Zurück zur Übersicht

Wie erzeugt man klima- und grundwasserschonend Biomasse?

Immer mehr Landwirte erwägen, neben ihren zum Verzehr bestimmten Feldfrüchten auch Pflanzen anzubauen, aus denen feste, gasförmige oder flüssige Brennstoffe entstehen. Obwohl es unzählige solche Energiepflanzen gibt, verwendet die deutsche Landwirtschaft in der Praxis nur wenige. Die Agentur für Nachhaltige Nutzung von Agrarflächen (ANNA) analysierte daher auf Testflächen in Hausen und Bad Krozingen, welche Pflanze unter welchen Bedingungen wirtschaftlich sinnvoll und ökologisch vorteilhaft ist.

Für vier Anbauoptionen untersuchten die Experten unter anderem, wie stark verschiedene Energiepflanzen Grundwasser und Atmosphäre belasten: Neben der Dauerwiese, die besonders für Wasserschutzgebiete geeignet ist, waren das zwei Dauerkulturen mit Micanthus (Chinaschilf) und Salix, einer schnell wachsenden Kurztriebweide. Außerdem verglichen die Wissenschaftler eine Energiefruchtfolge mit einer Fruchtfolge aus der Nahrungsmittelproduktion.

Aus den Daten erstellten sie eine Ökobilanz, welche die Energieaubeute des Endproduktes mit dem Energieaufwand verrechnet, der während des Anbaus anfiel. Dazu zählt neben der unmittelbaren Wachstumsphase beispielsweise auch die Energie für Dünger, Transport oder anschließende Produktionsschritte.

Im Ergebnis waren die Dauerkulturen Micanthus und Salix am umweltfreundlichsten, weil sie weniger Dünger benötigen und die Landwirte ihre Maschinen seltener einsetzen, wenn sie übers Jahr nur eine Frucht anbauen. Im Gegenzug schnitt die Energiefruchtfolge relativ schlecht ab, weil sie mehr Arbeit und Dünger erfordert, was auch die Umwelt stärker belastet.

Trotz der Unterschiede sind alle vier Anbauarten eine umweltfreundlichere Alternative zu fossilen Energien, wobei Micanthus und Dauerwiese das höchste Energiesparpotential pro Kilogramm Trockenmasse aufweisen. Als Fazit sprachen sich die Experten von ANNA deshalb dafür aus, dass die Landwirte in Deutschland zukünftig einen Mix aus Energiepflanzen anbauen, bei dem die untersuchten vier Optionen einen großen Anteil ausmachen.

Mehr Informationen auf der Homepage von ANNA.

Projektdaten

Projektnummer 2005-02
Projektart Forschung und Studien
Projektträger ANNA Agentur für Nachhaltige Nutzung von Agrarlandschaften
Laufzeit April 2005 bis März 2007
Zuschuss 99.221

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:

Umwelt-, Klima- und Nachhaltigkeitskonzept für die Landesgartenschau Lahr 2018
Lahr

Umwelt-, Klima- und Nachhaltigkeitskonzept für die Landesgartenschau Lahr 2018

Im Dezember 2009 hat der Ministerrat Baden-Württemberg der Stadt Lahr den Zuschlag für die Landesgartenschau 2018 erteilt. Bei einer Großveranstaltung wie einer Landesgartenschau, haben die Flächeninanspruchnahme, die notwendige Infrastruktur, die Versorgung mit Energie und Wasser, die Anreise, die Verpflegung der Besucher und die Entsorgung des Abfalls einen enormen Einfluss auf Ökosysteme, Umwelt und Klima. Erfahrungen von anderen Großveranstaltungen zeigen, dass Klima- und Umweltschutz keine nachrangigen Ziele sind, die sich bei Veranstaltungen „beiläufig“ oder „nebenher“ realisieren lassen. Sie sind immer dann effektiv und erfolgreich, wenn sie von Anfang an in allen Phasen berücksichtigt werden. Bei der Planung und Organisation der Landesgartenschau in Lahr sollen daher frühzeitig Klima- und Umweltbelange, aber auch Aspekte der Nachhaltigkeit einbezogen werden. Die von der Stabsstelle Umwelt erarbeiteten Grundlagen und Ideen wurden vom beauftragten Öko-Institut e.V. in Dortmund aufgegriffen und weiterentwickelt. Unter Einbeziehung wichtiger Akteure (Stadtverwaltung, Gemeinderat, Freundeskreis) wurde gemeinsam ein abgestimmtes Umwelt-, Klima- und Nachhaltigkeitskonzept für die Landesgartenschau 2018 erarbeitet. Wesentliche Punkte aus wichtigen Themengebieten wurden daraus als Umwelt-, Klima- und Nachhaltigkeits-Leitlinien formuliert und anschließend von der Landesgartenschau Lahr 2018 GmbH beschlossen. Als Publikumsmagnet weckt die Gartenschau Interesse an Umwelt- und Klimaschutz und ist ein weiteres Modell, um Großveranstaltungen in Zukunft nachhaltig und möglichst klimaneutral zu gestalten. Weiterführende Informationen und Ergebnisse der Untersuchungen finden Sie im beigefügten Abschlussbericht. Darstellung dreier wesentlicher Erkenntnisse aus dem Projekt Bei Großveranstaltungen ist eine frühzeitige Erarbeitung und Abstimmung und eine verbindliche Beschließung von Umwelt-, Klima- und Nachhaltigkeitsleitlinien erforderlich, damit diese Punkte bei der Planung und Durchführung berücksichtigt werden. Neben den Leitlinien ist die Zurverfügungstellung eines umfassenden Maßnahmenkatalogs bzw. einer Checkliste eine wichtige Hilfestellung für die Beteiligten. Damit die Leitlinien und Maßnahmen in konkrete Aktionen und Projekte umgesetzt werden, sind eine Begleitung und ein Monitoring während des Planungs- und Durchführungszeitraums erforderlich.

Energienetzmanagement dezentraler, wärmegeführter BHKW
Offenburg

Ein intelligentes Netz für BHKW

Wenn mehr und mehr dezentrale Wind-, Wasser- und Photovoltaikanlagen Strom ins Netz einspeisen, müssen Netzbetreiber flexibel reagieren, um Überlastungen oder Engpässe zu verhindern. So genannte demand-response Systeme nutzen dafür zu- und abschaltbare Elemente wie beispielsweise BHKWs. Für die Betreiber von BHKWs jedoch ist es am wirtschaftlichsten, wenn ihre Anlagen durchgehend laufen. In drei Teilprojekten entwickelte das Institut für Energiesystemtechnik der Hochschule Offenburg ein Energienetzmanagement, das beide Ziele vereint. Dazu erstellten sie ein Netzmanagement am Geflügelhof Zapf in Gengenbach. Dort stellte der Lebensmittelbetrieb in einem weiteren Innovationsfondprojekt seine Energieversorgung auf drei Holzvergasern um. Die Hochschule baute zunächst ein Messsystem auf, erfasste, wie viel Energie die Produktion überhaupt benötigt und modellierte mit Hilfe spezieller Software ein Netz, das flexibel auf Strom- und Wärmebedarf reagieren kann. Im Testbetrieb entstand so ein Modell, das die Wissenschaftler anschließend auf andere Kleinnetze anwenden können. Für die Stadt Offenburg erstellten die Wissenschaftler ein weiteres System, um das städtische Teilnetz aus fünf BHKWs und kommunalem Gebäudepool wirtschaftlich und ressourcenschonend zu betreiben. Über die bereits vorhandene Gebäudeautomation wurde gemessen, wie viel Energie aus BHKW und Netzstrom einfloss und bezogen auch Wetterprognosen und mögliche Speicher mit ein. Ziel war es, durch eine zentrale Steuerung die BHKWs möglichst ununterbrochen zu betreiben und ihre Energie im Netz optimal zu nutzen. Bei Bedarf könnten solche intelligenten Kleinnetze in Zukunft in größere Netzverbunde integriert werden ohne die lokalen Betreiber einzuschränken. Kombiniert mit den Ergebnissen aus den beiden anderen Teilprojekten entwickelte die Hochschule schließlich ein eigenes Stromnetz für Lehre und Forschung, mit verschiedenen Energiequellen sowie thermischen und chemischen Speichern. Die Hochschule baute so ihre Kompetenzen in der Systemanalyse aus und zeigt neue Wege auf, um Energienetze optimal zu betreiben. Darstellung dreier wesentlicher Erkenntnisse aus dem Projekt Im Nachhinein muß das Projekt als sehr ambitiös eingestuft werden, konnte jedoch nach mehreren Verlängerungen erfolgreich abgeschlossen werden. Dabei wurde der notwendige Umfang den ein komplexes Energienetzmanagement fordert sehr deutlich. Dies gilt insbesondere dann, wenn mehrere innovative Komponenten und Verfahren zum Einsatz kommen. Schritte zur Optimierung der automations- und energiemeßtechnischen Ausrüstung wurden unternommen, um Labornetze mit Schnittstellen zu versehen, die Smart Grid – Funktionen erst ermöglichen. Es zeigte sich, dass viele verfügbare Produkte langfristig nicht für den Betrieb in flexiblen Netzen geeignet sind. Den Partnern stehen nun gut ausgerüstete Reallabore zur Verfügung, um Microgrids im Sinne von Smart Grids zu vernetzen und vernetzt zu untersuchen. Mit Weiterentwicklungen bei modellbasierten Prognosen und Algorithmen wurden wichtige Schritte zur Validierung gemacht. Die Arbeit werden fortgesetzt und sind Teil aktueller Forschungsaufgaben.

Freiland- und Laboruntersuchungen zum Verhalten ausgewählter Sulfonylharnstoff-Herbizide im Boden
Freiburg

Herbizide und Grundwasser

Seit den 1980er Jahren verwendet die Landwirtschaft immer mehr Herbizide auf Basis von Sulfonylharnstoffen (SHS). Weil SHS für Säugetiere nur gering toxisch sind und schon bei niedrigen Mengen effizient wirken, sind SHS beim Maisanbau mittlerweile das zweitwichtigste Pflanzenschutzmittel. Bisher wusste man überwiegend aus Modellversuchen, wie sich die Stoffe im Boden verhalten. Nachdem neuere Untersuchungen SHS im Trink- und Oberflächenwasser nachwiesen, untersuchte badenova zusammen mit dem Technologiezentrum Wasser in Karlsruhe, ob und wie stark sechs SHS-Stoffe ins Grundwasser auswaschen. Dazu untersuchten die Forscher neben den Laborversuchen eine Testfläche bei Bruchsal sowie zwei weitere in den Wasserschutzgebieten Hausen und Donauried bei Langenau. Nach Projektende 2008 stand fest, dass die Herbizide in sehr unterschiedlichen Mengen ins Grundwasser gelangen, wobei die Standortbedingungen eine bedeutende Rolle spielen. Besonders nach Starkregen ist es möglich, dass sich mittlere Konzentrationen an SHS im Grundwasser finden. Zusätzlich wiesen die Forscher darauf hin, dass sich die Stoffe im Boden anreichern und so in Zukunft für stärkere Konzentrationen sorgen könnten. Daher empfehlen die Wissenschaftler, dass Behörden und Wasserversorger künftig vier der untersuchten Stoffe in ihrem Grund- und Rohwassermonitoring überwachen. Besonders für die Oberrheinregion, wo Mais bereits knapp ein Viertel der Anbauflächen ausmacht, tragen die Ergebnisse dazu bei, dass die Landwirte SHS-Herbizide bewusster und umweltfreundlicher einsetzen können.