Forschung für den Klimaschutz

Unternehmen in Gewerbegebieten brauchen in der Regel viel Energie und produzieren dadurch eine große Menge des klimaschädlichen CO2 (Kohlendioxid). Aber muss das sein? Kann ein Gewerbepark auch klimaneutral sein? Dieser Frage gehen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Uni Bonn (Institut für Geodäsie und Geoinformation sowie des Campus Klein-Altendorf) im Rahmen des Projekts bio innovation park Rheinland in den nächsten drei Jahren (2015 bis 2017) nach. Gefördert wird das Projekt vom Bundesumweltministerium im Rahmen der Nationalen Klimaschutzinitiative.

Was in Meckenheim und Rheinbach funktioniert, lässt sich auch auf andere Regionen Deutschlands übertragen. Deshalb soll der bio innovation park Rheinland bundesweit zu einem Klimaschutz-Vorbild für andere Regionen werden.

Klimaneutral bedeutet:

infoDer Ausstoß an CO2, der bei verschiedenen Prozessen entsteht, wird durch den Anbau von Pflanzen und Bäumen kompensiert, welche CO2 während ihres Wachstums binden.

Bioenergie

Bisher ist es ein wenig beachtetes Abfallprodukt: das Schnitt‐ und Rodungsholz, das in den Obst- und  Gartenbaubetrieben, sowie den Baumschulen der Region jedes Jahr anfällt und kaum genutzt wird. Dabei gilt als grobe Faustformel: Das Holz, das pro Hektar anfällt, kann ca. 1.000 Liter Heizöl ersetzen. Und immer, wenn es gelingt, fossile Energieträger wie Öl, Gas oder Kohle durch erneuerbare Energien zu ersetzen, bedeutet das, dass die CO2-Emissionen sinken.

Das stellt die Wissenschaftler/innen und Unternehmen im bio innovation park Rheinland vor eine ganze Reihe spannender Fragen:

  • Wie viel Holz steht denn tatsächlich als Biomasse zur Verfügung? Rund 1.000 Hektar Obst-, Gartenbau und Baumschulfläche gibt es im bio innovation park Rheinland. Rechnerisch würde das bedeuten, dass knapp 2.000 Tonnen CO2 eingespart werden könnten, wenn die Energie aus der regional anfallenden Biomasse erzeugt wird.
  • Lohnt es sich, das Holz aus Wäldern und privaten Gärten einzusammeln und es als Biomasse zu nutzen?
  • Und wie ist der Brennwert der einzelnen Holzarten? Brennt Holz von Apfelbäumen möglicherweise ganz anders als das von Kirschbäumen oder von schnellwachsenden Energiepflanzen wie Miscanthus?

Anbau von Energiepflanzen
Doch die Nutzung der so genannten „Eh-da-Biomasse“ wird nicht reichen, um die CO2-Emissionen der Unternehmen im bio innovation park auf Null zu bringen. Daher arbeiten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Universität am Campus Klein-Altendorf gleichzeitig an der Frage, wie der Anteil schnellwachsender Biomasse erhöht werden kann:

  • Welche Pflanzen wachsen so schnell, dass sie tatsächlich einen größeren Beitrag zur Energieerzeugung leisten können? Das schnellwachsende Großgras Miscanthus etwa oder Kurzumtriebsplantagen?
  • Und wo sollten solche Pflanzen angebaut werden? Gibt es im bio innovation park genug ungenutzte Flächen, die sich eignen? Denn die Energiepflanzungen sollen keinesfalls Obstflächen oder Felder verdrängen.

Nachwachsende Rohstoffe mehrfach nutzen
Möglicherweise, so überlegen, die Forscherinnen und Forscher, macht es aber mehr Sinn, nachwachsende Rohstoffe wie Miscanthus erst anders zu nutzen, bevor man es als Biomasse zur Energieerzeugung nutzt. Gemeinsam mit Unternehmen soll daher untersucht werden, ob sich aus nachwachsenden Rohstoffen möglicherweise Verpackungen herstellen lassen. Und erst wenn die Verpackung ihren Dienst getan hat und von den Unternehmen der Region nicht mehr zu gebrauchen ist, wird sie zu Brennstoff. Kaskadennutzung heißt eine solche Mehrfachverwendung, die Ressourcen und CO2 spart. Wie das funktioniert, zeigen die Forscher in einem Beitrag in der Zeitschrift „Biomass and Bioenergy“.

Flächenmanagement

Engagiert in Sachen Klimaschutz sind die beiden Städte Rheinbach und Meckenheim bereits: Die Stadt Rheinbach hat beispielsweise ein Klimaschutzkonzept erstellt, zu dem auch ein Solardachflächenkataster als ein wesentlicher Baustein gehört. Die Stadt Meckenheim bietet u. a. eine umfassende Energieberatung für private Bauherren an.

Die bisherigen Maßnahmen zielen aber v. a. darauf ab, dass Bürgerinnen und Bürger handfeste Unterstützung dabei bekommen, mehr für den Klimaschutz zu tun:  z. B. indem sie Solarenergie auf Ihrem Dach erzeugen oder ihre Häuser so dämmen, dass weniger Energie gebraucht wird.

Welche wichtigen Stellschrauben aber haben die beiden Städte, um den CO2-Ausstoß in ihren Gewerbegebieten zu vermindern?
Dafür müssen sich die Verwaltungen der beiden Städte zunächst einmal mit Hilfe der Wissenschaftler/innen der Uni Bonn einen Überblick verschaffen, was die Wahl eines bestimmten Standortes für den Klimaschutz bedeutet. Was sind geringere Lieferwege, vorhandene Infrastruktur und somit reduzierte Folgekosten „wert“, wenn Unternehmen einen zentralen Standort wählen anstatt auf die „grüne Wiese“ zu ziehen? Gibt es Standorte, wo Betriebe ihre Energie klimaverträglich beziehen können, z. B. über nachwachsende Rohstoffe oder ein Nahwärmenetz? Welche bisher ungenutzten (Brach-)Flächen könnten die Kommunen dazu nutzen, Energiepflanzen anzubauen? Wie kann die Anordnung der Gebäude im Gewerbepark so erfolgen, dass sie energieoptimiert ist? Für diese Fragen arbeiten die Wissenschafter/innen mit einem Planungsteam zusammen, das 2016 einen Masterplan für das Gebiet erstellen wird.

Forschungsteam

Zwei Lehrstühle der Landwirtschaftlichen Fakultät der Uni Bonn bilden das Forschungsteam, das den bio innovation park in den nächsten Jahren zu einem klimaneutralen Wissenschafts- und Gewerbepark machen will: die Professur für Städtebau und Bodenordnung am Institut für Geodäsie und Geoinformation (IGG) und der Forschungsbereich Nachwachsende Rohstoffe im Institut für Nutzpflanzenwissenschaften und Ressourcenschutz (INRES) am Campus Klein-Altendorf.

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Prof. Dr.-Ing. Theo Kötter
Projektleitung, Professur für Städtebau und Bodenordnung

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Dr.-Ing. Sophie Schuppe (geb. Schetke)
Projektleitung, Professur für Städtebau und Bodenordnung

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Dr. Dominik Weiß
Projekt- und Innovationsmanagement, Professur für Städtebau und Bodenordnung

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Steffen Lang
Wissenschaftlicher Mitarbeiter, Professur für Städtebau und Bodenordnung

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Prof. Dr. Ralf Pude
Leitung Forschungsbereich Nachwachsende Rohstoffe

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Dr. Thorsten Kraska
Wissenschaftlicher Mitarbeiter, Forschungsbereich Nachwachsende Rohstoffe

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Felix Winzer
Doktorand, Forschungsbereich Nachwachsende Rohstoffe

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Esther Dieler
Wissenschaftliche Mitarbeiterin, Professur für Städtebau und Bodenordnung (Elternzeit)