Zurück zur Übersicht

Effizientere Düngung mit Superabsorbern

Der Klimawandel stellt auch die heimische Landwirtschaft vor Herausforderungen. Einerseits gibt es immer mehr und heftigere Starkregen, wobei vermehrt Nitratdünger ins Grundwasser ausgewaschen wird. Gleichzeitig werden die Sommer trockener und heißer, so dass die Landwirte die Felder immer häufiger beregnen müssen und dabei auf Grundwasserreserven zurückgreifen. Die Landwirte die keine Möglichkeit zur Bewässerung haben kämpfen mit Ernteeinbusen sogar bis zum Total-Ausfall.

In einem Pilotprojekt erprobte die Firma EK-Management in Zusammenarbeit mit Landwirten, dem Landratsamt Breisgau-Hochschwarzwald und der LTZ Karlsruhe den Bodenhilfsstoff Stockosorb (GeleeVital) . Dabei handelt es sich um einen sogenannten Superabsorber, der bis zum 300-fachen seines Eigengewichts an Wasser – und damit auch die darin gelösten Nährstoffe – speichern kann. So wird bei Regen weniger Nitrat ins Grundwasser ausgewaschen und das Wasser steht Pflanzen in Trockenzeiten zur Verfügung. In anderen Ländern werden diese Superabsorber bereits erfolgreich eingesetzt, in Deutschland bisher nur selten. Am Oberrhein waren diese noch unerprobt, aber wegen der wasserdurchlässigen Kies- und Sandböden besonders relevant.

Die Projektpartner beobachteten auf verschiedenen Böden und mit verschiedenen Feldfrüchten wie sich Stockosorb über mehrere Jahre auf Ertrag, Nitratauswaschung und Wasserspeicherfähigkeit auswirkte. Das Projekt verglich die Wirkung und Wirtschaftlichkeit von Stockosorb mit der Feldwirtschaft ohne Absorbern und mit anderen Absorbern wie z. B. Biokohle, die schon in mehreren Innovationsfondsprojekten untersucht wurde. Außerdem beobachteten die Projektpartner, wie schnell und durch welche Mikroorganismen Stockosorb im Boden abgebaut wird, und wie lange die Wirkung vorhält. Damit trägt das Projekt zu einer nachhaltigeren und wasserschonenderen Landwirtschaft am Oberrhein bei.

Darstellung drei wesentlicher Erkenntnisse aus dem Projekt:

  • Durch den Einsatz von Superabsorber bei der Stickstoffdüngung im Ackerbau (geprüft bei Körnermais, Kürbis, Biogashirse und Ganzpflanzentriticale) können Nährstoffe und Wasser in begrenztem Umfang zusätzlich zur Bodenspeicherkapazität gespeichert werden.
  • Die flächige Ausbringung von Superabsorber zur Stickstoffdüngung verursacht erhebliche Kosten und führte nicht zu einer signifikanten Steigerung der Stickstoffeffizienz (in Form von höheren Erträgen) und auch umweltschonende Wirkungen (geringerer Nitratgehalt im Boden) konnten nicht gefunden werden.
  • In Depotform mit Stickstoffdüngern angewendet, verbesserten natürliche und synthetische Superabsorber die Stickstoffeffizienz und wirkten positiv auf Erträge und Umwelt. Diese Form der Anwendung kann als praxisrelevant angesehen werden.

Projektdaten

Projektnummer 2017-02
Projektart Forschung und Studien
Projektträger ek-management
Laufzeit April 2017 bis Juni 2020
Zuschuss 164.888 €

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:

Energiewirtschaftliche- und lokale Systembetrachtung der Eigenstromnutzung von PV-Anlagen
Freiburg

Einspeisung oder Eigenstrom aus Photovoltaikanlagen

In den vergangenen Jahrzehnten ist die Anzahl der Solaranlagen in Deutschland stetig gestiegen. Wegen der attraktiven Vergütung speisten die Besitzer den Strom bisher überwiegend ins öffentliche Netz ein. In Zukunft jedoch sinken die Einspeisevergütungen, so dass sie dem Strompreis aus dem Netz entsprechen – die so genannte Netzparität – oder sogar darunter liegen. Das macht es einerseits attraktiver, den Strom selbst zu nutzen, andererseits müssen die Betreiber dafür jedoch in Stromspeicher investieren. Anhand des Freiburger Verteilnetzes untersuchte das Fraunhofer Institut für solare Energiesysteme (ISE) und badenova, wie sich die sogenannte Netzparität auf Netz und Nutzerverhalten auswirkt. Mit Hilfe des geografischen Informationssystems (GIS) der badenova analysierten die Wissenschaftler, welche Anlagen wann und wo wie viel Strom herstellen und ab wann es für die Nutzer wirtschaftlich ist, den Strom selbst zu nutzen. Anschließend erstellten sie verschiedene Szenarien, die die Chancen und Risiken für Nutzer und Netzbetreiber abwägen und prognostizieren, wie sich diese auf Strompreis und Umwelt auswirken. Mit Hilfe dieser Daten entwickeln die Projektpartner eine Informationskampagne für Anlagenbesitzer. Das Projekt hilft Netzbetreibern und Anlagenbesitzern sich auf einen dezentraleren Strommarkt einzurichten. Darstellung dreier wesentlicher Erkenntnisse aus dem Projekt Bei kleinskaligen Projekten – von der Erzeugerseite oder von der Verbraucherseite her kleinskalig – ist es aus ökonomischer Sicht schwierig, sich als zusätzlicher Akteur (≠ Verbraucher) zu involvieren, sofern nur unmittelbare wirtschaftliche Gründe für den Endnutzer eine Rolle spielen und eine hohe Verzinsungserwartung vorliegt. Bei großen Verbrauchergruppen (vergleichbar mit >30 Wohneinheiten) und entsprechend größeren Erzeugeranlagen kann eine wirtschaftliches Geschäftsmodell für alle beteiligten Akteursgruppen jedoch erreicht werden. Batteriesysteme sollten im Kontext der Steigerung des Eigenverbrauchs und des Autarkiegrades nicht zu groß dimensioniert werden. Es herrschen Vorbehalte bei Gewerbe- und Industriekunden hinsichtlich des Einsparens durch „Eigenverbrauch“ aufgrund höherer Komplexität des Geschäftsmodells und regulatorisch gefühlter Unsicherheit; „altes“ Modell „Einspeisevergütung pro kWh“ psychologisch gesehen deutlich überzeugender. Stromabsatz an Verbraucher wird durch erste „2kWh-Batteriekapazität“ noch einmal signifikant reduziert im Bezug zu Verbraucher mit PV-Anlage und keinem Batteriesystem. Dies gilt für alle untersuchten Verbrauchergruppen. Werden Abweichungen zum SLP – verursacht durch ein PV-Batteriesystem – mit Ausgleichsenergiepreisen bewertet, so ergeben sich signifikante „Kosten“ pro Haushalt. PV-bereinigte SLPs sind gut geeignet diese angesetzten „Kosten“ wieder zu senken. Die zentralen Ergebnisse des Projekts finden Sie im Abschlussprojekt.

Ein Energieprivileg für Photovoltaikfreiflächenanlagen? Eine rechtliche, betriebswirtschaftliche und landschaftsökologische Untersuchung.
Kehl

Ein Energieprivileg für Photovoltaikfreiflächenanlagen?

Der Ausbau der erneuerbaren Energieträger muss weiter voranschreiten, um die gesetzten Klimaziele zu erreichen. Neben der Windkraft hat sich auch die Photovoltaik flächendeckend in Deutschland verbreitet. Insbesondere dort, wo hohe Sonnenstunden erwartet werden können und wo keine Konkurrenz zu anderweitiger Nutzung entsteht. Damit wurden bislang in Süddeutschland Photovoltaikanlagen vorzugsweise auf den Dachflächen von Gebäuden installiert. Diese Flächen werden allerdings irgendwann mit zunehmenden Ausbau erschöpft sein. Dieser Ausbau ist zu erwarten, da weiter sinkende Produktionskosten die Photovoltaik als vergleichsweise günstige regenerative Stromerzeugungsform attraktiv machen. Somit wird es unumgänglich werden, neben den Dachflächen zukünftig auch andere Flächen vermehrt in Betracht zu ziehen. In Frage kommen hierbei beispielsweise bislang landwirtschaftlich genutzte Freiflächen. Ziel dieses Projektes ist es daher, in einem interdisziplinären Ansatz die rechtlichen, betriebswirtschaftlichen und landschaftsökologischen Aspekte der Umwandlung bislang landwirtschaftlich oder zur Biogasmaisproduktion genutzter Flächen in Freiflächensolaranlagen aufzuarbeiten und zu prüfen, unter welchen Bedingungen eine Ausweitung von PV-Freiflächenanlagen möglich und sinnvoll ist. Hieraus lassen sich in einem nächsten Schritt dann Vorschläge für die Landwirtschaft, die Energiewirtschaft, die flächennutzungsplanenden Gemeinden und Regionalverbände sowie den Gesetzgeber ableiten, die auf der einen Seite den steigenden Bedarf nach Energie aus Erneuerbaren Energien und auf der anderen Seite die Konkurrenz zwischen ökologischer, landwirtschaftlicher, siedlungswirtschaftlicher und energetischer Flächennutzung berücksichtigen. Entsprechend soll in diesem Projekt eine landschaftsökologische Untersuchung anhand von Vergleichsflächen mit entsprechend unterschiedlicher Nutzung umgesetzt werden.

Leistungsfähigkeit von Elektrowärmepumpen
Lahr

Wie gut arbeiten Wärmepumpen in der Praxis?

Elektrowärmepumpen gelten als umweltfreundliche Option, um Gebäude mit Wärme und Heizwasser zu versorgen. Sie nutzen Umweltwärme aus Umgebungsluft, Grundwasser oder Erdreich, um mit Hilfe elektrischer Energie das Wasser auf Heizniveau anzuheben. Bisher fehlten aber noch Studien, die genau zeigen, unter welchen Bedingungen die jeweiligen Varianten wirklich energieeffizient und wirtschaftlich sind. Die Lokale Agenda 21 in Lahr holte das in Kooperation mit Badenova, der Hochschule Offenburg, der Ortenauer Energieagentur und den lokalen Elektro-, Heizungsinnungen nun nun nach. In einem zweijährigen Feldtest analysierten sie die Messwerte von 33 Luft-, Erdreich-, Grundwasserpumpen, die Ein- oder Zweifamilienhäuser wärmen oder für warmes Wasser sorgen. Die untersuchten Systeme zeigten erhebliche Unterschiede. Die Jahresarbeitszahl (JAZ), die das Verhältnis von Strominput und Wärmeoutput bezeichnet, ist das geeignete Maß um festzustellen, wie effektiv eine Wärmepumpe ist. Erdreichwärmepumpen erwiesen sich beim Feldtest als die effizienteste Lösung. Ihre Jahresarbeitszahl lag im Durchschnitt über dem Wert von 3,1, welcher eine energieeffiziente Anlage auszeichnet. Die Grundwasserpumpen schnitten etwas schlechter ab, wobei die besseren Modelle zeigten, dass nicht das Prinzip an sich, sondern die noch nicht ganz ausgereiften Modelle dafür verantwortlich waren. Die stark schwankenden Ergebnisse zeigen, dass es sich lohnt, weiter in die Technik zu investieren um die Systeme effizienter zu machen. Außerdem sind Berater und das Handwerk gefordert, die Wärmepumpen optimal an die lokalen Gegebenheiten anzupassen und regelmäßig zu warten, um die Anlagen so wirtschaftlich und umweltfreundlich wie möglich zu betreiben. Mehr Informationen auf der Homepage der Lokalen Agenda Lahr .