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Rechenmodell zur Stickstoffprognose

Dass ein Übermaß an Düngemittel dem Grundwasser und dem Klima schadet, ist lange bekannt. Seit den 1970ern nutzen Landwirte den Nitratinformationsdienst NID, um abzuschätzen, wie viel Dünger sie für eine bestimmte Fläche brauchen. Basierend auf Durchschnittswerten aus Bodenproben, ist der NID jedoch nur beschränkt aussagekräftig.

Inzwischen ermöglichen die Fortschritte im IT-Bereich exaktere Modelle und Prognosen.

Durch Analysen im Wasserschutzgebiet Hausen erarbeitetete die Agentur für Nachhaltige Nutzung von Agrarland (ANNA) zusammen mit Badenova das Rechenmodell ‚RefereNz’. Damit ist es möglich, anhand der analysierten Referenzflächen in Echtzeit vorherzusagen, wie sich die Nitratwerte für eine bestimmte Landparzelle entwickeln. Die Landwirte gaben dafür in eine internetbasierte Plattform unter anderem ein, wie sie ihr Bodenstück bepflanzen, bearbeiten und düngen. Um die Situation zu analysieren, nutzte das System die Modellsoftware Expert-N, die simulierte, wie sich der Stickstoffhaushalt während eines ganzen Jahres entwickelte.

Um den Landwirten zu helfen, sich schnell in dem neuen System zurechtzufinden, bezogen die Experten sie von Anfang an in das Projekt mit ein und veranstalteten zusammen mit Vertretern von Behörden, der Wasserwirtschaft und IT-Experten zwei Workshops.

Obwohl das Modell zunächst nur für Mais entwickelt wurde, lässt es sich mit den entsprechenden Daten und Analysen leicht auf andere Kulturpflanzen übertragen. Indem es in Zukunft ermöglicht, bedarfsorientiert zu düngen, schützt RefereNz das Grundwasser und mindert Klimagase wie CO2, Lachgas oder Ammoniak, die beim Düngen entstehen.

Projektdaten

Projektnummer 2006-14
Projektart Forschung und Studien
Projektträger ANNA- Agentur für Nachhaltige Nutzung von Agrarland
Laufzeit April 2006 bis Dezember 2010
Zuschuss 237.586

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:

Wasserwirbelkraftwerk in der Wiese Teil 1: Projektentwicklung
Lörrach

Konzept für ein Wasserwirbelkraftwerk in der Wiese

Dass Gewässerrenaturierung und Wasserkraftanlagen harmonieren können, zeigt ein innovatives Konzept an der Wiese. In den vergangenen Jahren hat die Bürgerstiftung Lörrach zusammen mit dem BUND und anderen Partnern Abschnitte der Wiese aus ihrem engen Kanalbett herausgeholt und so ein beliebtes Naherholungsgebiet geschaffen. (Innovationsfonds-Projekt 2008-24) An einem solchen Teilstück nahe der Teichmattensiedlung in Lörrach Tumringen plante die Stiftung nun ein Wasserwirbelkraftwerk. Bisher arbeiten weltweit nur wenige Anlagen mit diesem innovativen Ansatz, darunter zwei größere in Lettland und der Schweiz. Dabei entsteht in einem speziell geformten Rotationsbecken ein Wasserwirbel, dem eine Turbine Energie entzieht und an einen Generator überträgt, der so Ökostrom produziert. Die Turbine dreht sich zwanzig Mal pro Minute, wobei sich der Widerstand und die erzeugte Strommenge je nach Wasserdruck erhöhen oder verringern. Wirbelkraftwerke arbeiten leise und sind ökologisch verträglich: Fische können sie flussabwärts wie flussaufwärts unbeschädigt passieren. Ein erster Projektschritt analysierte, ob ein Wirbelkraftwerk am Standort wirtschaftlich und genehmigungsfähig wäre. Dazu erstellten die Projektpartner eine Vorstudie, die Investitions- und Wartungskosten abschätzten, die Umweltverträglichkeit und Finanzierungsmöglichkeiten überprüften und mit dem Ertrag verglichen. Als das Ergebnis positiv ausfiel, baute die Bürgerstiftung dort in Kooperation mit der Stadt Lörrach im nächsten Schritt ein Wirbelkraftwerk. Wirbelanlagen funktionieren bereits bei geringen Höhenunterschieden und können so Standorte nutzen, die sich für herkömmliche Anlagen nicht eignen. Mit der Studie leistete das Lörracher Projekt wichtige Vorarbeit, um die Wasserwirbeltechnologie zu verbreiten und damit weitere Gewässer naturverträglich für Wasserkraftnutzung zu erschließen.

Regionales Konzept zur Entwicklung der Erneuerbaren Energien und zur Reduzierung der CO2-Emissionen
südlicher Oberrhein

Energieatlas - Verbrauch und Potential der Region

Seit 2008 zur Partnerschaft ‚Klimaschutz am Oberrhein’ zusammengefasst, hatten es sich die die Landkreise Ortenau, Emmendingen und Breisgau-Hochschwarzwald sowie der Stadtkreis Freiburg schon vorher zum Ziel gesetzt, den Energieverbrauch zu senken. Unterstützt durch die Energieagenturen aus Freiburg und Offenburg erarbeiten die Kreise des Regionalverbandes südlicher Oberrhein deshalb ein regionales Entwicklungskonzept und verwendet dieses Planungsinstrument erstmals mit Schwerpunkt auf den erneuerbaren Energien. Teil 1, der Energieatlas Region Südlicher Oberrhein, der sich auf Daten der Verwaltungen und Energieversorger stützt, beschreibt den gegenwärtigen Zustand. Er stellte fest, dass die Region pro Jahr 24.000 Gigawattstunden Energie benötigt, was in etwa 2,4 Millionen Litern Heizöl entspräche. Tatsächlich macht das Öl nur noch 28 Prozent aus während Erdgas ein gutes Drittel beansprucht. Die Industrie verbraucht knapp ein Drittel, die Privathaushalte knapp die Hälfte der Energiemenge, wobei der Atlas besonders im Immobilienbereich große Einsparpotentiale feststellt: Dort verbrauchen die Gebäude, die älter sind als die Wärmeschutzverordnung von 1984, über 80 % der Energie. Indem man die Gebäude besser dämmt oder klimafreundliche Heizoptionen einbaut lässt sich dieser Wert wesentlich reduzieren. Insgesamt kann die Region ihren Energieverbrauch halbieren, indem sie beispielsweise noch stärker Kraftwärmekopplung oder alternative Energiequellen wie Wasser oder Biomasse nutzt. Das ist das Ergebnis der langfristigen Klimaschutzstrategie, mit dem sich der zweite Teil der Studie beschäftigt. Mit der ausführlichen Studie sowie den konkreten Plänen, Energie effizienter einzusetzen und mehr erneuerbare Energiequellen zu verwenden ist der Regionalverband südlicher Oberrhein Vorbild für andere Regionen. Auf einer regionalen Ebene betrachtet, veranschaulicht das Projekt, das immense Marktpotential, das sich im Bereich klimafreundlicher Technologie für das lokale Handwerk ergibt. Mehr Informationen auf der Homepage des Projektes .

PV-Wechselrichter für Mini-PV-Anlagen
Freiburg

PV-Anlagen für die Steckdose

Normal große Solarstromanlagen (PV-Anlagen) bestehen aus mehreren technischen Komponenten, die eine funktionale Einheit bilden. Dazu gehören die meist mehrere Quadratmeter großen Solarmodule, die auf den Dächern oder als Freiflächenanlagen installiert werden, ein oder mehrere Wechselrichter, die den erzeugten Gleichstrom in nutzbaren Wechselstrom umwandeln, die Installationsvorrichtung einschließlich Einspeisungszähler und die Kabelverbindungen zwischen Modulen, Wechselrichtern und der Einspeisestelle. Was eine herkömmliche Solarstromanlage in Groß ist, versucht man bei einer Mini-Anlage in Klein zu realisieren. Es handelt sich dabei um eine kleine, einfache(re) Ausgabe großer Solaranlagen mit ein bis zwei Solarmodulen. Anders als für die großen Anlagen braucht man für diese Anlagen nicht unbedingt ein Solardach, sondern kann sie im Garten, auf der Terrasse, auf dem Balkon, an der Fassade, auf einem Carport oder Garagendach installieren. Installation und Inbetriebnahme der Mini-Anlagen soll besonders einfach sein, wobei die Mini-PV-Anlagen in der Regel nur zur Einspeisung ins Hausstromnetz oder eine kleinere Batterie konzipiert sind. Dazu ist der Wechselrichter der Mini-Anlage meist herstellerseitig integriert, so dass die Anlage darüber direkt an das 230-Volt-Stromnetz der Hausinstallation angeschlossen und der Solarstrom ins Haushaltsstromnetz eingespeist und dort verbraucht werden kann. Das Projekt sollte die technische Realisierbarkeit von Mini-PV-Systemen in der Region demonstrieren. Dabei stehen die Handhabung, die Einsatzmöglichkeiten und die wirtschaftliche Seite der Nutzung von Mini-PV im Fokus. Darüber hinaus wurden Handlungsempfehlungen für die vom Anlagenbetrieb Betroffenen Akteure (Anlagenverkäufer, Netzbetreiber, Vermieter, Feuerwehr, …) erarbeitet. Dazu wurden im Projekt Anwendungsgebiete gesucht, in denen ein Mini-PV-System beispielgebend installiert wurde. Anhand dessen wurden neben einer öffentlichkeitswirksamen Berichterstattung und Maßnahmen zur Aufklärung der interessierten Öffentlichkeit und relevanter Stakeholder, auch mögliche Geschäftsmodelle für die badenova im Hinblick auf Mini-PV geprüft, um eine weitere, aber sichere Verbreitung der Mini-Anlagen zu ermöglichen. Die beispielhaften, unterschiedlichen Anwendungsgebiete (geplant waren eine Aufstellung im Garten, eine Nutzung auf einem Carport oder einer Gartenscheune, eine Montage an einem Südbalkon im Mehrfamilien-Mietshauses, eine Nutzung in einer öffentlichen Einrichtung/Schule, eine Installation in einem Außengebäude der badenova sowie weitere in unterschiedlichen Mietswohnungen) dienten als Testfälle, bei denen auf der einen Seite alle technisch notwendigen Komponenten installiert, sowie dokumentiert wurden und auf der anderen Seite überprüft wurde, ob sich diese Komponenten gemäß der Spezifikation verhalten. Zusätzlich dazu wurde ein mobiles Mini-PV-System zu Demonstrations- und Aufklärungszwecken aufgebaut. Ziel des Vorhabens ist es somit, die Rahmenbedingungen für eine effiziente, reibungsfreie Skalierung der Balkonsolaranlagen zu erörtern und maßgeblich zu unterstützen. Neben der funktionierenden technischen Lösung, gilt es die Prozesse zu optimieren, die Schwachstellen transparent zu machen und Potenziale aufzuzeigen. Denn nur wenn der gesamte Prozess von der Idee einer eigenen Mini-PV Anlage über Kauf, Anmeldung, elektrischer Montage, baulicher Anbringung und Inbetriebnahme möglichst reibungsfrei funktioniert, kann die Technologie das volle Potenzial entfalten. Kaum eine andere Lösung befähigt eine so breite Nutzergruppe ökologisch aktiv in der Energiezeugung mitzuwirken, Strom direkt vor Ort zu erzeugen und so einen Beitrag für eine ökologische Energieerzeugung zu leisten. Das Projekt lieferte durch den gewählten breiten Ansatz und der schon während dem Projekt geplanten Öffentlichkeitsarbeit kontinuierlich Ergebnisse, welche neben den veröffentlichten Zwischenberichten auch auf weiteren Seiten Informationen rund um die Balkon PV Anlagen lieferten. Wie einfach sich eine Balkonsolaranlage anzumelden ist, erklärt Energiepionier Hannes Fugmann anschaulich im Videobeitrag - Balkonsolaranmeldung kurz erklärt! Weiterführende Informationen finden sich unter anderem auf: bnNETZE - Informationen zu der Anmeldung von Balkonsolaranlagen beim regionalen Netzbetreiber. balkon.solar Informationen zu Anschaffungskosten und Installation pvplug.de Übersicht und Bewertung unterschiedlicher am Markt erhältlicher Anlagen Dieses Innovationsfonds Projekt hat sehr viel Aufmerksamkeit bei Endanwendern geweckt, so das bereits andere Städte ebenfalls den Weg zu Balkonsolar ebnen. Die Hochschule Offenburg will nun noch einen Schritt weitergehen und auf diesem Projekt aufbauend, die Mini-PV Anlage um einen Batterie-Kleinspeicher erweitern.