Aktuelle Veranstaltungen

KulturFisch

Videos
Rinder: shutterstock.com/BlackBoxGuild
Hühner: shutterstock.com/hdy1guy
Schweine: shutterstock.com/CHIRATH PHOTO
Aquakultur: shutterstock.com/Andrey Armyagov
Fische: shutterstock.com/jaanusrelo

Bilder:  
Foto von Sebastian Rakers, Bluu Biosciences
Zellen: shutterstock.com/ Anusorn Nakdee
Fleischtextur: istockphoto.com/Devonyu
Top oder Flop: shutterstock.com/Blue Titan
Foto von Nick Lin-Hi

SchoteTotal

Videos:  
shutterstock.com/BlackBoxGuild  
shutterstock.com/dmitriylo
shutterstock.com/Kaiskynet Studio
shutterstock.com/Aedka Studio
Fraunhofer IVV, Projektfilm CocoaFruit
shutterstock.com/luchschenF
shutterstock.com/Michal Podrucki
shutterstock.com/Aedka Studio

Bilder:  

istockphoto.com/seiki14
Schokoladentafel: istockphoto.com/Kuzmik_A
Kakaobohnen: istockphoto.com/vladm
Kakaobaum mit 3 Schoten: istockphoto.com/Tanarch
3D Modell: Hum3D/turbosquid.com

Holzhintergrund: stock.adobe.com/gudrun
Ast: stock.adobe.com/freedom_naruk
Pilze: stock.adobe.com/marco
Kakaobohnenschale: stock.adobe.com/benschonewille
Wurstscheiben: stock.adobe.com/fphotocrew
Kakaobohne: stock.adobe.com/MovingMoment
Viele Kakaoschoten am Zweig: istockphoto.com/3000RISK

Kakaoschalen: istockphoto.com/ALEAIMAGE
shutterstock.com/ Cora Mueller
Foto von Susanne Naumann: Susanne Naumann
Gelee: shutterstock.com/Spalnic
Kakaobutter: shutterstock.com/ iprachenko
Pipette: shutterstock.com/ITisha
Pulver: shutterstock.com/Nick Starichenko

WasserWachstum

Bilder:  
Wurzeln: shutterstock.com/Dmytro Tyshchenko
Salatfeld: shutterstock.com/Tob1900
Indoorpflanzen: shutterstock.com/Nikolay_E
Pflanzen unter LED: shutterstock.com/Nikolay_E
Grafik zu SUSKULT im Video: Fraunhofer UMSICHT/Sandra Riedel

NudelZüchtung

Videos
Nudeln: shutterstock.com/Lukas Gojda
Kohlsorten: shutterstock.com/Shulevskyy Volodymyr
DNA: shutterstock.com/zodyak34
Einkaufen: shutterstock.com/DiMedia
Nudelwasser: shutterstock.com/Lukas Gojda
 
Bilder:  
Nudeln: shutterstock.com/Jeny Che
Weizen: istockphoto.com/49pauly
Roter Weizen: istockphoto.com/blueenayim
DNA gelb: istockphoto.com/D3Damon
DNA grün: istockphoto.com/D3Damon
Ährensammlung, Bohnen, Kühllager in Gatersleben: IPK-Leibniz-Institut / Sam Rey
Weitere Fotos: IPK-Leibniz-Institut / Andreas Bähring

SchallSalat

Videos
Salatanbau: shutterstock.com/Iakov Filimonov
Salatanbau: shutterstock.com/BlackBoxGuild
Salat waschen: shutterstock.com/OKIOKI
Salat waschen: shutterstock.com/metamorworks
Schall: shutterstock.com/KinoMasterskaya
Videos vom Projekt MultiVegiClean: DIL Deutsches Institut für Lebensmitteltechnik e. V.

Bilder:  
Kohlrabi: istockphoto.com/IlonaImagine
Salatschüssel: istockphoto.com/Rouzes
Rote Bete: istockphoto.com/xamtiw
Karotten: istockphoto.com/Ridofranz
Radieschen: istockphoto.com/2002lubava1981
Foto von Jens Schröder: Jens Schröder
Bilder vom Projekt MultiVegiClean: DIL Deutsches Institut für Lebensmitteltechnik e. V.

StadtSpeisen

Videos
Intro: shutterstock.com/marchello74, shutterstock.com/Alexander Egizarov, shutterstock.com/VisualBricks, shutterstock.com/chanchai duangdoosan
Video mit Prof. Dr. Monika Schreiner: Leibniz-Institut für Gemüse- und Zierpflanzenbau (IGZ)

Bilder:
Queller am Strand: istockphoto.com/Animaflora
Spaghetti mit Queller: istockphoto.com/geogif
Mangrovenqualle: i stockphoto.com/THEGIFT777
Grille: istockphoto.com/PetrP
Burger: istockphoto.com/ EasyBuy4u


PflanzenFleisch


Bilder:  
Verschiedene Fleischbrocken: istockphoto.com/Whitestorm
Our World in Data
Proteinmoleküle: shutterstock.com/Design_Cells
Hackfleisch: shutterstock.com/Art_Pictures
Sojabohnen: shutterstock.com/New Africa
Veggieburger: shutterstock.com/Nina Firsova
 

AromenJagd

Videos
Intro Wein: shutterstock.com/Jag_cz
Intro Kaffee: shutterstock.com/Andrey Armyagov
Intro Salz: shutterstock.com/Banias
Videomaterial über das Projekt AROMAplus: Sascha Mannel
Mikroskop: shutterstock.com/Elizaveta Galitckaia
Mikroorganismen: shutterstock.com/VideoKot
DNA: shutterstock.com/marakratt
Trauben: shutterstock.com/Marco Gugiatti und MAHATHIR MOHD YASIN
Videos über das Projekt FeruBase: Fraunhofer CBP

Bilder:  
Fermentation früher: shutterstock.com/VittoriaChe
Fermentation heute: shutterstock.com/Gorodenkoff
Trauben in Hand: shutterstock.com//CEPTAP  
Eiswaffeln: istockphoto.com/Fascinadora
Bildmaterial über das Projekt AROMAplus: Sascha Mannel
Foto von Felix Graf: Felix Graf
Bleistift: shutterstock.com/gopixa
Fotos über das Projekt FeruBase: Fraunhofer CBP
Foto von Tino Elter: Tino Elter

 

Wetterextreme wie Hitze, Dürre oder Starkregen setzen die Landwirtschaft seit langem unter Druck und sorgen immer öfter für Ernteausfälle. Um die Herausforderungen des Klimawandels zu bewältigen, sind neue Strategien für den Anbau von Obst, Gemüse und Getreide notwendig. Ein vielversprechender Ansatz ist die so genannte Agri-Photovoltaik. Hier wird die Ackerfläche nicht nur zum Anbau wichtiger Nahrungspflanzen genutzt, sondern gleichzeitig zur Stromerzeugung. Eine erste Pilotanlage am Bodensee erwies sich bereits nach kurzer Zeit als wirtschaftlich rentabel. Unter der Leitung des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE wurde hier unter Solarpaneelen der Anbau von Weizen, Kartoffeln und Sellerie erprobt.

In einem neuen Forschungsprojekt wird nun getestet, ob auch der Obstanbau von den positiven Effekten der Photovoltaik profitieren kann. Forschende vom Fraunhofer ISE haben dafür gemeinsam mit Partnern auf einem Bio-Obsthof in Gelsdorf in Rheinland-Pfalz eine Agri-PV-Anlage errichtet. Auf einer Versuchsfläche von etwa 9.100 Quadratmetern wachsen hier insgesamt acht Apfelsorten unter Solarpaneelen. Das Projekt Agri-PV Obstbau wird in den kommenden fünf Jahren von Rheinland-Pfalz und dem Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) gefördert. Ziel ist, die Klimaresilienz im Obstanbau zu steigern und eine sichere und nachhaltige Apfelproduktion mit zusätzlicher Solarstromerzeugung zu gewährleisten.

CO2- Emissionen reduzieren

„Das Forschungsprojekt ,Agri-PV Obstbau‘ soll nicht nur Möglichkeiten aufzeigen, CO2-Emissionen in der Landwirtschaft zu reduzieren, sondern auch die Verwendung kurzlebiger Materialien und den Einsatz von Pflanzenschutzmitteln und Fungiziden zu vermeiden und so entscheidend zum Klimaschutz beizutragen“, erklärt Andreas Steinhüser vom Fraunhofer ISE. Am Projekt beteiligt sind neben dem Fraunhofer ISE auch die BayWa r.e. Das Unternehmen hat bereits positive Erfahrungen mit Agri-PV-Anlagen gesammelt und sieht darin eine „langfristige Lösung, um Landwirte dabei zu unterstützen, sich an die Folgen des Klimawandels anzupassen“, wie Stephan Schindele erklärt. „Nachdem wir in den Niederlanden sehr erfolgreich professionellen Beerenanbau unter Agri-PV realisiert haben, gehen wir in Gelsdorf den wichtigen Schritt Richtung Spalierobst. Wir haben erkannt, dass die Potenziale und Synergien für Agri-PV kombiniert mit Apfel, Birnen, Kirschen, Kiwi und weiteren Dauerkulturen beachtlich sein können.“

Landwirten Vorteile aufzeigen

Die Projektpartner wollen herausfinden, inwiefern Agri-PV-Anlagen auch Pflanzen und Früchte vor schädlichen Umwelteinflüssen wie Hagel, Starkregen, Sonnenbrand, Frost oder extremen Temperaturen bewahren können. Die Ergebnisse der Apfelproduktion unter Solarmodulen sollen auch mit dem Anbau unter Folien- und Hagelschutzsystemen verglichen werden. Darüber hinaus wird getestet, inwiefern sich verschiedene Photovoltaik-Module – festinstalliert, licht- und regendurchlässig – auf das Pflanzenwachstum und die Agrarerträge auswirken.

Auch Fragen wie Akzeptanz und Sozialverträglichkeit solcher Anlagen sollen beantwortet und Landwirten die ökonomischen Vorteile des Anbaus vermittelt werden. Das Projektteam ist überzeugt, dass nicht nur Energiekosten im Obstbau dauerhaft gesenkt und besser kalkuliert werden, sondern auch weniger Investitionskosten zum Schutz der Früchte sowie weniger Betriebsmittel- und Müllentsorgungskosten anfallen würden. Im Projekt wird der bei der Apfelproduktion erzeugte Strom beispielsweise dem Projektpartner AGCO GmbH zum Aufladen des batterieelektrischen Traktors zur Verfügung gestellt und auch das eigene Bewässerungssystem mit diesem Strom versorgt. Im Ergebnis sollen so die CO2-Emissionen auf dem Bio-Hof maßgeblich reduziert und der Obstanbau klimaneutral werden.

bb

Weather extremes such as heat, drought or heavy rain have been putting pressure on agriculture for a long time and are increasingly causing crop failures. To respond to the challenges of climate change, new strategies are needed for the cultivation of fruit, vegetables and cereals. One promising approach is so-called agri-photovoltaics. Here, arable land is not only used to grow important food crops, but also to generate electricity at the same time. An initial pilot plant at Lake Constance proved to be economically viable after only a short time. Under the direction of the Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems ISE, the cultivation of wheat, potatoes and celery under solar panels was tested.

A new research project is now examining whether fruit growing can also benefit from the positive effects of photovoltaics. For this purpose, researchers from Fraunhofer ISE and partners have set up an agri-PV system on an organic fruit farm in Gelsdorf in Rhineland-Palatinate. Eight apple varieties are growing here under solar panels on an experimental area of about 9,100 square meters. The Agri-PV Fruit Growing project will be funded by Rhineland-Palatinate and the German Federal Ministry of Food and Agriculture (Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft, BMEL) over the next five years. The aim is to increase climate resilience in fruit growing and to ensure safe and sustainable apple production with additional solar power generation.

Reducing CO2 emissions

"The research project 'Agri-PV Fruit Growing' is not only intended to show ways to reduce CO2 emissions in agriculture, but also to avoid the use of short-lived materials, pesticides and fungicides, thus making a decisive contribution to climate protection," explains Andreas Steinhüser from Fraunhofer ISE. In addition to Fraunhofer ISE, BayWa r.e. is also involved in the project. The company has already had positive experience with Agri-PV systems and sees it as a "long-term solution to help farmers adapt to the consequences of climate change," as Stephan Schindele explains. "After having very successfully realized professional berry cultivation through Agri-PV in the Netherlands, we are taking the important step towards espalier fruit in Gelsdorf. We recognize that the potential of Agri-PV for apples, pears, cherries, kiwis and other permanent crops can be significant."

Showing benefits to farmers

The project partners want to find out to what extent Agri-PV systems can also protect plants and fruit from damaging environmental influences such as hail, heavy rain, sunburn, frost or extreme temperatures. The results of apple production under solar panels will also be compared with cultivation under film and hail protection systems. In addition, tests will be conducted to determine the extent to which different photovoltaic modules - fixed, light-permeable and rain-permeable - affect plant growth and agricultural yields.

Questions such as acceptance and social compatibility of such plants are also to be answered and the economic advantages of cultivation communicated to farmers. The project team is convinced that not only would energy costs in fruit growing be permanently reduced and better calculated, but there would also be fewer investment costs to protect the fruit, as well as fewer operating resources and disposal costs. In the project, for example, the electricity generated during apple production is made available to the project partner AGCO GmbH for charging the battery-electric tractor, and the company's own irrigation system is also supplied with this electricity. As a result, CO2 emissions on the organic farm are to be significantly reduced and fruit cultivation is to become climate-neutral.

bb

Das neue Phytotechnikum der Universität Hohenheim steht für modernste Technik auf kleinstem Raum und adressiert Klimaforschung und Bioökonomie. Eine computergesteuerte Klimaregelung und Bewässerungsautomatik, eine Feinregelung für Lichtstärke, Luftfeuchtigkeit und Temperatur sowie eine variable Beleuchtungstechnik ermöglichen den Stuttgarter Forschenden ein flexibleres Arbeiten auf verschiedensten Gebieten. Klimawandel, Biodiversität, Welternährung, Bioenergie, nachwachsende Rohstoffe und Pflanzengesundheit sind Themen, die im gläsernen Hightech-Gewächshaus an unterschiedlichsten, auch exotischen Pflanzen untersucht werden können.

Im Rahmen eines ersten Bauabschnittes wurde bereits im vergangenen Jahr der erste Neubau in Betrieb genommen. Die feierliche Eröffnung des 1.400 Quadratmeter großen Gewächshauses musste coronabedingt verschoben werden und fand nun Ende September statt. Der Forschungsneubau wurde vom Land Baden-Württemberg und der Carl-Zeiss-Stiftung mit rund 8,7 Mio. Euro gefördert. „Das Phytotechnikum ist ein zentraler Baustein für unsere wichtigsten Forschungsschwerpunkte und trägt zur Lösung globaler Menschheitsprobleme bei, wie der Ernährungssicherung und dem Umgang der Landwirtschaft mit den Folgen des Klimawandels“, sagte der Rektor der Universität, Stephan Dabbert, bei der feierlichen Eröffnung.

Moderne und flexible Forschung

Der Neubau besteht aus zwei gläsernen Gewächshausschiffen, die ein Gebäude mit Laboren, Schulungs- und Serviceräumen verbinden. Zudem wurde das Forschungsgebäude so konstruiert, dass einzelne Module flexibel sind und sich je nach Bedarf zu verschieden großen Einheiten zusammenstellen und so an die Forschungsarbeit anpassen lassen. „Mit diesen hochvariablen Forschungseinheiten schlägt das Phytotechnikum eine Brücke zwischen wissenschaftlicher Grundlagenforschung und Praxis“, so Dabbert. Er sei überzeugt, dass auch die universitäre Forschung von der Nähe zum Phytotechnikum beflügelt werde. „Das Phytotechnikum ist ein Hightech-Gewächshaus, das biologische Grundlagenforschung auf dem höchsten internationalen Niveau ermöglicht“, ergänzt Felix Streiter, Geschäftsführer der Carl-Zeiss-Stiftung.

Auch bei der Bewirtschaftung des Gebäudes wird auf Nachhaltigkeit geachtet: Ein eigenes Fernwärmenetz sorgt für geringere Stromkosten im Phytotechnikum. Außerdem ist eine Photovoltaikanlage auf dem Glasdach geplant. Zudem wird das Regenwasser in eigenen Zisternen aufgefangen und kann so zur Bewässerung der Pflanzen und zur Kühlung des Autoklaven verwendet werden.

Größtes Forschungsgewächshaus Deutschlands

In den kommenden Jahren soll das Stuttgarter Phytotechnikum zum größten Forschungsgewächshaus in Deutschland werden. In zwei weiteren Bauabschnitten soll der Komplex auf dem Uni-Campus auf insgesamt 8.200 Quadratmeter erweitert werden und neben weiteren Gewächshäusern und Laboren auch Klimakammern bieten. „Wir sind zuversichtlich, dass auch die folgenden Bauabschnitte bald in Angriff genommen werden können“, so der Rektor. Im Sommer dieses Jahres wurde mit der Planung des zweiten Bauabschnittes begonnen.

bb

The new Phytotechnikum at the University of Hohenheim addresses climate research and bioeconomics: Computer-controlled climate control and automatic irrigation, fine regulation for light intensity, humidity and temperature as well as variable lighting technology enable the Stuttgart researchers to work more flexibly in a wide range of fields. Climate change, biodiversity, world nutrition, bioenergy, renewable raw materials and plant health are topics that can be studied in the glass high-tech greenhouse on a wide variety of plants, including exotic ones.

As part of a first construction phase, a new building was already put into operation last year. The grand opening of the 1,400 square meter greenhouse had to be postponed due to corona and now took place at the end of September. The new research building was funded by the state of Baden-Württemberg and the Carl Zeiss Foundation with around 8.7 million euros. "The Phytotechnikum is a central building block for our most important research priorities and contributes to solving global human problems, such as food security and how agriculture can deal with the consequences of climate change," said the university's rector, Stephan Dabbert, at the opening ceremony.

Modern and flexible research

The new building consists of two glass greenhouse ships that connect a building with laboratories, training and service rooms. In addition, the research building was designed to be flexible so that individual modules can be combined into units of different sizes as needed to fit the research work. "With these highly variable research units, the Phytotechnikum bridges the gap between basic scientific research and practice," Dabbert said. He said he is convinced that university research will also be spurred by the proximity to the Phytotechnikum. "The Phytotechnikum is a high-tech greenhouse that enables basic biological research at the highest international level," adds Felix Streiter, Managing Director of the Carl Zeiss Foundation.

Sustainability is also taken into account in the management of the building: A dedicated district heating network ensures lower electricity costs at the Phytotechnikum. A photovoltaic system is also planned on the glass roof. In addition, rainwater will be collected in the building's own cisterns and can thus be used to irrigate the plants and cool the autoclave.

Germany's largest research greenhouse

In the coming years, the Stuttgart Phytotechnikum is to become the largest research greenhouse in Germany. In two further construction phases, the complex on the university campus will be expanded to a total of 8,200 square meters and will offer climate chambers in addition to further greenhouses and laboratories. "We are confident that the following construction phases can also start soon," said the rector. Planning for the second construction phase began this summer.

bb

Anfang des Jahres wurde Peter H. Seeberger für die Herstellung eines nachhaltigen und kostengünstigen Malariawirkstoffs mit dem internationalen Preis für grüne Chemie ausgezeichnet. Nun will der Biochemiker vom Potsdamer Max-Planck-Institut für Kolloid- und Grenzflächenforschung gemeinsam mit seinem Team den Strukturwandel in der sächsischen Lausitz und dem Mitteldeutschen Revier vorantreiben. Im Rahmen des vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) ausgelobten internationalen Wettbewerbes „Wissen schafft Perspektiven für die Region!“ konnte sich Seeberger mit seinem Konzept zum Aufbau zweier Großforschungszentren durchsetzen. Bei der Umsetzung des Projektentwurfs „Chemresilienz – Forschungsfabrik im Mitteldeutschen Revier“ steht dem Team eine erste Fördersumme von 500.000 Euro zur Verfügung.

Leuchtturm der Spitzenforschung

Ziel des Projektes Chemresilienz ist es, eine nachhaltige Kreislaufwirtschaft in der chemischen Produktion durch den Einsatz nachwachsender Rohstoffe, durch kurze Transportwege sowie lokale, kostengünstige und nachhaltige Produktionsprozesse zu etablieren. „Das neue Forschungszentrum in Sachsen wird die Chemieproduktion, die heute auf fossilen Rohstoffen basiert, komplett neu entwickeln und muss 150 Jahre ‚Vorsprung‘ aufholen, um einen wichtigen Industriezweig nachhaltig zu gestalten“, sagt Seeberger. Er sei überzeugt: „Dieses Zentrum wird ein global sichtbarer Leuchtturm der Spitzenforschung und ein Kristallisationskeim für Ansiedlungen und Ausgründungen."

Der Wettbewerb „Wissen schafft Perspektiven für die Region!“ wurde 2020 vom BMBF initiiert, um einen Beitrag zum Strukturwandel in den vom Kohleausstieg betroffenen Regionen zu leisten und neue wirtschaftliche Perspektiven zu eröffnen. Das Konzept des Potsdamer Teams ist eine von insgesamt sechs Skizzen, die im Juli dieses Jahres vom BMBF für eine erste Förderung ausgewählt wurden.

Bund investiert 2,5 Mrd. Euro in Großforschungszentren

In den kommenden sechs Monate sollen die Teams ein umsetzungsreifes, tragfähiges Konzept für die neuen Forschungsfabriken entwickeln. Eine unabhängige Expertenkommission, darunter Chemienobelpreisträger Stefan Hell und Astronaut Alexander Gerst, wird zunächst diese Pläne begutachten, bevor das BMBF entscheidet, welches Konzept weiter gefördert wird. Ab Sommer kommenden Jahres sollen zwei Konzepte umgesetzt werden. Der Aufbau der beiden Großforschungszentren wird vom Bund bis 2038 mit jeweils 1,25 Mrd. Euro gefördert.

bb

Earlier this year, Peter H. Seeberger was awarded the International Green Chemistry Prize for the production of a sustainable and cost-effective antimalarial agent. Now the biochemist from the Max Planck Institute of Colloids and Interfaces in Potsdam wants to drive structural change in Lusatia in Saxony and the Central German mining region together with his team. In the international competition „Wissen schafft Perspektiven für die Region!“ ("Knowledge Creates Perspectives for the Region!") organized by the German Federal Ministry of Education and Research (BMBF), Seeberger came out on top with his concept for establishing two large-scale research centers. The team will receive initial funding of 500,000 euros to implement the project design „Chemresilienz – Forschungsfabrik im Mitteldeutschen Revier“ ("Chemresilience - Research Factory in the Central German Mining Region").

Flagship of cutting-edge research

The aim of the Chemresilienz project is to establish a sustainable circular economy in chemical production through the use of renewable raw materials, short transport routes and local, cost-effective and sustainable production processes. "The new research center in Saxony will completely redevelop chemical production, which is currently based on fossil raw materials, and will have to catch up on 150 years of 'head start' to make an important industry sustainable," Seeberger says. He says he is convinced that "this center will become a globally visible flagship of cutting-edge research and a hub for relocations and spin-offs."

The competition "Knowledge creates prospects for the region!" was initiated by the BMBF in 2020 to contribute to structural change in regions affected by the coal phase-out and to open up new economic prospects. The Potsdam team's concept is one of six proposals selected by the BMBF for initial funding in July of this year.

Federal government invests 2.5 billion euros in large-scale research centers

Over the next six months, the teams are to develop a viable concept for the new research factories. An independent commission of experts, including Nobel Chemistry Prize winner Stefan Hell and astronaut Alexander Gerst, will first review these plans before the BMBF decides which concept will receive further funding. Starting next summer, two concepts are to be implemented. The establishment of the two large-scale research centers will be funded by the federal government until 2038 with 1.25 billion euros each.

bb

Ob Hitzestress oder Kälteeinbruch: Pflanzen reagieren oft sehr empfindlich auf schnelle Wetterumbrüche und sorgen damit für Ernteverluste in der Landwirtschaft. Um die Herausforderungen des Klimawandels zu meistern, ist es wichtig die Mechanismen zu kennen, mit denen Pflanzen auf ihre Umgebungstemperatur reagieren. Mit der Temperaturwahrnehmung von Pflanzen beschäftigt sich Philip Wigge in einem Projekt, dass kürzlich mit einem renommierten ERC Advanced Grant ausgezeichnet wurde. Der Potsdamer Molekularbiologe will darin ergründen, wie Pflanzen ein korrektes Temperatursignal ermitteln können, auch wenn die Umgebungsbedingungen starken Schwankungen unterliegen.

From heat stress to cold snaps: plants are often very sensitive to rapid weather changes, causing crop losses in agriculture. To meet the challenges of climate change, it is important to understand the mechanisms by which plants respond to their ambient temperature. Philip Wigge is working on the temperature perception of plants in a project that was recently awarded the prestigious ERC Advanced Grant. In this project, the molecular biologist from Potsdam wants to find out how plants can determine a correct temperature signal, even if the ambient conditions are subject to strong fluctuations.

Synthetische Kunststoffe haben in der Mitte des vergangenen Jahrhunderts in fast alle Bereiche des Lebens Einzug gehalten. Innerhalb von 50 Jahren, von 1964 bis 2014, ist der Kunststoffverbrauch um das Zwanzigfache gestiegen. Wurden 1964 noch 15 Millionen Tonnen Kunststoff verbraucht waren es 2014 bereits 311 Millionen Tonnen pro Jahr. Eine Folge ist die zunehmende Verschmutzung der Umwelt mit Kunststoffmüll. Hinzu kommt der steigende weltweite Erdölverbrauch und die mit der Kunststoffproduktion verbundenen Treibhausgasemissionen.

Ein Team der RWTH Aachen in Kooperation mit der ETH Zürich hat nun gezeigt, dass durch die Kombination von Recycling, Biomassenutzung, Kohlenstoffabscheidung und -verwertung Netto-Null-Treibhausgasemissionen aus Kunststoffen erreicht werden können. Die Studie, die kürzlich in der Fachzeitschrift Science veröffentlicht wurde, basiert auf einem neuen, ganzheitlichen Modell der globalen Kunststoffproduktion und -entsorgung.

Der Begriff Netto-Null bedeutet, dass ein Gleichgewicht zwischen dem in die Atmosphäre emittierten und dem ihr entzogenen Kohlenstoff erreicht wird, so dass der Kohlenstoff-Fußabdruck gleich Null ist. Um Netto-Null-Emissionen zu erreichen, müssen alle drei Kreislauftechnologien - Recycling, Biomassenutzung sowie Kohlenstoffabscheidung und -nutzung - eingesetzt werden.

Zu den Strategien zur Verringerung der Treibhausgasemissionen gehören die Dekarbonisierung der Energieversorgung in der Kunststofflieferkette und der Ersatz von fossilem Kohlenstoff durch geschlossene Kreislauftechnologien wie chemisches und mechanisches Recycling, Biomassenutzung sowie Kohlenstoffabscheidung und -nutzung.

Die Autoren zeigen, dass der Einsatz politischer Instrumente zur Erhöhung der Verfügbarkeit von Kunststoffabfällen als Ressource und zur Schaffung wirtschaftlicher Anreize für verstärkte Investitionen in die Biomasse- und CO2-Nutzung den Weg zu Netto-Null-Emissions-Kunststoffen fördern kann.

Synthetic plastics have entered almost every aspect of life in the middle of the last century. Within 50 years, from 1964 to 2014, plastic consumption has increased twentyfold. In 1964, 15 million tons of plastic were consumed, but by 2014 this figure had risen to 311 million tons per year. One consequence is the increasing pollution of the environment with plastic waste. Added to this is the rising global consumption of crude oil and the greenhouse gas emissions associated with plastic production.

A team from RWTH Aachen University in cooperation with ETH Zurich has now shown that net-zero greenhouse gas emissions from plastics can be achieved by combining recycling, biomass utilization, carbon capture and recovery. The study, recently published in the journal Science, is based on a new, holistic model of global plastics production and disposal.

The term net-zero means that a balance is achieved between the carbon emitted into the atmosphere and the carbon removed from it, so that the carbon footprint is zero. To achieve net zero emissions, all three loop technologies - recycling, biomass utilization, and carbon capture and utilization - must be used.

Strategies to reduce greenhouse gas emissions include decarbonizing the energy supply in the plastics supply chain and replacing fossil carbon with closed-loop technologies such as chemical and mechanical recycling, biomass utilization, and carbon capture and utilization.

The authors show that using policy tools to increase the availability of plastic waste as a resource and to provide economic incentives for increased investment in biomass and CO2 utilization can promote the path to net-zero emissions plastics.

Wie vernetze ich mich mit anderen Forschenden in der Bioökonomie? Wie entwickeln wir gemeinsam, über unsere Disziplingrenzen hinweg, Strategien und Lösungen für den Wandel hin zu einer nachhaltigen, biobasierten Wirtschaftsweise? Wie trage ich meine Forschung in die Öffentlichkeit? Für wen könnte das spannend sein – und fühle ich mich damit überhaupt wohl? Um all diese Fragen ging es für rund 80 junge Forschende aus dem Bereich der Bioökonomie beim Bioökonomie-Camp 2021. Veranstaltet wurde die zweitägige Netzwerk-Veranstaltung vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) und von der Universität Hohenheim.

Input durch hochkarätige Fachleute

Das Programm setzte sich aus interaktiven Podiumsdiskussionen, Barcamp-Sessions, Deep-Dive-Workshops und Diskussionsrunden zusammen. Input kam dabei von hochkarätigen Fachleuten. Für das BMBF stellte Referatsleiterin für Wissenschaftskommunikation, Cordula Kleidt, zur Begrüßung fest: „Die Förderung guter Wissenschaftskommunikation ist ein Kernanliegen.“ Sie freue sich, dass es inzwischen auch Konzepte gebe, wie im Wissenschaftssystem Kommunikationsleistungen Anerkennung finden können. „Wir brauchen Forschende, die in den Dialog mit der Zivilgesellschaft treten und den Austausch zu Forschungsfragen anregen“, sagte sie.

Die Bedeutung und wichtige Konzepte der Bioökonomie hob Iris Lewandowski als Co-Vorsitzende des Bioökonomierats Deutschland hervor. Sie umriss drei Säulen, die für eine Bioökonomie wichtig sind:  biologisches Wissen für effizientes Produzieren zu entwickeln und verantwortungsvoll anzuwenden, biogene Ressourcen nachhaltig zu nutzen und die gesellschaftliche Transformation voranzubringen. „In der Bioökonomie haben wir komplexe Probleme, darum brauchen wir inter- und transdisziplinäre Antworten“, betonte Lewandowski. Diese Antworten dürften jedoch nicht nur aus der Wissenschaft stammen, sondern müssten auch gesellschaftlich relevante Fragen und Impulse aufnehmen. Das sei eine der wesentlichen Aufgaben im Bioökonomie-Camp 2021. Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen aus ganz unterschiedlichen Disziplinen und 70 Forschungseinrichtungen würden hier zusammenkommen, um sich über Forschung auszutauschen und Perspektiven zu erweitern.

Die Digitalisierung hat das Potenzial, die Landwirtschaft nachhaltiger zu machen. Die Regulierung des Pestizideinsatzes, die Verbesserung des Tierwohls oder die Vermeidung von Kunststoffen in der Landwirtschaft sind nur einige Herausforderungen, die mithilfe modernster Technologien bewältigt werden können. Um Innovationen durch Neugründungen in den Bereichen Landwirtschaft, Lebensmitteltechnologie und Biotechnologie zu beschleunigen, haben die Technische Universität München (TUM) und UnternehmerTUM das TUM Venture Lab Food-Agro-Biotech (FAB) initiiert. Das Lab FAB ist eines von insgesamt acht TUM Venture Labs, die vor einem Jahr an den Start gingen und Forschende und Studierende der TUM bei unternehmerischen Ausgründungen in den verschiedenen technologiebasierten Bereichen unterstützen sollen.

Lösungen für nachhaltige Landwirtschaft und gesunde Ernährung

Für die Sparte Food/Agro/Biotech (FAB) konnte die TUM nun mit der BayWa AG eine neue Unterstützerin gewinnen. Das Münchner Unternehmen wird demnach künftig mit 1,4 Mio. Euro innovative Geschäftsideen und Neugründungen in den Bereichen Landwirtschaft, Lebensmitteltechnologie und Biotechnologie fördern. Darüber hinaus werden die Gründerteams von der Expertise des Unternehmens im Agrarsektor und dessen internationaler Erfahrung in Gesprächen profitieren. Der Vertrag über die Partnerschaft wurde Ende September unterzeichnet.

Die Förderung von Start-ups sei ein wichtiger Beitrag, um Innovationen zu beschleunigen und in die Praxis zu bringen, sagte der Vorstandsvorsitzende der BayWa, Klaus Josef Lutz bei der Vertragsunterzeichnung. „Die Wertschöpfungskette der Lebensmittel steht vor immensen Herausforderungen – ökonomisch, ökologisch und gesellschaftlich. Neue Technologien und die Digitalisierung können hier hocheffiziente Lösungen für eine nachhaltige Landwirtschaft und eine gesunde Ernährung bieten. Dafür braucht es Investitionen in Foodtech und Agtech hierzulande“, so Lutz weiter.

Zukunftsweisende Innovationen marktfähig machen

Das TUM Venture Lab FAB bietet Gründerteams auf dem Campus Weihenstephan die notwendige Infrastruktur, um ihre Forschungsergebnisse zu marktfähigen und praxistauglichen Innovationen weiterzuentwickeln. Dafür stehen den Teams unter anderem Laborräume und Werkstätten zur Verfügung. Im Rahmen von Fortbildungs- und Inkubatorprogrammen werden die Gründungswilligen individuell von der Teamfindung über die Entwicklung des Geschäftsmodells bis hin zur Unterstützung bei der Finanzierung von Fachleuten begleitet. „Auf diesem für Umwelt und Gesundheit bedeutenden Feld erwarten wir durch die Verbindung von Natur- und Lebenswissenschaften mit Künstlicher Intelligenz, Robotik und Sensorik zukunftsweisende Innovationen. München hat das Potenzial, eines der weltweit führenden Deep-Tech-Zentren zu werden“, so TUM-Präsident Thomas F. Hofmann.


bb

Durch den Abrieb von Synthetikfasern gelangen beim Wäschewaschen jedes Jahr in Deutschland etwa vier Kilogramm Mikroplastik pro Person in die Umwelt. Diese winzigen Partikel landen über das Abwasser auch in Gewässern, wo sie von Fischen aufgenommen werden. Doch einige Wasserlebewesen besitzen mit ihren Kiemen ein Filtrationssystem, um Nahrungspartikel vom Wasser zu trennen und damit auch Mikroplastik auszusieben. Im Projekt Fishflow wollen Forschende der Universität Bonn mit dem Fraunhofer UMSICHT und der Firma Hengst nach dem Vorbild von Fischkiemen nun einen neuartigen Filter für Waschmaschinen entwickeln, der effektiv und nachhaltig Mikroplastikpartikel aussiebt.

Filtergeometrie der Kiemen vermessen

„Es gibt viele filtrierende Tiere, aber der Apparat der Fische, von den Kiemenbögen bis zur Weiterleitung der Nahrung in den Verdauungstrakt, weist im Vergleich die höchste Ähnlichkeit zu den Verhältnissen in der Waschmaschine auf”, sagte Alexander Blanke vom Institut für Evolutionsbiologie und Ökologie der Universität Bonn. Leandra Hamann vom Fraunhofer UMSICHT hat im Vorfeld bereits die Kiemengeometrie verschiedenster Fische vermessen – darunter die von Makrelen und Sardinen, die als sogenannte Filtrationsmeister gelten. Um die effizienteste Filtergeometrie aufzuspüren, werden nun anhand der Messdaten Computermodelle der Kiemen erstellt, Simulationen durchgeführt und dann am 3D-Drucker nachgebaut. Schließlich sollen die bionischen Modelle der Kiemenstrukturen im Strömungskanal und zuletzt auch in einer Waschmaschine getestet werden.

Effiziente Filterleistung und nachhaltige Herstellung

Ziel des Projektes Fishflow ist es, einen effizienten Filter zu entwickeln, der mehr als 90% der Mikroplastikpartikel in der Waschmaschine auffängt. Außerdem soll der Filter möglichst lange halten und nachhaltig hergestellt sein. „Wir werden schon früh bei der Produktentwicklung eine Ökobilanz durchführen, um den ökologischen Nutzen zu bewerten“, sagt Ilka Gehrke vom Fraunhofer UMSICHT. Im Projekt arbeiten Forschende aus den Bereichen Biologie, Material- und Ingenieurswissenschaften zusammen, um möglichst schnell einen Prototyp des bionischen Waschmaschinenfilters präsentieren zu können. Das Vorhaben wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) für ein Jahr mit rund 500.000 Euro gefördert.

bb