgeschneiderter Form zur Verfügung gestellt. Sie ist ebenfalls per API an die vom Machine Learning erzeugte Datenbank angebunden. Somit ist es möglich, die Daten in Bezug auf einzelne grüne Infrastrukturen (z. B. ein bestimmter Baum) oder grüne Infrastruktur Typen (z. B. alle Dachbegrünungen) für frei wählbare Zeiträume (Tag, Woche, Jahr) abzurufen. Die Ergebnisse können auf der Web-Plattform öffentlich abgerufen werden und sind zum Download verfügbar.

Diese Methode wurde anhand von drei Demo-Standorten mit unterschiedlichen Bebauungstypologien durchgespielt. Der Demo-Standort Boutiquehotel, der im 15. Wiener Gemeindebezirk inmitten verdichteter gründerzeitlicher Blockrandbebauung steht, hat in Summe 2.126 m² Grünfläche. Diese Begrünungen erhöhen den Wertanteil der Immobilie einmalig um 831.600 €. Laufende Einsparungen durch Ökosystemdienstleistungen von 350.100 € pro Jahr wurden berechnet. Die Gartenanlage der Universität für Bodenkultur Wien im 19. Wiener Gemeindebezirk steht in aufgelockerter Bebauung und stellt mit 73.700 m² Grünfläche den größten untersuchten Demo-Standort dar. Die einmalige Immobilienwertsteigerung hat hier 21.598.600 € ergeben. In Summe wurden im Demo-Standort Boku 21.628.000 € laufende Kosten im untersuchten Zeitraum von einem Jahr eingespart. Die Donauplatte, als repräsentativer Demo-Standort für ein Stadtentwicklungsgebiet, weist in Summe 13.960 m² Grünfläche auf. Die einmalige Immobilienwertsteigerung liegt hier bei 26.949.800 €. Die laufenden Einsparungen haben in Summe 2.224.100 € im Jahr ergeben.

Das Ziel des Forschungsprojektes - ein Proof of Concept der Evaluierung und Monetarisierung von Ökosystemdienstleistungen in Echt-Zeit – wurde erreicht. Mit dem Projekt konnte gezeigt werden, dass das GREeNvaluation Tool an unterschiedlichen Bebauungstypologien mit unterschiedlichen Grünen Infrastruktur Typologien anwendbar ist und sich Einsparungen in unterschiedlicher Größenordnung berechnen lassen. Damit konnten die Ökosystemdienstleistungen von Grünen Infrastrukturen - auch monetär - sichtbar gemacht werden. Eine faktenbasierte und ökonomische Argumentationsbasis für die Umsetzung von grünen Infrastrukturen konnte somit geschaffen werden.

Projektleitung

Florian KRAUS - Green4Cities GmbH

Projektpartner

• Mag. Susanne Lins, MAS, MSc, tatwort Nachhaltige Projekte GmbH
• Dr. Ulrike Pitha, Universität für Bodenkultur - Institut für Ingenieurbiologie und Landschaftsbau
• Dr. Kasra Seirafi, Fluxguide GmbH
• Dr. Daniela Meier, UBIMET GmbH

Green4Cities GmbH
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