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Nachwuchsgruppe: Entwicklung einer nachhaltigen Rohstoffbasis für Kultursubstrate im Gartenbau

Das geplante Forschungs- und Entwicklungsprojekt beabsichtigt, an der Hochschule Osnabrück eine Nachwuchsforschungsgruppe aufzubauen und zu etablieren, die sich mit der Entwicklung und Evaluierung von gärtnerischen Kultursubstraten auf der Basis von nachwachsenden heimischen Rohstoffen beschäftigt. Ein promovierter Gartenbauwissenschaftler soll die Gelegenheit erhalten, sich durch Forschungs- und Lehrtätigkeit für eine Berufung als Professor weiter zu qualifizieren. Zwei weitere wissenschaftliche Mitarbeiter/innen mit einem Masterabschluss werden projektbegleitend in Kooperation mit der Universität Osnabrück an einer Promotion im genannten Themenfeld arbeiten. Die Mitglieder des Nachwuchsteams befassen sich im Vorhaben jeweils mit verschiedenen Rohstoff- und Verfahrenskombinationen zur Gewinnung zukunftsfähiger Substratausgangsstoffe. Außerdem spezialisieren sie sich in bestimmten methodischen Kompetenzfeldern und arbeiten daran, analytische Untersuchungsverfahren zur Bewertung von Substratbestandteilen und Substraten weiterzuentwickeln. Zur Reduktion des Torfanteils in Kultursubstraten ist es notwendig, das Anwendungspotenzial alternativer Rohstoffe zu optimieren. Im Fokus der hier geplanten Forschungsarbeiten stehen dabei insbesondere Holzfasern, Grüngutkompost und Rohrkolbenprodukte. Ziel ist es, einerseits die Eigenschaften der Materialien durch verschiedene verfahrenstechnische Ansätze in der Aufbereitung und Herstellung so zu verbessern, dass sie zu einem möglichst hohen Anteil in Substratmischungen genutzt werden können. Darüber hinaus sollen anbautechnische Strategien entwickelt werden, die zur besseren Adaption der Kulturführung in stark torfreduzierten oder torffreien Substraten beitragen und damit die Kultursicherheit erhöhen. Insgesamt dient das Vorhaben der Sicherung und Erweiterung der akademischen Expertise, um neue, nachhaltige Lösungsansätze für die substratgebundene Pflanzenproduktion voranzutreiben und in der gartenbaulichen Praxis umzusetzen.

Torffreie Substrate aus Grüngutkompost unter Nutzung der Regulierfunktionen des Additives Ton - Erhalt hoher Kultursicherheit durch Erhöhung der N-Stabilität und Vergrößerung der Wassernachlieferung

Herstellung und Bewertung von Torfersatzstoffen auf Basis der hydrothermalen Umwandlung aus biogenen Reststoffen

Moore sind der wichtigste langfristige Kohlenstoffspeicher in der terrestrischen Biosphäre. Torf ist eine endliche und übernutzte Ressource. Der Torfabbau führt zu einer Freisetzung des gespeicherten CO2 und hat damit hohe Klimarelevanz. Die Entwicklung torffreier Gartensubstrate gewinnt daher an Bedeutung. Ziel dieses Vorhabens ist die Entwicklung und Prüfung torffreier Substrate für den Gartenbau. Grüngut mit 4,2 Mio t/a und Blühstreifen sind erfolgversprechende Basismaterialien für die Produktion von Torfersatzstoffen. Durch hydrothermale Carbonisierung (HTC) lassen sich diese Materialien in torfähnliche, mikrobiell abbauresistente Materialien umwandeln. Im Laborversuch werden zehn Varianten aus Grüngut bei 150-190 Grad C für 30-60 Minuten hydrothermal carbonisiert. Die Varianten werden geprüft (chemisch, biologisch, hydro-physikalisch) und bewertet und die gartenbaulich beste Variante für einen Großversuch ausgewählt. Durch einen Erdenhersteller werden drei Zuschlagsmischungen i) Holzwolle, Kokosfaser, Perlite; ii) Grünschnittkompost, Rindenkompost, Holzwolle und iii) Rindenkompost, Grünschnittkompost, Holzfaser, Kokosfaser hergestellt und jeweils mit zwei unterschiedlichen Zumischraten von hydrothermal behandelten Material aus den Großversuchen gemischt. Zusätzlich zur umfangreichen Charakterisierung wird das Lagerungsverhalten dieser Substratmischungen untersucht und bewertet. In (Langzeit-)Anbauversuchen werden die pflanzenbauliche Eignung und das Alterungsverhalten geprüft und bewertet. Die gealterten Substrate werden wiederholt chemisch, biologisch und hydro-physikalisch geprüft und bewertet. Anhand der techno-ökonomischen und ökologischen Bewertung des Torfersatzstoffes auf Basis der HTC von Grüngut und der Ergebnisse aus den Untersuchungen werden entsprechende Handlungsempfehlungen abgeleitet.

Herstellung und Bewertung von Torfersatzstoffen auf Basis der hydrothermalen Umwandlung aus biogenen Reststoffen, Teilvorhaben 1: Durchführung der hydrothermalen Umwandlung und deren physikochemische, techno-ökonomische und ökologische Bewertung

Herstellung und Bewertung von Torfersatzstoffen auf Basis der hydrothermalen Umwandlung aus biogenen Reststoffen, Teilvorhaben 2: Substrathydrologische und pflanzenbauliche Bewertung hydrothermal erzeugter Torfersatzstoffe

Blumenerde

Mit torffreier Blumenerde klimafreundlich gärtnernWie Sie Blumen- und Gartenerde nachhaltig verwenden<ul><li>Kaufen Sie nur Blumenerde ohne Torf.</li><li>Nutzen Sie Komposterde als Blumenerde.</li></ul>Gewusst wieTorf wird durch die Trockenlegung und den Abbau von Mooren gewonnen. Moore sind wichtige Biotope mit teilweise hoch spezialisierten Arten sowie große Kohlenstoffspeicher. Durch ihren Rückgang durch Torfabbau werden Lebensräume zerstört und große Mengen an Treibhausgasen freigesetzt. Um der Zerstörung entgegenzuwirken, müssen Moore geschützt werden.Torffreie Blumenerde kaufen: Handelsübliche Garten- und Blumenerden bestehen bis zu 90 Prozent aus Torf. Umweltfreundliche Alternativen sind torffreie Erden aus Holzfasern, Rinde oder aus Kompost. Prüfen Sie anhand der Liste der Inhaltsstoffe, dass kein Torf enthalten ist. Die auf Produkten verwendeten Bezeichnungen "torfreduziert" oder "torfarm" sind irreführend. Derartige Produkte enthalten oft noch bis zu 70 Prozent Torf. Der BUND hat einen <a href="https://www.bund.net/service/publikationen/detail/publication/bund-einkaufsfuehrer-fuer-torffreie-erden/">Einkaufsführer mit Bezugsquellen</a> erstellt.Eigener Kompost als Blumenerde: Nutzen Sie Komposterde aus Ihrem Garten als Blumenerde. Der BUND Hannover hat hierzu <a href="http://archiv-hannover.bund.net/themen_und_projekte/naturgarten/torffreie_erden/rezept_torffreie_erde/">Hinweise für die "richtige Mischung"</a> zusammengetragen. Diese Komposte sind auch hygienisch unbedenklich.Was Sie noch tun können:HintergrundMoore binden etwa 700 Tonnen Kohlenstoff pro Hektar – sechsmal so viel wie Wald. Trotz ihres geringen weltweiten Flächenanteils von nur drei Prozent speichern Moore etwa ein Drittel des gesamten im Boden gebundenen Kohlenstoffs. Für die landwirtschaftliche Nutzung ebenso wie für den Abbau von Torf werden Moore, deren Entstehung Jahrhunderte bis Jahrtausende gedauert hat, entwässert. Dabei wird nicht nur der Lebensraum seltener Tiere und Pflanzen zerstört, es entweicht auch CO2. Entwässerte und vor allem landwirtschaftlich genutzte Moore sind für ca. fünf Prozent der globalen Treibhausgasemissionen verantwortlich. In Deutschland sind rund 95 Prozent der Moore degradiert und emittieren daher CO2. Aufgrund dieser Tatsache und nicht angepasster Bewirtschaftung von Moorböden emittierten diese im Jahr 2023 circa 6,9 Prozent der Treibhausgasemissionen Deutschlands.Der Anteil von Torf in Hobbyerden ist in den letzten Jahren deutlich gesunken und liegt aktuell bei etwa einem Drittel. Diese Entwicklung wird vor allem durch den verstärkten Einsatz von Grüngutkompost als Ersatzstoff unterstützt.Quelle:

Modell- und Demonstrationsvorhaben Hobby-Gartenbau mit torfreduzierten und torffreien Substraten auf Basis nachwachsender Rohstoffe

Umstellung auf eine Anlage zur Kompostierung von Grünschnitt, Herstellung von Erden und Substraten, Behandlung und zeitweilige Lagerung von Abfällen/Zuschlagstoffen. (MUEG Mitteldeutsche Umwelt- und Entsorgung GmbH)

Die MUEG GmbH plant die Umstellung ihrer Anlage zur Kompostierung von Klärschlämmen. Zukünftig soll am Standort Asendorf die Kompostierung von Grünschnitt, die Herstellung von Erden und Substraten und die Behandlung und zeitweilige Lagerung von Abfällen und /Zuschlagstoffen durchgeführt werden. Dabei kommt es zu einer Umstellung der ehemaligen Hauptanalage (HA 01) zur „Kompostierung von Grünschnitt und Klärschlamm“. Die HA 01 wird zukünftig nur die „Kompostierung von Grünschnitt“ durchführen. Des Weiteren wird die Anlage um folgende Nebenanlagen er-weitert: Nebenanalage AN 01.10 „Lagerbereiche Input/Output zur Kompostierung“, Neben-analage AN 02.20 „Lagerbereiche Input/Output“ und Nebenanalage AN 03.30 „Aufberei-tung/Behandlung von Abfällen und Zuschlagstoffen“. Der in der Hauptanlage hergestellte Grünschnittkompost soll aus Ausgangsstoff zur bedarfsgerechten Herstellung von Erden und Substraten für den Garten- und Landschaftsbau dienen. Die Lagerung von Boden und Zuschlagsstoffen sowie das Mischen erfolgt in den Nebenanla-gen und der bereits vorhandenen Anlagentechnik am Standort.

Umsetzung einer klimaverträglichen Biomasseverwertung

Projektförderung Das Vorhaben “Umsetzung einer klimaverträglichen Biomasseverwertung” wird im Berliner Programm für Nachhaltige Entwicklung (BENE) gefördert aus Mitteln des Europäischen Fonds für Regionale Entwicklung und des Landes Berlin (Förderkennzeichen 1161-B5-0). Die aktuelle einfache Kompostierung von Grünabfällen aus Berlin (maßgeblich Straßenlaub der BSR und Mähgut der Grünflächenpflege) weist trotz Nutzen des Kompostes deutliche Emissionen an Treibhausgasen auf, rd. 7.600 Mg CO 2 -Äq. pro Jahr, zudem geht der Energieinhalt dieser Abfälle verloren. In dem vom Berliner Abgeordnetenhaus beschlossenen Abfallwirtschaftskonzept 2020 bis 2030 werden diese Treibhausgas-Emissionen aus der bisherigen Einfachkompostierung angesprochen und zum Fazit geführt: „Die Behandlung von Berliner Grasschnitt- und Laubabfällen in solchen Einfachkompostierungsanlagen ist daher bis Ende 2022 zu beenden.” Auch das Berliner Energie- und Klimaschutzprogramm des Landes Berlin fordert, diese Abfälle vollständig einer höherwertigen Verwertung zuzuführen. In den vorhergehenden Jahren wurden von der Senatsumweltverwaltung verschiedene technische Möglichkeiten dieser höherwertigen Verwertung untersucht. Für die höherwertige, klimaentlastende Verwertung der genannten Grünabfälle wurden die Vergärung, die direkte Verbrennung, die Aufbereitung in Hausmüll-Behandlungsanlagen und die Hydrothermale Karbonisierung (HTC) untersucht. Teils aus verfahrenstechnischen, teils aus Kostengründen konnte sich bislang keines dieser Verfahren durchsetzen. Im vorliegenden Forschungsvorhaben wurde der Weg untersucht, die Grünreste über ein mechanisches Pressverfahren zu Brennstoff aufzubereiten und diesen dann in bestehenden Kraftwerken als Kohleersatz einzusetzen. Dazu wurden in einer bereits bestehenden Aufbereitungsanlage der Firma florafuel AG für Laub und Gras in der Nähe von München große Mengen an Brennstoff produziert und für großtechnische Verbrennungsversuche in Berlin eingesetzt. In dieser Aufbereitung werden die Grünreste zunächst zerkleinert und dann gewaschen, um Inertstoffe und verbrennungsschädliches Chlor und Kalium auszutragen. Danach wird der Faserschlamm mechanisch entwässert, nachfolgend getrocknet und zu Pellets oder Briketts verpresst. Dieser Brennstoff ist in seinen physikalisch/chemischen Eigenschaften regulären Holzbrennstoffen sehr ähnlich. Die Aufbereitung selbst arbeitet nach langjähriger Betriebserfahrung weitgehend sicher. Daher soll in Berlin eine erste Demonstrationsanlage von rd. 12.000 Mg/a Durchsatz errichtet werden. Im Projekt war die sehr wichtige Frage zu klären, ob der erzeugte Brennstoff in bestehenden Berliner Kraftwerken verarbeitbar ist und dabei klimabelastende Kohle ersetzen kann. Dazu wurden in den Kohle-Kraftwerken der BTB, von Vattenfall und im Fernheizwerk Neukölln insgesamt über 150 Mg aufbereiteten Brennstoffs testweise verbrannt, in verschiedenen Feuerungsverfahren (Wanderrost und Wirbelschicht). Die Ergebnisse der Verbrennungs-Großversuche zeigen, dass sich die Grünrest-Brennstoffe zwar nicht allein, aber in Mischung mit anderen Brennstoffen in beiden Feuerungsverfahren gut verbrennen lassen. Das in den Versuchen begleitend aufgezeichnete Emissionsverhalten einer solchen Mischung erwies sich als unproblematisch. Allerdings neigt der Brennstoff bei mehrfachen Umlade- und Abwurfvorgängen zu relevanten Staubentwicklungen. Dies konnte durch die geänderte Brennstoff-Konfektionierung zwar deutlich reduziert werden, bildet aber eine noch weiter zu lösende Aufgabe. Die weitere Prüfung – eben auch über möglichst bald durchzuführende weitere Versuche – als Grundlage einer zugesagten Dauerabnahme der Bio-Brennstoffe wird durch die EVU, gerade auch im Hinblick auf zukünftige Standortkonzepte im Kontext Kohleausstieg fortgesetzt. Die Abnahme des Brennstoffs zunächst aus der Demonstrationsanlage ist die zentrale Voraussetzung für die erzielbare hohe Treibhausgas-Entlastung: Durch die Umlenkung aus der Kompostierung in diese energetische Verwertung kann eine spezifische THG-Reduzierung von rd. -460 kg CO 2 -Äq/Mg erreicht werden. Für die Gesamtmenge von rd. 102.000 Mg/a an Laub und Mähgut wäre damit eine jährliche THG-Entlastung von rd. -47.000 Mg CO 2 -Äq erzielbar. Das ist einerseits im Bereich der Abfallwirtschaft Berlins eine im Vergleich sehr hohe absolute Klima-Entlastung, andererseits liegt der spezifische Preis für die THG-Minderung im Bereich von 40 €/Mg CO 2 -Äq und damit im unteren Bereich alternativer Reduktionsmaßnahmen. Im Verlauf des Projektes ergab sich im Austausch mit dem CarboTip-Projekt (FU Berlin) eine ergänzende vorteilhafte Verwertungsmethode: Aufbereitete Mengen aus Laub und Mähgut werden zur pyrolytischen Erzeugung von Pflanzenkohle (langfristige Bindung des Kohlenstoffes im Boden) und Pyrolysegas als Erdgasersatz verwendet. Der Klimaeffekt ist ähnlich positiv wie beim Ersatz von Kohle im Kraftwerk, die CO 2 -Reduktionskosten sind ähnlich günstig.

Torfreduzierte und torffreie Substrate für den Ökologischen Kräuterbetrieb - Erprobung, Optimierung und Wissenstransfer

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