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s/ressource efficiency/resource efficiency/gi

BioKreativ 3 - Pep2Rec: Peptid-basiertes Trennsystem zur Rückgewinnung von Palladium aus der chemisch-pharmazeutischen Industrie

Wissenschaftliche Begleitforschung zu aktuellen Diskursen zur Ressourcenschonung - nationale, europäische und internationale Ebene

In diesem Vorhaben soll einerseits eine Analyse der potenziellen Treibhausgaseinsparungen von Ressourceneffizienz (RE)- und Circular Economy (CE)-Maßnahmen erfolgen und prioritäre Maßnahmen identifiziert werden. Dabei soll auf existierenden Ansätzen aufgebaut werden und eine Anknüpfung an die internationale Forschungslandschaft erfolgen. Zentrale Frage ist dabei, inwieweit eine Senkung des Verbrauchs an Primärrohstoffen und die Schließung von Stoffkreisläufen durch RE/CE-Maßnahmen zur Erreichung der Klimaschutzziele beitragen können und welches die effektivsten Umstellungen/Maßnahmen zur Erreichung dieser Ziele sind? Andererseits soll das Vorhaben die inhaltliche Ausgestaltung des Europäischen Ressourcenforums (ERF) in 2022 und 2024 unterstützen. Die Ergebnisse des Vorhabens sollen in laufenden europäischen und internationalen Prozessen wie G7, G20, dem UNEP International Resource Panel (IRP), und auf EU-Ebene verwendet werden.

Kreislaufwirtschaft bei Schuhen

Zielsetzung: Die Schuhindustrie steht vor der Herausforderung, ihre linearen Produktions- und Konsummuster hin zu zirkulären Geschäftsmodellen zu transformieren. Jährlich gelangen etwa 360 Millionen Paar Schuhe auf den deutschen Markt. Ein Großteil dieser Produkte wird nach dem Gebrauch nicht zurückgeführt, was zu einer massiven Ressourcenverschwendung führt, da riesige Mengen als "Abfall" auf Mülldeponien enden oder thermisch verwertet (=verbrannt) werden. Diese Praxis trägt zur globalen Ressourcenverknappung und zum Klimawandel bei. Zudem ist die Branche durch komplexe Materialzusammensetzungen und teilweise hohe Kunststoffanteile besonders problembehaftet. Die vorhandenen Rückführung-, Wiederverwertungs- und Recyclingansätze sind unzureichend, was die dringende Notwendigkeit eines umfassenden Konzeptes zur Kreislaufwirtschaft verdeutlicht. Problemstellung der Schuhbranche: 1. Recyclingfreundliche Produktgestaltung (Ökodesign): Der Massenmarkt wird bisher von wenig ressourcenschonenden und kurzlebigen Produkte dominiert. 2. Komplexität der Materialien: Die vielfältigen Materialkombinationen erschweren Recyclingprozesse erheblich. 3. Rücknahme- und Wiederverwertungsstrategien: Es existieren kaum etablierte Systeme zur Rückführung gebrauchter Schuhe. 4. Politische Vorgaben: Die Branche muss sich an die neuen gesetzlichen Anforderungen anpassen. Unsere Zielsetzung: Das Projekt zielt darauf ab, eine umfassende Konzeptentwicklung für die Schuhindustrie zu initiieren, die umsetzungsfähige und praxisrelevante kreislauffähige Beispiele für ein System zur Produktion, Rücknahme, Wiederverwertung und/oder fachgerechten Entsorgung von Schuhen bereitstellt. Die Kernziele umfassen: - Förderung einer nachhaltigen Kreislaufwirtschaft durch Impulse zur Veränderung - Umweltrelevante Problemlösungen - Stärkung von ökonomischen, zirkulären Geschäftsmodellen Im Projekt werden die Herausforderungen der Branche umfassend adressiert: von der Produktgestaltung und -design über Rücknahme- und Recyclinglösungen bis hin zur Ressourceneffizienz. Eine enge Zusammenarbeit von Forschung, Industrie und Handel soll sicherstellen, dass die Umsetzung praxisnah und realistisch erfolgt. Im Rahmen eines Berichts mit Handlungsempfehlungen werden klare Schritte zur Implementierung echter kreislaufwirtschaftlicher Systeme erarbeitet. So wird die Schuhbranche befähigt, ökologische, soziale und wirtschaftliche Nachhaltigkeit in Einklang zu bringen und langfristige Wertschöpfung zu erzielen.

Separation und Ansäuerung nach Fällung von Flüssigmist aus Rinderställen

Ausgehend von den Erkenntnissen des SAFT-Projektes, welches durch die Ansäuerung von Flüssigmist mit Schwefelsäure die Ammoniak- und Methanemissionen deutlich mindert, wird ein Verfahren entwickelt, das auch für die Rinderhaltung geeignet ist. Das Verfahren soll dahingehend optimiert werden, dass der Säureverbrauch deutlich gesenkt wird, was die Kosten- und Ressourceneffizienz erhöht. Durch Einsatz von Calcium-Additiven wird der Carbonatpuffer, der für den Großteil des Säurebedarfs während der Ansäuerung verantwortlich ist, vorab eliminiert und ausgefällt. Eine Separierung des Flüssigmistes in eine flüssige und eine feste Phase reduziert den Säurebedarf zusätzlich und führt zu einer Nährstoffentfrachtung der flüssigen Phase. Unter diesen Umständen wird nach Alternativen zur Schwefelsäure gesucht. Dadurch wird das Verfahren auch im ökologischen Landbau einsetzbar, die Gefahr einer Schwefelüberdüngung nach der Flüssigmistausbringung entfällt, das Problem der Betonkorrosion in Flüssigmistkanälen und Lagerbehältern wird minimiert und die Methangasausbeute beim Einsatz des Flüssigmistes in Biogasanlagen erhöht. In Laborversuchen wird zunächst der Einsatz von Ca-Additiven und der Separation des Flüssigmistes zur Ausfällung des Carbonatpuffers untersucht. Schließlich wird an dem so vorbereiteten Flüssigmist der Säurebedarf bestimmt und der Einsatz von Alternativen zur Schwefelsäure untersucht. An dem so angesäuerten Flüssigmist wird das Biogasbildungspotential bestimmt. Die bereits etablierte Ansäuerungstechnik wird um ein Modul der Carbonatfällung und eine Separationseinheit erweitert. Die Anlage erhält für den praktischen Einsatz eine neu zu entwickelnde volumetrische Carbonatgehaltsbestimmung. Diese soll die anfällige und wartungsintensive pH-Wert-Messung mittels pH-Sonden ersetzen. Am Ende erfolgt eine ökonomische Bewertung der Ansäuerungstechnik unter Berücksichtigung der Methan- und Ammoniakemissionsminderung, des Biogaspotentials und einer Düngebilanzierung.

Separation und Ansäuerung nach Fällung von Flüssigmist aus Rinderställen, Teilprojekt C

Ausgehend von den Erkenntnissen des SAFT-Projektes, welches durch die Ansäuerung von Flüssigmist mit Schwefelsäure die Ammoniak- und Methanemissionen deutlich mindert, wird ein Verfahren entwickelt, das auch für die Rinderhaltung geeignet ist. Das Verfahren soll dahingehend optimiert werden, dass der Säureverbrauch deutlich gesenkt wird, was die Kosten- und Ressourceneffizienz erhöht. Durch Einsatz von Calcium-Additiven wird der Carbonatpuffer, der für den Großteil des Säurebedarfs während der Ansäuerung verantwortlich ist, vorab eliminiert und ausgefällt. Eine Separierung des Flüssigmistes in eine flüssige und eine feste Phase reduziert den Säurebedarf zusätzlich und führt zu einer Nährstoffentfrachtung der flüssigen Phase. Unter diesen Umständen wird nach Alternativen zur Schwefelsäure gesucht. Dadurch wird das Verfahren auch im ökologischen Landbau einsetzbar, die Gefahr einer Schwefelüberdüngung nach der Flüssigmistausbringung entfällt, das Problem der Betonkorrosion in Flüssigmistkanälen und Lagerbehältern wird minimiert und die Methangasausbeute beim Einsatz des Flüssigmistes in Biogasanlagen erhöht. In Laborversuchen wird zunächst der Einsatz von Ca-Additiven und der Separation des Flüssigmistes zur Ausfällung des Carbonatpuffers untersucht. Schließlich wird an dem so vorbereiteten Flüssigmist der Säurebedarf bestimmt und der Einsatz von Alternativen zur Schwefelsäure untersucht. An dem so angesäuerten Flüssigmist wird das Biogasbildungspotential bestimmt. Die bereits etablierte Ansäuerungstechnik wird um ein Modul der Carbonatfällung und eine Separationseinheit erweitert. Die Anlage erhält für den praktischen Einsatz eine neu zu entwickelnde volumetrische Carbonatgehaltsbestimmung. Diese soll die anfällige und wartungsintensive pH-Wert-Messung mittels pH-Sonden ersetzen. Am Ende erfolgt eine ökonomische Bewertung der Ansäuerungstechnik unter Berücksichtigung der Methan- und Ammoniakemissionsminderung, des Biogaspotentials und einer Düngebilanzierung.

Einfluss von Passagenvermahlung und Windsichtung auf die Qualität, Sicherheit und Funktionalität proteinangereicherter Mehlfraktionen heimischer Körnerleguminosen (Ackerbohne, Erbse, Linse) für den Einsatz in Back- und Teigwaren

Ziel des Projektes ist es, Proteine aus verschiedenen heimischen Leguminosen (Ackerbohne, gelbe Palerbse, braune Linse) durch trockentechnische Verfahren wie Passagenvermahlung und Windsichtung so anzureichern, dass sie bei der Herstellung von Back- und Teigwaren eingesetzt werden können. Dies trägt zur Nutzung bereits bekannter alternativer Proteinquellen sowie der daraus hergestellten Produkte bei und erhöht die Ressourceneffizienz. Durch diese schonenden Verfahren bleibt die Temperatur während der Fraktionierung niedrig, wodurch die Denaturierung der Proteine verhindert wird. Somit bleibt deren Funktionalität erhalten, die für einen Einsatz in z.B. Back- und Teigwaren notwendig ist. Ein weiterer Vorteil ist, dass eine Anreicherung pflanzlicher Proteine aus Leguminosen in herkömmliche Getreide-Mühlenprozesse integriert werden kann, was zur Vermeidung der aufwendigen und energieintensiven Verfahren zur Nassanreicherung von Proteinen führt. Gleichzeitig bleiben bioaktive Substanzen in den für die Lebensmittelherstellung verwendeten Fraktionen erhalten. Als wichtiger Aspekt soll in dem Projekt auch der Einfluss der Passagenvermahlung und Windsichtung auf die mikrobiologische Belastung der Fraktionen betrachtet sowie der Einfluss der proteinangereicherten Fraktionen im Vergleich zu den herkömmlichen Inhaltsstoffen auf die Veränderung im Vorkommen von Mikroorganismen der Lebensmittel untersucht werden.

Ressourceneffizienz und natürliche Ressourcen im internationalen Kontext II (Folgeprojekt)

Gegenstand des Forschungsprojekts ist die wissenschaftliche Auswertung und Aufbereitung von internationalen Studien und Forschungsergebnissen zum Thema Ressourceneffizienz/Ressourcenschonung/Circular Economy. Dies beinhaltet z.B. für Deutschland relevante Forschungsaktivitäten und Veröffentlichungen des UNEP International Resource Panel (IRP), der OECD, G7 und G20. Das BMUV ist Mitglied des IRP Steuerungsausschusses (steering committee) und nimmt an den regelmäßigen IRP-Sitzungen teil. Schwerpunkt des Vorhabens beinhaltet die im Vorfeld von Sitzungen des IRP Steering Committees verfassten und versendeten wissenschaftlichen Studien auszuwerten. Es soll eine politische Bewertung der Studien vorgenommen werden, d. h. es sollen Handlungsempfehlungen für die Ausrichtung der themenbezogenen Umweltpolitik abgeleitet werden und das BMUV/UBA in der Vorbereitung von und ggfs. Teilnahme bei Sitzungen unterstützt werden (z.B. durch kurze Briefings zu den wesentlichen Inhalten mit Darstellung der Relevanz für Deutschland und Erstellen von möglichen Sprechpunkten). Übergreifendes Ziel ist einerseits das Monitoring von neuen potenziell relevanten Studien für die deutsche Ressourcenpolitik, andererseits die praktische Unterstützung des BMUVs/UBAs in der Vorbereitung der Sitzungsdokumente sowie der Auswertung von relevanten Sitzungsergebnissen.

Nutzung der unerforschten Vielfalt des Roggens durch genombasierte Züchtung für eine klimaresiliente Getreideproduktion, Teilvorhaben D

Zirkuläres, digitalisiertes Kunstrasen-System mit integraler Bewirtschaftung des anthropogenen Materiallagers aus multimateriellem Kunstrasen, TP: Thermomechanisches Recycling

Nutzung der unerforschten Vielfalt des Roggens durch genombasierte Züchtung für eine klimaresiliente Getreideproduktion, Teilvorhaben A

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