Das Rheinische Revier soll im Zuge des Kohleausstiegs zu einer ?Modellregion Bioökonomie? entwickelt werden, so steht
es im Strukturstärkungsgesetz Kohleregionen (§ 17 Nr. 12, 2020). Damit verbunden wird ein Mehrbedarf an biogenen
Ressourcen sein, der auch kritisch zu bewertende ökologische, ökonomische und soziale Folgen, nicht nur für die Region,
sondern auch global gesehen, haben kann. Aus diesem Grund führt das Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz Nordrhein-Westfalen (LANUV, im Folgenden Auftraggeber) das vom Bundeswirtschaftsministerium geförderte Projekt ?Biomassepotenziale Rheinisches Revier? durch, das eine wichtige Grundlage für eine nachhaltige Biomassenutzung im Rheinischen Revier liefern soll.
Ziel des Projekts ist die Sicherstellung der nachhaltigen Biomassenutzung bei der Förderung von Forschungs- und Industrievorhaben sowie die Vermeidung von Fehlanreizen durch Entwicklung folgender Instrumente:
- Nachhaltigkeitsindikatoren für ein Monitoring der nachhaltigen stofflichen Nutzung von Biomasse aus der Land- und Ernährungswirtschaft im Rheinischen Revier,
- Bewertungsschema für Politik und Verwaltung, um Förderanträge bewerten und priorisieren zu können,
- Politikempfehlungen für eine nachhaltige Nutzung von Biomasse aus der Land- und Ernährungswirtschaft im Rheinischen Revier.
Projektinhalte und Forschungsfragen
1. Überblick und Einordnung der Nutzungsverfahren
- Welche (bio-)technologischen Verfahren der stofflichen Biomassenutzung gibt es bzw. sind auf das Rheinische Revier übertragbar und welche Verfahren werden bis zum Jahr 2035 Industriereife erlangen?
- Wie nachhaltig sind diese Verfahren?
- In welchen Bereichen ist zukünftig mit einem erhöhten Biomassebedarf zu rechnen?
2. Potenzialberechnung Land- und Ernährungswirtschaft
- Wie viel Biomasse aus der Land- und Ernährungswirtschaft im Rheinischen Revier steht derzeit sowie in den Jahren 2035 und 2045 für eine stoffliche Nutzung nachhaltig zur Verfügung?
3. Ökonomische Analyse
- Welche Auswirkungen haben veränderte ökonomische Rahmenbedingungen (z. B. Biomasse-Preise, Förderprogramme) auf die Land- und Ernährungswirtschaft im Rheinischen Revier?
- Wie sollten Förderprogramme für eine nachhaltige stoffliche Biomassenutzung zur Vermeidung von Fehlanreizen ausgestaltet sein?
Das Projekt ReProLa setzt Landmanagement in direkte Beziehung zur Produktion und Vermarktung regionaler Produkte. Grundannahme ist, dass Regionalprodukte einen positiven Beitrag zu regionalen Kreisläufen und regionaler Wertschöpfung leisten. Sie haben eine hohe Relevanz für die Art und Intensität der Flächennutzung und damit auch für den Erhalt und die Qualität biotischer und abiotischer Ressourcen. In dem Projekt werden die Flächennutzungsveränderungen für die Metropolregion Nürnberg erfasst und ein Flächennutzungs-Monitoring mit Fokus auf Regionalprodukte und die systematische Erfassung der Flächenrelevanz ausgewählter Regionalprodukte aufgebaut. Damit wird gezeigt, wie wirtschaftliches Wachstum, demografische Verschiebungen und veränderte Lebensstile die Nutzungskonkurrenzen um die Ressource Land in der Metropolregion Nürnberg verschärfen. Parallel dazu werden die Beschäftigungs- und Wertschöpfungspotenziale für Regionalprodukte ermittelt. Damit werden z.B. für Kommunen relevante Daten und Argumente für die Steuerung der Flächennutzung bzw. den Umgang mit der Ressource Land geliefert. In der großräumigen Stadt-Land-Partnerschaft Metropolregion Nürnberg soll ein Dialog über (verbindliche) Spielregeln für ein regionales (Ausgleichs-) Flächenmanagement in Gang gesetzt werden. Es wird eine auf Beteiligung und interkommunale Kooperation setzende innovative Governancestruktur entwickelt und erprobt. Handlungsleitend ist dabei der Aspekt der Sicherung von Flächen für die Produktion von Regionalprodukten und den Erhalt der vielfältigen Kulturlandschaft. Damit verbunden sind Tools zur Verbesserung der Managementstrukturen im (Ausgleichs-)Flächenmanagement in Kommunen. Für einen regionalen Konsens und ein verbessertes Wissen zur Relevanz von Regionalprodukten werden Anbieter und Nachfrager von Regionalprodukten durch bewusstseinsbildende Maßnahmen einbezogen und Pilotprojekte zu strukturellen Verbesserung der Durchdringung mit Regionalprodukten angestoßen.
In UpgoeS soll geprüft werden, ob organomineralische (OM) Substratreststoffe aus dem hydroponischen Tomatenanbau upgecycelt als alternative Dünger, zur Bodenverbesserung und zur Ertrags- und Qualitätssteigerungen für den Freilandgemüsebau an zwei geologisch und klimatisch unterschiedlichen Standorten eingesetzt werden können. Die organische Fraktion aus Holz fällt im Ursprung als Holzhackschnitzel in einem Sägewerk an und wird weiter nach GGS (2018) zu einem Substrat mechanisch aufgefasert, wohingegen die mineralische Fraktion Nährionen sind, die sich in den Holzfasersubstraten während der Kulturzeit akkumulieren. Durch die Einbringung von OM-Substratreststoffen in Freilandflächen sollen grundlagenorientierte Erkenntnisse über die dadurch veränderten physikalischen Bodeneigenschaften, insbesondere zur Porenverteilung und Infiltration sowie zur reduzierten Stickstoffauswaschung ins Grundwasser gewonnen werden. Es wird erwartet, dass die Nitratretentionszeit erhöht und die Infiltrationsrate ansteigt. Somit soll sowohl die Bodenerosion verringert und die Trockenstresstoleranz des Bodens im Zeitalter des Klimawandels erhöht als auch die konventionelle Düngergabe und Trinkwasserbelastung durch Stickstoffeinträge reduziert werden. Dies könnte ein großes Einsparungspotential hinsichtlich produktionsbedingtem Energieaufwand für die Herstellung von Düngern und CO2-Emissionen bedeuten. Weiterhin kann durch die Wiederverwendung der OM-Substratreststoffe im Sinne der Kreislaufwirtschaft die Menge entsorgungspflichtiger Kultursubstrate reduziert werden. Es werden somit biologische Ressourcen verwendet, die upgecycled in Kaskaden genutzt werden können. Leitlinien zur Aufarbeitung und zum sachgerechten Einsatz von OM-Substratreststoffen aus dem hydroponischen Gemüseanbau sollen unter Einbeziehung von Entscheidungsträgern für den Freilandgemüseanbau erarbeitet werden, damit der Einsatz von Rohstoffen bezüglich beider Anbauformen ressourcenschonender und nachhaltiger gestaltet wird.
Es wird erforscht, ob das Einbringen von upgecycelten organomineralischen (OM) Substratreststoffen aus dem hydroponischen Tomatenanbau in den Boden des Freilandgemüsebaus ökonomische und ökologische Vorteile besitzt. Die organische Fraktion liefert mineralische Nährstoffe, die während der Kulturdauer freigesetzt werden. In einem dreijährigen Freilandexperiment wird auf zwei unterschiedlichen Standorten die Wirkung des aufgewerteten Oberbodens auf veränderte biologische, chemische und physikalische Eigenschaften des Boden-Pflanzengefüges untersucht. Als nährstoff- und carbonreiches Hächselgut soll es als alternativer Dünger und zur Bodenverbesserung dienen und entsprechend ertrags- und qualitätswirksam sein. Eine Verbesserung der physikalischen Bodeneigenschaften und Infiltrationsrate wird erwartet. Dies führt zu einem leichteren Eindringen von Niederschlag- und Beregnungswasser, wodurch die Wasser- und Nährstoffversorgung der Pflanzen gesteigert und gleichzeitig das Risiko einer Bodenerosion verringert wird. Ein höheres Angebot an pflanzenverfügbarem Wasser und substratgebundenen Nährstoffen offeriert das Potential einer gesteigerten Nährstoffnutzungseffizienz und eines reduzierten Düngebedarfs. Letzteres führt durch die Einsparung der Energie bei der Düngerherstellung zu einer besseren CO2-Bilanz. Die Wiederverwendung der OM-Substratreststoffe im Sinne der Kreislaufwirtschaft reduziert weiterhin die Menge entsorgungspflichtiger Kultursubstrate. So zielt UpgoeS darauf ab, die bisher ungenutzten biologischen Ressourcen des geschützten Anbaus durch ihren Einsatz als Bodenverbesser und Dünger im Freilandgemüsebau upzucyclen. Das agronomische und ökologische Potenzial der pflanzenbaulichen Wiederverwertung wird ermittelt, woraus ein Leitfaden zum sachgerechten Einsatz von OM-Substratreststoffen entsteht, der den Freilandbetrieben bereitgestellt werden soll. Dieser kann politischen Entscheidungsträger*innen als Grundlage für weitere Novellierungen der DüV dienen.
In UpgoeS soll geprüft werden, ob organomineralische (OM) Substratreststoffe aus dem hydroponischen Tomatenanbau upgecycelt als alternative Dünger, zur Bodenverbesserung und zur Ertrags- und Qualitätssteigerungen für den Freilandgemüsebau an zwei geologisch und klimatisch unterschiedlichen Standorten eingesetzt werden können. Die organische Fraktion aus Holz fällt im Ursprung als Holzhackschnitzel in einem Sägewerk an und wird weiter nach GGS (2018) zu einem Substrat mechanisch aufgefasert, wohingegen die mineralische Fraktion Nährionen sind, die sich in den Holzfasersubstraten während der Kulturzeit akkumulieren. Durch die Einbringung von OM-Substratreststoffen in Freilandflächen sollen grundlagenorientierte Erkenntnisse über die dadurch veränderten physikalischen Bodeneigenschaften, insbesondere zur Porenverteilung und Infiltration sowie zur reduzierten Stickstoffauswaschung ins Grundwasser gewonnen werden. Es wird erwartet, dass die Nitratretentionszeit erhöht und die Infiltrationsrate ansteigt. Somit soll sowohl die Bodenerosion verringert und die Trockenstresstoleranz des Bodens im Zeitalter des Klimawandels erhöht als auch die konventionelle Düngergabe und Trinkwasserbelastung durch Stickstoffeinträge reduziert werden. Dies könnte ein großes Einsparungspotential hinsichtlich produktionsbedingtem Energieaufwand für die Herstellung von Düngern und CO2-Emissionen bedeuten. Weiterhin kann durch die Wiederverwendung der OM-Substratreststoffe im Sinne der Kreislaufwirtschaft die Menge entsorgungspflichtiger Kultursubstrate reduziert werden. Es werden somit biologische Ressourcen verwendet, die upgecycled in Kaskaden genutzt werden können. Leitlinien zur Aufarbeitung und zum sachgerechten Einsatz von OM-Substratreststoffen aus dem hydroponischen Gemüseanbau sollen unter Einbeziehung von Entscheidungsträgern für den Freilandgemüseanbau erarbeitet werden, damit der Einsatz von Rohstoffen bezüglich beider Anbauformen ressourcenschonender und nachhaltiger gestaltet wird.