Lebensmittel und Energie

Transkript

1 Lebensmittel und Energie Integrierte Lebensmittel- und Energiesysteme EBF GmbH Kleine Bach Heppenheim Telefon 06252/ Seite 1

2 Kurzvorstellung Franz Schreier: die EBF GmbH ist seit 1996 mit Energiemanagement für Industrie, GHD (Gewerbe, Handel und Dienstleistungen) am Markt seit September 2010 Schwerpunkt auf Integrierte Lebensmittel- und Energiesystemen (IFES) Seite 2

3 Warum? Warum benötigen wir Integrierte Lebensmittel- und Energiesysteme? Seite 3

4 weil begrenzte Ressourcen die Welt zum Umdenken zwingen Peak Oil: Seite 4

5 Die Ölproduktion der nicht-opec-staaten ist rückläufig! Graphik: Seite 5

6 Die Energiepreise steigen unaufhaltsam Ölpreisentwicklung: $/barrel 36 $/barrel Ölpreis stieg jedes Jahr um etwa 20%! Seite 6

7 Es sind drastische Auswirkungen auf die Gesellschaft zu erwarten! Bundeswehr: Seite 7

8 Die Lebensmittelproduktion hängt dramatisch von Öl ab! Prozessschritte: Bestellen des Feldes No Oil Düngung Bewässerung Ernte Trocknung Verarbeitung Lagerung No Food! Verpackung Logistik Seite 8

9 Weiterhin zerstört der Klimawandel Agrarflächen und Ernten Erderwärmung: Seite 9

10 Der Wettbewerb zwischen Lebensmitteln und Energie verschärft diese Situation!! Lebensmittel oder Energie? Seite 10

11 PeakOil und Klimawandel treiben die Lebensmittelpreise nach oben!! FAO Food Price Index: Seite 11

12 Was? Was können wir machen? Seite 12

13 Integrierte Lebensmittel- und Energiesysteme stellen eine Lösung dar Erste Ansätze (FAO): Integrated Food and Energy Systems (IFES) sind Farm-Modell für die gleichzeitige Produktion von Lebensmitteln und Energie IFES Typ 1: Physikalische Koexistenz Lebensmittel- und Energiepflanzen werden auf der selben Fläche angebaut; IFES Typ 2: Geschlossene Kreislaufsysteme Nebenprodukte und Reststoffe sind die Ressourcen der nachfolgenden Prozessschritte; Seite 13

14 Interessante Sachverhalte! zur Photosynthese: Die Sonne liefert uns W/m² Pflanzen benötigen nur 250 bis 350 W/m² Zu viel Licht mindert Pflanzenwachstum! Seite 14

15 Ein neuer Ansatz erhöht die Lebensmittel- Produktion und die Energieeffizienz Kochrezept für IFES Typ 3: Kontrollierte Wachstumsumgebung schaffen, um die Heizund Kühllasten sowie den Wasserbedarf zu minimieren; Hochtransparentes Eindeckungsmaterial einbauen; Solarsystem zur Abschattung und Energieerzeugung einsetzen; Ausweitung der Photoperiode in nördlichen Breiten (SPL); Internes biologisches Kreislaufsystem (Aquaponics) einsetzen; Seite 15

16 Zutaten: Gewächshausstruktur Gewächshauseindeckung Multifunktionale Photovoltaik PAR-Licht Folie Sulphur Plasma Lampe Seite 16

17 Eine kontrollierte Wachstumsumgebung erfordert Raum mit geringen thermischen Lasten Chinesisches Lean-to-Greenhouse: Seite 17

18 Aquaponisches Solar Gewächshaus Querschnitt: Aquaponik = Aquakultur + Hydroponik Seite 18

19 Aquaponisches Solar Gewächshaus Modell: Seite 19

20 Aquaponisches Solar Gewächshaus Modell: Seite 20

21 Gewächshauseindeckung: Gewächshausstruktur Gewächshauseindeckung Multifunktionale Photovoltaik PAR-Licht Folie Sulphur Plasma Lampe Seite 21

22 Fluorpolymere erfüllen höchste Anforderungen im Membranbau ETFE-Folien: Seite 22

23 Multifunktionale Photovoltaik: Gewächshausstruktur Gewächshauseindeckung Multifunktionale Photovoltaik PAR-Licht Folie Sulphur Plasma Lampe Seite 23

24 Multi-Energie-Lamelle Erster Entwurf, Vorderseite: Seite 24

25 Multi-Energie-Lamelle Design: 1 ETFE 150 µm 2 Thermoplast klar 1 x 500 µm 3 26 PV-Zellen, mono kristallin 4 Thermoplast, 2 x 500 µm 5 Aluminum (1 mm) oder Glas (2 mm) Seite 25

26 Multi-Energie-Lamelle Erster Prototyp des Laminats: 14 Zellen, 5, monokristallin seriell verschaltet, 32 Wp Seite 26

27 Multi-Energie-Lamelle Erste Serien Laminate: Seite 27

28 Multi-Energie-Lamelle Serien-Produkt: Seite 28

29 Multi-Energie-Lamelle mit Abschattung ohne Abschattung Seite 29

30 PAR-Licht-Folie: Gewächshausstruktur Gewächshauseindeckung Multifunktionale Photovoltaik PAR-Licht Folie Sulphur Plasma Lampe Seite 30

31 Die PAR Licht Folie begünstigt das Pflanzenwachstum Sonnenspektrum: Pflanzen nutzen hauptsächlich blaues und rotes Licht für die Photosynthese, Grünes Licht wird weniger genutzt! Wie kann grünes Licht für die Photosynthese nutzbar gemacht werden? Seite 31

32 Erste Tests zeigen eindrucksvoll die Möglichkeiten des Wellenlängenshifts von Licht Prototyp fluoreszierende Folie: Seite 32

33 An trüben Tagen kann ohne eine künstliche Lichtquelle PAR-Licht erzeugt werden ETFE PAR-Lichtvorhang: Seite 33

34 und mit Wasser gefüllt werden gar die Heiz- und Kühllasten puffert ETFE PAR-Licht-Wasserwand: Seite 34

35 Der Wellenlängenshift funktioniert sehr gut! Messungen: Seite 35

36 Sulphur Plasma Lampe: Gewächshausstruktur Gewächshauseindeckung Multifunktionale Photovoltaik PAR-Licht Folie Sulphur Plasma Lampe Seite 36

37 Eine neue Lichtquelle für verbessertes Pflanzenwachstum Die Sonne auf Erden: Seite 37

38 Das Licht der Sulphur Plasma Lampe ist dem Sonnenspektrum sehr ähnlich Lichtintensität Wellenlänge Seite 38

39 Keine andere Lichtquelle ist effizienter als die Sulphur Plasma Lampe Seite 39

40 Optimales Licht für den Gartenbau Wachtumsversuche, Holland: 50% mehr Gurken und 64% höheres Pflanzenwachstum Seite 40

41 Gurken in nur einem Monat Wachstumsversuche in Holland: 6. Januar Februar 2010 Seite 41

42 Realisiertes Pilotprojekt Seite 42

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68 Seite 68

69 Aquaponic Solar Greenhouse Thermorollo geschlossen: Seite 69

70 Aquaponic Solar Greenhouse Thermorollo offen: Seite 70

71 Aquaponic Solar Greenhouse Aktueller Entwurf (Schnitt): Seite 71

72 Aquaponic Solar Greenhouse Aktueller Entwurf (Grundriss): Seite 72

73 Aquaponic Solar Greenhouse Erstes Projekt in Neuenburg am Rhein: Baubeginn April 2013 Seite 73

74 Aquaponic Solar Greenhouse Marketing Projekt in New York: geplant für Sommer 2013 Seite 74

75 Vielen Dank für Ihre Zeit! die vielleicht erste Tomate mit einem negativen CO 2 -Footprint (9. August 2011) Seite 75