Claim Hochschule Weihenstephan-Triesdorf - University of Applied Sciences

Forschungsgebiete Biomasse-Institut

Biomasse-Erzeugung

Die Erzeugung von Biomasse ist mit Fragen der Ressourceneffizienz, des Klimawandels, der Biodiversität und der gesellschaftlichen Akzeptanz eng verknüpft. Aus diesen Rahmenbedingungen ergeben sich teilweise große Herausforderungen für die Landwirtschaft. Ein wichtiger Aspekt ist außerdem die Nutzung digitaler Techniken für Effizienzsteigerungen. Die Forschungsprojekte und Wissenstransfermaßnahmen orientieren sich an aktuellen Fragestellungen und zeigen Lösungen für die Akteure auf. Mehr zu den genannten Schwerpunkt-Themen des Forschungsbereichs erfahren Sie über die Links der einzelnen Begriffe.

Biomasse-Erzeugung und Ressourceneffizienz

Wachsende Bevölkerungszahlen und der Klimawandel führen zu neuen gesellschaftlichen und wirtschaftlichen Herausforderungen. Deshalb müssen bioökonomische Zusammenhänge neu evaluiert, analysiert und Optimierungsstrategien entwickelt werden. Das Arbeitsgebiet Biomasse-Erzeugung und Ressourceneffizienz beschäftigt sich mit der Realisierbarkeit von Verwertungskonzepten und -strategien und betrachtet die ökologischen und ökonomischen Auswirkungen der Erzeugung von Biomasse. Diese Konzepte werden direkt am Standort Triesdorf auf Versuchsfeldern evaluiert. Interessante Fragestellungen sind dabei die teilflächenspezifische Düngung zur Verbesserung des Ertrags bei Verringerung des Düngeraufwands, der Zwischenfruchtanbau, die effiziente Wassernutzung und der optimierte Einsatz von Pflanzenschutzmitteln. Ein bedeutender Aspekt ist die nachhaltige Produktion der Biomasse. Wichtig ist dabei die Betrachtung der gesamten Lebenszyklus- und Verwertungsketten. Die Nutzung von Nachwachsenden Rohstoffen soll möglichst CO2-neutral sein, d. h. beim Umsatz der Biomasse wird nur so viel Kohlenstoffdioxid frei wie beim Anbau von Energiepflanzen, Holz, Ernteabfällen, etc. aus der Atmosphäre aufgenommen wird.

Digitalisierung der Biomasse-Produktion

Die Digitalisierung ist ein aktuell stark wachsender Sektor in der Landwirtschaft, was an der raschen Entwicklung der Datenverarbeitung und Sensortechnik liegt. Dadurch lassen sich ökonomische und ökologische Vorteile durch Ressourceneffizienz für landwirtschaftliche Betriebe aller Größen erzielen. Unsere Projekte beschäftigen sich neben der Erfassung von Messdaten und deren Auswertung mit der Etablierung angepasster Methoden in Agrarbetrieben. Die Projektanträge verbinden unterschiedliche Disziplinen und haben eine hohe Beteiligung von Industriepartnern und biomasseproduzierenden landwirtschaftlichen Unternehmen aus der Region. Dabei steht neben dem Wissenstransfer auch das Beseitigen von vorhandenen Akzeptanzhemmnissen und die Unterstützung der praktischen Anwendung im Vordergrund. Der klare Fokus liegt im Technologietransfer der erarbeiteten Ergebnisse an die beteiligten Wirtschaftspartner sowie in der Wissensweitergabe an die gesamte Branche der Biomasseerzeugung.

Biodiversität

Biodiversität umfasst drei Bereiche. Die Artenvielfalt, also die Anzahl von Arten in einem Bestand, die genetische Vielfalt innerhalb einer Art und die Lebensraumvielfalt, d. h. das Vorkommen unterschiedlicher Lebensräume bzw. Ökosysteme. Ihr wird eine große Bedeutung für die Erhaltung und Förderung unserer Kulturlandschaft zugeschrieben. Darum ist es wichtig, den Artenreichtum in Agrar- und Kulturlandschaft zu erhalten. Dabei hat eine hohe Biodiversität für ökologische landwirtschaftliche Unternehmen viele Vorteile. Auf artenreichen Flächen ist der Einfluss von Trockenheit auf die Biomasseproduktion geringer als bei Reinkulturen. Ein hoher Artenreichtum wirkt also als Puffer für Wetterextreme, die durch den Klimawandel immer ausgeprägter werden. Ebenso wichtig ist es, die Vielfalt von natürlichen Genressourcen zu erhalten, um eine größtmögliche Flexibilität in Bezug auf unsere Nahrungsgrundlagen sicherzustellen. Ein großer Anspruch liegt auch hier beim Wissenstransfer. So wurde z. B. im Rahmen des Projekts Raum für Vielfalt bereits ein Online-Weiterbildungsangebot erstellt.

Biomasse-Nutzung

Forschung und Transfer am Biomasse-Institut sollen Wege für ein erfolgreiches Wirtschaften mit Biomasse aufzeigen, welches durch Innovationen vom Verbrauch endlicher Ressourcen abgekoppelt ist und den Umwelt- und Klimaschutzzielen unserer Gesellschaft gerecht wird. Die Forschungsarbeiten zur Biomasse-Nutzung finden konsequent entlang der Wertschöpfungskette statt. Sie binden alle Akteure ein und berücksichtigen von Anfang an Gelingensfaktoren wie Akzeptanz, Umsetzbarkeit sowie Vereinbarkeit von Ökonomie und Ökologie. Mehr zu den genannten Schwerpunkt-Themen des Forschungsbereichs erfahren Sie über die Links der einzelnen Begriffe.

Stoffkreisläufe

Eine nachhaltige, an natürlichen Stoffkreisläufen orientierte Wirtschaftsweise gehört aktuell zu den dringendsten Aufgaben für Industrie, Landwirtschaft, den öffentlichen Sektor und private Haushalte. Das Biomasse-Institut erforscht innovative Prozesse und Produktideen zur Nutzung biogener Roh- und Reststoffe wie z.B. Werkstoffe aus Holzabfällen und Getreideschalen. Zudem werden Lebenszyklusanalysen, Konzepte und Prototypen für recyclingfähige Industrieprodukte erstellt und das zugehörige Wissen in Wirtschaft und Gesellschaft transferiert.

Digitalisierung der Bioenergiewirtschaft

Bioenergie kann zeitlich flexibel produziert und gespeichert werden. Sie kann entscheidend zu einer stabilen Versorgung mit erneuerbaren Energien beitragen und gezielt eingesetzt werden, um Bedarfsspitzen im Energienetz abzufangen und Phasen der „Dunkelflaute“ zu überbrücken. Dies erfordert neue Lösungen für die Regelung des Gesamtprozesses von der Biogasproduktion bis hin zur Integration der Energie ins Energienetz. Zu den Werkzeugen zählen virtuelle Sensoren, Vorhersagemodelle sowie Verfahren des maschinellen Lernens (Künstliche Intelligenz).

Sektorintegration mit Bioenergie

Erneuerbare Energien decken bereits mehr als ein Drittel des Stromverbrauchs, aber nur ein Siebtel des Endenergieverbrauchs in Deutschland. Auch für die Wärme- und Kälteversorgung sowie im Verkehr muss die Energiewende vorangetrieben werden. Hierzu entwickelt das Biomasse-Institut Lösungen zur effizienten Nutzung von Biogas und Bioethanol sowie für sektorenübergreifende Konzepte wie Power-to-X-Technologien und dezentrale Lösungen (z.B. „energieautarkes Unternehmen“).

Rechtliche, gesellschaftliche und wirtschaftliche Aspekte

Die Transformation hin zu einem ressourcen- und umweltschonenden Wirtschaften mit nachwachsenden Rohstoffen („Bioökonomie“) erfordert ein Umdenken in allen Wirtschaftssektoren, in der Gesellschaft und Politik. Das Biomasse-Institut will im Rahmen des querschnittlichen Forschungsthemas „Rechtliche, gesellschaftliche und wirtschaftliche Aspekte“ die benötigten Weichenstellungen in der Gesetzgebung und Politik identifizieren und Wege für eine gelingende Kombination von wirtschaftlichen und gesellschaftlichen Zielen aufzeigen.

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