SUSKULT: Förderphase 2

Agrarsystem der Zukunft nimmt weiter Formen an

Eine bisher wenig beachtete Möglichkeit der nährstoffrückgewinnenden Agrarproduktion, die für Deutschland auf dem Weg zu einer echten Bioökonomie unverzichtbar ist. Die SUSKULT-Vision gewinnt weiter an Bedeutung. In der zweiten Förderphase geht es nun darum, das neuartige auf Hydroponik basierende Produktionssystem weiter zu optimieren. Mit dem klaren Ziel, die Grundlagen für eine erfolgreiche Etablierung im Markt zu schaffen.

Die internationale Gemeinschaft ist nicht mehr auf Kurs, die Sustainable Development Goals (SDGs) bis 2030 zu erreichen. Das zeigt der Global Sustainable Development (SDG) Report 2023^[1]. Verantwortlich sind neben dem fortschreitenden Klimawandel die Covid-19-Pandemie und gewaltsame Konflikte. Die Auswirkungen des Angriffskriegs Russlands auf die Ukraine unterstreichen die hohe Abhängigkeit der landwirtschaftlichen Produktion in Deutschland und der Europäischen Union von importierten Ressourcen wie Energie und Düngemittel. Gleichzeitig sind gegenwärtige Agrarsysteme mitverantwortlich dafür, dass die planetaren Belastungsgrenzen überschritten werden.

Ein Umdenken und neue Strukturen in der Agrarwirtschaft stehen außer Frage. Zukünftige Agrarsysteme müssen kreislaufbasiert, nachhaltig und resilient sein, um den Herausforderungen globaler Lieferketten, endlicher Phosphorressourcen, hoher Energiebedarfe und Verschmutzungen von Gewässern und Böden begegnen zu können. Das Verbundprojekt SUSKULT erforscht seit 2019 eine urbane, kreislaufbasierte Agrarproduktion. »Standorte für eine derartige Produktion benötigen zum einen lokal Nährstoffe, Wasser und Energie. Gleichzeitig müssen sie den zunehmenden Anforderungen der Gesellschaft an Produktqualität, Ressourcenschonung und Regionalität gerecht werden«, erklärt SUSKULT-Projektkoordinator Volkmar Keuter von Fraunhofer UMSICHT. In den vergangenen fünf Jahren seit Projektstart haben insgesamt 15 Partner – darunter Universitäten und Forschungseinrichtungen sowie Institutionen aus Industrie, Wirtschaft und öffentlicher Verwaltung – die wissenschaftliche Grundlage für das Vorhaben gelegt und einzelne Bausteine entwickelt.

SUSKULT-Demonstrationsanlage auf der Kläranlage Emschermündung

Mittlerweile sind diese Bausteine in einer Demonstrationsanlage zu einer Prozesskette zusammengefasst und werden in der Praxis getestet. Standort der Anlage: die von der Emschergenossenschaft betriebene Kläranlage Emscher-Mündung in Dinslaken, eine der größten ihrer Art in Europa. Kläranlagen werden in der SUSKULT-Vision zu sogenannten NEWtrient^®-Centern, die sämtliche für den gartenbaulichen Anbau von Produkten notwendigen Ressourcen – Nährstoffe, CO₂, Wasser und Energie – liefern.  Und das alles mit nur kurzen Wegen zu den Verbraucher*innen. Die Ressource Abwasser wird in NPK-haltigen Flüssigdünger (NPK: Stickstoff, Phosphor und Kalium) umgewandelt, der wiederum zur Kultivierung von z. B. Gemüse und Salat sowie gesundheitsfördernden Lebensmitteln wie Süßkartoffeln und Moringa verwendet werden kann. Des Weiteren können Wasserlinsen produziert werden, die über einen hohen Vitaminanteil verfügen und als regionaler Sojaersatz dienen. »Der vertikale Anbau erfolgt indoor, geschützt vor Umwelteinflüssen – das ist platzsparend und saisonunabhängig«, so Volkmar Keuter.

SUSKULT 2.0: die NEWtrient^®-Transformation

Nach dem erfolgreichen Abschluss der ersten Förderphase startet nun die zweite Phase von SUSKULT. Das Kick-off fand Ende Januar in den Räumlichkeiten von Fraunhofer UMSICHT in Oberhausen statt. Der ursprüngliche Ansatz der NEWtrient^®-Center soll hin zu einer NEWtrient^®-Transformation erweitert werden. Dabei werden neben den Ressourcenpotenzialen von Kläranlagen auch weitere Ressourcen wie z. B. Gärreste erschlossen. Miteinander gemischt, lassen sie sich als Flüssigdünger sowohl für vertikale Farmen in urbanen Zentren (Frischgemüse und proteinhaltige Pflanzen) als auch in der Feldkultivierung (mehrjährige Pflanzen) nutzen. Volkmar Keuter: »Unser Ziel ist es, dass in Deutschland ein flächendeckendes Netzwerk an verschiedenen Zentren entsteht, das künftig die Pflanzenkultivierung auf Basis heimischer Ressourcen – weitestgehend unabhängig von Importen und unvorhersehbaren Ereignissen – sichert.«

Die Forschungs- und Entwicklungsarbeiten in der zweiten Projektphase von SUSKULT richten sich an vier Leitlinien aus:

1. Optimierung – Weiterentwicklung des originären SUSKULT-Ansatzes
2. Etablierung – Entwicklung von Marktzugangsmaßnahmen für SUSKULT-Produkte
3. Roll-out – Entwicklung von Maßnahmen und Technologien außerhalb des originären Ansatzes
4. Internationalisierung – Inwertsetzung des SUSKULT-Ansatzes auf internationaler Ebene

Hierzu ist das Projektkonsortium in Teilen neu aufgestellt. Die Interdisziplinarität der verschiedenen Verbundpartner hat sich in der ersten Projektphase als sehr erfolgreich erwiesen – und bleibt bestehen. In Zukunft werden die Partner Emschergenossenschaft/Lippeverband, REWE und Yara ihre Aktivitäten in den zentralen Verwertungsschienen »SUSKULT-Rezyklate« und »Lebensmittel« ausweiten. Neu hinzugekommen sind u. a. das Wuppertal Institut, zuständig für die prospektive Nachhaltigkeitsbewertung, und die japanische Chiba University. Letztere gilt als Pionier auf dem Gebiet des Vertical Farmings und übernimmt eine entscheidende Rolle in der Erforschung der Internationalisierung des SUSKULT-Ansatzes. Ebenfalls Teil des Verbundprojekts ist ab sofort die Universität Münster. Sie untersucht den Einsatz von SUSKULT-Rezyklaten im Feldanbau und stärkt die Risikoforschung. »Gemeinsam arbeiten wir daran, unsere Vision in Deutschland und auch darüber hinaus zu etablieren«, so Volkmar Keuter. »Das Projektkonsortium ist überzeugt davon, dass SUSKULT das Potenzial hat, dass Deutschland zukünftig unabhängiger von Importen in der Food Supply Chain (Ressourcen und Lebensmittel) wird. Zudem können wir einen wichtigen Teil dazu beitragen, die Bevölkerung mit qualitativ hochwertigen, regionalen Lebensmitteln zu versorgen.«

[1 ]UN. Global Sustainable Development Report 2023: Advance, Unedited Version, 14 June 2023. Available online: https://sdgs.un.org/sites/default/files/2023-06/Advance%20unedited%20GSDR%2014June2023.pdf (accessed on 20 July 2023).

Egal ob Landwirtschaft, Gemüse- oder Zierpflanzenbau, Pflanzen brauchen Nährstoffe. Das Thema Düngung steht jedoch zunehmend vor Herausforderungen. Die Herstellung von Mineraldünger braucht viel Energie. Im Zuge des Ukrainekrieges wurden nicht nur wichtige Lieferketten aus Russland und der Ukraine unterbrochen, es war aufgrund der stark gestiegenen Gaspreise auch ein starker Anstieg der Düngemittelpreise zu verzeichnen. Hinzu kommt, dass Nährstoffe wie Phosphor als Rohstoff in Deutschland nicht verfügbar und die weltweiten Phosphorvorräte zudem begrenzt sind. Damit bekommen der effiziente Umgang und ein möglichst geschlossener Kreislauf eine immer größere Bedeutung.

Mitte Juni lud unser Beiratsmitglied Agrobusiness Niederrhein e. V. zu einer Veranstaltung auf das Gelände der Kläranlage der Emschergenossenschaft in Dinslaken ein, bei der verschiedene Möglichkeiten des Nährstoffrecyclings aus Abwässern vorgestellt sowie rechtliche Rahmenbedingungen und Herausforderungen diskutiert wurden. Neben Vertretern von SUSKULT auch dabei das Agrobusiness-Mitglied SF-Soepenberg GmbH.

Zur kompletten Pressemeldung geht es hier

Interview mit Anna Hofmann und Dr. Sandra Schwindenhammer von der Forschungsgruppe SUSKULT auf dem Duisburger Umweltmarkt 2023. Der Beitrag wird am 24. Juni 2023 um 20:00 Uhr bei Radio Duisburg ausgestrahlt. Wer nicht so lange warten möchte, kann schon heute auf Spotify reinschnuppern (Umweltmarkt 2023 – 07 – Anna Hofmann & Dr. Sandra Schwindenhammer – SUSKULT – Umweltmarkt 2023 | Podcast on Spotify)

Interessierte Rückfragen zur Nährstoffrückgewinnung aus dem eigenen Abwasser, angeregte Gespräche über die Lebensmittelproduktion in der SUSKULT-Pilotanlage und zielsichere Kinder prägten den interaktiven SUSKULT Informationsstand auf dem Umweltmarkt & Eine Welt Bazar am 3. Juni 2023 in der Duisburger Fußgängerzone.

Bei strahlendem Sonnenschein und umringt von spielenden Kindern im Düsenfeldbrunnen machten Forscher:innen der Justus-Liebig-Universität Gießen, des Fraunhofer-Instituts UMSICHT, der Hochschule Osnabrück und des Instituts für Landes- und Stadtentwicklungsforschung den SUSKULT Ansatz für die Duisburger:innen auf der Königstraße von 10 bis 18 Uhr erlebbar und greifbar. Der interaktive Stand unter dem Motto „Dein Abwasser als Quelle für die Lebensmittelproduktion vor Ort“ fügte sich nahtlos in den diesjährigen Themenschwerpunkt des Duisburger Umweltmarkts „Wasser – kostbar und herausfordernd!“ ein und klärte mit Forschungsexponaten zum Anfassen wichtige Fragen der Duisburger:innen. Wie fühlt sich das Substrat einer Hydroponik-Pflanze an? Bekommen Pflanzen durch die Nährlösung alles, was sie zum Wachstum brauchen? Welche Farbe hat die SUSKULT Nährlösung und wie riecht sie eigentlich?

Flankiert wurde das praktische Erleben durch das SUSKULT Wurfspiel für Kinder, das sich überaus großer Beliebtheit erfreute. Jede getroffene Zahl von eins bis sechs verwies auf einen Sektor am Stand und eine zugehörige Frage, welche die SUSKULT Forscher:innen mit den Erwachsenen diskutierten.

Insgesamt stieß die Nährstoffrückgewinnung aus Abwasser bei den Duisburger:innen auf breite Zustimmung, bis hin zu ersten Vorbestellungen für den SUSKULT Dünger für den Einsatz im eigenen Garten.

SUSKULT bedankt sich bei der Stadt Duisburg für die Ausrichtung des Umweltmarkts 2023 und bei allen Teilnehmer:innen des Informationsstands für kreative Ideen und wichtige Rückmeldungen, die uns auf dem Weg zur Verwirklichung der SUSKULT-Vision ein Stück weiterbringen.

Im Podcast #63 gehen die Gastgeber Lee Greene, Carmen Hillebrand und Thomas Knüver der Frage nach, welche Lebensmittel man aus Abwasser produzieren kann und wie sicher diese sind. Auf der Kläranlage Emschermündung trafen Sie dazu den SUSKULT-Verbundkoordinator Volkmar Keuter, der auch an einer Bierverkostung teilnahm.

Mehr…

Am 14. und 15. Juli 2022 fand das erste Nachwuchscamp des Verbundforschungsprojekts SUSKULT auf Einladung der Justus-Liebig-Universität Gießen und der Hochschule Osnabrück in Osnabrück statt. Nach dem langen pandemiebedingten Arbeiten auf Distanz stand das Nachwuchscamp unter dem Motto „E²c – exchange – enhance – create“. Ziel des Camps, an dem 15 Vertreter*innen der verschiedenen SUSKULT Partnerinstitutionen teilnahmen, war es, insbesondere den Nachwuchswissenschaftler:innen in SUSKULT die Gelegenheit zu geben, sich in lockerer Atmosphäre mit ihren Forschungsthemen und persönlich tiefer zu vernetzen.

Zum Auftakt des ersten Tages machten die Teilnehmer:innen einen informativen Rundgang durch die Versuchsanlagen der Fakultät Agrarwissenschaften und Landschaftsarchitektur der Hochschule Osnabrück, bei dem unmittelbare Einblicke in die laufenden SUSKULT Kultivierungsversuche gewonnen wurden.

Es folgte eine kreative Ideenwerkstatt, in der offene und interaktive Arbeitsformate umgesetzt und aktuelle inter- und transdisziplinäre Forschungsfragen diskutiert wurden. Ein Highlight des ersten Tages war die Fishbowl Diskussion „Schnittmengen der Teilprojekte in SUSKULT“, bei der die Nachwuchswissenschaftler:innen einer moderierten Diskussion der Teilprojektleiter:innen folgten und sich aktiv und lebhaft mit in die Debatte einbrachten.

Am zweiten Tag wurde die inter- und transdisziplinäre Diskussion an drei Thementischen vertieft und inhaltliche Schnittmengen und Bedarfe für die weitere Zusammenarbeit im Verbund identifiziert.

Im Anschluss waren sich alle Teilnehmenden einig, dass es 2023 eine Neuauflage des SUSKULT Nachwuchscamps geben soll.

Am 9. Juni 2022 diskutierten Dr. Sandra Schwindenhammer (stellv. Verbundkoordinatorin SUSKULT), Regina Gnirss (Leiterin der Abteilung Forschung und Entwicklung der Berliner Wasserbetriebe) und Prof. Dr. Kai Purnhagen (Fachgebiet Lebensmittelrecht an der Universität Bayreuth) in dem von Stephan Becker-Sonnenschein moderierten Panel „Nutrient Cycle – The Food Loop“ auf der  re:publica 22 über technische, rechtliche und ökonomische Aspekte der Nährstoffwende und Fragen der Produktion und Vermarktung von Produkten, die mit aus Abwasser rückgewonnenen Nährstoffen erzeugt wurden.

YouTube Video unter: https://www.youtube.com/watch?v=2TTtCn6sW5o

Panelbeschreibung: https://re-publica.com/de/session/nutrient-cycle-food-loop

Am 9. Februar 2022 präsentierten Dr. Sandra Schwindenhammer und Denise Gonglach das Projekt SUSKULT im Rahmen der virtuellen Ringvorlesung des Instituts für Politikwissenschaft der Justus-Liebig-Universität Gießen im Wintersemester 2021/2022. Eingebettet in einen politikwissenschaftlichen Rahmenvortrag zu Agrarsystemen der Zukunft als politikwissenschaftliches Forschungsfeld brachten die Referentinnen die SUSKULT-Vision dem fachübergreifenden studentischen Publikum interaktiv näher. Die Studierenden waren eingeladen, sich aktiv in die Diskussion über die SUSKULT-Vision einzubringen und mittels digitaler Umfragen Input und Feedback zu den aktuellen Forschungsergebnissen zu geben.

Zum Ende des theoretisch-konzeptionellen Vortrags wurden die Studierenden in einer Sli.do-Umfrage befragt, welche Eigenschaften ein Agrarsystem der Zukunft haben müsse. Die meistgenannten Begriffe lauteten „Nachhaltigkeit“ und „klimafreundlich“, gefolgt von „gerechte Bezahlung“, „umweltfreundlich“ und „nachhaltig“. Weitere Aspekte umfassten „nachhaltige Düngemittel“, „ortsnah“, „optimale Ressourcennutzung“, „Transparenz“ sowie „hoher Automatisierungsgrad“.

Anschließend an die Einführung in die SUSKULT-Vision legten die Referentinnen die sieben zentralen Informationsbedarfe von Konsument*innen dar, welche im Rahmen der laufenden partizipativen Forschung an der Justus-Liebig-Universität Gießen identifiziert wurden. Die Studierenden waren danach aufgerufen, eine individuelle Rangfolge der sieben Informationsbedarfe zu erstellen. Die vergleichende Auswertung bestätigt die vorliegenden Erkenntnisse, wonach die Sicherheit von SUSKULT-Produkten für die Konsument*innen am wichtigsten ist, dicht gefolgt von nachhaltigkeitsbezogenen Vorteilen im Vergleich zu konventioneller Erzeugung. Informationen zu Inhaltsstoffen und Energiekosten rangieren im Mittelfeld. Informationsbedarfe, welche die soziale Dimension der SUSKULT-Vision betreffen, finden sich auf den mittleren und hinteren Rängen. Auf dem letzten Rang liegt der Informationsbedarf nach den Kosten für die marktreifen Produkte. Die anschließende Diskussion zeigte, dass die Studierenden in erster Linie an sicheren und risikofreien Lebensmitteln interessiert sind, die individuelle Kaufentscheidung nicht maßgeblich von einem potenziell höheren Preis beeinflusst wäre und die sieben zentralen Informationsbedarfe die individuellen studentischen Informationswünsche bereits umfassend spiegeln.

Abschließend offen danach befragt, wie die Studierenden es fänden in räumlicher Nähe zu einem NEWtrient®-Center zu wohnen, fielen die Antworten mehrheitlich positiv aus. Die räumliche Wohnortnähe sei „ok“, „spannend“ und „in Ordnung“ und ein NEWtrient®-Center könne als innovative Technologie Wohngebiete aufwerten. Gleichzeitig merkten die Studierenden mehrfach als Voraussetzung für eine räumliche Wohnortnähe an, dass Geruchs- oder Lärmbelästigungen vermieden werden müssen.

Am Freitag, den 02. Juli 2021, veranstalteten die Hochschule Osnabrück (HSO) und die Justus-Liebig-Universität Gießen (JLU) im Rahmen des Projekts SUSKULT einen gemeinsamen Fokusgruppen-Workshop zum Thema „Verwertung, Vermarktung und Konsum von SUSKULT Nahrungsmitteln“. Mithilfe der verschiedenen Stakeholdern aus Politik, Handel, Landwirtschaft und von Verbraucher*innen konnten unterschiedliche Wahrnehmungen von SUSKULT und von im Projekt kultivierten Pflanzen herausgearbeitet werden. Ferner lieferte der Workshop gewinnbringende Einschätzungen von Expert*innen zu Verwertungspotenzialen entlang der Wertschöpfungskette, zukünftigen Ernährungstrends und Konsummotivationen von Verbraucher*innen.

In einer kurzen Einleitung legte der Verbundkoordinator Volkmar Keuter (Fraunhofer UMSICHT) die zentralen Elemente der SUSKULT-Vision dar und unterstrich die Notwendigkeit von Schlüsseltechnologien für die zukünftige Ernährungssicherung. Diese resultiere u.a. aus den Herausforderungen der wachsenden Weltbevölkerung, den Auswirkungen des Klimawandels und den Unsicherheiten im Bereich langer Lieferketten, wie sich zuletzt durch die COVID-19-Pandemie gezeigt hat.

Daniel Wendling von der REWE Gruppe ging aus der Perspektive des Lebensmitteleinzelhandels auf die anwendungsbezogenen Bedingungen der Vermarktung von SUSKULT Produkten ein und unterstrich, dass die Themen Indoor-Farming und bewusstere Ernährungsweisen in der Branche zunehmend an Bedeutung gewinnen. Dies zeige sich auch in der stetig wachsenden Nachfrage nach Lebensmitteln in Bio-Qualität, welche durch die COVID-19-Pandemie nochmals verstärkt wurde. Die Aussagen wurden anhand des neu eröffneten REWE Marktes in Wiesbaden-Erbenheim veranschaulicht, der ein im Keller liegendes Aquaponik-System umfasst und Basilikumpflanzen in einem auf dem Dach angesiedelten Gewächshaus kultiviert. Das Konzept stoße auf starkes Interesse der Bevölkerung und des Lebensmitteleinzelhandels und weise durch seine zirkuläre Ausrichtung vielfältige Referenzpunkte zur SUSKULT-Vision auf.

Im Anschluss präsentierten Sebastian Deck (HSO) und Sandra Schwindenhammer (JLU) aktuelle Forschungsergebnisse aus den zwei Teilprojekten in SUSKULT zur Pflanzenforschung (TP 3) und der sozialwissenschaftlichen Umfeld- und Systemanalyse (TP 4). Anschließend waren die Workshopteilnehmenden eingeladen, ihre Wahrnehmungen der SUSKULT-Vision und dem zukünftigen Marktpotenzial von in SUSKULT kultivierten Pflanzen in einer Slido-Echtzeitumfrage mitzuteilen.

Dabei zeigte die Frage 1, dass die SUSKULT VISION sehr positiv besetzt ist, sie wird assoziiert mit Adjektiven wie „nachhaltig, „innovativ“, aber auch „komplex“. Das Marktpotenzial, das in Frage 2 abgefragt wurde, wurde zu 50% als mittel eingestuft, 43% schätzten es aber auch als hoch ein und nur 7% als niedrig.

Anknüpfend an die positiven Umfrageergebnisse zum zukünftigen Marktpotenzial erläuterten die Workshopteilnehmenden ihre individuellen Auffassungen von Verwertungs-, Vermarktungs- und Konsumpotenzialen von in SUSKULT kultivierten Pflanzen in einer moderierten Schlaglicht Runde. Vertreter*innen der Politik merkten an, dass das Einbinden der Zivilgesellschaft in solche Projekte hilfreich sei, um die Akzeptanz in allen gesellschaftlichen Gruppen zu erhöhen. Ein Vertreter aus dem Bereich Landwirtschaft ergänzte, dass auch mit dem negativen Image von Abwasser umgegangen und die Wettbewerbsfähigkeit der Produkte sichergestellt werden müssten. Positive Stimmen hoben die Rolle des SUSKULT Projekts in Bezug auf die Lösung aktueller und zukünftiger Probleme hervor. Kritischere Stimmen verwiesen auf die Relevanz der Sicherheit des aufbereiteten Abwassers sowie der Endprodukte. Im Ergebnis der moderierten Schlaglicht Runde stand die Erkenntnis, dass insbesondere der Aspekt der Transparenz der Wertschöpfung elementar ist.

In der anschließenden ersten interaktiven Arbeitsphase des Workshops, welche Alexia Lescow (HSO) moderierte, stand die Wertschöpfung der SUSKULT-Produkte im Fokus. Innerhalb eines Miro-Boards bearbeiteten die Beteiligten gemeinsam zwei Fragestellungen, die anschließend diskutiert wurden. Zum einen wurden besondere Eigenschaften der vorgestellten Pflanzen und ihr Vermarktungspotenzial thematisiert. Zum anderen sollte die Sicht einer konsumierenden Person angenommen werden, um zu beurteilen, welche Anforderungen und Qualitätsmerkmale erwartet werden würden.

In der zweiten von Sandra Schwindenhammer (JLU) moderierten Arbeitsphase lag der Schwerpunkt auf dem Thema „Konsum(muster) und Informationsvermittlung an Verbraucher*innen”. Mittels eines zweiten Miro-Boards wurden ein Mapping von Konsument*innen durchgeführt und die Relevanz verschiedener Konsumtrends – u.a. regionaler Konsum, nachhaltiger Konsum, gesundheitsbewusster Konsum und Online-Konsum erörtert. Zusätzlich wurden zukünftige Ernährungstrends und deren Relevanz für die Nachfrage von SUSKULT Nahrungsmitteln kontrovers diskutiert.

In einer abschließenden Feedback Runde wurden die Einschätzungen der Stakeholder zusammengefasst. Aus Sicht der Zivilgesellschaft und von Verbraucher*innen wurde betont, dass die SUSKULT-Vision und in SUSKULT kultivierte Pflanzen aus einer die sozialen, ökologischen und ökonomischen Sektoren übergreifenden Perspektive gedacht werden müssten. Andere Teilnehmenden formulierten noch offene Fragen, beispielsweise hinsichtlich des angestrebten Marktanteils der Produkte und der draus entstehenden Konkurrenz für den konventionellen Gemüseanbau. Besonders interessierte die Frage nach der Erreichbarkeit bestimmter Zielgruppen.

Die Etablierung einer ressourcenschonenden Kreislaufwirtschaft ist wesentlicher Bestandteil einer nachhaltigen Zukunft, das SUSKULT Projekt ist aus Sicht der Teilnehmenden hierfür angemessener Lösungsansatz. Um diesen Weg weiter erfolgreich verfolgen zu können ist es aus Sicht der Workshopteilnehmenden erforderlich, Schlüsselfaktoren wie Transparenz, Produktauswahl, Konkurrenzfähigkeit und mögliche Vermarktungswege bei der Weiterentwicklung des Forschungsansatzes vertieft zu berücksichtigen, um ein markt- und zukunftsfähiges System zu entwickeln.

Dr. Sandra Schwindenhammer (Stellvertretende Verbundkoordinatorin) spricht mit Students for Future im Rahmen der vierten bundesweiten Public Climate School (PCS) über den Zusammenhang von Klimawandel und Landwirtschaft und politische Handlungsansätze, um das 1,5 Grad Ziel zu erreichen.

Mehr…

Eine zentrale Herausforderung unserer Zeit ist die Versorgung der wachsenden Bevölkerung mit Agrarprodukten. Besonders in urbanen Räumen sind neuartige Agrarsysteme gefragt, um dem Trend zu nachhaltigen, lokalen und qualitativ hochwertigen Produkten nachzukommen. SUSKULT ist ein Vorreiter auf diesem Gebiet. Das Besondere an dem Projekt: Die benötigten Ressourcen für die lokale Agrarproduktion kommen aus einer Kläranlage. Doch wie funktioniert das System? Wie groß ist das Potenzial? Antworten liefert der neue Podcast »Aufn Käffken zur …«.

Expertinnen und Experten sind einer Meinung: Die Agrarwirtschaft muss effizienter und nachhaltiger gestaltet werden. Neben der Ertragsteigerung haben aktuelle Forschungsprojekte daher vermehrt den hohen Energieaufwand bei der Düngemittelproduktion sowie die Verschmutzung von Gewässern und Böden durch Phosphor und Stickstoff im Blick. Insbesondere für Städte und Metropolregionen wie das Ruhrgebiet bedarf es neuer innovativer Konzepte und Verfahren, um diese großen agrarwirtschaftlichen Aufgaben zu lösen.

Kläranlagen als Ressourcenlieferant

Das BMBF-Verbundprojekt SUSKULT vereint Partner mit unterschiedlichen Schwerpunkten und der gemeinsamen Vision eines zukunftsfähigen Agrarsystems. Dabei setzt das Projektkonsortium auf bereits bestehende Strukturen und entwickelt Kläranlagen als Ressourcenlieferant zu sogenannten NEWtrient^®-Centern weiter. »Für Pflanzenkultivierung sind im Wesentlichen die Komponenten Nährstoffe (Dünger), CO₂, Wärme und Wasser notwendig. All diese Ressourcen sind auf Kläranlagen zu finden«, erklärt Volkmar Keuter, Leiter der Abteilung Umwelt und Ressourcennutzung am Fraunhofer UMSICHT und Koordinator von SUSKULT. »So nutzen wir nachhaltig Ressourcen im Sinne der Kreislaufführung. Und da zudem direkt vor Ort produziert wird, entfallen lange Transportwege.«

Neben der Weiterentwicklung der Kläranlagen zu NEWtrient^®-Centern und den entsprechenden Aufbereitungstechniken arbeitet das SUSKULT-Team parallel an einer angepassten Nahrungsmittelproduktion in geschlossenen hydroponischen Kultursystemen. Eine intelligente Prozesssteuerung soll dafür sorgen, dass die Produktion an Schwankungen in Menge und Konzentration im Abwassersystem angepasst wird. Aber nicht nur die technischen Ziele stehen im Fokus. Bereits jetzt werden die normativen Grundlagen erarbeitet und möglichst viele Stakeholder in den Entwicklungsprozess eingebunden. Steht die Basis für das neue Agrarsystem, wird in einem nächsten Schritt eine Demonstrationsanlage auf dem Gelände des Klärwerks Emschermündung in Betrieb genommen. Die Anlage soll die Voraussetzungen für eine nachhaltige Transformation im Ruhrgebiet schaffen und als Modell für weitere Vorhaben dienen.

Podcast: Aufn Käffken zur …

Wie das Konzept im Detail umgesetzt wird und was das Ganze für Auswirkungen auf die zukünftige Versorgungssituation hat, darüber sprechen die Köpfe hinter SUSKULT im neuen Podcast »Aufn Käffken zur …«. »Wir nutzen das Format, um die interessierte Öffentlichkeit über das Projekt und die vielen Teilaspekte der SUSKULT-Vision zu informieren und um aufzuzeigen, wie daraus ein nachhaltiges Agrarsystem erwächst«, so Volkmar Keuter. Los geht es am 21. Mai mit einem allgemeinen Überblick, bevor eine Woche später, am 28. Mai, Stefan Kwetkat von der PACELUM GmbH als erster Gesprächspartner auf das Thema Licht als Rohstoffquelle für Pflanzen eingeht. Der Podcast erscheint von da an 14-tägig.

Förderhinweis
Das Projekt »SUSKULT – Entwicklung eines nachhaltigen Kultivierungssystems für Nahrungsmittel resilienter Metropolregionen« (FKZ 031B0728) wird im Rahmen der Fördermaßnahme »Agrarsysteme der Zukunft« im Rahmen der »Nationalen Forschungsstrategie BioÖkonomie 2030« der Bundesregierung durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert.

In einem gemeinsamen Statement kommentieren Wissenschaftler*innen aus unterschiedlichen Disziplinen das Abschlusskommuniqué der 13. Berliner Agrarministerkonferenz (GFFA). Mit ihren Standpunkten liefern sie Denkanstöße zur intersektoralen Zusammenarbeit, zu urbanen Ernährungssystemen und kreislaufbasierter Landwirtschaft.

Am 22. Januar 2021 trafen sich die Landwirtschaftsminister*innen aus 76 Ländern im Rahmen der 13. Berliner Agrarministerkonferenz (Global Forum for Food and Agriculture GFFA). Gemeinsam mit Expert*innen aus Politik, Wissenschaft, Zivilgesellschaft und Wirtschaft berieten sie, wie die Landwirtschaft trotz Pandemien und Klimawandel langfristig die Menschheit sicher, nachhaltig und ausgewogen ernähren kann. Das Ergebnis des GFFA ist ein gemeinsam verabschiedetes Abschlusskommuniqué. Das Kommuniqué diskutiert u. a. Reaktionen und Lehren aus der COVID-19-Pandemie für den Lebensmittel- und Agrarsektor und widmet sich dem Klimaschutz und der Anpassung an den Klimawandel. Ein weiterer zentraler Punkt ist die Bedeutung von Klimaschutzmaßnahmen entlang der Wertschöpfungskette vom Acker in den Handel.

In ihrem Statement begrüßen Wissenschaftler*innen aus dem Konsortium des Projekts SUSKULT die im GFFA-Abschlusskommuniqué formulierten Ziele. Gleichzeitig weisen sie auf Handlungsbedarfe und weitere Optionen für eine nachhaltige und zukunftsfähige Ausgestaltung von Agrarsystemen hin.

Urbane Landwirtschaft mit Schlüsselfunktion

Vorhersagen gehen davon aus, dass im Jahr 2050 66 Prozent der weltweiten Bevölkerung in Städten leben werden. Die nachhaltige Versorgung mit Lebensmitteln ist eine entsprechend große Herausforderung der nächsten Jahrzehnte. Nach aktuellem Forschungsstand wird die urbane Landwirtschaft eine Schlüsselfunktion für eine stabile Nahrungsversorgung von Städten spielen. »Aus der Perspektive der Verbraucher*innen spielen zudem bereits heute neue Werte wie Vertrauen und Nähe, Gesundheit, Nachhaltigkeit und Fairness eine immer größere Rolle«, erklärt Volkmar Keuter, Leiter der Abteilung Umwelt und Ressourcennutzung am Fraunhofer UMSICHT und Koordinator des Forschungsprojekts SUSKULT.

In ihrem Statement begrüßen die Autor*innen den Ansatz des GFFA, Nährstoffe in der Agrarwirtschaft effizient zu verwenden. Gleichzeitig weisen sie auf das enorme Potenzial der Wasserwiederverwendung und Nährstoffrückgewinnung aus Abwasser für die kreislaufbasierte landwirtschaftliche Produktion hin. »Phosphor ist eine endliche Ressource, die Herstellung von Stickstoffdünger ist sehr energieintensiv. Vor diesem Hintergrund gilt es, Verfahren der Nährstoffrückgewinnung aus Abwasser zu stärken«, erklärt Volkmar Keuter.

Das GFFA-Abschlusskommuniqué betont die Notwendigkeit, verantwortungsbewusste Investitionen in ländliche Regionen und ländliche Infrastruktur fortzuführen und zu verstärken. Die Autor*innen erachten auch dieses Vorgehen als zielführend, merken jedoch an, dass die Potenziale der urbanen Landwirtschaft nicht genügend ausgeschöpft werden. Sie verweisen auf die Ergebnisse des 8. Berliner Agrarministergipfels im Jahr 2016, die besagen, dass die Potenziale ländlicher und urbaner Lebensmittelproduktion gleichermaßen intensiv zu fördern sind. Ein positives Beispiel sei der City Region Food Systems (CRFS)-Ansatz der Ernährungs- und Landwirtschaftsorganisation der Vereinten Nationen (FAO). CRFS ermöglichten die gezielte Berücksichtigung ökonomischer, ökologischer und sozialer Kontextbedingungen und bereiteten nachhaltigen und kreislaufbasierten urbanen Ernährungssystemen den Weg. »Projekte in Pilotstädten wie Toronto, Utrecht oder Quito zeigen bereits heute, wie dichtbesiedelte Metropolregionen urbane Produktionssysteme erfolgreich einsetzen«, so Volkmar Keuter.

In ihrem dritten Standpunkt gehen die Autor*innen auf die Intensivierung der intersektoralen Zusammenarbeit ein. Sie gehen davon aus, dass zukünftig die Verknüpfung verschiedener Wirtschaftszweige eine stärkere Bedeutung für die Lebensmittel- und Agrarbranche haben wird. »Des Weiteren müsse die interministerielle Zusammenarbeit insbesondere vor dem Hintergrund der komplexen und Sektoren verknüpfenden Herausforderungen noch weiter intensiviert werden«, ergänzt Dr. Sandra Schwindenhammer, Postdoktorandin am Institut für Politikwissenschaft der Justus-Liebig-Universität Gießen und stellvertretende Koordinatorin von SUSKULT.

Über die Autor*innen des Statements

Dipl.-Ing. Volkmar Keuter leitet die Abteilung Umwelt und Ressourcennutzung am Fraunhofer-Institut UMSICHT in Oberhausen. Er ist Koordinator des Forschungsprojekts SUSKULT.

Dr. rer. pol. Sandra Schwindenhammer ist Postdoktorandin am Institut für Politikwissenschaft der Justus-Liebig-Universität Gießen. Sie ist stellvertretende Koordinatorin des Forschungsprojekts SUSKULT, leitet das Teilprojekt 4 »Umfeld- und Systemanalyse« und ist Sprecherin des Arbeitskreises Umweltpolitik und Global Change der Deutschen Vereinigung für Politikwissenschaft.

Prof. Dr.-Ing. Heidrun Steinmetz ist Leiterin des Fachgebietes Ressourceneffiziente Abwasserbehandlung der TU Kaiserslautern und leitet im Forschungsprojekt SUSKULT das Teilprojekt 1 »NEWtrient®-Center«.

Prof. Dr. Dipl.-Ing. agr. Andreas Ulbrich hält die Professur für Gemüsebau und -verarbeitung an der Hochschule Osnabrück und leitet im Forschungsprojekt SUSKULT das Teilprojekt 3 »Nahrungsmittelproduktion«.

Download des Statements zum Abschlusskomuniqué des GFFA 2021

Tobias Hülswitt spircht mit der Politikwissenschaftlerin Dr. Sandra Schwindenhammer (stellv. Koordinatorin) über das Forschungsprojekt SUSKULT: Darin geht es um die nachhaltige Produktion von Nahrungsmitteln in Metropolregionen. Der Beitrag ist als Podcast erhältlich.

Mehr…

Im Gespräch mit Isabelle Rogge erläutert SUSKULT-Koordinator Volkmar Keuter in Folge 20 des Podcast „Planet A, nur mal kurz die Welt retten“ warum Kläranlagen die neuen Kirchtürme der Stadtentwicklung sein könnten und wieso Phosphor dabei ein wichtige Rolle spielt. Der Beitrag ist als Podcast erhältlich.

Mehr…

Im Gespräch mit Sabine Schütze (SWR Aktuell Global – das Umweltmagazin) erklärt SUSKULT-Koordinator Volkmar Keuter wie künftig Salate und Tomaten direkt in der Stadt ohne negative Umweltauswirkungen produziert werden können. Die Sendung ist auch als Podcast erhältlich.

Mehr…

Am 21. und 22. September findet bereits zum dritten Mal der internationale Bioöknomie Kongress Baden-Württemberg statt. Dieses Mal als Online-Veranstaltung. In sechs verschiedenen Sessions werden aktuelle Entwicklungen der Bioöknomie vorgestellt und diskutiert. Es werden mehr als 500 Teilnehmer aus Wissenschaft, Politik und Wirtschaft erwartet. Der Verbundkoordinator von SUSKULT, Volkmar Keuter, wird den Beitrag „SUSKULT – approach for re-locating sustainable food supply chains in urban areas“ vorstellen.

Weiterführende Informationen finden Sie hier. 

80 % bzw. 50 % der Teilnehmer an zwei Umfragen bestätigen: Ja, wir würden Gemüse essen, das mit Nährstoffen aus Abwasser kultiviert worden ist.
Knapp 50 % der Teilnehmer einer auf Twitter, im Vorfeld der Veranstaltung im Futurium am 12. September 2020, durchgeführten Umfrage gaben an, dass sie mit dem nach dem SUSKULT-Verfahren kultivierten Gemüse keine Vorbehalte verbinden würden. Auf der Veranstaltung, auf der sich Dr. Sandra Schwindenhammer in einer Podiumsdiskussion den Fragen des Moderators Tobias Hülswitt zu gesellschaftlichen und politischen Dimensionen des Projekts SUSKULT stellte, antworteten sogar knapp 80 % positiv auf diese Frage.

Dr. Sandra Schwindenhammer präsentierte während der Podiumsdiskussion das Ergebnis der Umfrage.
© Fraunhofer UMSICHT

Kreislaufwirtschaft statt Verschwendung von Ressourcen: Die Kombination aus Natur und Hightech kann dabei helfen, die Zukunft nachhaltiger zu gestalten. Abfallstoffe können zum Beispiel zu Rohstoffen werden, um Nahrungsmittel und Energie zu produzieren. Sandra Schwindenhammer diskutiert mit Experten und Teilnehmern über eine biobasierte Zukunft.

Weiterführende Informationen finden Sie hier

„Unglaublich was heute möglich ist!“, zeigt sich Sandra Schwindenhammer, stellvertretende Verbundkoordinatorin von SUSKULT, von den technischen Möglichkeiten beeindruckt. Aber sie ist sich auch sicher, dass die Bioökonomie vor allem eins ist, ein Demokratieprojekt. In Ihrem aktuellen Beitrag bei »Köpfe des Wandels« für das Wissenschaftsjahr Bioökonomie erläutert sie, was damit gemeint ist.

Weiterführende Informationen finden Sie hier.

Die urbane Bioökonomie bietet Lösungen, um Umweltaspekte mit wirtschaftlichen und gesellschaftlichen Interessen zu vereinen. Eine der großen Herausforderungen ist die Versorgung einer wachsenden städtischen Bevölkerung mit nachhaltigen Agrarprodukten. Das Verbundprojekt SUSKULT entwickelt technologische Lösungen für die Versorgungssicherheit und erforscht damit verbundene gesellschaftspolitische Anforderungen der urbanen Bioökonomie. Die Ideen hinter SUSKULT werden jetzt auch im Rahmen des Makeathons zum Deutschen Nachhaltigkeitspreis Forschung aufgegriffen.

Alleine in Berlin fallen täglich ca. 1 Million Bananenschalen, 62 Tonnen Kaffeesatz, 40 Tonnen Grünschnitt und 2 200 Tonnen Lebensmittelabfälle an – riesige Stoffmengen, die bisher größtenteils im Abfall landen. Forscherinnen und Forscher sehen hier eine gigantische Quelle für biologische Roh- und Reststoffe: Organische Stoffströme könnten intelligent geleitet und dadurch biologische Ressourcen nachhaltig genutzt werden. Die Vision der urbanen Bioökonomie sieht eine Stadt als System großer und kleiner Kreisläufe und Stoffströme, in dem nichts vergeudet wird. Nahrungsmittel etwa können schon heute mit innovativen Urban-Farming-Methoden und Kreislaufsysteme innerstädtisch produziert werden. Intelligente IT-Lösungen optimieren Transport, Lagerung und die bedarfsorientierte Verteilung und Nutzung von Ressourcen. Sektorenübergreifende, großräumige und dauerhafte bioökonomische Lösungen haben allerdings auch weitreichende gesellschaftliche Auswirkungen und erfordern daher in besonderer Weise die Behandlung gesellschaftspolitischer Aspekte und Herausforderungen der urbanen Bioökonomie.

Auszeichnung für urbane Bioökonomie

Die Bundesregierung unterstützt die Entwicklung mit einer Vielzahl von Förderprogrammen. So lobt das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) in diesem Jahr den 9. Deutschen Nachhaltigkeitspreis Forschung zum Thema urbane Bioökonomie aus. Auch das vom Fraunhofer UMSICHT koordinierte Verbundprojekt SUSKULT geht mit ins Rennen um den Preis. Die stellv. Projektkoordinatorin Dr. Sandra Schwindenhammer, Politikwissenschaftlerin an der Justus-Liebig-Universität Gießen, wird zentrale Ideen aus dem SUSKULT-Vorhaben in den begleitenden Makeathon einbringen.

Kläranlagen produzieren Lebensmittel

Besonders in urbanen Räumen ist es schwierig, dem Trend zu nachhaltigen, lokalen und qualitativ hochwertigen landwirtschaftlichen Produkten nachzukommen. Neuartige Agrarsysteme sind gefragt. Das Besondere an SUSKULT ist der Produktionsstandort: Das Agrarsystem wird an städtische Kläranlagen angedockt. Hier befinden sich die wesentlichen Komponenten für eine Pflanzenkultivierung, nämlich Nährstoffe (Dünger), CO2, Wärme und Wasser, bereits vor Ort. Hinzu kommt der Standortvorteil – Kläranlagen sind, bedingt durch das Wachstum der Städte und Metropolregionen, häufig zentrumsnah verortet.

Damit aus der Vision SUSKULT Realität wird und aus reinen Abwasserbehandlungsanlagen Ressourcenlieferanten (sog. NEWtrient®-Center) werden, arbeiten insgesamt 15 interdisziplinäre Partner an dem Vorhaben. Es müssen Prozesse an die schwankenden Mengen und Konzentrationen von Ressourcen im Abwassersystem intelligent angepasst werden. Die Rückgewinnung der Ressourcen muss bewertet und entwickelt werden. Hinzu kommt ein auf die jeweiligen Pflanzenarten zugeschnittenes Nährstoffmanagement.

Demokratische Rückbindung: Vertrauen in politische Entscheidungen stärken

Doch nicht nur die technischen Herausforderungen stehen bei SUSKULT im Fokus, weiß Sandra Schwindenhammer. Sie betrachtet die gesamtgesellschaftlichen Auswirkungen: »Für effektive bioökonomische Problemlösungen wie SUSKULT liegt es zunächst nahe, sich auf das Wissen von Expertinnen und Experten aus Forschung und Entwicklung zu stützen. Um die Gemeinwohlziele zu berücksichtigen, müssen jedoch das öffentliche Interesse berücksichtigt werden und die Möglichkeit der Einflussnahme von Bürgerinnen und Bürgern gegeben sein. Des Weiteren sind Transparenz und Kontrollmechanismen der politischen Prozesse vonnöten.« Der Makeathon stecke den Rahmen, um aus unterschiedlichen Blickwinkeln an einem zukunftsorientierten Model zur demokratischen Rückbindung bioökonomischer Lösungen zu arbeiten. In Zeiten des schwindenden Vertrauens in etablierte politische Institutionen sei ein solches Model eine große Chance für alle Beteiligten.

Deutscher Nachhaltigkeitspreis Forschung: der Weg ins Finale

Eine 16-köpfige Jury hat die innovativsten Bewerbungen auf den Deutschen Nachhaltigkeitspreis Forschung ausgewählt. In einem virtuellen Makeathon am 18. und 19. Juni erarbeiten interdisziplinäre Teams auf Basis der eingereichten Ideen neuartige Konzepte und Lösungsansätze im Bereich der urbanen Bioöknomie. Am 15. September werden drei Projektideen ausgewählt und im Anschluss der Öffentlichkeit vorgestellt. Über die Sieger-Idee entscheidet ein Public Voting, die Preisverleihung findet am Deutschen Nachhaltigkeitstag (3. und 4. Dezember) statt.

Deutscher Nachhaltigkeitspreis. © Frank Fendler

Prototyp einer vertikalen Kultivierung im Projekt SUSKULT. © Hochschule Osnabrück

Dr. Sandra Schwindenhammer, stellv. Projektkoordinatorin SUSKULT. © Justus-Liebig-Universität Gießen

In seinem Beitrag »Köpfe des Wandels« für das Wissenschaftsjahr Bioökonomie zeigt sich der SUSKULT-Koordinator Volkmar Keuter überzeugt, dass die Ernährungssicherung nur über Nachhaltigkeit erfolgen kann und, dass ein Schlüsselelement dafür die lokale Erzeugung von Produkten, d.h. am Ort der Konsumierung, ist.

Weiterführende Informationen finden Sie hier

Zum zweiten Mal in 2019 traf sich der SUSKULT-Verbund inkl. des Beirats und konnte sich bereits über einen positiven Verlauf des noch jungen Projekts freuen. Gastgeber des Verbundtreffens Ende November war die Hochschule Osnabrück.

In den ersten sechs Monaten konnten schon erste Ergebnisse in allen vier Teilprojekten erarbeitet werden. Im Anschluss an die Vorstellung der Teilprojekte wurden diese lebhaft im Verbund und mit dem Beirat diskutiert und die weiteren Schritte festgelegt. Bei einem Rundgang durch die Einrichtung in Osnabrück wurden den Teilnehmern aktuelle Kultivierungsversuche im Rahmen von SUSKULT, Testeinrichtungen und ein Prototyp einer Indoorfarm gezeigt. Neben der fachlichen Arbeit ist auch das große Engagement der Projektpartner in der Öffentlichkeitsarbeit und den wissenschaftlichen Publikationen hervorzuheben. Schon zu diesem frühen Zeitpunkt des spannenden Agrarprojekts konnte SUSKULT auf nationalen und internationalen Tagungen präsentiert werden und wurde im Rahmen der Messe Agritechnica 2019 in Hannover der Fachwelt präsentiert. Besonders erfreulich ist auch der Nachwuchspreis der Verbraucherzentrale NRW an Sabrina Großkopp.
Der Verbund kommt im Frühjahr 2020 zum 3. Projekttreffen zusammen.

Einige der Projektteilnehmer bei der Besichtigung des Indoorfarm-Prototypens.
Bild: © Fraunhofer UMSICHT

Die Teilnehmer des Verbundprojekts.
Bild: © Fraunhofer UMSICHT

Verbundkoordinator Volkmar Keuter diskutiert am 30. Januar 2020 mit Schülerinnen und Schülern in Mülheim im Rahmen der Schulkinowochen NRW über die Zukunft deutscher Agrarsysteme.

Statt Mathe, Deutsch oder Latein steht für die Schülerinnen und Schüler, die sich in diesem Jahr an dem bundesweiten SchulKinoWochen beteiligen, an diesem Tag Bioökonomie, nachhaltige Landwirtschaft und Ernährung auf dem Stundenplan. Drei Animations- und Dokumentarfilme bieten dann alters- und fächerübergreifende Zugänge, um grundlegende Zukunftsfragen zu diskutieren: Wie werden wir die wachsende Weltbevölkerung ernähren, wie wollen wir den notwendigen Umstieg auf eine klimaneutrale Welt gestalten? Welchen Beitrag kann die Bioökonomie hierzu leisten? SUSKULT-Verbundkoordinator Volkmar Keuter diskutiert am Beispiel des Films 2040 – Wir retten die Welt! mit den Schülerinnen und Schülern über diese wichtigen Themen und Fragestellungen.

Bioökonomie als Schlüsselthema des Wissenschaftsjahres 2020

Das Wissenschaftsjahr 2020 widmet sich der Frage wie wir unsere heutige erdölbasierte Wirtschaftsform wandeln – hin zu einer nachhaltigen Nutzung nachwachsender Rohstoffe: der Bioökonomie! Im Rahmen der bundesweiten SchulKinoWochen, einem jährlich stattfindenden Filmbildungsprojekt für alle Schularten, präsentiert VISION KINO bereits zum neunten Mal ein Filmprogramm zum Wissenschaftsjahr.

Am 30. Januar 2020 diskutiert Volkmar Keuter, SUSKULT-Verbundkoordinator mit den Schülerinnen und Schülern über Bioökonomie, nachhaltige Landwirtschaft und Ernährung am Beispiel des Films 2040 – Wir retten die Welt! zu sprechen und stellt den Schülerinnen und Schülern sowie den Lehrkräften SUSKULT vor. Das Gespräch wird von einem Medienpädagogen*einer Medienpädagogin moderiert.

In dem Dokumentarfilm geht der Regisseur Damon Gameau auf die Suche nach Menschen, die Lösungen für ökologische Probleme entwickeln, etwa für die Energieversorgung, die Mobilität, Landwirtschaft oder die Gestaltung von Innenstädten. Aus Ideen, die bislang erst im Kleinen realisiert werden, formt der Dokumentarfilmer eine große Vision für eine lebenswerte zukünftige Welt.

Im Rahmen des Nachwuchspreises MehrWert NRW 2019 überzeugte die Studentin der Folkwang Universität der Künste die Jury mit ihrer Designfiktion »Schlaraffenstadt 2040« und erhielt jetzt den Nachwuchspreis in der Kategorie »Vision« der Verbraucherzentrale NRW. Große Ideen benötigen einen Nährboden – das SUSKULT-Team gratuliert Sabrina Großkopp für ihre visionäre Umsetzung des SUSKULT-Grundgedankens.

Die Idee der jungen Designerin: Sie überträgt den Kreislaufgedanken konsequent auf die urbane Lebensmittelproduktion. Biomüll und menschliche Ausscheidungen werden in einem neuartigen Recyclingsystem zu Flüssigdünger aufbereitet, der wiederum den Anbau von Nahrungspflanzen ermöglicht. Industriedünger sind damit verzichtbar. Für die »Schlaraffenstadt 2040« entwirft Sabrina Großkopp unter anderem eine interaktive öffentliche Toilette und einen Müllschlucker als konkrete Objekte. Zudem skizziert sie ein Liefersystem für die in der Stadt produzierten Lebensmittel und ein Bonusprogramm für die teilnehmenden Verbraucherinnen und Verbraucher. Ihre Entwürfe laden zur Diskussion über eine mögliche Stadt der Zukunft ein.

Die Jury sieht das hohe transformative Potenzial dieser Arbeit und unterstreicht mit dem Preis, wie wichtig mutiges utopisches Denken auf dem Weg zu einer nachhaltigen Gesellschaft ist.

Nachwuchspreis MehrWert NRW

Immer mehr Menschen zieht es in die Städte – die Versorgung der wachsenden Bevölkerung mit Agrarprodukten ist eine große Herausforderung. Besonders in urbanen Räumen ist es schwierig, dem Trend zu nachhaltigen, lokalen und qualitativ hochwertigen Produkten nachzukommen. Daher sind neuartige Agrarsysteme notwendig. Im BMBF-Verbundprojekt SUSKULT geht das Fraunhofer UMSICHT gemeinsam mit Partnern aus Forschung und Praxis einen auf den ersten Blick ungewöhnlichen Weg, der sich bei genauerem Hinsehen allerdings als geniale Idee entpuppt.

Qualität und Nachhaltigkeit der Ernährung stehen vermehrt im Fokus. Was in landwirtschaftlich geprägten Regionen noch relativ einfach umzusetzen ist, gestaltet sich in den Städten jedoch weitaus schwieriger. Darüber hinaus besteht eine zentrale Zukunftsfrage, wie Ertragssteigerungen in der Agrarwirtschaft bei endlichen Phosphatressourcen, hohem Energieaufwand bei der Düngemittelproduktion und der Verschmutzung von Gewässern und Böden durch Phosphor und Stickstoff künftig möglich sein werden. Ein Team unter Koordination des Fraunhofer-Instituts für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT will dieses Problem nun lösen und entwickelt im Rahmen des im April gestarteten BMBF-Verbundprojekts SUSKULT ein neuartiges Agrarsystem. »Das Besondere dabei ist der Standort: Wir docken das Agrarsystem an städtische Kläranlagen an«, erklärt Volkmar Keuter, Leiter der Abteilung Photonik und Umwelt beim Fraunhofer UMSICHT und Koordinator von SUSKULT. Am 10. Mai fand die Auftaktveranstaltung mit 35 Teilnehmern des Projektverbunds und des Projektbeirats in Oberhausen statt.

Doch warum gerade Kläranlagen? Hierzu lohnt sich ein Blick auf die Komponenten, die für eine Pflanzenkultivierung benötigt werden: Für den geschlossenen Anbau von gartenbaulichen Produkten, z. B. in Gewächshäusern, sind das im wesentlichen Nährstoffe (Dünger), CO₂, Wärme und Wasser. »All diese Ressourcen sind auf Kläranlagen zu finden«, so Keuter. Hinzu komme der Standortvorteil. Zunächst am Stadtrand gebaut, sind Kläranlagen mittlerweile – bedingt durch das Wachstum der Städte und Metropolregionen – häufig zentrumsnah verortet.

Die Agrarwirtschaft in die Stadt bringen

Die Idee, Ressourcen aus Kläranlagen im Sinne der Kreislaufführung zu nutzen, ist nicht neu. So gibt es bereits Verfahren, die Phosphor aus Schlamm und Asche in Kläranlagen – teils unter erhöhtem Energieeinsatz – rückgewinnen, um ihn in Form von Dünger oder Futterzusatz in die Agrarwirtschaft zu bringen. »Allerdings wird Phosphor dabei aus der Stadt in agrarwirtschaftlich geprägte Regionen transportiert, von wo aus später dann Obst und Gemüse wieder zurückgebracht werden«, erklärt Keuter.

Um eine agrarwirtschaftliche Produktion direkt an Kläranlagen andocken zu können, entwickelt ein interdisziplinäres Konsortium im Rahmen von SUSKULT ein entsprechendes Bausteinsystem. Das Ergebnis soll regional angebautes, qualitativ hochwertiges Gemüse sein.

Insgesamt 15 Partner arbeiten bei SUSKULT in vier Teilprojekten an dem Vorhaben. Die Arbeitspakete beinhalten neben der Weiterentwicklung der Kläranlagen zu sogenannten

NEWtrient®-Center

Insgesamt 15 Partner arbeiten bei SUSKULT in vier Teilprojekten an dem Vorhaben. Die Arbeitspakete beinhalten neben der Weiterentwicklung der Kläranlagen zu sogenannten NEWtrient®-Centern und der Entwicklung einer Aufbereitungstechnik eine angepasste Nahrungsmittelproduktion in geschlossenen Kultursystemen und die dazugehörige Umfeld- und Systemanalyse. Um möglichen Schwankungen in Menge und Konzentrationen im Abwassersystem möglichst frühzeitig begegnen zu können, sind auch eine intelligente Prozesssteuerung und entsprechende Vorhersagemodelle im Projektplan verankert. Keuter wagt einen Ausblick: »Wir haben die Vision, dass 2050 keine Kläranlagen mehr im Sinne einer Entsorgungsanlage existieren, sondern NEWtrient®-Center. Ressourcenströme, die sämtliche Nährstoffe in Städten umfassen, können hier gehandelt werden.«
Auf dem Weg zum Agrarsystem der Zukunft nach der SUSKULT-Vision ab dem Jahr 2050 gibt es eine Vielzahl an Herausforderungen. Nicht nur die technischen Ziele stehen im Fokus, bereits jetzt müssen die normativen Grundlagen erarbeitet und möglichst viele Stakeholder in den Entwicklungsprozess eingebunden werden. Direkt am Projekt beteiligt sind auch die Partner Metro AG und REWE Markt GmbH, hinzu kommen zahlreiche Interessensvertreter im Projektbeirat. Weite Teile der Zivilgesellschaft sind im Rahmen von Dialogprozessen involviert. Gemeinsam betrachten sie auch den zukünftigen Weg der Produkte zu den Kunden: »Ich kann mir z. B. ganz neue Standorte von Wochenmärkten vorstellen«, schildert Keuter eine weitere Vision von SUSKULT.
n und der Entwicklung einer Aufbereitungstechnik eine angepasste Nahrungsmittelproduktion in geschlossenen Kultursystemen und die dazugehörige Umfeld- und Systemanalyse. Um möglichen Schwankungen in Menge und Konzentrationen im Abwassersystem möglichst frühzeitig begegnen zu können, sind auch eine intelligente Prozesssteuerung und entsprechende Vorhersagemodelle im Projektplan verankert. Keuter wagt einen Ausblick: »Wir haben die Vision, dass 2050 keine Kläranlagen mehr im Sinne einer Entsorgungsanlage existieren, sondern NEWtrient®-Center. Ressourcenströme, die sämtliche Nährstoffe in Städten umfassen, können hier gehandelt werden.«

Auf dem Weg zum Agrarsystem der Zukunft nach der SUSKULT-Vision ab dem Jahr 2050 gibt es eine Vielzahl an Herausforderungen. Nicht nur die technischen Ziele stehen im Fokus, bereits jetzt müssen die normativen Grundlagen erarbeitet und möglichst viele Stakeholder in den Entwicklungsprozess eingebunden werden. Direkt am Projekt beteiligt sind auch die Partner Metro AG und REWE Markt GmbH, hinzu kommen zahlreiche Interessensvertreter im Projektbeirat. Weite Teile der Zivilgesellschaft sind im Rahmen von Dialogprozessen involviert. Gemeinsam betrachten sie auch den zukünftigen Weg der Produkte zu den Kunden: »Ich kann mir z. B. ganz neue Standorte von Wochenmärkten vorstellen«, schildert Keuter eine weitere Vision von SUSKULT.

40 t Gemüse pro Jahr

In den ersten drei Jahren legen die Forschenden den Grundstock für das neue Agrarsystem. Im Anschluss soll dann eine Demonstrationsanlage auf dem Gelände des Klärwerks Emschermündung an der Stadtgrenze zwischen Dinslaken, Oberhausen und Duisburg aufgebaut werden. Das Ziel ist ehrgeizig: »Nach einer Phase der Optimierung der einzelnen Komponenten möchten wir vor Ort pro Jahr mehrere Tonnen Gemüse produzieren«, so Keuter. Wenn alles optimal funktioniert, könnte man damit beispielsweise den jährlichen Bedarf an Blattsalaten der Gemeinde  Anröchte[1] im Kreis Soest decken (durchschnittlicher jährlicher Verbrauch in Deutschland: etwa 3 kg Blattsalat/Kopf[2]).

SUSKULT: die Partner

Unter der Koordination vom Fraunhofer UMSICHT arbeiten 15 Partner in den vier Teilprojekten »TP1 NEWtrient®-Center«, »TP2 NEWtrient®-Aufbereitungssystem«, »TP3 Nahrungsmittelproduktion« und »TP4 Umfeld- und Systemanalyse« zusammen:

Fraunhofer UMSICHT  (Verbundkoordinator)

A3 water solutions GmbH

Deutsches Forschungszentrum für künstliche Intelligenz GmbH – DFKI

Emschergenossenschaft K. ö. R

Helmholtz Zentrum für Umwelt-forschung GmbH – UFZ

Hochschule Osnabrück

ILS-Institut für Landes- und Stadtentwicklungsforschung

Justus-Liebig-Universität Gießen

Metro AG

Montanuniversität Leoben

PACELUM GmbH

Rewe Markt GmbH

Ruhrverband

TU Kaiserslautern

Yara GmbH & Co. KG

Förderhinweis

Das Projekt »SUSKULT – Entwicklung eines nachhaltigen Kultivierungssystems für Nahrungsmittel resilienter Metropolregionen« (FKZ 031B0728) wird im Rahmen der Fördermaßnahme »Agrarsysteme der Zukunft« im Rahmen der »Nationalen Forschungsstrategie BioÖkonomie 2030« der Bundesregierung durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert.

[1] Einwohnerstatistik Gemeinde Anröchte. Quelle: https://www.anroechte.de/fileadmin/user_upload/Wohnen_Leben/Einwohnerstatistik/Monatsstatistik_03_2019.pdf

[2] Verbrauch von Gemüse pro Kopf. Quelle: https://www.bmel-statistik.d

Die Auftaktveranstaltung zu SUSKULT fand mit 35 Teilnehmenden des Projektverbunds und des Projektbeirats in Oberhausen statt.

Bild links und Grafik: © Fraunhofer UMSICHT
Bild rechts: © EGLV Rupert Oberhäuser