Böden sind eine begrenzte Naturressource, die den Schutz einer verantwortungsbewussten und zukunftsorientierten Gesellschaft benötigt. Der Umgang mit Böden wird durch diverse Fachgesetze geregelt. Diese werden durch das Bundes-Bodenschutzgesetz (BBodSchG) und die Bodenschutz- und Altlastenverordnung (BBodSchV) ergänzt. Bundeseinheitliche Rechtsgrundlagen geben die materielle Basis für den Schutz des Bodens sowie für die Bewertung und Sanierung von Altlasten vor. Das Bodenschutzausführungsgesetz des Landes Sachsen-Anhalt (BodSchAG LSA) untersetzt aus Landessicht die Anforderungen und Zuständigkeiten im Hinblick auf den vorsorgenden und nachsorgenden Bodenschutz. Der nachhaltige Umgang mit Böden ist in der Vergangenheit nicht ausreichend beachtet worden und auch heute sind Böden vielfältigen Belastungen ausgesetzt. Insbesondere vor dem Hintergrund eines stetig steigenden Nutzungsdruckes stellt der Bodenschutz eine besondere Herausforderung dar. Wohnungsbau und Gewerbeansiedlung, landwirtschaftliche Produktion, regenerative Energien, Tourismus und Erholung, Rohstoffgewinnung, Straßenbau, Ver- und Entsorgung sowie andere Wirtschaftszweige beanspruchen die Verfügbarkeit von Flächen bzw. Böden. Diese Anforderungen gehen zu Lasten der Qualität und insbesondere Quantität von Böden (Flächenverbrauch) bzw. ihren Bodenfunktionen, die dadurch beeinträchtigt werden oder sogar unwiederbringlich verloren gehen. Um schädliche Bodenveränderungen und Verluste von Bodenfunktionen zu vermeiden und zu minimieren, ist es notwendig, das Schutzgut Boden in der räumlichen Planung und den Abwägungsprozessen der Umweltprüfung nachvollziehbar und angemessen zu berücksichtigen. Bestehende fachliche und methodische Grundlagen des vor- und nachsorgenden Bodenschutzes, d.h. zum Schutz der Böden vor schädlichen Veränderungen, wie z.B. Schadstoffeintrag, Versiegelung, Erosion durch Wasser oder Wind, sowie anderen nachteiligen Einwirkungen und die Altlastenbearbeitung müssen deshalb konsequent umgesetzt und unter Berücksichtigung neuester Erkenntnisse aus Wissenschaft und Forschung weiter entwickelt werden. Dazu ist es erforderlich, Informationen über den Zustand und die Entwicklung der Böden zu erheben, zu sammeln sowie durch geeignete Methoden auszuwerten und darzustellen ( Bodenbeobachtung ). Im Land Sachsen-Anhalt wird dafür ein Netz von Boden-Dauerbeobachtungsflächen (BDF) und ein Bodenschutz- und Altlasteninformationssystem (ST-BIS) betrieben. letzte Aktualisierung: 08.05.2023
Zu den übergeordneten Zielen des Projektvorhabens gehört die Reduzierung des CO2-Fußabdrucks der in Europa erzeugten oder nach Europa importierten Textilien. Die hier geplante Forschung und Entwicklung kann den CO2-Fußabdruck im entscheidenden Maße beeinflussen. Gleichzeitig kann mit der Textilbranche die zweitgrößte Konsumgüterbranche der Welt einen wesentlichen Beitrag zum Klimaschutz leisten. Dazu soll im Rahmen des Forschungsvorhabens ein Spannrahmentrockner für die Textilveredlung entwickelt werden, der bei Bereitstellung unterschiedlicher Erdgas-Wasserstoff-Gemische - bis hin zu 100% Wasserstoff in der Brenngasversorgung - zuverlässig arbeitet und Produkte mit hoher Qualität herstellt. Im Zentrum des Vorhabens steht mit dem Spannrahmentrockner eine der am häufigsten in der Textilveredlung zum Einsatz kommende Thermomaschine. Hierbei handelt es sich um einen Konvektionstrockner, der nasse Textilien im Anschluss an die Vorbehandlung, Farbgebung, Ausrüstung oder Beschichtung durch Anströmen mit heißer Luft aus einem in der Regel erdgasbetriebenem Brenner trocknet (etwa 150 Grad C Betriebstemperatur) oder aber auch trockene Ware und Spezialausrüstungen (bei Temperaturen größer als 170 Grad C) fixiert oder kondensiert. Die installierte Heizleistung eines durchschnittlichen Spannrahmens von 2 bis 3 MW und die mittlere benötigte Wärmemenge von 3.600 kJ pro kg Ware verdeutlichen den hohen Energiebedarf einer solchen Thermomaschine. Während des Betriebes steht die textile Ware in unmittelbarem Kontakt mit dem Abgas des Brenners.
Die Boden-Dauerbeobachtung ist ein Instrument zur langfristigen Überwachung von Veränderungen des Zustandes und der Funktionen des Bodens. Die Boden-Dauerbeobachtung ist dabei nicht isoliert, sondern als zentrales Element einer integrierten Umwelt-Beobachtung zu betrachten. Ziele der Boden-Dauerbeobachtung sind die Erfassung des aktuellen Zustandes der Böden, die langfristige Überwachung von Bodenveränderungen und die Ableitung von Prognosen für die zukünftige Entwicklung der Böden.
Zur Zeit existieren im Land Brandenburg 32 Boden-Dauerbeobachtungsflächen (BDF) auf landwirtschaftlich genutzten Standorten in allen Landkreisen, die nach Gesichtspunkten der Repräsentativität ausgewählt wurden. Dabei fanden neben Kriterien der Landschafts-, Boden-, Nutzungs- und Belastungsrepräsentanz auch die Einbindungsmöglichkeit in andere sektorale Überwachungsmessnetze und die langfristige Verfügbarkeit der Flächen Beachtung.
Darüber hinaus gibt es zwei BDF im Biosphärenreservat Flusslandschaft Elbe-Brandenburg.
Auf diesen insgesamt 32 Standorten werden kontinuierlich bodenphysikalische, bodenchemische und
bodenbiologische Parameter gemessen und die Ergebnisse in einer Datenbank dokumentiert.
Dem Projektvorhaben liegt folgende Problemstellung zu Grunde: Brennstoffzellensysteme werden erst wirtschaftlich und ökologisch nachhaltig, wenn eine Kreislaufwirtschaft um das Produkt aufgebaut wird. Dies liegt zum einen darin begründet, dass (Primär-)Platin, das Teil der MEA ist, einen erheblichen Anteil am CO2-Fußabdruck und den Kosten eines Brennstoffzellenstacks hat und zum anderen, dass Brennstoffzellensysteme eine hohe Wertschöpfung haben, welche am Ende des ersten Produktlebenszyklus so weit wie möglich erhalten bleiben sollte. Da verschiedene Komponenten der Brennstoffzelle, insbesondere die MEA, nach einer gewissen Betriebszeit chemische Degradationserscheinungen aufweisen, ist eine unmittelbare Weiterverwendung ausgeschlossen. Sobald ein Brennstoffzellenstack an sein Lebensende gelangt oder aufgrund eines Defekts frühzeitig ausfällt, bedarf es einer Zustandsbeurteilung des Stacks. Daraus muss abgeleitet werden, ob eine Reparatur des Stacks in Form eines Austauschs degradierter Zellen möglich ist. Falls dies nicht mehr möglich ist, bedarf es der Demontage des Brennstoffzellenstacks sowie einer entsprechenden Befundung und ggf. Wiederaufbereitung der Einzelkomponenten, um der Anforderung eines möglichst hohen Wertschöpfungserhalts gerecht zu werden. Komponenten, die aufgrund irreversibler Degradationserscheinungen nicht mehr aufbereitet werden können, müssen im Sinne der Nachhaltigkeit möglichst sortenrein einem Recycling zugeführt werden. Unter Berücksichtigung der erwarteten Stückzahlen müssen daher bereits jetzt Konzepte für die automatisierte Zustandsbeurteilung und Demontage von Brennstoffzellenstacks, mit dem Ziel einer Kreislaufwirtschaft, entwickelt werden, um langfristig zum Erfolg der Technologie beizutragen.
EDELNASS fokussiert auf die stoffliche Verwertung von Aufwüchsen von wiedervernässten Moor-Grünland, welches heterogen in der Artenzusammensetzung ist und oft Bewirtschaftungseinschränkungen unterliegt (z.B. Erntezeitpunkt). Biomasse und ihre Standortparameter von 5 Moorstandorten in ganz Deutschland werden analysiert und hinsichtlich ihrer Anwendbarkeit in 2 Verwertungsverfahren untersucht, getestet und bewertet: (i) Umwandlung in Bioraffinerien zu den biobasierten, hochwertigen Basischemikalien HMF und Furfural und der Optimierung der Verfahren an der Universität Hohenheim. Ebenso wird Lignin als weiteres Produkt hergestellt. Das HMF kann zur Herstellung des recyclebaren, biobasierten Hochleistungskunststoff PEF weiterverarbeitet werden, woraus die Hochschule Albstadt-Sigmaringen nachhaltige Verpackungslösungen entwickelt, (ii) Das Leibniz-Institut für Agrartechnik und Bioökonomie stellt zusammen mit seinen Partnern Faserstoffe aus der Biomasse her und verarbeiten diese weiter zu Papieren und Fasergussformteilen. Kopplungspotentiale von Stoffströmen der Rohstofffraktionen zwischen den Verfahren untersucht, indem Zwischen- und Nebenprodukte der Verfahren in die jeweils anderen Prozesse eingespeist werden. Ziel der Untersuchungen ist es, neue Wertschöpfungsketten auf der Grundlage von Nasswiesen-Bewirtschaftung zu entwickeln, die eine produktive Nutzung von Nassgrünland mit dem Erreichen von Naturschutz- und Klimaschutzzielen verbindet. Für eine zukünftige Honorierung von Ökosystemdienstleistungen vernässter Moore werden Datengrundlagen erstellt: CO2-Bilanz der Verfahren und möglicher Produkte (inkl. bodenbürtiger Emissionen), Entwicklung von Artenvielfalt und Wasserqualität. Die Kosten von der Rohstoffbereitstellung bis zum Endprodukt werden analysiert, um geeignete Betriebsmodelle für die einzelnen Verfahren abzuleiten und beispielhaft in Moorregionen zu projektieren.