BiogasFachagentur Nachwachsende Rohstoffe e. V.

 

Projekte - Details

Integrated Cycles for Urban Biomass (ICU): Optimierung von Biomasseströmen und -verwertungswegen in urbanen Wohngebäuden mit dem Ziel einer CO2-neutralen Stadt - Akronym: ICU

Anschrift
Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg - Fakultät für Verfahrens- und Systemtechnik - Institut für Verfahrenstechnik
Universitätsplatz 2
39106 Magdeburg
Kontakt
Dr.-Ing. Robert Heyer
Tel: +49 391 6757069
E-Mail schreiben
FKZ
2219NR100
Anfang
01.12.2019
Ende
28.02.2021
Ergebnisverwendung
Die Berechnungen zeigen, dass eine Wohnanlage mit 100 Personen mit dem produzierten Bioabfall 21% ihres jährlichen Stromverbrauchs decken kann. Der Stickstoff (N) in den flüssigen Fermentationsrückständen ermöglicht die Produktion von bis zu 6,3 t frischer Salatmasse pro Jahr in einem 70 m² großen professionellen Hydroponik-Produktionsbereich. Die Menge an Salat reicht aus, um vier Personen für ein Jahr zu ernähren. Aufgrund des verringerten Transports von Bioabfällen, der Eigenproduktion von Lebensmitteln und Düngemitteln werden im Vergleich zu einem herkömmlichen Gebäude 6,468 kg CO2-Äquivalent (CO2-Äq.) pro Jahr gespart. Die Machbarkeitsstudie zeigt jedoch auch, dass die Umsetzung rentabler wird, je mehr Menschen in dem Gebäudekomplex wohnen. Noch besser wäre eine Quartierslösung bei der mehrere Gebäudeeinheiten integriert werden. Für die Zukunft wird es unerlässlich sein ein Prototyp zu erstellen, um zu zeigen, dass auch die praktische Umsetzung funktioniert. Weitere Herausforderungen für die praktische Umsetzung werden die juristischen Paragraphen, wie die BioAbV und die DüMV, sein. Insgesamt bringt uns die Umsetzung dieses Konzepts einer nachhaltigen CO2-neutralen Gesellschaft einen Schritt näher und verringert gleichzeitig die Nachfrage nach Land.
Aufgabenbeschreibung
Um der fortschreitenden globalen Erwärmung erfolgreich entgegenwirken zu können, ist es zwingend notwendig, eine CO2-neutrale Gesellschaft basierend auf nachhaltigen Wertschöpfungskreisläufen zu etablieren. Allerdings fehlen derzeit noch CO2-neutrale Konzepte für die Versorgung mit Lebensmitteln und Entsorgung bzw. Nutzung der biogenen Reststoffe. Ein Ansatz dafür wäre es, die in Gebäuden anfallende Biomasse zu recyceln und die Produktion der Lebensmittel wenigstens teilweise direkt in die Stadt und die Gebäude zu integrieren. Dabei werden die von Menschen generierten biogenen Reststoffe im "Technikum" des Hauses anaerob durch eine Biogasanlage zu Methan und CO2 abgebaut. Methan wiederum kann in einem hausinternen Blockheizkraft zur Bereitstellung von Strom und Wärme genutzt werden. Der verbleibende Gärrest wird als Nährstofflieferant verwendet, um auf Häuserdächern oder hausinternen Gewächshäusern Obst und Gemüse anzubauen. Um beim Anbau der Pflanzen möglichst große Erträge zu erreichen, könnten die Pflanzen direkt in Nährlösungen angebaut werden (hydroponische Kultur). Allerdings muss bei dieser Prozessführung getestet werden, ob sich im Gärrest enthaltene Verbindungen hemmend auf das Pflanzenwachstum auswirken und ob Ammonium und andere (organische) Nährstoffverbindungen für die Pflanzen nutzbar sind oder erst durch Mikroorganismen (an den Wurzeln) umgewandelt werden müssen. Der Vorteil dieses lokalen Biomasserecyclings ist, dass die vorhandenen Biomasseströme optimal genutzt. Voraussetzung um diese Vision umzusetzen, ist die vorherige Evaluierung der wirtschaftlichen, energetischen, stofflichen, technischen, juristischen und hygienischen Aspekte des Konzepts und die Abschätzung möglicher Potentiale. Diese soll im Rahmen der hier beantragten Machbarkeitsstudie durchgeführt werden.

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