Innovationsfonds
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Biogas aus Sauermolke

An jedem Wochentag fallen bei der Breisgaumilch GmbH in Freiburg 50 bis 80 Kubikmeter Sauermolke aus der Quarkproduktion an. Sie eignet sich schlecht als Lebens- oder Futtermittel, weshalb die Molkerei sie teuer entsorgen muss. Als Biomasse aber wäre die Molke ein wertvoller Rohstoff.

Mit einer Studie und einer Pilotanlage testeten Wissenschaftler der Universität Hohenheim, welches Energiepotential die Sauermolke bietet. Aus einem Liter Molke erzeugten sie mehr als 40 Liter Biogas, das einen überdurchschnittlichen Methangehalt von 65 Prozent aufwies. Es erwies sich jedoch als schwierig, die Gärprozesse in dem kleinen Maßstab aufrechtzuerhalten. Obwohl die Studie zeigte, dass Biogasproduktion ausschließlich mit Molke grundsätzlich möglich und effizient ist, verzichtete Breisgaumilch schließlich aus wirtschaftlichen Gründen darauf, eine dauerhafte Anlage einzurichten.

Projektdaten

Projektnummer 2003-11
Projektart Bau und Anwendung
Projektträger Breisgaumilch GmbH
Laufzeit Juli 2003 bis Juli 2004
Zuschuss 25.000

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Ihre Ansprechpartner

Richard Tuth

Richard Tuth

Innovationsfonds Klima- & Wasserschutz

T: 0761-279-29 84

E-Mail: richard.tuth@badenova.de

Michael Artmann

Michael Artmann

Innovationsfonds Klima- & Wasserschutz

T: 0761-279-22 53

E-Mail: michael.artmann@badenova.de

Einblicke in weitere Förderprojekte:

Energiegewinnung innerhalb der Trinkwasserversorgung Kirchzarten durch Einbau einer Wasserkraftanlage
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Bisher noch selten genutzt, eignen sich auch die weitreichenden Rohrsysteme von Wasserwerken dafür, Energie aus Wasser zu gewinnen. Zwar ist die Ausbeute hier geringer, andererseits bieten geschlossene Systeme ihre eigenen Vorteile. Weil sie nicht in oberirdische Gewässer eingreifen, entstehen keine Konflikte mit Schifferei oder Fischpopulation. Der Zulauf ist zudem zu allen Jahreszeiten gleichmäßig und durch das saubere Wasser verschleißen die Anlagen langsamer. Ein Pilotprojekt der Energie- und Wasserversorgung Kirchzarten untersuchte Energiepotential und Wirtschaftlichkeit einer solchen Anlage. Als besten Standort identifizierten die Verantwortlichen den Zulauf zum Hochbehalter Giersberg, wo bei 75 Metern Gefälle durchschnittlich 30 m³ Wasser pro Stunde durch die Rohre fließen. Um die Wasserenergie auszunutzen, installierte das Wasserwerk eine speziell angefertigte Peltonturbine mit Generator im Zulauf zur Mischkammer. Über den fünfmonatigen Versuchzeitlauf hinweg erzeugte die Anlage rund 5040 kWh Strom, mit denen rund die Hälfte des Energiebedarfs des Kraftwerks gedeckt wurde. Damit sparte das Projekt circa acht Tonnen CO2 ein, wobei Energieerzeugung und CO2-Einsparung wegen der niedrigen Quellauschüttung geringer als erwartet ausfielen. Wegen des Klimawandels sind solch niedrige Quellstände und damit Einbußen bei den erwarteten Erträgen und Amortisationszeiten auch in Zukunft zu erwarten. Diese Erkenntnisse nutzen nach Projektende auch anderen Interessierten, die das Potential von Wasserkraft in Wasserwerken nutzen wollen. Drei wesentliche Erkenntnisse: Kontinuierliche Stromgewinnung und –abnahme sind Grundvoraussetzung für die Wirtschaftlichkeit eine Anlage. Diskontinuierlicher Betrieb setzt Speicheranlagen voraus, die die Wirtschaftlichkeit einer Anlage deutlich verschlechtern. Betriebssichere Wasserkraftanlagen mit hohem Wirkungsgrad sind noch nicht standardmäßig auf dem Markt erhältlich Klimaveränderungen und damit einhergehende geringere Quellwasserausschüttung stellen die zukünftige Nutzung und Wirtschaftlichkeit von Wasserkraftanlagen in Frage.

Begleitforschung zur energieoptimierten Sanierung der Waldbachschule mittels innovativer solarer Lüftungstechnik (enSoL)
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En-Sol – Solare Lüftung für Schulen

Lüftung und Klimatisierung werden in Zukunft immer wichtiger. Zum einen bringt der Klimawandel heißere Sommer und größere Temperaturschwankungen, zum anderen macht konventionelles Lüften in modernen Niedrig- und Passivenergiehäuser bis zur Hälfte der Wärmeverluste aus. Schulen, wo Schüler tagsüber dichtgedrängt lernen, die nachts aber leer stehen, stellen Architekten vor eine besondere Herausforderung. Im Jahr 2008 förderte der Innovationsfonds bereits ein Projekt in Offenburg mit dem Ziel, Schulen ohne herkömmliche Klimaanlagen zu klimatisieren. Ein weiteres Projekt der Hochschule Offenburg erforschte 2010 die klimafreundliche Lüftung von sanierten Gebäuden. Diese Ergebnisse fließen nun ein in neues Projekt, das ein solares, dezentrales Lüftungssystem an der Offenburger Waldbachschule einsetzt. Während der anstehenden energetischen Sanierung wird dort ein innovatives solares Lüftungssystem mit Wärmetauschern und CO2-Sensoren eingebaut. Diese Kombination kommt vereinzelt schon in Wohngebäuden zum Einsatz; in Schulen ist sie noch unerprobt. In einem an der Fassade angebrachten Luftkollektor erwärmen Sonne und Gebäudewand hierfür die Außenluft; ein Ventilator steuert, wie viel warme oder kalte Frischluft ins Gebäude gelangt. Die Frischluft durchfließt anschließend das Gebäude in einem genau durchdachten Muster. Dezentrale Lüftungssysteme haben wesentliche Vorteile. Sie sind langfristig günstiger und wartungsarmer als herkömmliche Anlagen, verbrauchen kaum Energie und sparen so CO2 ein. Außerdem benötigen sie keine Lüftungskanäle und lassen sich platzsparend nachträglich in die Fassade einbauen, beispielsweise während einer Sanierung. Ziel des Projektes ist es, Steuerungssoftware und Messtechnik zu entwickeln, die Temperatur, Feuchtigkeit und CO2-Konzentration an verschiedenen Stellen im Gebäude misst und auf die Bedürfnisse einer Schule anpasst. Aus diesen Daten erstellen die Projektmitarbeiter in Zusammenarbeit mit der Firma Enersearch Solar und Wärmetechnik Stuttgart einen Steuerungsalgorhythmus. Messdaten und Ergebnisse stehen später der Öffentlichkeit zur Verfügung und machen die Waldbachschule so zum Modell für andere Schulen. Außerdem informiert ein Workshop interessierte Fachleute, und auch die Schule selbst macht das neue System zum Thema im Unterricht und in Veranstaltungen.

Einführung der Reihenfrässaat und Untersuchung der boden-physikalischen Langzeiteffekte
Dreisamtal

Pfluglose Bodenbearbeitung im Dreisamtal

Obwohl sie in Deutschland noch relativ wenig verbreitet ist, stößt die pfluglose Bodenbearbeitung bei Landwirten auf großes Interesse. Das pfluglose Verfahren greift möglichst wenig in die Ökosysteme Boden und Grundwasser ein. Damit ist es nicht nur umweltfreundlich, sondern auch weniger arbeits- und kostenintensiv. Die Methode beugt der Erosion vor und macht die Böden tragfähiger, so dass die Landwirte Dünger besser ausfahren können. Eine der verwendeten Methoden ist die Reihenfrässaat, bei der eine Fräse in einem einzigen Schritt aussäht und Dünger unter der Saat ausbringt. Ansonsten bleibt der Boden unbearbeitet. Nach erfolgreichen Parzellenversuchen testete die Freiburger Agentur für Nachhaltige Nutzung von Agrarland (ANNA) das Verfahren in der Praxis an drei Standorten im Dreisamtal. Von Januar 2004 bis Dezember 2006 untersuchte ANNA, wie sich die Bodenstruktur veränderte und wie sich Nitratwerte und Ertrag entwickelten. Gleichzeitig verbesserten die Experten die Reihenfräse, um die Aussaat effektiver zu machen. Auch die Beobachtungen und überwiegend positive Erfahrungen der Landwirte bezogen sie ein. Die Ergebnisse waren viel versprechend: Während die pfluglose Methode genauso wirtschaftlich ist, müssen die Bauern nur halb so viel Zeit investieren. Es stellte sich jedoch heraus, dass nicht nur Nützlinge, sondern auch Schädlinge von der verbesserten Bodenqualität profitieren. Deshalb verbrauchten die beteiligten Landwirte mehr Pflanzenschutzmittel als beim herkömmlichen Anbau. Gerade die Vorteile der pfluglosen Methode machen es aber auch einfacher, Unkraut zu bekämpfen: Da die Reihenfrässaat Pflanzensamen nicht mehr unterpflügt, verbleiben sie an der Oberfläche, wo die Herbizide wirken. Ohnehin waschen die Herbizide weniger ins Grundwasser aus, weil der Boden sie besser aufnimmt. Mit Feldbegehungen und Flyern bietet das Projekt interessierten Landwirten ausführliche Informationen.