Die ambulante Gesundheitsversorgung durch Medizinische Versorgungszentren (MVZs) ist eine Art Prisma der Gesundheitsversorgung in Deutschland. Gleichzeitig liegen die tatsächlichen Wirkungen verschiedener MVZ-Modelle auf die Versorgungslandschaft immer noch weitgehend im Dunkeln. Vor diesem Hintergrund verbinden wir eine Untersuchung des Status quo mit einer in die Zukunft gerichteten potentialorientierten Analyse.

Soziale Landwirtschaft stellt einen zusätzlichen Betriebszweig im Rahmen der Diversifizierung landwirtschaftlicher Betriebe dar und trägt gleichzeitig zur Stärkung des sozialen Sektors im ländlichen Raum bei. Beispiele hierfür sind unter anderem Bauernhofkindergärten, Betreuung von Senioren sowie Inklusionsarbeitsplätze. Die Ziele des Projekts lassen sich in zwei Bereiche untergliedern. Zum einen soll der Betriebszweig Sozialen Landwirtschaft in Bayern gestärkt werden. Zum anderen werden innovative Ansätze zur Verbesserung der sozialen Strukturen im ländlichen Raum ausgearbeitet.

Zur Umsetzung dieses Vorhabens stehen die folgenden spezifischen Projektziele im Mittelpunkt: 

• Untersuchung des Wissensstandes und des Interesses bayerischer Landwirte an Sozialer Landwirtschaft sowie an entsprechenden Konzepten für verschiedene Zielgruppen

• Nachfrageanalyse für die Soziale Landwirtschaft aus Sicht potenzieller Nutzergruppen

• Systematischer Aufbau und Evaluation ressortübergreifender, regionaler Netzwerke zur Unterstützung bei der Umsetzung von Angeboten in der Sozialen Landwirtschaft (Reallabore)

• Weiterentwicklung praxisorientierter Informationsmaterialien und Konzepte (z. B. Tools zur Ermittlung der Wirtschaftlichkeit, Unterlagen zur Zusammenarbeit mit potenziellen Kooperationspartnern)

• Entwicklung von Handlungsempfehlungen für Politik, Verbände und weitere relevante Akteure zur Förderung der Bekanntheit und Verbreitung Sozialer Landwirtschaft

Projektleitung: Prof. Klaus Menrad
Projektkoordination: Dr. Thomas Decker
Projektbearbeitung: Guido Cremerius M.A.; Dr. Thomas Decker

Das Projekt „HerbiSens“ wird einen direkten Beitrag zu den oben genannten Strategien leisten, indem es zum Ziel hat das Spektrum der einsetzbaren Wirkstoffe durch Identifikation herbzidal wirkende nachwachsende Rohstoffe (Naturstoffe) zu erweitert. Untersuchungen zur herbizidalen Wirkung werden meist mit Gesamtpflanzenextrakten durchgeführt und deren Wirkung auf das Keimungsverhalten von Beikräutern bestimmt. Die Wirkstoffe und Wirkmechanismen sind oft nicht bekannt. Andere existierende Methoden haben gravierende Nachteile: Flureszenzinteraktion, Notwendigkeit der Formulierung und Notwendigkeit der Isolierung einzelner Wirkstoffe. 

Das Projekt „HerbiSens“ konzentriert sich auf bekannte Targets wie das Photosystem II, die mit innovativen Biosensoren mit hohem Durchsatzpotential abgebildet werden. Die Korrelation der Daten zur Inhibitation mit Daten aus der Analyse mittels moderner Metabolomichs-Methoden ermöglicht die Identifizierung aktiver Naturstoffe. Zusätzlich soll das Spektrum der mit Biosensoren abbildbaren Zielstrukturen zur Identifizierung herbizider Naturstoffe um den Shikimat-Enzymweg erweitert werden.

Die Transformation einer fossilbasierten zu einer biobasierten Wirtschaft lässt eine erhöhte Holznutzung erwarten. Holz ist der bedeutendste nachwachsende Rohstoff. Zur effizienten Nutzung und langfristigen Kohlenstoffbindung ist jedoch eine zirkuläre Holznutzung unerlässlich. Im Jahr 2018 wurden von den in Bayern angefallenen 1,59 Mio. Tonnen Altholz nur 20 Prozent stofflich, dagegen 80 Prozent energetisch genutzt, obwohl die überwiegende Menge den Kategorien A I (nicht verunreinigt) und II (nur geringfügig verunreinigt) zuzuordnen ist. In der Bundesrepublik Deutschland herrscht eine ähnliche Diskrepanz zwischen stofflicher und energetischer Altholznutzung. Insofern besteht dringender Handlungsbedarf hin zu einem kreislauforientierten Paradigmenwechsel in der Altholzverwendung, um das Substitutions- und Kohlenstoffspeicherungspotenzial deutlicher auszuschöpfen. Zur Schaffung kaskadierender Wertschöpfungsketten sind gemeinsam mit Schlüsselakteur:innen Innovationen zu entwickeln, die vom kreislaufgerechten Design über Logistik und Aufbereitungskonzepte bis hin zu stofflichen Altholznutzungspfaden reichen.

Ziel des Vorhabens ist somit die Erstellung eines Innovationskonzepts zur stofflichen Nutzung von Altholz in einem Open Innovation-Ansatz und dessen Validierung in Reallaboren in Bayern. Die Ergebnisse münden in eine Transformations-Roadmap, welche Optimierungspotenziale und konkrete Maßnahmen für eine Implementierung des Konzepts in der Praxis sowie Transfermöglichkeiten in andere Regionen aufzeigt.

Neben der Modellierung des zukünftigen Altholzaufkommens und der Optimierung der Altholzwertschöpfungskette werden mehrere Aufgabengebiete verfolgt:

(1) Dimensionserhaltende Nutzung von Altholz

(2) Altholz in der Bioraffinerie

(3) Altholz als Substrat für Pilzmyzel basierte Werkstoffe

(4) Entwicklung von kreislaufbasierten Geschäftsmodellen 

(5) Ökologische Bewertung der Innovationspfade

(6) Verbraucherakzeptanz der Innovationspfade 

Projektleitung: Prof. Dr. Klaus Menrad

Projektkoordiation: Dr. Thomas Decker

Projektbearbeitung: Jonas Krauß, M.A.; Dr. Thomas Decker

Das Projekt wird vom Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt (BMFTR) gefördert und läuft vom 01.01.2023 bis 31.12.2027. 

Zu den Projektpartnern gehören neben der Hochschule Weihenstephan-Triesdorf die Cluster-Initiative Forst und Holz in Bayern gGmbH (Projektkoordination), die Technische Universität München, die Technische Hochschule Rosenheim, die Bayrische Landesanstalt für Wald- und Forstwirtschaft, die Franz Obermeier GmbH und die Landpack GmbH. Des Weiteren sind die Pfleiderer Deutschland GmbH und Durmin Entsorgung und Logistik GmbH, der Siempelkamp Maschinen- und Anlagenbau sowie die UPM Biochemicals GmbH als assoziierte Partner unterstützend tätig. Daneben agieren das Chemiecluster Bayern GmbH, das Cluster neue Werkstoffe und Umweltcluster Bayern als Wissenstransferpartner in dem Projekt.

Myristinsäure ist Bestandteil zahlreicher Reinigungsmittel und Kosmetika. Sie wird entweder synthetisch oder durch Aufarbeiten von Palmkernöl gewonnen. Beides hat einen erheblich negativen CO₂-Fingerprint, obwohl Palmkernöl ein natürliches, pflanzliches Produkt ist. Dabei ist zu berücksichtigen, dass in den Tropen für die Ausweitung der Plantagen erheblich Primärregenwald abgeholzt wird, der als Biodiversitätsreservoir und Klimaregulator dringend erhalten werden muss.

Ein Verfahren, das auf der Nutzung von in großen Mengen verfügbarer Ölsäure aus europäischen Ölsaaten wie Raps oder Sonnenblume basieren würde, könnte erheblich zum Rohstoffwandel in der Herstellung von Reinigungsmitteln und Kosmetika beitragen. Die Umwandlung der Ölsäure zur Myristinsäure ist ein Prozess, der durch isomerisiereunde katalytische Oxidation erreicht werden soll.

Es soll im Rahmen des Forschungsvorhabens ein Katalysator entwickelt werden, der die in Ölsäure vorhandene Doppelbindung zu verschieben gestattet und gleichzeitig der Oxidation zuführt. Die Produkte sollen weiterhin anschließend gereinigt und in Formulierungen eingebracht werden um zu testen, ob und wie sich die Reinigungswirkung gestaltet.

Arbeitspaket (AP) 2 – Konsumentenakzeptanz

Ziel des ProxIMed Projekts ist es, Proteine aus nachhaltigen Quellen in die Lebensmittel- und Futtermittelsysteme des Mittelmeerraums einzuführen. Dadurch soll die Verwendung alternativer Proteine gefördert und etabliert werden. Hierzu werden traditionelle alternative Proteinquellen pflanzlichen Ursprungs (Linsen, Ackerbohnen und Chiasamen), "Novel Food"-Proteinquellen (Mikroalgen, Insekten, Mykoprotein, Tomaten- und Malvenblätter, Wasserlinsen) und Nebenprodukte aus der Landwirtschaft (Tomatentrester, Sesam-, Dattelkuchen) ausgewählt. Zur Herstellung der Proteine werden innovative und umweltfreundliche Verarbeitungstechnologien eingesetzt, die auf eine minimale Belastung der Nährstoffe abzielen. Die alternativen Proteine werden dann in mehr als 20 Endprodukten (Proteinpulverkonzentrate als Zutaten, Kapseln zur Verwendung als Nahrungs-ergänzungsmittel und verschiedene proteinangereicherte Lebens- und Futtermittel) eingesetzt und den Verbrauchern im Mittelmeerraum in verschiedenen Regionen (Naher Osten, Nordafrika und Europa) vorgestellt.

Im AP2 werden verschiedene Untersuchungen zu Verbraucheraspekten und der Erprobung neuer Marketing- und Geschäftsstrategien für neuartige alternative Protein-Lebensmittelprodukte durchgeführt. Dabei wird das allgemeine Interessen der Verbraucher in drei Mittelmeerländern (Türkei, Tunesien, Portugal) an den verschiedenen Lebensmittelprodukten (fermentierte Gemüse-Pickles und Tahin - traditionelle Produkte für die Länder des Nahen Ostens und des Mittelmeerraums; Snackprodukte, Sporternährungsprodukte und Proteinpulver) und Rohstoffquellen für alternative Proteine (z.B. Insekten, Mykoprotein) analysiert. 

Dieses Projekt ist Teil des von der Europäischen Union unterstützten PRIMA-Programms und läuft vom 01.04.2023 bis zum 31.07.2027.

Projektteam AP2:  Prof. Dr. Klaus Menrad (Leitung), Dr. Agnes Emberger-Klein, Tura Kaso Hamo
Verbundprojektleitung: Prof. Dr. Özlem Özmutlu Karslioglu (HSWT)

Klimafreundliche Antriebe in der Landwirtschaft können dazu beitragen, Treibhausgase in der Pflanzenproduktion zu reduzieren und somit die Klimaschutzziele des Agrarsektors zu erreichen. Übergeordnetes Ziel des Projekts „TrAkzeptanz“ ist es, die Akzeptanz von klimafreundlichen Antrieben in der Landwirtschaft am Beispiel „Traktor“ zu stärken und ihren vermehrten Einsatz zu fördern. Mit Hilfe von verschiedenen Arbeitsschritten (Ist-Analyse, Analyse von Chancen und Risiken, Untersuchung von Akzeptanz und Kaufmotiven, theoretischen Szenarien und praxisorientierten Fallstudien) werden Anreizmechanismen entwickelt, um den Übergang zu klimafreundlichen Antrieben in der landwirtschaftlichen Pflanzenproduktion voranzutreiben. Diese Anreizmechanismen und die dazugehörigen Projektergebnisse werden durch geeignete Formate an Landwirte, landwirtschaftliche Maschinenhändler, Industrie-, Politik- und Pressevertreter sowie die breite Öffentlichkeit kommuniziert.

Hierzu werden zunächst der Entwicklungsstand alternativer Antriebe für Landmaschinen sowie die regulatorischen Rahmenbedingungen mithilfe einer Literaturrecherche und Expertengesprächen aufgezeigt. Darauf aufbauend werden anhand von Befragungen der Beteiligten entlang der Wertschöpfungskette („Stakeholder“) Hemmnisse und Beweggründe für die Umstellung auf klimafreundliche Antriebstechnologien identifiziert. Anschließend werden Szenarien erstellt, die die mögliche Entwicklung der Marktdurchdringung erneuerbarer Antriebssysteme in der Landwirtschaft bis hin zum vollständigen Ersatz von fossilem Dieselkraftstoff abbilden. Für diese Szenarien werden die Effekte auf nationaler Ebene, insbesondere hinsichtlich der THG-Einsparung, der THG-Minderungskosten sowie dem erforderlichen Energie- und Rohstoffbedarf ermittelt. Bei einem vollständigen Ersatz von Dieselkraftstoff durch nachhaltige klimafreundliche Antriebsenergien könnten so rund 5 Mio. t Treibhausgase („Tank-to-wheel“) in Deutschland eingespart werden. Daneben werden auf betrieblicher Ebene die Effekte bei der Umstellung auf klimafreundliche Antriebe mittels Fallstudien untersucht. Hierbei werden reale landwirtschaftliche Betriebe modellhaft auf einen Mix geeigneter Antriebstechnologien umgestellt. Die daraus folgenden betriebswirtschaftlichen und ökologischen Auswirkungen werden im Vergleich zum Status quo bewertet. Schließlich werden auf Basis der vorangegangenen Untersuchungsschritte und unter Berücksichtigung nationaler und betriebsspezifischer Effekte Anreizmechanismen erarbeitet, die den Umstieg auf klimafreundliche Antriebe in der Landwirtschaft forcieren helfen. Die Ergebnisse aus dem Vorhaben werden durch die Mitwirkung verschiedener Akteure bei Workshops und Diskussionsrunden bereichert sowie validiert und anschließend in geeigneten Formaten Landwirten, dem Landmaschinenhandel, der Industrie und Politik sowie der breiten Öffentlichkeit vermittelt.

Im Einzelnen sollen mit Hilfe der Projektergebnisse folgende Fragen beantwortet werden:

(1) Was ist der aktuelle Stand der Technik von alternativen Antrieben für Traktoren und wohin geht die Entwicklung?
(2) In welchem regulatorischen Rahmen erfolgen die Entwicklung, das Inverkehrbringen und der Einsatz von Traktoren mit klimafreundlichen Antrieben sowie die Bereitstellung erneuerbarer Antriebsenergien?
(3) Welche Chancen und Risiken für eine erfolgreiche Marktdurchdringung für alternative Antriebe von Traktoren sehen unterschiedliche Akteure?
(4) Wie hoch ist die Akzeptanz von Traktoren mit alternativen Antrieben bei Landwirten?
(5) Welche Anreizmechanismen müssen geschaffen werden, um die Marktdurchdringung von Traktoren mit alternativen Antrieben zu erhöhen?
(6) Welchen Beitrag können landwirtschaftliche Betriebe durch den Einsatz von Traktoren mit klimafreundlichen Antrieben zum Erreichen der Klimaschutzziele leisten?

Die Fragestellungen werden von Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern der Professur für Marketing und Management Nachwachsender Rohstoffe, des Technologie- und Förderzentrums sowie des Bundesverbands Bioenergie bearbeitet. Das Projektkonsortium setzt sich somit aus Experten unterschiedlicher Fachdisziplinen mit hoher Expertise in der vorgeschlagenen Themenstellung zusammen und gewährleistet so die erfolgreiche Durchführung des Vorhabens. Gefördert durch das Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages im Rahmen des BMEL Forschungs- und Innovationsprogramms „Klimaschutz in der Landwirtschaft“. Die Laufzeit ist vom 01.04.2024 bis zum 31.03.2027.

Projektleitung: Prof. Klaus Menrad
Projektkoordination: Dr. Thomas Decker
Projektbearbeitung: Johannes Buchner, M.Sc.; Dr. Thomas Decker

Vor dem Hintergrund hoher Umweltbelastungen und eines starken Energieinputs im Baugewerbe sollen innovative Produkte für den Innenausbau entwickelt und deren Akzeptanz untersucht werden. Durch Zugabe von Pflanzenfasern und Schäumen soll das Gewicht von Lehmbauplatten reduziert werden und leichtere, naturfaserverstärkte Lehmbauplatten entwickelt werden. Die Anforderungen von Handwerker:innen und Verbraucher:innenn an solche Platten werden ebenfalls analysiert. Spezifische Projektziele sind:

1. Untersuchung der Machbarkeit von naturfaserverstärkten Lehm-Schäumen aus Nachwachsenden Rohstoffen zur Gewichtsreduktion in Lehmbauplatten
2. Entwicklung von leichteren, naturfaserverstärkten Lehmbauplatten auf dieser Basis
3. Analyse des Interesses von Bauwilligen und Handwerkern an solchen Lehmbauplatten
4. Erstellen von Informationsmaterialien für Baustoffhandel und Handwerk zu Lehmbauplatten und leichteren Lehmbauplatten auf Basis von pflanzenfaserverstärkten Schäumen

Die traditionelle Kreislaufwirtschaftsforschung konzentriert sich weitgehend auf neue Materialien zur Untermauerung der Kreislaufwirtschaft oder auf Methoden zur Förderung effizienter Materialflüsse. Wichtig, aber oft übersehen, ist der Aspekt der Verhaltensänderung. Dienstleistungsbasierte Modelle, bei denen Waren niemals Eigentum der Verbraucher sind, haben das Potenzial, die Gesellschaft zum Wohle aller zu verändern. In diesem Zusammenhang haben Distributed-Ledger-Technologien (DLTs) wie Blockchain als potenzieller Katalysator für den Übergang zur Nachhaltigkeit zunehmend Beachtung gefunden. DLTs können neue Geschäftsmodelle und eine neue Ära der Transparenz ermöglichen, Vertrauensökonomien schaffen und dadurch möglicherweise die vorherrschenden wirtschaftlichen und institutionellen Systeme verändern. Das Projekt wird sich auf die Rolle konzentrieren, die DLTs bei der Erleichterung dieser Transformation spielen können, insbesondere im Hinblick auf die Aspekte der Transparenz in den Wertschöpfungskreisen und neuer zirkulärer Geschäftsmodelle rund um Servitization und die Sharing Economy.

Es werden neue Forschungsinstrumente entwickelt, um Interventionen, insbesondere politische Maßnahmen und digitale Technologien, hinsichtlich ihrer mehrdimensionalen Leistungen aus einer Perspektive des gesamten Lebenszyklus zu analysieren und zu bewerten. Es wird ein Systemdynamikmodell (SD) entwickelt, um zu verstehen, wie Servitisierungs- und Zugangssysteme, von der Mikro- bis zur Makroebene der Intervention bis hin zum Verbraucherverhalten, auf den Einsatz dieser Technologien im Wandel hin zur Zirkularität reagieren, und um die Rolle dieser Technologien weiter zu untersuchen DLTs im Prozess. Es wird ein mehrskaliger Rahmen für die Nachhaltigkeitsbewertung des Lebenszyklus zur Bewertung der Auswirkungen von DLTs, Transparenz und Servitisierung entwickelt und mit dem SD-Modell gekoppelt, wodurch ein neues, konsequentes, mehrskaliges Instrument zur Bewertung der Nachhaltigkeit des Lebenszyklus entsteht, das die Politikentwicklung unterstützen und verwendet werden kann sowohl Anleitung als auch Bewertung von Interventionen, die durch DLTs ermöglicht werden.

Komplexität und Intransparenz nehmen in Zeiten der digitalen Transformation und der durch zunehmende Vernetzung erweiterten Lieferketten stetig zu und erschweren somit die Aufdeckung und Verhinderung moderner Sklaverei. Ziel 8.7 der Nachhaltigkeitsziele der Vereinten Nationen fordert eine Abschaffung moderner Sklaverei, Ziel 8.8 zielt auf den Schutz von Arbeitsrechten und sicheren Arbeitsumgebungen ab, während auch nationale Gesetzgebung das Thema aufgreift (z.B. das deutsche Lieferkettensorgfaltspflichtengesetz). Auf Basis innovativer Technologieanwendung trägt das Projekt zum Ringen um ein gerechtes Wirtschaftssystem sowie die Emanzipation marginalisierter Gruppen bei. Gerade in Zeiten multipler Krisenphänomene wie Pandemien, wirtschaftlicher Instabilität, politischer Krisen und Kriege wird die Notwendigkeit einer globalen Nachhaltigkeitstransformation deutlich, die zum Wohle der Menschheit und insbesondere vulnerabler Gruppen wie Arbeiterinnen und Arbeiter gestaltet werden muss.

Das Projekt „NWG-Torfersatz“ untersucht die Nutzung regionaler Reststoffe und nachwachsender Rohstoffe als Torfersatzstoffe in Blumenerden und Kultursubstraten. Ziel ist es, den Einsatz von Torf im Gartenbau zu reduzieren und durch umweltfreundlichere Alternativen zu ersetzen. In einem interdisziplinären Ansatz werden die ökologischen, ökonomischen und sozialen Aspekte dieser neuen Substratmaterialien umfassend bewertet.

Das Projekt wird in enger Zusammenarbeit zwischen mehreren Forschungseinrichtungen durchgeführt. Die Koordination liegt bei der Hochschule Weihenstephan-Triesdorf (HSWT) in Freising, welche durch das Institut für Gartenbau (IGB) vertreten ist. Als Kooperationspartner sind die Technische Hochschule Rosenheim (THRO) und der TUM Campus Straubing für Biotechnologie und Nachhaltigkeit (MNR-TUMCS) beteiligt. Das Projekt umfasst mehrere spezifische Teilaufgaben, die von den beteiligten Institutionen koordiniert werden:

• Teilaufgabe A (HSWT): Evaluation neuer Torfersatzstoffe sowie Entwicklung von Verfahren zur Qualitätsbeurteilung und Torfquantifizierung.
• Teilaufgabe B (THRO): Aufbereitung regionaler Reststoffe und nachwachsender Rohstoffe für die Verwendung als Torfersatzstoff.
• Teilaufgabe C (MNR-TUMCS): Nachhaltigkeitsbewertung der Torfersatzstoffe, einschließlich ökologischer Bilanzierung, ökonomischer Bewertung und sozialer Nachhaltigkeit.

Die Hochschule Weihenstephan-Triesdorf übernimmt die Gesamtprojektleitung sowie die qualitativen Untersuchungen der Torfersatzstoffe und führt weiterführend die pflanzenbaulichen Versuche durch. Diese Versuche konzentrieren sich auf die Prüfung der Eignung der neuen Substrate für den Einsatz im Gartenbau, wobei sowohl Labor- als auch praxisnahe Experimente durchgeführt werden. Die Technische Hochschule Rosenheim ist für die Aufbereitung der regionalen Reststoffe und nachwachsenden Rohstoffe verantwortlich. Hierzu gehören die Beschaffung, Aufbereitung und Optimierung der Rohstoffe, um deren Eignung als Substratausgangsstoffe sicherzustellen. Der TUM Campus Straubing widmet sich der umfassenden Nachhaltigkeitsbewertung der neuen Torfersatzstoffe.

Im Rahmen der Nachhaltigkeitsbewertung (Teilaufgabe C) werden die Umweltwirkungen der neuen Torfersatzstoffe entlang der gesamten Wertschöpfungskette systematisch untersucht. Schwerpunkte dieser Untersuchung sind die Erfassung und Auswertung grundlegenden Daten der Produktion wie der Verarbeitung. Mithilfe von Ökobilanzierungen sollen sowohl die ökologischen Vorteile als auch potenzielle ökologische Belastungen der neuen Substrate identifiziert werden, um eine fundierte Bewertung ihrer Nachhaltigkeit zu ermöglichen. 

Die ökonomische Analyse soll sich auf die Bewertung der Kosten und Verfügbarkeit der neuen Torfersatzstoffe konzentrieren. Dabei sollen regionale Mengen sowie die mögliche Preisgestaltung für Substrathersteller analysiert werden, um die Marktpotenziale und die wirtschaftliche Tragfähigkeit der neuen Substrate zu ermitteln. Ein weiterer Bestandteil der Bewertung soll die soziale Nachhaltigkeit sein. In diesem Bereich soll ein Ansatz zur Bewertung der sozialen Auswirkungen der neuen Substrate entwickelt werden, insbesondere im Hinblick auf Beschäftigungsverhältnisse und Arbeitsbedingungen in den betroffenen Branchen.

Zusätzlich sollen innerhalb des Projektes Maßnahmen zur Einführung der neuen Torfersatzstoffe in die gärtnerische Praxis entwickelt werden. Diese umfassen die Anpassung von Kulturverfahren sowie die Bereitstellung von Handlungsempfehlungen für Produzenten und Anwender, um die Umstellung auf torffreie Substrate zu unterstützen.

Langfristig zielt das Projekt darauf ab, den Einsatz von Torfersatzstoffen in Blumenerden und Kultursubstraten signifikant zu steigern, um den ökologischen Fußabdruck der gärtnerischen Produkte zu reduzieren. Durch die interdisziplinäre Zusammenarbeit und die systematische Bewertung sollen zudem die wissenschaftliche Expertise in diesem Bereich ausgebaut und Grundlagen für zukünftige nachhaltige Entwicklungen geschaffen werden.

Laufzeit: 01.07.2023-30.06.2026

Verbundprojektleitung: Dr. Dieter Lohr

Teilprojektleitung: Prof. Dr. Klaus Menrad

Projektkoordination: Dr. Dieter Lohr

Projektbearbeitung: Michael Mußer, M.Sc., IGB (Teilaufgabe A), Alisa Kehr, M.Sc., THRO (Teilaufgabe B), Phillip Olak, M.Sc., MNR (Teilaufgabe C)

Zur Erzielung der CO₂-Neutralität Deutschlands steht die Automobilindustrie vor intensiven Anstrengungen hinsichtlich der Reduktion von Treibhausgasemissionen entlang des gesamten Lebenszyklus. Als zentraler Stellhebel dient u. a. die Erhöhung von Sekundärrohstoffquoten in der Fahrzeug- bzw. Komponentenherstellung und damit das Schließen von Materialkreisläufen. Der Einsatz von Sekundärmaterial in der Fahrzeugherstellung geht mit großen Herausforderungen bzgl. Materialqualität und Wirtschaftlichkeit einher. Hierbei bedarf es neben intelligenten, automatisierten Demontageprozessen ebenso effizienten Aufbereitungs- und Sortierverfahren zur Sortierung von Post-Shredder-Produkten in automobiltauglicher Qualität. Entlang der gesamten Prozesskette im Rahmen der Demontage und Aufbereitung gilt es, die wirtschaftlichen und umweltlichen Auswirkungen zu ermitteln. Die Professur für Circular Economy führt die entsprechenden ökonomischen und ökologischen Bewertungen der einzelnen Prozesse durch, um die Closed-Loop-Altfahrzeugverwertung ganzheitlich zu analysieren.

Das Forschungsvorhaben wird durch ein interdisziplinäres Konsortium aus Forschungs- und Industriepartnern bearbeitet. Beginnend mit Untersuchungen auf Gebäudeebene, wird die Nutzungsflexibilität und Anpassungsfähigkeit von kreislaufgerechten Holztafelbauweisen bewertet. Auf Bauteilebene werden daran anbindend, Bauteilanschlüsse mit dem Ziel der Demontierbarkeit und Trennbarkeit der Bauteilschichten bis auf die Materialebene betrachtet. Auf Materialebene steht insbesondere die Kaskadennutzung von Vollholz im Fokus der qualitativen und quantitativen Bewertungen. Die Charakterisierung der Verwertungsoptionen des Gebrauchtholzes auf Materialebene trägt dazu bei, dass das Gebrauchtholz nach dem Rückbau der kreislaufgerechten Konstruktion auch tatsächlich einer hochwertigen Kaskadennutzung zugeführt werden kann. Eine über alle Ebenen übergreifende, gesamtheitliche Betrachtung gestattet die Einbindung digitaler Technologien zur Entwicklung eines digitalen Materialpasses, mit dem Ziel der Dokumentation und Nachverfolgung von Bauteilen, Verbindungen und Rückbauoptionen. Auf Grundlage von Lebenszyklusanalysen erfolgt neben der technischen und materialwissenschaftlichen Bewertung die Evaluierung der ökologischen und ökonomischen Effekte. Die Untersuchung von innovativen Wirtschaftskonzepten aus der Kreislaufwirtschaft, wie Leasing- oder Sharing-Modelle runden das Verbundprojekt, mit einem Blick in die Zukunft des modernen Holzbaus, ab. 

Weitere Informationen finden Sie hier.

Zur Erreichung der Klimaziele muss auch der Gebäudebestand klimaneutral werden. Hierzu sind ambitionierte Energiestandards für Neubauten nötig und eine deutliche Steigerung der energetischen Sanierungstätigkeit im Bestand. Auch den eingesetzten Materialien kommt eine entscheidende Bedeutung zu. Ein wichtiges Baumaterial sind dabei die biobasierten Dämmstoffe. Durch deren verstärkten Einsatz kann der Energiestandard der Gebäude verbessert werden und ein Beitrag zur Umsetzung der Ziele des Klimaschutzprogramms Bayern 2050 erreicht werden. Zugleich kann auch eine Reduktion des Verbrauchs fossiler Rohstoffe, ein Beitrag zum Umwelt- und Ressourcenschutz sowie zur Wohngesundheit erzielt werden. 

Für die Dämmung von Gebäuden werden in Deutschland jedoch bislang v. a. konventionelle Dämmstoffe genutzt, biobasierte Dämmstoffe spielen immer noch eine untergeordnete Rolle. Zudem konnten die Marktanteile biobasierter Dämmstoffe deutschlandweit bislang kaum gesteigert werden, obwohl sie hinsichtlich technischer Eigenschaften konventionellen Dämmstoffen ebenbürtig sind, ökologische Vorteile aufweisen und zur Wohngesundheit beitragen. Trotz der z.T. höheren Kosten zeigen jedoch einige Verbraucherstudien in Deutschland positive Einstellungen zu diesen Dämmstoffen unter Privatpersonen und die grundsätzliche Bereitschaft zu deren Verwendung. Untersuchungen legen dagegen nahe, dass die geringe Marktdurchdringung u.a. auch mit dem fehlenden Willen verschiedener anderer Akteure im Baugewerbe zusammenhängt, biobasierte Dämmstoffe zu verbauen bzw. mit deren zu geringem Kenntnisstand hierzu. 

Eine Möglichkeit biobasierte Dämmstoffe weiter in den Markt zu bringen, stellt deren finanzielle Förderung dar. Da der Einsatz biobasierter Dämmstoffe auf Bundes- und Landesebene (BY) derzeit nicht gefördert wird, können hier Kommunen besondere Anreize setzen. Diese Möglichkeit nutzen auch verschiedene Kommunen in Deutschland, um damit z. B. eigene Klimaziele besser erreichen zu können. 

Ziel des Projekts BioDämm ist es vor diesem Hintergrund, den Status Quo der Verwendung von biobasierten Dämmstoffen in privaten Wohngebäuden in Bayern zu untersuchen. Das Projekt adressiert hierbei verschiedene wirtschaftliche und gesellschaftliche Akteure, nämlich private Hauseigentümer und Bauherren, Akteure des Baugewerbes sowie die Rolle von Kommunen. Im Einzelnen sollen mit Hilfe der Projektergebnisse folgende Fragen beantwortet werden:

(1) In welchem Umfang werden bislang in Bayern biobasierte Dämmstoffe in Wohngebäuden und speziell in Kommunen mit kommunaler Förderung von biobasierten Dämmstoffen eingesetzt? 

(2) Wie sind das derzeitige Interesse und die Akzeptanz von biobasierten Dämmstoffen unter privaten Hauseigentümern, Bauherren und relevanten Akteuren des Baugewerbes in Regionen mit und ohne kommunale Förderung in Bayern? 

(3) Welche Faktoren hemmen und fördern einen gesteigerten Einsatz von biobasierten Dämmstoffen in Wohngebäuden in Bayern? 

(4) Können kommunale Förderprogramme den Einsatz von biobasierten Dämmstoffen in privaten Wohngebäuden steigern und wie müssen die Programme gestaltet sein, damit sie zu einem vermehrten Einsatz dieser Materialien führen?

Das Projekt wird vom Bayerischen Staatsministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Forsten gefördert. Die Laufzeit ist vom 01.01.2023 bis zum 31.12.2025.

Projektleitung: Prof. Dr. Klaus Menrad

Projektkoordination: Dr. Agnes Emberger-Klein

Projektbearbeitung: Dipl. Ing. Isabell Limbrunner, Dr. Agnes Emberger-Klein

 

Die notwendige Reduktion von CO2-Emissionen in der Automobilindustrie stellt Fahrzeughersteller sowie Zulieferer vor die Herausforderung der Entwicklung und Herstellung nachhaltiger Fahrzeuge und Komponenten. Hierfür bedarf es neben dem erhöhten Einsatz von Sekundärrohstoffen ebenso neue, nachhalige Werkstoffkonzepte für Fahrzeugkomponenten. Das Forschungsprojekt verfolgt dabei eine gesamtheitliche Komponenten- und Werkstoffentwicklung für Kunststoffe und Metalle im Exterieur- und Interieurbereich. Die Professur für Circular Economy begleitet die Entwicklung von nachhaltigen Fahrzeugkomponenten im Interieur, die durch Materialreduktion, einfache Demontierbarkeit, Fokus auf Monomaterialien sowie den Einsatz von nachhaltigen Rohstoffen gekennzeichnet sind. Im Rahmen von ökonomischen und ökologischen Bewertungen werden die einzelnen Komponenten bewertet und deren systemische Auswirkungen analysiert.

Die großtechnische Gewinnung von Polyphenolen ist von stetig wachsendem Interesse, da in den nächsten Jahren die synthetischen Antioxidantien zunehmend in der EU verboten werden und schon jetzt von den Verbraucherinnen und Verbrauchern immer mehr abgelehnt werden. Bei der Herstellung eines ethanolischen Hopfenextrakts für die Brauindustrie fällt als Reststoff der sogenannte Gerbstoffextrakt an, welcher ein vielversprechender Lieferant für Polyphenole ist und derzeit noch keiner ökonomisch sinnvollen Nutzung zugeführt wird. Im Rahmen dieses Vorhabens soll der Reststoff aufgereinigt werden und als Quelle für natürliche Antioxidantien in Kosmetik und Lebensmitteln als Stabilisator, Konservierungsstoff oder aufgrund ihrer positiven Wirkung auf die Gesundheit einformuliert werden.

Für die industrielle Biotechnologie sind effiziente Fermentationsprozesse von besonderer Bedeutung. Hierfür soll innerhalb des Promotionsprojektes ein sogenannter SoftSensor entwickelt werden. Dieser soll die optimale Regelung des Bioprozesses und somit maximale Ausbeuten in minimaler Fermentationszeit ermöglichen. Der SoftSensor soll kontinuierlich Prozessparameter modellgestützt messen, welche nicht direkt über konventionelle Hardware-Sensoren messbar sind. Das Projekt umfasst einen praktischen Fermentationsteil mit Escherichia coli und einen theoretischen Programmierteil.

Kontakt: Dennis Beerhalter M. Sc.

Das von der Europäischen Exekutivagentur für Forschung (REA) geförderte Projekt CirculH2 zielt darauf ab, die erfolgreiche Entwicklung einer oder mehrerer äußerst robuster und skalierbarer Hydrogenasen für die Verwendung von H2 zu demonstrieren, die die Biotransformation biobasierter Materialien in Spezial- und Grundchemikalien in einem industriellen Umfeld selektiv vorantreiben. Die Technologie zielt darauf ab, die stark genutzten konventionellen chemischen Produktionsmethoden zu ersetzen und die Dekarbonisierung der industriellen Biotechnologie zu ermöglichen. Die Professur für Bioverfahrenstechnik entwickelt die Produktion von FeFe-Hydrogenase im industriellen Maßstab innerhalb des CirculH2-Projekts. Dazu wird die Fermentation von E. coli, das als Quelle für unser widerstandsfähiges Hydrogenase-Enzym dient, hochskaliert.

Kontakt: Ilgaz Oktay M. Sc.

Das vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) geförderte Transfernetzwerk zur Beschleunigung der Industriellen Bioökonomie (TransBIB) hat zum Ziel, die Abhängigkeit Deutschlands von nicht erneuerbaren Ressourcen zu verringern, indem es eine schnellere Überführung biotechnologischer Produktionsprozesse aus dem Labor in den industriellen Maßstab ermöglicht. BVT unterstützt TransBIB durch die Erstellung von Prozesssimulationen für das Up-Scaling biotechnologischer Produktionsverfahren. Darüber hinaus wird eine Datenbank über die Kapital- und Betriebskosten von Anlagen im industriellen Maßstab erstellt. Schließlich zielt das Projekt darauf ab, Start-ups, sowie kleine und mittlere Unternehmen bei der Skalierung zu unterstützen, indem Informationen über die erforderlichen Genehmigungen, Verfahren und Fristen weitergegeben werden, die bei der Planung und dem Bau solcher Anlagen zu berücksichtigen sind.

Kontakt: Estelle van der Walt M. Sc.

Das Ziel dieses Projekts ist Methanol, das aus CO2 hergestellt werden kann, in Form eines fermentativen Prozesses in antioxidativ-wirkende Stoffe umzusetzen. Diese sind von besonderer Bedeutung für die Futtermittelindustrie, um Futtermittel mit erhöhtem Fettgehalt zu stabilisieren. Das Ziel dieser Forschungsarbeit ist es ein methanol-basiertes Produktionsverfahren zu entwickeln und zu optimieren, welches aus der Fermentation mit dem Mikroorganismus Saccharomyces cerevisiae und der nachfolgenden Aufarbeitung der Zielsubstanzen besteht. Dabei beinhaltet das Projekt von Beginn an ökonomische Machbarkeitsstudien, um die Wirtschaftlichkeit sicherzustellen.

Kontakt: Ulf Stegemeyer M. Sc. / Ilgaz Oktay M. Sc.

Bei bestimmten biotechnologischen Produktionsverfahren nimmt die Viskosität des Reaktionsmediums mit steigender Produktkonzentration zu. Dies ist besonders wichtig für die mikrobielle Biopolymerproduktion, bei der der Sauerstofftransfer mit fortschreitender Fermentationsreaktion limitiert wird. Ziel dieses Forschungsprojekts ist es, konventionelle Reaktorsysteme für solche Anwendungen zu verbessern und zu erneuern, indem additive manufacturing (AM) und computational fluid dynamics (CFD) als Testplattformen eingesetzt werden. Der Schwerpunkt der Arbeit liegt auf der Optimierung spezifischer Phasen, einschließlich der Rückgewinnung des Endprodukts, wobei die wirtschaftliche Tragfähigkeit des gesamten Herstellungsprozesses im Vordergrund steht.

Konakt: Juan Mariño Jara M. Sc.

Dieses Forschungsprojekt befasst sich mit der Produktion, dem Scale-up und der Weiterverarbeitung von Exopolysacchariden mit verschiedenen Mikroorganismen für unterschiedliche Anwendungen. Die Entwicklung solcher Produkte birgt bestimmte Herausforderungen wie die oftmals hohe Viskosität, die Empfindlichkeit der Produkte gegenüber Wasser- und Umweltbedingungen und die Maßstabsvergrößerung. Die Überwindung solcher Hürden und die Entwicklung nachhaltiger, biologisch abbaubarer Materialien ist das Hauptziel der Forschung.

Kontakt: Venessa Dsouza M. Sc.

Die Forschung konzentriert sich auf die optimale Regelung industrieller Fermentationsprozesse, die bei der Verwendung von Hydrolysaten aus landwirtschaftlichen Reststoffen von Chargenschwankungen betroffen sind. Das Hauptziel besteht darin, das volle Potenzial von Bioprozessdaten auszuschöpfen, eine schnellere Fehlerbehebung zu ermöglichen, die Prozessautomatisierung zu verbessern und den Bedarf an zeitaufwändigen und kostspieligen Offline-Messungen durch die Entwicklung kontinuierlich trainierter, validierter und verbesserter, auf Hybridmodellen basierender Softsensoren zu reduzieren. Die Prozesssteuerung umfasst die Kombination von Echtzeitdaten von Hardwaresensoren mit speziell entwickelten Modellen, um nicht messbare Parameter online vorherzusagen.

Kontakt: Nico Geisler M. Sc.

Die Entwicklung von neuen Prozesswegen zur Herstellung von Isobutanol aus industriellen Abfallströmen, insbesondere unter Verwendung von Weizenstrohhydrolysat, ist einer der Aspekte des Projekts. Ziel der Arbeit ist die Entwicklung eines nachhaltigeren Weges zur Isobutanolproduktion unter Verwendung verschiedener Stämme von Corynebacterium glutamicum. Darüber hinaus ist das Testen, Entwickeln und Etablieren von Methoden zur in-situ-Produktabtrennung ein weiterer Aspekt des Projekts. 

Kontakt: Jennifer Borger M. Sc.