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Untersuchungen zum Einsatz von Oxidationskatalysatoren an landwirtschaftlichen Biogasverbrennungsmotoren

In dem Projekt werden detaillierte Informationen hinsichtlich des Einsatzes von Abgaskatalysatoren auf landwirtschaftlichen Biogasanlagen erarbeitet.

Entwicklung eines oekonomisch-optimierten regionalen Verfahrenstechnologiekonzeptes (RVK) zur Reduktion von Naehrstoffen in Wirtschaftsduenger aus den Schweinehaltungsbetrieben des Landkreises Vechta

Ziel: Erstellung einer Datengrundlage zur schweinekategorie-spezifischen und raeumlich differenzierten Produktion an Menge und Gehalt im Wirtschaftsduenger des Landkreises Vechta, verfahrenstechnologische und oekonomische Analyse, Berechnung und Bewertung des potentiellen Naehrstoffreduktionsvermoegens beim Einsatz vorhandener Guelleaufbereitungstechnologien fuer innerbetrieblichen und/oder regionalen Einsatz, Entwicklung des oekonomisch-optimierten regionalen Verfahrenstechnologiekonzeptes (RVK). Methoden: Auswertung von Landnutzungskarten und landwirtschaftlicher Statistiken, Analyse und Bewertung vorhandener Untersuchungen zur oekonomischen und technologischen Bewertung von Guelleaufbereitungstechnologien, Analyse des Naehrstoffreduktionspotentials vorhandener Guelleaufbereitungsanlagen im innerbetrieblichen und regionalen Einsatz, oekonomische Analyse und Bewertung, oekonomische und technologische Bewertung von Guelletransportkosten und des Vermarktungspotentials von Guelleaufbereitungsprodukten.

Geringes ILUC-Risiko von Biokraftstoffen aus Abfall- und Reststoffen - Stroh, Forstabfälle, Altspeiseöl, Maiskolben

In einer Studie im Auftrag der deutschen, niederländischen und dänischen Regierungen schätzt Ecofys, dass 17 Mio. t Rohöläquivalent an Biokraftstoffen mit niedrigem ILUC-Risiko mithilfe von europäischen Holzabfällen und Stroh sowie weltweit verfügbarem Altspeiseöl produziert werden könnten. Dies würde bei Einfachzählung fast 60Prozent der gesamten prognostizierten Menge an Biokraftstoffen für 2020 in der EU entsprechen. Zur Berechnung des Potenzials der einzelnen Abfall- und Reststoffe für ein geringes ILUC-Risiko wurde in dieser Ecofys-Studie zunächst die theoretisch verfügbare Menge eines jeden Rohstoffs ermittelt. In einem nächsten Schritt wurde die Menge berechnet, die nachhaltig geerntet oder gesammelt werden könnte. Dazu gehört unter anderem der Schutz der Bodenqualität. Zum Schluss wurde das Risiko für ILUC geschätzt, welches auch die aktuelle Verwendung dieser Rohstoffe außerhalb des Bioenergie-Sektors beinhaltet. Denn würde die Bioenergieproduktion mit anderen Bereichen konkurrieren, bestünde eine erhöhte Gefahr der ILUC. Deshalb wurden bereits bestehende Verwendungen vom nachhaltigen Potenzial abgezogen. Die Berechnung des Potenzials für Altspeiseöl bezieht die ganze Welt ein, weil der Rohstoff weltweit gehandelt wird, alle anderen Stoffe wurden auf der EU-Mitgliedsstaat-Ebene analysiert. Die robuste Quantifizierung des verfügbaren Potenzials von Abfall- und Reststoffen ist schwierig. Im Gegensatz zu Feldfrüchten gibt es keine Daten über die Verfügbarkeit von Abfall- und Reststoffen. Diese Studie basiert ihre Berechnungen auf der vorhandenen Literatur und zahlreichen Experteninterviews. Der Datenmangel bedeutet, dass quantifizierte Potenziale in dieser Studie beste Schätzungen darstellen.

Biobasierte funktionelle Fasergussverpackungen aus regional anfallenden landwirtschaftlichen Reststoffen, Teilvorhaben: Ökobilanzierung von Rohstoffen und Prozessen zur Bewertung des entstehenden Verpackungsproduktes

Insektenfördernde Region Nördlicher Oberrhein

Zielsetzung und Anlass Die erste globale Studie über den weltweiten Rückgang von Insekten - basierend auf 73 Studien aus den USA und Europa - kommt zu dem Schluss, dass 40 % der Insektenarten bedroht sind. Der dramatische Rückgang der Insekten wird vor allem auf die Ausweitung der intensiven Landwirtschaft und den Klimawandel zurückgeführt. Auch der IPBES-Bericht 2019 identifiziert die intensive Landwirtschaft als Hauptursache für den Verlust an Biodiversität und Insekten. Gegenwärtig hat die Bodendegradation die Produktivität auf 23 % der weltweiten Landfläche verringert, und zwischen 235 Milliarden und 577 Milliarden Dollar jährlicher weltweiter Ernteerträge sind durch den Verlust von Bestäubern gefährdet. Alle EU-Mitgliedsstaaten verzeichnen einen massiven Rückgang von Insekten. In Deutschland beträgt der Biomasseverlust bei Insekten bis zu 76,7 % (Vegetationsperiode April bis Oktober). 90 % der Untersuchungsgebiete haben eine intensive Landwirtschaft in der Umgebung und sind damit typisch für Schutzgebiete in Deutschland. Der Rückgang der Insektenpopulationen ist ein globales Phänomen, das laut Fachliteratur vor allem durch vier Ursachenkomplexe ausgelöst wird: • Veränderungen der Lebensräume • Fragmentierung der Lebensräume • Zunehmende Mechanisierung der Landwirtschaft • Umweltbelastungen durch Stoffeinträge wie Pflanzenschutzmittel oder Düngemittel. Der Insektenschwund hat negative Folgen. Neben einer zunehmenden allgemeinen Artenarmut und einem Rückgang an Biodiversität kommt es v.a. zu einem Rückgang der Bestäubungsleistung. In Deutschland sind ~ 80 % der heimischen Wild- und Kulturpflanzen auf die Bestäubung durch Insekten angewiesen. Zum anderen sind Insekten wichtige Nahrungsquelle für eine Vielzahl von Vögeln, Fledermäusen, anderen Kleinsäugern und Amphibien. Die Populationsentwicklung vieler Vogelarten hängt direkt vom Vorkommen geeigneter Nahrungsinsekten ab. Insekten leisten als Gegenspieler von Schädlingen in landwirtschaftlichen und gartenbaulichen Kulturen wichtige Beiträge im System des integrierten Pflanzenschutzes. Insekten übernehmen damit zentrale Ökosystem-Dienstleistungen und sind für das Funktionieren der Ökosysteme unverzichtbar. Die Studien über Insektenverluste und die damit verbundenen Bedrohungen haben viele Landwirt*innen und Lebensmittelunternehmen in Deutschland und Europa alarmiert. Immer mehr Unternehmen initiieren Bestäuber-Initiativen und immer mehr Landwirt*innen sind bereit, sich daran zu beteiligen. Es besteht jedoch nach wie vor ein massives Defizit bzgl. des Know-hows der Landwirtschaft und Lebensmittelfirmen insbesondere in Bezug auf Insekten sowie der flächendeckenden Umsetzung entsprechender Maßnahmen. Es ist dringend erforderlich, dass die Lebensbedingungen für Insekten und die biologische Vielfalt in Deutschland verbessert werden, um dem Insektenschwund entgegenzuwirken. Das Projekt unterstützt den Schutz der Biodiversität und speziell der Insekten auf der regionalen Ebene. Der Anspruch besteht darin, nicht nur gängige Maßnahmen zur Förderung von bestäubenden Insekten in der Landwirtschaft zu propagieren, sondern zusätzlich die ökologische Wirksamkeit und Praktikabilität von weitergehenden Anbaupraktiken zu testen. Kleine ökologische Trittsteine in der Flur und ökologisch vorteilhafte Streifen mit Blühaspekten sind wichtig. Für eine dauerhaft wirksame Förderung von Insekten und der Biodiversität insgesamt auf landwirtschaftlichen Flächen braucht es jedoch eine deutlich stärkere Flächenwirkung als bisher. Dazu müssen die Anbauflächen nicht nur mit Streifen am Rand flankiert, sondern insgesamt insekten- und biodiversitätsfreundlicher bewirtschaftet werden. Mit dem Konzept der insektenfördernden Regionen können Landwirtschaft und Lebensmittelbranche zu einer Trendwende beim Insektenschwund beitragen. (Text gekürzt)

Untersuchungen zur Strohrotte

Die Strohrotte in verschiedenen Bodentypen und der Einfluss von Pflanzenschutzmitteln auf den Strohabbau im Boden werden im Gelaende und im Labor mit unterschiedlichen Methoden untersucht.

Anlage zur Verwertung regionaler organischer Reststoffe (Co-Fermentation)

Die seit 10 Jahren erfolgreich betriebene Biogasanlage von Herrn Weitz soll konzeptiert und erweitert werden. Neben der Gewinnung von Biogas aus Schweineguelle ist eine Verwertung organischer regionaler Abfaelle geplant. Das Ziel ist die Untersuchung eines optimierten Verfahrensablaufes und die Zusammensetzung der Zuschlagstoffe, um einen wirtschaftlichen Betrieb zu ermoeglichen.

Strohverwertung durch Strohduenger

Pruefung unterschiedlicher Auf- und Einbringungsarten von Stroh auf landwirtschaftlich genutzte Flaechen; Einfluss auf Strohrotte und auf Pflanzenertrag.

Nutzung von Lignocellulosereichen Substraten zur Biogas- und Faser, bzw. Cellulosegewinnung mittels innovativer Verfahren

Eine Substitution fossiler durch biogene Rohstoffe für stoffliche Anwendungen ist ein maßgeblicher Schritt zur Reduktion der anthropogenen CO2 Emissionen. Dabei sollte Biomasse im Sinne der Bioökonomie möglichst ganzheitlich und effizient genutzt werden, um die Flächeneffizient und den Beitrag zur Eindämmung des Klimawandels zu maximieren. Die hochwertige Verwendung von bisher kaum genutzten landwirtschaftlichen Reststoffen ist eine vielversprechende Methode zur Effizienzsteigerung. Die stoffliche Nutzung von Agrarreststoffen ist allerdings problematisch. Biogene Stoffe haben stets eine schwankenden Produktqualität. Deshalb ist eine Vorbehandlung und Auftrennung der Reststoffe auf verwertbare Bestandteile notwendig und ein entscheidender Schritt für die Weiternutzung. Deutschland und Taiwan stellen zwei Technologieführer mit hohem Umweltbewusstsein in ihrer jeweiligen Klimazone dar. Deutschland befindet sich in der gemäßigten Klimazone, während Taiwan sich in der (sub-)tropischen Klimazone befindet. Besonders vielversprechende landwirtschaftliche Reststoffe, die sich für eine stofflich Nutzung eignen und daher untersucht werden sollen, sind in der gemäßigten Klimazone Getreidestroh und in der (sub-)tropischen Klimazone Kakao- und Bananenschalen, sowie Reisstroh. Zudem fallen Tomatenpflanzenreste in beiden Klimazonen an. Im angestrebten Projekt wird der landwirtschaftliche Reststoff zunächst in einem hydrothermalen Aufbereitungsverfahren aufgeschlossen, um die anaerob kaum abzubauenden Fasern von den sehr gutvergärbaren Bestandteilen zu trennen. Dies wird in Deutschland mittels Thermodruckhydrolyse realisiert und in Taiwan mittel Überkritischer Wassermethode. Anschließend folgt eine Auftrennung in einem Flüssig/Fest-Separator. Der faserreiche Feststoff soll als Torfersatzprodukt und als Substrat zur mikrobiellen Zelluloseproduktion genutzt werden. Torf findet insbesondere im Gartenbau Anwendung, da er diverse Vorteile besitzt. Allerdings bildet sich Torf in Mooren nur sehr langsam und zur Gewinnung müssen die CO2-bindende Moore entwässert werden. Im Projekt soll untersucht werden in wie weit die produzierten Fasern Torf ersetzen können. Ein zweiter zu untersuchender Ansatz im Projekt ist es die Feststofffraktion als Nährmedium für Bakterienkulturen zu verwenden, die gezielt mikrobielle Zellulose produzieren. Die Flüssigkeit soll mithilfe innovativer zweistufiger Biogasanlage energetisch genutzt werden soll. Die Nutzung der Organik zur Biogasproduktion soll die Prozessenergie der energieintensiven Aufbereitung bereitstellen. Der TS-Gehalt der flüssigen Fraktion ist sehr gering, was bei herkömmlichen volldurchmischten Reaktoren eine lange Verweilzeit und somit ein sehr großes Reaktorvolumen verursacht. Um diese Nachteile zu reduzieren, sollen im Projekt zweistufige Reaktorsysteme untersucht werden. Während in Taiwan beide Fermenter volldurchmischt betrieben werden, wird in Deutschland der Methanreaktor als Festbettfermenter ausgeführt.

Teiluntersuchungen zur Kompostierung von Siedlungs- und Landwirtschaftsabfaellen

Untersuchung von Teilaspekten der Kompostierung von Siedlungs- und Landwirtschaftsabfaellen, gegebenenfalls zur Herstellung von Produktionsstoffen von Landwirtschaft und Landschaftsbau.

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