iEnergy Solutions
Integrative Energielösungen in Landwirtschaft und nachhaltige Landnutzung
in der Lausitz
PROJEKTZIELE UND INHALTE
Zielsetzung des Projektes ist die Entwicklung und Implementierung von regional und betrieblich angepassten Planungstools zur Integration von Photovoltaik-Anlagen in die Agrarproduktion und deren ökologische, ökonomische und energetische Bewertung.
Im Fokus stehen dabei (I) die Entwicklung von Konzepten zu einer an die betrieblichen Bedingungen angepassten dezentralen Energieerzeugung als integraler Teil der Produktions- und Wertschöpfungskette vom Feld bis zum Endprodukt, (II) Auswirkungen auf die landwirtschaftlichen (pflanzliche) Produktivität und (III) die Quantifizierung der CO2-Bindungspotenziale und Wassereinsparpotenziale zur Effizienzsteigerung der Wertschöpfungskette. Sowohl technischen als auch ökologischen Ziele bilden die Grundlage der Landschaftsbewertung als nachhaltige Nutzung und Kohlenstoffsenken. Erreicht werden diese Ziele durch spezifisch auf den Energiebedarf abgestimmte Agrar-PV-Systeme, sowie positive Rückkopplungen (z.B. Effizienzsteigerung, CO2-Neutralität) auf die landwirtschaftliche Produktion. Letzteres v.a. durch die Reduzierung der Windgeschwindigkeiten und Evapotranspiration in Kombination mit bedarfsgerechter Bewässerung von Kulturen zur Minderung des Wasserverbrauchs.
Das Besondere des Projektes ist die Integration von Photovoltaik in die landwirtschaftliche Nutzung und deren ökologische, ökonomische und energetische Bewertung im Rahmen des Green Deals. Ein Schwerpunkt ist die Entwicklung von Konzepten für dezentrale Netze der lokalen Energiesysteme in Kombination mit angepassten Speichersystemen für eine Energieversorgung der Betriebe und somit einer klimaneutralen Bewirtschaftung. Technische Simulationen erlauben eine Optimierung der Bereitstellung von regenerativen Energien für den landwirtschaftlichen Betrieb und der lokalen Energieversorgung. Darüber hinaus ermöglicht eine Doppelnutzung, Energie / Landwirtschaft bzw. Energie / Ökosysteme, die Kompensation negativer Auswirkungen auf die Landschaftsprozesse, wie den Wärme- und Wasserhaushalt durch gezielte Abschattungseffekte sowie Wasserrückhalt und Wasserwiederverwertung. Ferner werden positive Rückkopplungseffekte zwischen Boden-Pflanzen-Atmosphäre induziert, die sich fördernd auf den Anbau als Folge der Reduktion des Pflanzenstress auswirken können und damit eine Steigerung der Produktivität verbunden mit einer Erhöhung der CO2-Speicherkapazität bedeuten. Zudem sollen klimaangepasste Anbauverfahren und Landnutzungen unter Einbeziehung von Agrar-PV-Systemen entwickelt werden. Verminderung der Windgeschwindigkeiten und Evapotranspiration in Kombination mit bedarfsgerechter Bewässerung von Kulturen zur Minderung des Wasserbedarfs sind dabei weitere Ziele.
iEnergy Solutions trägt maßgeblich zur Transformation der Landschaft zu einer nachhaltigen, multifunktionalen und diversifizierten Landnutzung bei, indem es den Ausbau und die Akzeptanz von
Agrar-PV-Systemen in der Landschaft fördert, deren Ausbau in den nächsten Jahren verstärkt in Angriff genommen werden und gefördert wird. Dabei steht die Lausitz als Modellregion im Fokus für die Entwicklung eines effizienten Landnutzungsmanagements und integrierter dezentraler Energieversorgung. Das Projekt erstellt mit seinen digitalen Planungstools innovative Konzepte für eine klimaneutrale Landwirtschaft (Climate Smart Agriculture). Durch die Entwicklung dieser Tools und die Realisierung der entwickelten Konzepte werden innovative Arbeitsplätze (KMU) in der Lausitz geschaffen und damit ein wesentlicher Beitrag zur bioökonomischen Wertschöpfung geleistet.
Zielsetzung des Teilvorhabens „Produktionsökologie und Ökophysiologie der Kulturpflanzen und Agrarsysteme“ ist die Analyse der Umweltinteraktionen zwischen den Kulturpflanzen und den Agrar-PV Systemen, die sich deutlich auf die mikroklimatischen Standortsbedingungen (u.a. Beschattung, Wasserverfügbarkeit, Strahlungshaushalt) und somit wichtige Faktoren für das Pflanzenwachstum und den Ertrag sind. Physiologische und morphologische Anpassungen an diese Veränderungen sind wichtige Parameter für den Anbau von angepassten Pflanzenarten. Zentrale Fragestellung ist die Schattentoleranz und die physiologischen Wirkungen der Lichtquantität und -qualität (spektrale Zusammensetzung). Umfassende ökophysiologische Messungen (z. B. Pflanzenstressindex, Pflanzennährstoffstatus, Transpiration, NDVI, PRI und thermische IR-Bänder) in Kombination mit bodenchemischen und -hydrologischen Parametern werden entlang der Umweltgradienten (Licht, Temperatur) durchgeführt. Die integrierte Analyse der ökophysiologischen Parameter wird eine Bestimmung des räumlichen Musters des artspezifischen Stressindexes und des Wachstums der Pflanzen ermöglichen. Die Kompensation negativer Auswirkungen auf die Landschaftsprozesse, wie den Wärme- und Wasserhaushalt durch gezielte Abschattungseffekte sowie Wasserrückhalt und Wasserwiederverwertung. Ferner werden positive Rückkopplungseffekte zwischen Boden-Pflanzen-Atmosphäre induziert, die sich fördernd auf den Anbau als Folge der Reduktion des Pflanzenstress auswirken können und damit eine Steigerung der Produktivität verbunden mit einer Erhöhung der CO2-Speicherkapazität bedeuten. Zudem sollen klimaangepasste Anbauverfahren und Landnutzungen unter Einbeziehung von AgrarPV-Systemen entwickelt werden. Die Minderung der Windgeschwindigkeit und Evapotranspiration in den Agrar-PV Anlagen und ggf. in Kombination mit bedarfsgerechter Bewässerung von Kulturen könnten sich positiv auf die Anbaubedingungen unter dem Einfluss des Klimawandels auswirken. Postive Rückkopplungen sind weitere Ziele des Vorhabens
Projektpartner
- BTU – Brandenburgische Technische Universität Cottbus-Senftenberg, Atmosphärische Prozesse, Cottbus
- CEBra – Centrum für Energietechnologie Brandenburg e.V., Cottbus
- elmak – Elektroanlagenbau, Heizung u. Sanitär GmbH, Peitz
- UP – Umweltanalytische Produkte GmbH, Cottbus
Förderung
Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF), 2023-2025
Projektleitung und Ansprechpartner
Dr. Maik Veste / Silke Goerlich