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Untersuchungen der energetischen Nutzungsoptionen von Hanffaserreststoffen zur exemplarischen Einbindung in das Energiekonzept eines Verarbeitungsstandorts, Teilvorhaben: Vergleichende Untersuchung der energetischen Nutzungsoptionen von Hanffaserreststoffen

Die Hanfindustrie hat sich in den vergangenen Jahren aufgrund neuer politischer Rahmenbedingungen und innovativer Produktfelder zu einem stark wachsenden Wirtschaftsbereich entwickelt. Hanfprodukte werden in der Lebensmittel-, Pharma-, Automobil-, Bau-, Textil- und Papierindustrie eingesetzt. Das stärkste Wachstum der Hanfindustrie findet in der Produktion von Lebensmittel- und Lebensmittelzusätzen aus Hanfsamen, Hanf- und CBD-Ölen statt. Als Nebenprodukte fallen in diesen Wirtschaftsbereichen Extraktionsreste an, für die es derzeit nur bedingt Verwertungsmöglichkeiten gibt. In der industriellen Hanffaserproduktion werden aus getrocknetem Hanfstroh hochwertige Naturfasern gewonnen, die z.B. im Fahrzeugleichtbau zur Herstellung von Fahrzeugarmaturen und Verkleidungen eingesetzt werden. Hanffasern sind darüber hinaus ein etabliertes ökologisches Dämmstoffmaterial. Hanfdämmstoffe zeichnen sich durch eine bessere CO2 Bilanz gegenüber konventionellen Dämmstoffmaterialien wie Mineralwolle oder Styropor aus und bieten die Möglichkeit CO2 über mehrere Jahrzehnte im Dämmstoff zu fixieren. Im Dämmstoffherstellungsverfahren fallen neben dem Hauptprodukt Hanffasern im etwa gleichen Umfang zellulosehaltige Reststoffe an, die derzeit nur zu einem geringen Teil wirtschaftlich genutzt werden. Im Hinblick auf eine zunehmende regenerative Energieversorgung sowie knapper werdende Ressourcen bzw. der kritischen Diskussion um den Einsatz nachwachsender Rohstoffe zur Energiegewinnung kommt der Erschließung biogener Rest- und Abfallstoffe für die Erzeugung effizienter, speicherbarer, flexibler und dezentraler Bioenergieträger zunehmende Bedeutung zu. Im Vorhaben HanfNRG sollen energetischen Nutzungsoptionen von Reststoffen der Hanfverarbeitung untersucht werden zur exemplarischen Einbindung in das Energiekonzept einer Hanffaserfabrik.

Untersuchungen der energetischen Nutzungsoptionen von Hanffaserreststoffen zur exemplarischen Einbindung in das Energiekonzept eines Verarbeitungsstandorts

Die Hanfindustrie hat sich in den vergangenen Jahren aufgrund neuer politischer Rahmenbedingungen und innovativer Produktfelder zu einem stark wachsenden Wirtschaftsbereich entwickelt. Hanfprodukte werden in der Lebensmittel-, Pharma-, Automobil-, Bau-, Textil- und Papierindustrie eingesetzt. Das stärkste Wachstum der Hanfindustrie findet in der Produktion von Lebensmittel- und Lebensmittelzusätzen aus Hanfsamen, Hanf- und CBD-Ölen statt. Als Nebenprodukte fallen in diesen Wirtschaftsbereichen Extraktionsreste an, für die es derzeit nur bedingt Verwertungsmöglichkeiten gibt. In der industriellen Hanffaserproduktion werden aus getrocknetem Hanfstroh hochwertige Naturfasern gewonnen, die z.B. im Fahrzeugleichtbau zur Herstellung von Fahrzeugarmaturen und Verkleidungen eingesetzt werden. Hanffasern sind darüber hinaus ein etabliertes ökologisches Dämmstoffmaterial. Hanfdämmstoffe zeichnen sich durch eine bessere CO2 Bilanz gegenüber konventionellen Dämmstoffmaterialien wie Mineralwolle oder Styropor aus und bieten die Möglichkeit CO2 über mehrere Jahrzehnte im Dämmstoff zu fixieren. Im Dämmstoffherstellungsverfahren fallen neben dem Hauptprodukt Hanffasern im etwa gleichen Umfang zellulosehaltige Reststoffe an, die derzeit nur zu einem geringen Teil wirtschaftlich genutzt werden. Im Hinblick auf eine zunehmende regenerative Energieversorgung sowie knapper werdende Ressourcen bzw. der kritischen Diskussion um den Einsatz nachwachsender Rohstoffe zur Energiegewinnung kommt der Erschließung biogener Rest- und Abfallstoffe für die Erzeugung effizienter, speicherbarer, flexibler und dezentraler Bioenergieträger zunehmende Bedeutung zu. Im Vorhaben HanfNRG sollen energetischen Nutzungsoptionen von Reststoffen der Hanfverarbeitung untersucht werden zur exemplarischen Einbindung in das Energiekonzept einer Hanffaserfabrik.

Upcycling organomineralischer Substratreststoffe aus hydroponischen Systemen, Teilvorhaben 1: Implementierungsforschung am Standort Berlin

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.

Dezentrale Kultivierung von Mikroalgen unter Verwendung von CO2 aus Abgasen einer Biogasanlage, Teilvorhaben: Markt- und Kostenanalyse

Untersuchungen der energetischen Nutzungsoptionen von Hanffaserreststoffen zur exemplarischen Einbindung in das Energiekonzept eines Verarbeitungsstandorts, Teilvorhaben: Vorbehandlung von Reststoffen der Hanffaserproduktion und Prozesskettenentwicklung für die energetische Verwertung

Die Hanfindustrie hat sich in den vergangenen Jahren aufgrund neuer politischer Rahmenbedingungen und innovativer Produktfelder zu einem stark wachsenden Wirtschaftsbereich entwickelt. Hanfprodukte werden in der Lebensmittel-, Pharma-, Automobil-, Bau-, Textil und Papierindustrie eingesetzt. Das stärkste Wachstum der Hanfindustrie findet in der Produktion von Lebensmittel- und Lebensmittelzusätzen aus Hanfsamen, Hanf- und CBD-Ölen statt. Als Nebenprodukte fallen in diesen Wirtschaftsbereichen Extraktionsreste an, für die es derzeit nur bedingt Verwertungsmöglichkeiten gibt. In der industriellen Hanffaserproduktion werden aus getrocknetem Hanfstroh hochwertige Naturfasern gewonnen, die z.B. im Fahrzeugleichtbau zur Herstellung von Fahrzeugarmaturen und Verkleidungen eingesetzt werden. Hanffasern sind darüber hinaus ein etabliertes ökologisches Dämmstoffmaterial. Hanfdämmstoffe zeichnen sich durch eine bessere CO2 Bilanz gegenüber konventionellen Dämmstoffmaterialien wie Mineralwolle oder Styropor aus und bieten die Möglichkeit CO2 über mehrere Jahrzehnte im Dämmstoff zu fixieren. Im Dämmstoffherstellungsverfahren fallen neben dem Hauptprodukt Hanffasern im etwa gleichen Umfang zellulosehaltige Reststoffe an, die derzeit nur zu einem geringen Teil wirtschaftlich genutzt werden. Im Hinblick auf eine zunehmende regenerative Energieversorgung sowie knapper werdender Ressourcen bzw. der kritischen Diskussion um den Einsatz nachwachsender Rohstoffe zur Energiegewinnung kommt der Erschließung biogener Rest- und Abfallstoffe für die Erzeugung effizienter, speicherbarer, flexibler und dezentraler Bioenergieträger zunehmende Bedeutung zu. Im Vorhaben HanfNRG sollen energetischen Nutzungsoptionen von Reststoffen der Hanfverarbeitung untersucht werden zur exemplarischen Einbindung in das Energiekonzept einer Hanffaserfabrik.

Erschließung nachhaltiger Rohstoffe zur Gewinnung hochreiner Chemiezellstoffe für den Lyocell-Prozess, Teilvorhaben 2: Lyocellfasern

Erschließung nachhaltiger Rohstoffe zur Gewinnung hochreiner Chemiezellstoffe für den Lyocell-Prozess, Teilvorhaben 1: Rohstoffe, Zellstoffe

Upcycling organomineralischer Substratreststoffe aus hydroponischen Systemen, Teilvorhaben 2: Implementierungsforschung am Standort Geisenheim

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.

Upcycling organomineralischer Substratreststoffe aus hydroponischen Systemen

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.

Ceramide - von Obstreststoffen zu biobasierten Gesundheitsprodukten, Teilvorhaben H

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