Zielsetzung und Anlass:
Die Eutrophierung stellt eine der größten ökologischen Bedrohungen der Ostsee dar, was sich aktuell in einer riesigen Todeszone (Sauerstoffmangel) am Meeresboden der tiefen Becken wiederspiegelt. Deshalb soll in dieser Machbarkeitsstudie eine nachhaltige marine Biomasse-Produktion des Blasentangs (Fucus vesiculosus) in Freilandversuchen in der Ostsee durchgeführt werden, um mit Hilfe dieser Makroalge eine Abreicherung von überschüssigen Nährstoffen herbeizuführen. In mehreren Schritten werden wir untersuchen inwiefern eine Hochskalierung vom Labor- zum offshore-Maßstab möglich und wie groß das Potenzial von großflächigen offshore-Freilandkulturen von Makroalgen ist. Weiterhin untersuchen wir ob die Biomasse umweltschonend produziert und als Wertstoff (Kosmetik), organischer Dünger, und/oder Biogas-Rohstoff (Energieträger) genutzt werden kann.
Das Gesamtziel des Vorhabens in diesem Konsortium ist somit die Beurteilung der Chancen und Möglichkeiten von großflächigen Makroalgen-Freilandkulturen hinsichtlich:
I. Schaffung eines regional möglichst geschlossenen Nährstoffkreislaufs zur Reduzierung der Nährstoffanreicherung in der südwestlichen Ostsee,
II. Produktion von nachhaltigen Rohstoffen ohne dünge-, pflanzenschutz- und wasser-intensiven Landverbrauch, sowie
III. Prüfung zusätzlicher Ertragsmöglichkeiten für Fischer und Einsparmöglichkeiten für Landwirte.
Das vielfältige Potenzial der Ökosystemdienstleistungen von Blasentang-Freilandkulturen wird somit erstmalig experimentell in der Ostsee untersucht, und trägt zu den UN Nachhaltigkeitszielen bei. Das Projekt wird in enger Zusammenarbeit zwischen Wissenschaft und regionalen Stakeholdern (Fischer, Windparkbetreiber, Landwirte, Anlagenbetreiber für Biogas) durchgeführt.
Arbeitsschritte und Methoden:
Während der Projektdauer von drei Jahren bearbeiten wir vier Schwerpunkte: I. Kultivierung, II. Biomassecharakterisierung, III. Ernte und IV. Nutzung des Blasentangs.
I. die bereits etablierte Nachzucht von Blasentang auf für die Freilandkultur geeignete Substrate wird optimiert. Danach wird die gut funktionierende Algenkultivierung vom Labor- und Mesokosmen-Maßstab zu mittleren Feldkulturen in der Eckernförder Bucht ( Prototyp einer Offshore-Kultur) heraufskaliert. Während all der Stufen der Hochskalierung werden die Effekte auf die Umwelt (abiotisch: Nährstoffgehalte, Sauerstoffkonzentration, pH; biotisch: Biodiversität organismisch und per eDNA) detailliert untersucht. Weiterhin soll die Zusammenarbeit mit Fischern und Windanlagenbetreibern als auch Genehmigungsbehörden (BSH, LLUR etc.) als Stakeholdern in Anspruch genommen werden, zu denen bereits intensive Kontakte bestehen.
II. Die erzeugte Blasentasng-Biomasse wird ökophysiologisch und biochemisch charakterisiert, um bspw. Überlebensgrenzen, optimale Erntezeitpunkte und vielversprechende Wertstoffe zu identifizieren.
III. Die Erntemethodik und Erstbehandlung an Land muss sorgfältig untersucht werden. Hier ist zum einen die Expertise von Fischern gefragt, die zumindest partiell von Fischfang auf die Wartung der Algenkulturen und die Algenernte umsteigen wollen. Der Schwerpunkt liegt auf der Nutzung der Biomasse an Land. Eine energieaufwändige Trocknung soll als Vorbehandlung vermieden werden.
IV. Aus den biochemischen Analysen unter II. lassen sich bereits interessante Wertstoffe (Naturstoffe) z.B. für die kosmetische Industrie ableiten. Ansonsten ist die einfachste und bereits bewährte Nutzungsmöglichkeit das Einarbeiten der Algenbiomasse nach vorheriger Extraktion von Wertstoffen als Ersatz für mineralische Kunstdünger. Vor einer großflächigen und langfristigen Nutzung der Algenbiomasse als natürlicher Mineraldüngerersatz muss deren Belastung mit Schadstoffen, z.B. Schwermetallen, geprüft werden. (Text gekürzt)
Um die Glasproduktion nachhaltig und klimafreundlich zu gestalten, unterstützt das Bundesumweltministerium die Gerresheimer AG am Standort Lohr am Main bei der Anwendung eines neuen Verfahrens zur Produktion hochwertiger Primärverpackungen aus Glas für die Pharma- und Kosmetikindustrie. Damit können die verursachten jährlichen CO2-Emissionen um rund 22.000 Tonnen pro Jahr reduziert werden. Zudem ermöglicht die Optimierung des Produktionsprozesses die Einsparung von 5.000 Tonnen Rohmaterial pro Jahr. Die Mittel dazu stammen aus dem Umweltinnovationsprogramm des BMUV.
Die Herstellung von Glasbehältern für die Pharma- und Kosmetikindustrie erfordert die Einhaltung hoher Qualitätsansprüche an das Glas sowie das Angebot einer breiten Produktpalette. Hierzu werden üblicherweise große Mengen an Energie und Rohstoffen eingesetzt. Mit dem geplanten Projekt wird das Unternehmen im Rahmen seiner ambitionierten globalen Nachhaltigkeitsstrategie in eine Schmelzwanne investieren, die im Vergleich zu konventionellen Schmelzwannen mit einem erheblich höheren Stromanteil betrieben werden kann. Hierzu wird Strom aus erneuerbaren Energien bezogen. Gleichzeitig wird das Unternehmen seinen Produktionsprozess mit einem innovativen Steuerungssystem ausstatten.
Dieses ganzheitliche Projekt zur Glasproduktion gibt wichtige Impulse für eine klimafreundliche und nachhaltige Glasherstellung. Es hat Modellcharakter für die gesamte Glasindustrie.
Mit dem Umweltinnovationsprogramm wird die erstmalige, großtechnische Anwendung einer innovativen Technologie gefördert. Das Vorhaben muss über den Stand der Technik hinausgehen und sollte Demonstrationscharakter haben.
Willingmann bei offiziellem Auftakt für Forschungsvorhaben DiP 105 Mio. Euro für Strukturwandel-Projekt zur Stärkung der Bioökonomie im Landessüden Der Süden Sachsen-Anhalts soll sich zur Modellregion für nachhaltige Bioökonomie entwickeln. Dieses Ziel verfolgt das Verbundvorhaben „Digitalisierung pflanzlicher Wertschöpfungsketten“ (DiP), das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Rahmen des Strukturwandels in zwei Runden mit bis zu 105 Millionen Euro gefördert wird. Über den Stand der 19 Projekte der ersten Förderphase informierten sich Sachsen-Anhalts Wissenschaftsminister Prof. Dr. Armin Willingmann und BMBF-Staatssekretär Dr. Karl Eugen Huthmacher heute bei der offiziellen Auftaktveranstaltung. Die Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg (MLU) koordiniert das voraussichtlich bis 2032 laufende Vorhaben mit mehr als 40 Partnern aus Wissenschaft und Wirtschaft. Wie sehen Ackerbau und Agrarwirtschaft in Sachsen-Anhalt künftig aus? Welche Feldfrüchte wachsen auf den hochwertigen, aber immer trockeneren Böden? Welche bislang ungenutzten, nachhaltigen Potenziale gibt es in der Bioökonomie? Und: Welche Chancen bieten digitale Technologien, den Strukturwandel in der Region zu gestalten? Mit diesen und weiteren Fragen beschäftigen sich die aktuell 19 Projekte des DiP-Verbunds. Im Fokus stehen dabei forschungsbasierte, innovative Ansätze für regionale Wertschöpfungsketten in Landwirtschaft, Ernährungswirtschaft, grüner Chemie und Gesundheitswirtschaft. Willingmann betont: „Das Kürzel DiP steht für ein weiteres Leuchtturmprojekt, mit dem wir den Strukturwandel im Zuge des Kohleausstiegs gestalten und Sachsen-Anhalt zudem bei einem absoluten Zukunftsthema nach vorn bringen. Das Vorhaben vereint Notwendigkeit und Chancen: Durch den fortschreitenden Klimawandel mit all seinen Auswirkungen braucht insbesondere die Landwirtschaft kluge Lösungen. Gleichzeitig bietet der weitere Ausbau der Bioökonomie mit Fokus auf Digitalisierung auch große wirtschaftliche Potenziale für unser Land. Gerade aufgrund seiner leistungsstarken Forschungslandschaft rund um Kulturpflanzen ist Sachsen-Anhalt der ideale Standort, um mit DiP Zukunftschancen wachsen zu lassen.“ Huthmacher ergänzt: „Durch den Kohleausstieg stehen Regionen wie das Mitteldeutsche Revier vor großen Herausforderungen. Deshalb fördern wir genau dort den Aufbau der ‚Modellregion Bioökonomie‘ in den nächsten Jahren mit bis zu 105 Millionen Euro aus dem Investitionsgesetz Kohleregionen des Bundes. Dabei setzen wir auf die Stärken der Region: Spitzenforschung, eine leistungsfähige Agrarwirtschaft und eine starke chemische Industrie. Die gezielte Förderung im Bereich der ‚Digitalisierung pflanzlicher Wertschöpfungsketten‘ soll innovative Technologien hervorbringen und zugleich die regionale Wirtschaft stärken und vor Ort attraktive Arbeitsplätze schaffen. Das stärkt langfristig die wirtschaftliche Entwicklung und kommt direkt bei den Menschen vor Ort an.“ „Der DiP-Ansatz fußt auf jahrzehntelanger Spitzenforschung rund um die Züchtung und den Anbau von Kulturpflanzen und um die Pflanzenbiochemie, zu denen in Sachsen-Anhalt vielfältige Kompetenzen gebündelt sind. Die Potenziale pflanzlicher Wertschöpfung sind enorm und können durch die Digitalisierung in der Züchtung, auf dem Acker oder in der Entwicklung biotechnologischer Prozesse noch verstärkt werden“, unterstreicht DiP-Sprecher Prof. Dr. Klaus Pillen von der MLU und fügt hinzu: „In der Region finden wir beste Voraussetzungen sowie führende Wirtschaftspartner, um bestehende Wertschöpfungsketten beispielgebend zu erweitern und neue aufzubauen.“ Drei Forschungs-Leuchttürme im Fokus Die Arbeit der Projekte orientiert sich an drei sogenannten Leuchttürmen: Im ersten Leuchtturm dreht sich alles um Wertschöpfungsketten landwirtschaftlicher Kulturpflanzen. Die Projekte arbeiten an klimaresistenten Kulturpflanzen, zum Beispiel Weizen und Zuckerrüben. Erforscht werden zum Beispiel neue Verwertungsoptionen für Pflanzenreste und Wertstoffe als klimaneutraler Ersatz für erdölbasierte Produkte. Der zweite Leuchtturm nimmt nachhaltige und klimaresiliente Pflanzenanbausysteme in den Blick. In Kooperation mit Landwirten, Kommunen und weiteren Unternehmen geht es zum Beispiel darum, mit Hilfe von künstlicher Intelligenz und Drohnen innovative Lösungen für die Agrarwirtschaft in der Region zu entwickeln. So sollen zum Beispiel Wasser effizienter genutzt, die Bodengesundheit gefördert und der Einsatz von Düngemitteln reduziert werden. Die Projekte im dritten Leuchtturm arbeiten zu neuen Wertschöpfungsketten für sogenannte Sonderkulturen. Dazu zählen in Sachsen-Anhalt vor allem Kräuter- und Arzneipflanzen sowie Obstbäume und -sträucher. Erprobt und entwickelt werden sollen Nutzungsmöglichkeiten für klimaresistente Kräuter- und Arzneipflanzen sowie für Reststoffe aus der Verarbeitung von Obst und Feldfrüchten. Diese haben große Potenziale für die Lebensmittel-, Pharma- und Kosmetikindustrie. Das BMBF fördert den DiP-Verbund im Rahmen der Nationalen Bioökonomiestrategie sowie im Rahmen der Umsetzung des Strukturstärkungsgesetzes Kohleregionen im Mitteldeutschen Revier in Sachsen-Anhalt. Das Land hatte in seinem Strukturentwicklungsprogramm die Bioökonomie und die Digitalisierung als wesentliche Treiber identifiziert. Die Projekte von DiP greifen beide Felder auf und kombinieren sie mit dem Ziel, die Grundlagen für eine Transformation hin zu einer klimaneutralen und nachhaltigen regionalen Wirtschaft mit hochwertigen, attraktiven Arbeitsplätzen zu legen. Impressum: Ministerium für Wissenschaft, Energie, Klimaschutz und Umwelt des Landes Sachsen-Anhalt Pressestelle Leipziger Str. 58 39112 Magdeburg Tel: +49 391 567-1950, E-Mail: PR@mwu.sachsen-anhalt.de , Facebook , Instagram , LinkedIn , Mastodon und X