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<p>Zugleich ist ein Problem bei der Nutzung erneuerbarer Energien, insbesondere von Solar- und Bioenergie, ihr Flächenbedarf, der aus der geringen Energiedichte der Sonnenstrahlung resultiert. Zu Recht wird oft kritisch angemerkt, dass die intensive Nutzung erneuerbarer Energien Flächen beanspruchen kann, die ökologisch wertvoll sind oder für andere Zwecke (insbesondere Nahrungs- und Futtermittelproduktion) gebraucht würden.</p>
<p>Aufgrund der schlechten Nutzung mancher Verkehrsflächen bietet es sich an, solche wenig genutzte Flächen, die für Ökologie und Nahrungsmittelproduktion ohnehin bereits verloren sind, zusätzlich für die Energiegewinnung heranzuziehen. Das kann z.B. mittels Photovoltaik geschehen, aber auch durch Kultivierung von Mikroalgen. Eine solche Nutzungsform hätte den Vorteil, dass die Algen nicht nur energetisch, sondern auch stofflich (als Ausgangsmaterial für Bioraffinieren oder zur Düngerproduktion) verwendbar wären.</p>
<p>Dieser Ansatz wurde im Projekte Green P genauer untersucht, wobei die Auswertung von Wetter- und Flächen­nutzungdaten), technisch-naturwissenschaftliche Grundsatzüberlegungen und Berechnungen sowie Simulationen mit eigens erstellten Computermodellen zum Einsatz kamen. Zudem wurde eine ökonomische Bewertung samt Analyse der kostentreibenden Faktoren erstellt.</p>
<p>Im Projekt wurden drei Konzepte für die Mikroalgenkultivierung näher ausgearbeitet:</p>
<ul>
<li>In den Boden integrierte tubuläre Photobioreaktoren</li>
<li>Offene Kaskadensysteme in der Parkplatzüberdachung</li>
<li>Lichternte in der Parkplatzüberdachung</li>
</ul>
<p>Den Simulationsrechnungen zufolge können so Erträge von 7-8 Tonnen Biomasse pro Hektar Fläche und Monat erreicht werden. Als wesentliches Kriterium für die Produktivität hat sich der Wärme­haushalt herausgestellt. Hier haben in den Boden integrierte Lösungen deutliche Vorteile. Die Verdunstungskühlung in offenen Systemen ist zwar relevant, kann aber eine deutliche Reduktion der Produktivität nicht verhindern.</p>
<p>Wie die wirtschaftliche Analyse klar zeigt, ist eine rein energetische Nutzung der produzierten Biomasse nicht zielführend. Die Mikroalgenkultivierung kann nur bei Einbeziehung der stofflichen Komponente sinnvoll sein, sei es durch direkte Nutzung lokaler Abwasser- und Abgasströme, sei es durch Produktion von lokal genutzten Wertstoffen (z.B. Dünger für Urban Gardening oder Fischfutter für aquaponische Systeme). Diese beiden Ziele stehen in Konkurrenz, denn je hochwertiger die Produkte sind, desto schwerer lassen sich Abfallströme in deren Herstellung integrieren.</p>
<p><strong>Veröffentlichungen und Vorträge:</strong></p>
<ul>
<li>K. Lichtenegger, M. Zellinger, F. Schipfer: Green P – Nutzung von Verkehrsflächen zur Biomasseproduktion, Biobased Future 7, Jänner 2017</li>
<li>F. Schipfer, K. Lichtenegger, M. Zellinger et al.: The Green Parking Space – Nutzung von städtischen Verkehrsflächen für die Produktion von Biomasse. First Vienna Vertical Farming Meetup 01.03.2017, Wien</li>
<li>Vortrag von Klaus Lichtenegger am Science Breakfast (gemeinsame Veranstaltung von BE2020 mit dem Institut für Verfahrenstechnik der der TU Wien) am 7. März 2017 in Wieselburg</li>
<li>Vortrag von Klaus Lichtenegger am Algennetzwerk-Treffen am 3. April 2017 in Graz</li>
<li>Teilnahme von Michael Zellinger mit einem Vortrag an der Konferenz Eco World Summit in Melbourne (12.-14. Juli 2017)</li>
<li>Artikel zum Projektkonzept im Standard: http://derstandard.at/2000067569743/Idee-Parkplatzflaechen-zur-Zucht-von-Mikroalgen-verwenden</li>
<li>Beitrag in den Wirtschaftnachrichten Donauraum, Ausgabe Oktober 2017.</li>
<li>Teilnahme von Michael Zellinger mit einem Vortrag an der Konferenz World Sustainable Energy Days (WSED) im Rahmen der Young Biomass Researchers Conference 2018 in Wels.</li>
<li>Publizierbarer Endbericht: https://nachhaltigwirtschaften.at/de/sdz/publikationen/</li>
<li>schriftenreihe-2015-25_green_p.php</li>
</ul>
<p>Daneben hat das Konsortium die Erstellung eines bmvit-Infothek-Beitrags zur Mikroalgenkulti­vierung – https://infothek.bmvit.gv.at/mikroalgen-unscheinbare-multitalente/ – mit fachlicher Expertise unterstützt. Michael Zellinger hat mit der Vorstellung des Projekts den Science Slam 2017 an der FH Wr. Neustadt (Campus Wieselburg) gewonnen.</p>
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'content_en' => '<p>Some traffic and parking areas in the urban environment are only used during limited periods. This is true, for example, for parking spaces in large, peripherally located cinemas, which are usually only occupied to a significant extent in the evening hours. The parking spaces of many peripheral shopping centers are also only used intensively from late afternoon onwards and on Saturdays. The rest of the time these areas are empty and have neither productive nor decorative use.</p>
<p>At the same time, a problem with the use of renewable energies, in particular solar energy and bioenergy, is their space requirement, which results from the low energy density of solar radiation. It is often correctly criticized that the intensive use of renewable energies can take up areas that are ecologically valuable or would be used for other purposes (in particular food and feed production).</p>
<p>Due to the poor use of some traffic areas, it makes sense to additionally use such little used areas, which are already lost for ecology and food production anyway, for energy production. This can be done, for example, by means of photovoltaics, but also by cultivating microalgae. Such a form of use would have the advantage that the algae could be used not only energetically but also materially (as raw material for bio-refineries or fertilizer production).</p>
<p>This approach was examined in more detail in the Green P project, where the evaluation of weather and land use data, technical and scientific basic considerations and calculations as well as simulations with specially created computer models were used. In addition, an economic evaluation including an analysis of the cost-driving factors was prepared.</p>
<p>Three concepts for microalgae cultivation have been developed and studied in the project:</p>
<ul>
<li>Tubular photobioreactors integrated in the ground</li>
<li>Open cascade systems in the car park roofing</li>
<li>Light harvest in the car park roofing</li>
</ul>
<p>According to the simulation calculations, yields of 7-8 tons of biomass per hectare and month can be harvested. The heat balance has proven to be an essential criterion for productivity. Here, solutions integrated into the soil have clear advantages. Although evaporative cooling in open systems is relevant, it cannot prevent a significant reduction in productivity.</p>
<p>As the economic analysis clearly shows, a purely energetic use of the produced biomass is not effective. The cultivation of microalgae can only make sense if the material components are included, either through the direct use of local waste water and exhaust gas streams, or through the production of locally used resources (e.g. fertilizer for urban gardening or fish feed for aquaponic systems). These two goals are in competition, because the higher the quality of the products, the more difficult it is to integrate waste streams into their production.</p>
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At the same time a major problem for large-scale implementation of renewable energy is the massive land use resulting from limited energy density of solar radiation and, in case of biomass production, low efficiency for utilization of solar radiation by plants. Additionally, renewable energies are often criticized for the fact that they require areas, which could also be used for food and feed production.<br />
Therefore, it is an attractive idea to use some of the traffic areas that are lost for the ecosystem anyway for biomass production. This approach is novel that no data have been available yet. The aim of this work was therefore to develop technical solutions, to quantify the technical potential for this type of biomass production and, subsequently, for energy supply, based on data on the area utilization, climatic data and known properties of microalgae.<br />
The work deals with the question of the technical potential for this approach in Austria. This question is<br />
answered by a survey of the area data in Austria, the elaboration of technical systems for a possible implementation, as well as by calculating the biomass potential, based on simulation results. The data have been collected, analyzed and evaluated in a comprehensive literature search. The potential analysis provides an overview of the distribution of traffic areas in Austria and the resulting biomass potential. Thus, a list of possible areas including biomass and energy quantities is available.</p>
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The Green Parking Space:Nutzung von städtischen Verkehrsflächen für die Produktion von Biomasse
Manche Verkehrs- und Parkplatzflächen im städtischen Umfeld werden nur während eng begrenzter Zeiten genutzt. Das gilt etwa für Parkplätze von großen, peripher gelegenen Kinos, die üblicherweise erst in den Abendstunden in nennenswertem Ausmaß belegt sind. Auch die Parkplätze vieler peripherer Einkaufszentren werden erst ab dem späten Nachmittag sowie an Samstagen intensiv genutzt. Die restliche Zeit stehen diese Flächen leer und haben weder produktiven noch dekorativen Nutzen.
Zugleich ist ein Problem bei der Nutzung erneuerbarer Energien, insbesondere von Solar- und Bioenergie, ihr Flächenbedarf, der aus der geringen Energiedichte der Sonnenstrahlung resultiert. Zu Recht wird oft kritisch angemerkt, dass die intensive Nutzung erneuerbarer Energien Flächen beanspruchen kann, die ökologisch wertvoll sind oder für andere Zwecke (insbesondere Nahrungs- und Futtermittelproduktion) gebraucht würden.
Aufgrund der schlechten Nutzung mancher Verkehrsflächen bietet es sich an, solche wenig genutzte Flächen, die für Ökologie und Nahrungsmittelproduktion ohnehin bereits verloren sind, zusätzlich für die Energiegewinnung heranzuziehen. Das kann z.B. mittels Photovoltaik geschehen, aber auch durch Kultivierung von Mikroalgen. Eine solche Nutzungsform hätte den Vorteil, dass die Algen nicht nur energetisch, sondern auch stofflich (als Ausgangsmaterial für Bioraffinieren oder zur Düngerproduktion) verwendbar wären.
Dieser Ansatz wurde im Projekte Green P genauer untersucht, wobei die Auswertung von Wetter- und Flächennutzungdaten), technisch-naturwissenschaftliche Grundsatzüberlegungen und Berechnungen sowie Simulationen mit eigens erstellten Computermodellen zum Einsatz kamen. Zudem wurde eine ökonomische Bewertung samt Analyse der kostentreibenden Faktoren erstellt.
Im Projekt wurden drei Konzepte für die Mikroalgenkultivierung näher ausgearbeitet:
- In den Boden integrierte tubuläre Photobioreaktoren
- Offene Kaskadensysteme in der Parkplatzüberdachung
- Lichternte in der Parkplatzüberdachung
Den Simulationsrechnungen zufolge können so Erträge von 7-8 Tonnen Biomasse pro Hektar Fläche und Monat erreicht werden. Als wesentliches Kriterium für die Produktivität hat sich der Wärmehaushalt herausgestellt. Hier haben in den Boden integrierte Lösungen deutliche Vorteile. Die Verdunstungskühlung in offenen Systemen ist zwar relevant, kann aber eine deutliche Reduktion der Produktivität nicht verhindern.
Wie die wirtschaftliche Analyse klar zeigt, ist eine rein energetische Nutzung der produzierten Biomasse nicht zielführend. Die Mikroalgenkultivierung kann nur bei Einbeziehung der stofflichen Komponente sinnvoll sein, sei es durch direkte Nutzung lokaler Abwasser- und Abgasströme, sei es durch Produktion von lokal genutzten Wertstoffen (z.B. Dünger für Urban Gardening oder Fischfutter für aquaponische Systeme). Diese beiden Ziele stehen in Konkurrenz, denn je hochwertiger die Produkte sind, desto schwerer lassen sich Abfallströme in deren Herstellung integrieren.
Veröffentlichungen und Vorträge:
- K. Lichtenegger, M. Zellinger, F. Schipfer: Green P – Nutzung von Verkehrsflächen zur Biomasseproduktion, Biobased Future 7, Jänner 2017
- F. Schipfer, K. Lichtenegger, M. Zellinger et al.: The Green Parking Space – Nutzung von städtischen Verkehrsflächen für die Produktion von Biomasse. First Vienna Vertical Farming Meetup 01.03.2017, Wien
- Vortrag von Klaus Lichtenegger am Science Breakfast (gemeinsame Veranstaltung von BE2020 mit dem Institut für Verfahrenstechnik der der TU Wien) am 7. März 2017 in Wieselburg
- Vortrag von Klaus Lichtenegger am Algennetzwerk-Treffen am 3. April 2017 in Graz
- Teilnahme von Michael Zellinger mit einem Vortrag an der Konferenz Eco World Summit in Melbourne (12.-14. Juli 2017)
- Artikel zum Projektkonzept im Standard: http://derstandard.at/2000067569743/Idee-Parkplatzflaechen-zur-Zucht-von-Mikroalgen-verwenden
- Beitrag in den Wirtschaftnachrichten Donauraum, Ausgabe Oktober 2017.
- Teilnahme von Michael Zellinger mit einem Vortrag an der Konferenz World Sustainable Energy Days (WSED) im Rahmen der Young Biomass Researchers Conference 2018 in Wels.
- Publizierbarer Endbericht: https://nachhaltigwirtschaften.at/de/sdz/publikationen/
- schriftenreihe-2015-25_green_p.php
Daneben hat das Konsortium die Erstellung eines bmvit-Infothek-Beitrags zur Mikroalgenkultivierung – https://infothek.bmvit.gv.at/mikroalgen-unscheinbare-multitalente/ – mit fachlicher Expertise unterstützt. Michael Zellinger hat mit der Vorstellung des Projekts den Science Slam 2017 an der FH Wr. Neustadt (Campus Wieselburg) gewonnen.
Projektvolumen
EUR 99.958,--
Projektlaufzeit
2016-10-01 - 2017-09-30
Finanzierung
bmvit (Ausschreibung Stadt der Zukunft)
Projektpartner
Ansprechperson
Klaus LICHTENEGGER
klaus.lichtenegger@best-research.eu
Area Management
Elisabeth Wopienka / Manuel Schwabl
elisabeth.wopienka@best-research.eu manuel.schwabl@best-research.eu
Publikationen
Green P – Nutzung von Verkehrsflächen zur Biomasseproduktion
The Green P - Nutzung von städtischen Verkehrsflächen für die Produktion von Biomasse
The Green Parking Area – Utilization of urban parking areas for cultivation of algae
The Green Parking Area – Utilization of urban parking areas for cultivation of microalgae
The Green Parking Space – Nutzung von städtischen Verkehrsflächen für die Produktion von Biomasse