Lebensmittel und Energie Integrierte Lebensmittel- und Energiesysteme EBF GmbH Kleine Bach 34 64646 Heppenheim Telefon 06252/1285-11 franz.schreier@lasseswachsen.com Seite 1
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
Warum? Warum benötigen wir Integrierte Lebensmittel- und Energiesysteme? Seite 3
weil begrenzte Ressourcen die Welt zum Umdenken zwingen Peak Oil: Seite 4
Die Ölproduktion der nicht-opec-staaten ist rückläufig! Graphik: Seite 5
Die Energiepreise steigen unaufhaltsam Ölpreisentwicklung: 2011 2004 100 $/barrel 36 $/barrel Ölpreis stieg jedes Jahr um etwa 20%! Seite 6
Es sind drastische Auswirkungen auf die Gesellschaft zu erwarten! Bundeswehr: Seite 7
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
Weiterhin zerstört der Klimawandel Agrarflächen und Ernten Erderwärmung: Seite 9
Der Wettbewerb zwischen Lebensmitteln und Energie verschärft diese Situation!! Lebensmittel oder Energie? Seite 10
PeakOil und Klimawandel treiben die Lebensmittelpreise nach oben!! FAO Food Price Index: Seite 11
Was? Was können wir machen? Seite 12
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
Interessante Sachverhalte! zur Photosynthese: Die Sonne liefert uns 1.000 W/m² Pflanzen benötigen nur 250 bis 350 W/m² Zu viel Licht mindert Pflanzenwachstum! Seite 14
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
Zutaten: Gewächshausstruktur Gewächshauseindeckung Multifunktionale Photovoltaik PAR-Licht Folie Sulphur Plasma Lampe Seite 16
Eine kontrollierte Wachstumsumgebung erfordert Raum mit geringen thermischen Lasten Chinesisches Lean-to-Greenhouse: Seite 17
Aquaponisches Solar Gewächshaus Querschnitt: Aquaponik = Aquakultur + Hydroponik Seite 18
Aquaponisches Solar Gewächshaus Modell: Seite 19
Aquaponisches Solar Gewächshaus Modell: Seite 20
Gewächshauseindeckung: Gewächshausstruktur Gewächshauseindeckung Multifunktionale Photovoltaik PAR-Licht Folie Sulphur Plasma Lampe Seite 21
Fluorpolymere erfüllen höchste Anforderungen im Membranbau ETFE-Folien: Seite 22
Multifunktionale Photovoltaik: Gewächshausstruktur Gewächshauseindeckung Multifunktionale Photovoltaik PAR-Licht Folie Sulphur Plasma Lampe Seite 23
Multi-Energie-Lamelle Erster Entwurf, Vorderseite: Seite 24
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
Multi-Energie-Lamelle Erster Prototyp des Laminats: 14 Zellen, 5, monokristallin seriell verschaltet, 32 Wp Seite 26
Multi-Energie-Lamelle Erste Serien Laminate: Seite 27
Multi-Energie-Lamelle Serien-Produkt: Seite 28
Multi-Energie-Lamelle mit Abschattung ohne Abschattung Seite 29
PAR-Licht-Folie: Gewächshausstruktur Gewächshauseindeckung Multifunktionale Photovoltaik PAR-Licht Folie Sulphur Plasma Lampe Seite 30
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
Erste Tests zeigen eindrucksvoll die Möglichkeiten des Wellenlängenshifts von Licht Prototyp fluoreszierende Folie: Seite 32
An trüben Tagen kann ohne eine künstliche Lichtquelle PAR-Licht erzeugt werden ETFE PAR-Lichtvorhang: Seite 33
und mit Wasser gefüllt werden gar die Heiz- und Kühllasten puffert ETFE PAR-Licht-Wasserwand: Seite 34
Der Wellenlängenshift funktioniert sehr gut! Messungen: Seite 35
Sulphur Plasma Lampe: Gewächshausstruktur Gewächshauseindeckung Multifunktionale Photovoltaik PAR-Licht Folie Sulphur Plasma Lampe Seite 36
Eine neue Lichtquelle für verbessertes Pflanzenwachstum Die Sonne auf Erden: Seite 37
Das Licht der Sulphur Plasma Lampe ist dem Sonnenspektrum sehr ähnlich www.plasma-i.com Lichtintensität Wellenlänge Seite 38
Keine andere Lichtquelle ist effizienter als die Sulphur Plasma Lampe www.plasma-i.com Seite 39
Optimales Licht für den Gartenbau Wachtumsversuche, Holland: 50% mehr Gurken und 64% höheres Pflanzenwachstum Seite 40
Gurken in nur einem Monat Wachstumsversuche in Holland: 6. Januar 2010 7. Februar 2010 Seite 41
Realisiertes Pilotprojekt Seite 42
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Aquaponic Solar Greenhouse Thermorollo geschlossen: Seite 69
Aquaponic Solar Greenhouse Thermorollo offen: Seite 70
Aquaponic Solar Greenhouse Aktueller Entwurf (Schnitt): Seite 71
Aquaponic Solar Greenhouse Aktueller Entwurf (Grundriss): Seite 72
Aquaponic Solar Greenhouse Erstes Projekt in Neuenburg am Rhein: Baubeginn April 2013 Seite 73
Aquaponic Solar Greenhouse Marketing Projekt in New York: geplant für Sommer 2013 Seite 74
Vielen Dank für Ihre Zeit! die vielleicht erste Tomate mit einem negativen CO 2 -Footprint (9. August 2011) Seite 75