Aktuelle Veranstaltungen

The plastic mountains from old packaging need to be reduced - on this, consumers and companies agree. But in addition to product protection, plastic packaging also offers other advantages such as low weight. That is why most manufacturers do not want to eliminate the use of plastics, but rather to develop a clever packaging design that allows as much recycling as possible.

Fully recyclable by 2025

Henkel AG & Co. KGaA follows this approach: By 2025, the company's packaging is to be fully recyclable, reusable or compostable. In addition, the proportion of recycled material in plastic packaging is to rise to 35% by then. Henkel has developed software that enables packaging designers to quickly and easily investigate how well a package is suitable for recycling.

The software takes into account all components such as base material, closure system and label. A traffic light system shows how well the respective materials can be separated during the recycling process. The program also calculates the overall percentage of recyclable packaging.

Rating: very good

Scientists at the Fraunhofer Institute for Environmental, Safety and Energy Technology UMSICHT have now critically examined the quality of the results of this software and found them to be satisfactory. They compared the assessments of the program with national and international standards. "We contributed to the final development and can confirm that the tool very well serves its purpose to evaluate the recyclability of product packaging," sums up Markus Hiebel, Head of Sustainability and Resource Management at Fraunhofer UMSICHT.

Offer to other companies

Thorsten Leopold, Head of International Packaging Development Home Care explains: "We are delighted that our tool passed the critical examination of the Fraunhofer scientists. It will help us to make further progress in the recyclability of our packaging portfolio and thus achieve our ambitious targets for 2025". Henkel also offers to make the software tool available to other companies on request. After all, a recycling economy for packaging materials can only succeed if all parties involved work together across sectors.

bl/um

Bis 2030 soll sich die Wohnraumnachfrage in Deutschland um sieben Prozent erhöhen. Und schon heute ringt die Politik um Lösungen, die die Kosten fürs Wohnen verringern. Helfen sollen unter anderem zahlreiche Neubauten. Damit diese zugleich den Wandel des Wohnsektors hin zu mehr Nachhaltigkeit voranbringen, haben mehrere Einrichtungen der Zuse-Forschungsgemeinschaft neue Technologien entwickelt.

Schalldämmende Ziegel für mehr Komfort und Sicherheit

So hat das Institut für Ziegelforschung eine Technik entwickelt, um besondere Ziegel herzustellen. Sie bestehen zu 80% aus Luft und besitzen daher eine poröse, luftreiche Struktur, die nicht nur gut Wärme dämmt, sondern auch Schall isoliert. Obendrein sind die Platten nicht nur dekorativ und zum Gestalten geeignet, sondern auch besonders feuerfest. Das Institut für Holzenergie hat hingegen einen Mechanismus erfunden, der verhindert, dass Türen Finger einklemmen können – hilfreich vor allem für Schulen und Kindergärten.

Brennstoffzelle mit Kraft-Wärme-Kopplung

Andere Entwicklungen aus der Zuse-Gemeinschaft dienen dem Klimaschutz: Ein Beispiel dafür ist die auf Brennstoffzellen basierende Heizung, die aus Wasserstoff nicht nur Wärme, sondern mittels Kraft-Wärme-Kopplung auch Strom erzeugt. Da sich Wasserstoff aus Erdgas gewinnen lässt, ist die nötige Infrastruktur heute schon vorhanden. Das Deutsche Brennstoffinstitut in Freiberg liefert für solche Kraft-Wärme-Kraftwerke Komponenten wie Spitzenlastkessel und Deodorierungssysteme.

Photovoltaik und Solarthermie vereint

Wärme und Strom können aber nicht nur im Keller, sondern auch auf dem Dach gewonnen werden. Das Institut für Solarenergieforschung in Hameln vereint dazu die Vorteile von Photovoltaikanlagen und Solarthermie. Das selbsttragende Montagesystem für die Photovoltaikmodule besteht dabei aus einem Aluminiumrahmen, der von einer Flüssigkeit durchflossen wird. Die Flüssigkeit erwärmt sich und gibt die Wärme an die Heizsystem des Gebäudes ab. Obendrein ist das in einer Kooperation mit mehreren Mittelständlern entwickelte Hybridsystem ins Dach integriert, wodurch Bauherren beim Dachbau Kosten sparen können. In Kleinserie ist die Technik bereits verfügbar.

Darüber hinaus wollen die Zuse-Forscher die Nutzung von Solarenergie in weitere Bauelemente integrieren. Das Institut für Angewandte Bauforschung in Weimar hat beispielsweise mit mehreren Partnern eine solaraktive Designfassade entwickelt.

bl

The demand for living space in Germany is expected to increase by seven percent by 2030. And even today, politicians are struggling to find solutions that will reduce housing costs. One such measure could be the construction of new buildings. These could also help promote the transformation of the housing sector towards greater sustainability. Several institutions of the Zuse Research Association have developed new technologies precisely for this purpose.

Sound insulating bricks for more comfort and safety

For example, the Institute for Brick Research has developed a technique for producing special bricks. They consist of 80% air and therefore have a porous, air-rich structure that not only insulates heat very well but also sound. In addition, the panels are not only decorative, but also particularly fireproof. The Institute for Wood Energy, on the other hand, has invented a mechanism that prevents doors from pinching fingers - especially useful for schools and kindergartens.

Fuel cell with combined heat and power generation

Other developments from the Zuse community serve climate protection: One example of this is heating based on fuel cells, which not only generates heat from hydrogen, but also electricity by means of combined heat and power generation. Since hydrogen can be produced from natural gas, the necessary infrastructure is already available today. The German Fuel Institute in Freiberg supplies components such as peak load boilers and deodorization systems for such combined heat and power plants.

Photovoltaics and solar thermal combined

However, heat and electricity can not only be generated in the basement, but also on the roof. The Institute for Solar Energy Research in Hameln combines the advantages of photovoltaic systems and solar thermal technology. The self-supporting mounting system for the photovoltaic modules consists of an aluminium frame through which a liquid flows. The liquid heats up and transfers the heat to the heating system of the building. In addition, the hybrid system, developed in cooperation with several medium-sized companies, is integrated into the roof, enabling building owners to save costs in roof construction. The technology is already available in small batches.

In addition, Zuse researchers want to integrate the use of solar energy into other construction elements. The Institute for Applied Building Research in Weimar, for example, has developed a solar-active design facade with several partners.

bl/um

Wie nachhaltig agieren deutsche Unternehmen? Wie ernst nehmen sie es mit ökologischen und sozialen Belangen, und wie offen gehen sie damit um? Zum zehnten Mal haben das Institut für ökologische Wirtschaftsforschung (IÖW) und die Unternehmensinitiative Future Großunternehmen sowie kleinen und mittleren Unternehmen (KMU) hierzulande auf den Zahn gefühlt und ein Ranking der Nachhaltigkeitsberichte erstellt.

Rewe und Vaude überzeugen bei Transparenz

Reports von insgesamt 69 Großunternehmen und 40 KMUs wurden dabei nach bestimmten Kriterien wie Einhaltung des Umweltschutzes, Berücksichtigung von Arbeitnehmerinteressen im eigenen Betrieb sowie bei Zulieferern oder nach Einhaltung von Lieferketten in der Produktion analysiert. Maximal 700 Punkte konnten erreicht werden. Die besten sechs Unternehmen wurden im Februar für ihre Transparenz vom Bundesministerium für Arbeit und Soziales in Berlin ausgezeichnet: Bei den Großunternehmen siegte Rewe mit 512 Punkten. Besonders stark habe sich die Einzelhandelskette beim Bestreben gezeigt, das Produktangebot systematisch an Nachhaltigkeitskriterien wie etwa regionalen Produkten auszurichten, schreiben die Autoren. Auf Platz zwei und drei kommen die Nachhaltigkeitsberichte von BMW und Telekom.

Bei den Mittelständlern siegten Vaude, Lebensbaum und Memo. Vaude konnte dabei mit 671 Punkten fast den Höchstwert erreichen. Der Hersteller von Sportausrüstungen verankere Nachhaltigkeit ganzheitlich in der Unternehmensstrategie und stelle den langfristigen Markenwert über kurzfristige Gewinne, heißt eszur Begründung.

Vorbilder in Sachen Nachhaltigkeit 

„Die prämierten Unternehmen gehen in Sachen Nachhaltigkeit voran. Durch ein transparentes Berichtswesen über ihre ökologische und soziale Verantwortung ermöglichen sie es ihren Kunden und Geschäftspartnern, ihre Leistungen klar einzuordnen und gegebenenfalls auch Verbesserungen einzufordern“, sagte Rolf Schmachtenberg, Staatssekretär im Bundesarbeitsministerium, bei der Preisverleihung.

How sustainable are German companies? How seriously do they take ecological and social issues and how openly do they deal with them? For the tenth time, the Institute for Ecological Economy Research (IÖW) and the business initiative Future have been investigating large companies and small and medium-sized enterprises (SMEs) in Germany and have compiled a ranking of sustainability reports.

Rewe and Vaude excel at transparency

Reports from a total of 69 large companies and 40 SMEs were analysed according to specific criteria such as compliance with environmental protection, consideration of employee interests in the company itself and at suppliers or compliance with supply chains in production. A maximum of 700 points was achieved. In February, the best six companies received an award for their transparency from the Federal Ministry of Labour and Social Affairs in Berlin: Among the large companies, Rewe won with 512 points. The authors write that the retail chain was particularly strong in its efforts to systematically align its product range with sustainability criteria such as regional products. The BMW and Telekom sustainability reports ranked second and third respectively.

Vaude, Lebensbaum and Memo were the winners among small and medium-sized companies. With 671 points, Vaude almost achieved its highest score. The manufacturer of sports equipment anchors sustainability holistically in its corporate strategy and places long-term brand value above short-term profits, the jurors explained.

Role models in terms of sustainability

"The award-winning companies are leading the way in terms of sustainability. Through transparent reporting on their ecological and social responsibility, they enable their customers and business partners to clearly classify their performance and, if necessary, demand improvements," said Rolf Schmachtenberg, State Secretary at the Federal Ministry of Labor, at the award ceremony.

In addition to the ranking, IÖW and Future also presented a study on the development of the reporting obligation for the first time. Since 2018, companies in Germany with more than 500 employees and a turnover of more than 40 million euros have been legally obliged to disclose how they fulfill their corporate social responsibility (CSR). Nationwide, 439 companies were affected by this in November 2018. For SMEs, this information remains voluntary.

Many reports only meet minimum standards

The evaluation showed that the companies do indeed comply with the duty to provide information, although they often only meet the minimum requirements. The authors emphasize that there are major differences in the depth and consistency of the information. "The reportable companies describe concepts on how to deal with the issues that are important to them. However, information on concrete goals and results as well as meaningful performance indicators and key figures associated with them are not given enough attention or corresponding correlations are not made clear," said economist Christian Lautermann of the IÖW.

SMEs as role models for large companies

Particularly in the case of SMEs, the authors note that sustainability reports are becoming increasingly professional and standardized. "Those companies that have been voluntarily publishing sustainability reports for many years are clearly at an advantage. Some big companies could learn a lot from even the medium-sized companies, which have been voluntarily practicing transparency for a long time", says Udo Westermann of Future.

At the same time, the authors point out that newcomers to the field of reporting are certainly able to provide comprehensible information. Aldi-Nord is cited as an example. The discounter took part in the ranking for the first time in 2018 and managed to reach 15th place straightaway.

Adapting the bar to the ranking criteria

The ranking of sustainability reports has been carried out since 1994. "The experience gained from ten runs of our sustainability report ranking shows that the information needs of stakeholders are constantly changing. We will continue to adapt the yardstick for good reporting to social challenges in the future," says Ranking Project Manager Lautermann.

bb/um

Zuckerrohr ist neben Soja und Mais eine der wichtigsten Nutzpflanzen in Brasilien. Daraus werden nicht nur Zucker, sondern auch Biokraftstoffe wie Ethanol hergestellt. Bei der Verarbeitung fallen jedoch enorme Mengen Bagasse an – faserige Überreste  –, die bisher nicht optimal genutzt werden. Stattdessen wird der lignozellulosehaltige Reststoff in ineffizienten Verbrennungsanlagen verbrannt und meist auf Halden entsorgt oder ungeregelt auf Feldern verstreut. Doch Asche ist mehr als nur verbrannte Biomasse. Darin stecken Nährstoffe wie Phosphor, die für das Pflanzenwachstum essentiell sind. Ein deutsch-brasilianisches Forschungskonsortium hatte es sich zur Aufgabe gemacht, den Prozess der thermischen Verwertung im Hinblick auf eine nachhaltige Nutzung der Bagasse-Aschen zu optimieren, um daraus hochwertige Dünger sowie Biopolymere herstellen zu können.

Das Projekt „ASHES" wurde vom Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT koordiniert und im Rahmen der Fördermaßnahme „Bioökonomie International“ von 2015 bis 2018 mit 2 Mio. Euro vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert. Insgesamt waren acht deutsche und vier brasilianische Partner aus Forschung und Industrie an dem Projekt beteiligt.

Nährstoffe in den Aschen pflanzenverfügbar machen

Ein Team um Christian Adam von der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) in Berlin konzentrierte sich dabei auf die Nährstoffe in den Aschen. „Wir haben uns angeschaut, welche Nährstoffe in den Bagasse-Aschen enthalten sind, und wie man sie pflanzenverfügbar machen kann. Es wurden im Projektkonsortium Untersuchungen zur Optimierung der energetischen Verwertung, also die Verbrennung der Reststoffe der Zuckerproduktion, durchgeführt und entsprechende Technologien zur Aufbereitung der entstehenden Asche zu Düngemitteln entwickelt."

Mit Gülle und Hühnerkot Phosphorgehalt der Aschen erhöht

Die Forscher mussten bei der Lösung der Aufgabe gleich mehrere Hürden überwinden: Zum einen blieben bisher viele Nährstoffe bei der Zuckerrohrverarbeitung auf der Strecke, so dass ihr Anteil in den Bagasse-Aschen, insbesondere der von Phosphor, nur gering und somit für Dünger nicht geeignet war. Die Lösung: „Hier haben wir geschaut, welche Tier- oder Pflanzenproduktionen sich in der Nähe der Zuckerrohrfabriken in Brasilien befinden, so dass man andere phosphorreiche Stoffströme wie Hühnerkot oder Gülle mit der Bagasse verbrennen und so den Phosphorgehalt erhöhen kann."

Along with soya and corn, sugar cane is one of the most important crops in Brazil. It is used to produce not only sugar but also biofuels such as ethanol. However, processing produces enormous amounts of bagasse - fibrous remains - which up to now were not used efficiently. Instead, the lignocellulosic residual material is burnt in inefficient incinerators and usually disposed of in landfills or scattered on fields. But ash is more than just burned biomass. It contains nutrients such as phosphorus, which are essential for plant growth. A German-Brazilian research consortium had set itself the task of optimizing the thermal utilization process with a view to the sustainable use of bagasse ash in order to produce high-quality fertilizers and biopolymers.

The "ASHES" project was coordinated by the Fraunhofer Institute for Environmental, Safety and Energy Technology UMSICHT and funded by the German Federal Ministry of Education and Research (BMBF) with 2 million euros from 2015 to 2018 as part of the "Bioeconomy International" funding measure. A total of eight German and four Brazilian partners from research and industry were involved in the project.

Making nutrients in the ashes available to plants

A team led by Christian Adam from the Federal Institute for Materials Research and Testing (BAM) in Berlin concentrated on the nutrients in the ashes. "We looked at which nutrients are contained in the bagasse ashes and how they can be made available to plants. In the project consortium, investigations were carried out to optimize the energetic utilisation, i.e. the combustion of the residual materials from sugar production, and appropriate technologies were developed to process the resulting ashes into fertilizers."

Increasing the phosphorus content of the ashes

The researchers had to overcome several hurdles to solve the problem: On the one hand, many nutrients are being lost during sugar cane processing, so that their proportion in the bagasse ashes is low and therefore not suitable for fertilizers. This affects phosphorus, in particular. The solution: "Here we have looked at which animals or plants were produced close to the sugar cane factories in Brazil. This way, other phosphorus-rich material flows such as chicken excrement or liquid manure can be burned with the bagasse, thus increasing the phosphorus content."

Sie sind ein natürlicher CO₂-Speicher und leisten einen wichtigen Beitrag zum Klimaschutz: Bäume. Doch die Artenvielfalt ist regional sehr verschieden und hat sich im Laufe der Jahre dramatisch verändert. So sind in den feuchten Tropen wesentlich mehr Gewächse auf kleinster Fläche zu finden als in Deutschland. Doch warum ist das so, und welche Faktoren beeinflussen die Baumartenvielfalt? Um darauf Antworten zu finden, müssten die bewaldeten Gegenden der Erde lückenlos untersucht werden – wahrlich eine Sisyphosarbeit.

Statistisches Modell erfasst Studien und Umweltfaktoren

Forschern des Deutschen Zentrums für integrative Biodiversitätsforschung (iDiv) und der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg (MLU) ist das nun gelungen. Möglich wurde es mithilfe einer neuen statistischen Methode, die Petr Keil und Jonathan Chase entwickelten und im Fachjournal „Nature Ecology and Evolution“ vorstellen. Das Besondere: Das Modell kombiniert Daten aus Untersuchungen zu einzelnen Flächen mit Informationen aus Studien zur Baumvielfalt ganzer Staaten. Außerdem werden bekannte Daten zu Umweltfaktoren wie dem Klima integriert. „Um Biodiversität wirklich zu verstehen und schützen zu können, müssen wir sie gleichzeitig auf der lokalen und auf der regionalen Skala betrachten. Unser Ansatz macht dies nun möglich“, sagt Petr Keil.

Karte über globale Vielfalt der Baumarten erstellt

So konnten die Forscher die weißen Flecken im Baumartenatlas füllen und eine lückenlose Karte aller bewaldeten Gebiete der Erde erstellen. „Es ist wie ein 1.000-Teile-Puzzle, von dem wir nur wenige Puzzleteile hatten, und von dem wir auch das Gesamtbild nicht kannten”, sagt Jonathan Chase. „Mit unserem Ansatz konnten wir die fehlenden Teile berechnen und das Puzzle zusammensetzen.”

Klima beeinflusst Baumartenvielfalt am stärksten 

Mithilfe der Methode konnte das Team auch aufzeigen, dass das Klima jener Faktor ist, der die Baumvielfalt am stärksten beeinflusst. So zeigte sich, dass esdie höchste Baumartenvielfalt in den feuchtwarmen Tropen gibt. Dennoch fanden sich zwischen Orten mit gleichem Klima zum Teil erhebliche Unterschiede. Im südlichen China zum Beispiel stießen die Forscher auf eine Vielfalt, die deutlich größer ist als in klimatisch ähnlichen Regionen.

Unterschiedlichkeit auch durch Eiszeit bedingt

Keil und Chase konnten mit ihrer Analyse zeigen, dass das Maß der sogenannten Beta-Diversität in den gebirgigen Regionen der trockenen Tropen besonders hoch ist – wie in Süd-China, Mexiko oder im äthiopischen Hochland. Die Beta-Diversität beschreibt, wie unterschiedlich die Artenzusammensetzung zwischen benachbarten Lebensräumen ist. Ein Grund für die ermittelte Unterschiedlichkeit könnte in der Eiszeit zu finden sein. „Während der letzten Vereisung konnten die Bäume nur in Bergtälern überleben und wurden dadurch voneinander isoliert“, erklärt Petr Keil.

Beitrag zum globalen Artenschutz 

Dank des neuen Modells von Keil und Chase kann zukünftig die Vielfalt der Baumarten für unterschiedlich große Flächen wie für ein Naturschutzgebiet, für einen Staat oder gar für einen ganzen Erdteil berechnet und damit aufgezeigt werden, wie es um die weltweite Biodiversität steht. Die Forscher sind überzeugt, dass damit zur einer Verbesserung des globalen Artenschutzes beigetragen werden kann.

bb

Trees are a natural source of CO2 and make an important contribution to climate protection. However, species diversity varies greatly from region to region and has changed dramatically over the years. In the humid tropics, for example, there are considerably more plants to be found per square metre than in Germany. But why is this so, and what factors influence the diversity of tree species? In order to find answers to these questions, the forested areas of the world would have to be thoroughly explored - truly a Sisyphean task.

Statistical model records studies and environmental factors

Researchers at the German Centre for Integrative Biodiversity Research (iDiv) and the Martin Luther University Halle-Wittenberg (MLU) have now managed to do just that. This was made possible by a new statistical method developed by Petr Keil and Jonathan Chase and presented in the journal "Nature Ecology and Evolution". The model is exceptional in that it combines data from investigations on individual areas with information from studies on tree diversity in entire countries. In addition, known data on environmental factors such as climate are integrated. “In order to really understand and protect biodiversity, we have to look at the local and regional scale at the same time,” says Petr Keil. "Our approach now enables that."

Map of global diversity of tree species produced

The researchers were thus able to fill the white spots in the tree species atlas and produce a complete map of all forested areas of the earth. “It was like a 1000-piece puzzle that we only had a few pieces of, and we didn’t even know what the big picture was,” says Jonathan Chase. “With our approach, we were able to calculate the missing pieces and put the puzzle together.”

Climate influences tree species diversity the most

By using the method, the team was also able to show that the climate is the factor that has the greatest impact on tree diversity. They found that the warm and humid tropics have the greatest variety of tree species. Nevertheless, there were considerable differences between places with the same climate. In southern China, for example, the researchers found a diversity that is significantly greater than in climatically similar regions.

Diversity also due to ice age

Keil and Chase were able to show with their analysis that the degree of beta diversity in the mountainous regions of the dry tropics is particularly high - as in South China, Mexico or the Ethiopian highlands. Beta diversity describes the differences in species composition between neighbouring habitats. One reason for this difference could be found in the ice age. "During the last glaciation, the trees could only survive in mountain valleys and were thus isolated from each other," explains Petr Keil.

Contribution to global species protection

Thanks to the new model from Keil and Chase, the diversity of tree species can be calculated in the future for areas of varying size such as a nature reserve, a state or even an entire continent, thus showing the state of global biodiversity. The researchers are convinced that this can contribute to improving global species protection.

bb/um

„Ausgeklügelt, durchdacht und folgerichtig“ - mit dieser Definition zur Herkunft des Konferenztitels hatte Eckhard Weidner, Leiter des Oberhausener Fraunhofer-Instituts UMSICHT, die zehnte „BIO-raffiniert“ in seinem Hause eröffnet. Zum runden Geburtstag der Veranstaltung fasste er die Erkenntnisse der Vorjahre zusammen und beschrieb damit auch das diesjährige Thema: „Wir haben gelernt, dass wir in Kreisläufen denken müssen.“ Wie die Kreisläufe in der Bioökonomie geschlossen werden können, darüber diskutierten rund 90 Teilnehmer am ersten Konferenztag nach drei Impulsvorträgen. Neben dem Fraunhofer UMSICHT hatten die EnergieAgentur.NRW und der Cluster für industrielle Biotechnologie CLIB zu der Konferenz geladen.

Anbau für stoffliche Nutzung anteilig unverändert

„Organische Chemie ist nichts anderes als Nachahmung der Natur“, sagte Jörg Rothermel vom Verband der Chemischen Industrie, der gemeinsam mit Dietmar Peters von der Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe zwei Jahrzehnte der stofflichen Nutzung nachwachsender Rohstoffe Revue passieren ließ. Peters betonte mit Blick auf den steigenden Bedarf an landwirtschaftlichen Produkten, dass zwar die Zahl der Betriebe und Mitarbeiter stark gesunken sei. „Aber heute versorgt ein Landwirt nicht nur seine Familie, sondern 130 Menschen.“ Der Anteil des Anbaus für die stoffliche Nutzung in den vergangenen zwei Jahrzehnten sei in etwa konstant geblieben. Gestiegen sei jedoch die Nutzung selbst, und zwar aufgrund von Importen, beispielsweise von Palmöl für Tenside: „Palmen wachsen – zumindest noch – nicht an Nord- oder Ostsee“, scherzte Peters.

Rothermel warnte derweil vor zu großen Erwartungen an die Nutzung von Kohlendioxid als Rohstoff, auch wenn das ein wichtiger Schritt zur Schließung des Kohlenstoffkreislaufs sei: Rund 600 Terawattstunden Strom wären nötig, um hypothetisch Kohlendioxid als einzige Kohlenstoffquelle für die stoffliche Nutzung zu verwenden. Denn dazu müssten enorme Mengen Wasserstoff hergestellt werden. An anderen Kohlenstoffquellen – und damit biologischen Ressourcen im Sinne der Bioökonomie – führe daher kein Weg vorbei.

Vegane Ernährung würde technologischen Kraftakt ersparen

In eine ähnliche Kerbe schlug später Andreas Pfennig von der Universität Lüttich. Er legte dar, weshalb Prognosen für die künftige Größe der Weltbevölkerung vermutlich zu niedrig angesetzt seien – was damit auch für den Bedarf an Agrarprodukten gelte. Die wiederum stünden dann in weit geringem Maß als bislang angenommen für andere Nutzungen zur Verfügung, was auch daran liege, dass mehr als die Hälfte aller Nahrung „erst durch Tiermägen veredelt“ werde. Unabwendbar seien daher Verhaltensänderungen der Menschen. Sonst gäbe es mittelfristig drei Optionen: eine massive Umwandlung von Wald in Ackerland – mit entsprechenden Klimafolgen, wachsender Welthunger oder den Zwang zur maximalen Technologieoptimierung. „Eine rein vegane Ernährung würde riesige Flächen freisetzen, die dann für die Bioökonomie genutzt werden könnten“, warb Pfennig.

Uwe Fritsche vom Institut für Nachhaltigkeitsanalysen und -strategien schärfte ebenfalls das Bewusstsein für die materielle Dimension der Nutzung nachwachsender Rohstoffe. „Energetisch betrachtet verbraucht der Mensch bereits die Hälfte aller Biomasse, die auf dem Planeten wächst.“ Fritsche wies außerdem darauf hin, dass Kreisläufe zwar das richtige Ziel seien. „Aber Recycling ist nicht nachhaltig, solange die Stromproduktion es nicht ist“ – denn in der Regel ist Recycling energieintensiver als die erstmalige Produktion. Und auch nicht jede Bioraffinerie sei nachhaltig. Der Blick lohne auf kleine Bioraffinerien mit Spezialprodukten. Eine eigene Session sollte später das Thema Bioraffinerien vertiefen.

Chemische Synthesen und enzymatische Prozesse verzahnen

Wie die Verzahnung chemischer Synthesen mit enzymatischen Schritten zu neuen Produktionswegen für Industriechemikalien führt, erläuterte der Chemiker Harald Gröger von der Universität Bielefeld. Am Anfang stand für sein Team die Frage, ob man Nitrile ohne die Hilfe giftiger Blausäure herstellen könne. Da es Pflanzen gibt, die Nitrile bilden, aber Blausäure für alle Organismen toxisch ist, musste es möglich sein. Die Forscher identifizierten das entscheidende Enzym der Pflanzen und integrierten es erfolgreich in den chemischen Prozess. Inzwischen lässt sich auf Basis unterschiedlicher Fettaldehyde aus nachwachsenden Rohstoffen ohne den Einsatz von Blausäure ein ganzes Spektrum an Fettnitrilen herstellen.

In den folgenden Workshops ging es auch um soziale Fragen. So diskutierten die Teilnehmer, welchen Beitrag die Bioökonomie zu den UN-Zielen für nachhaltige Entwicklung leisten könne. Bei ihrem Einsatz müsse es darum gehen, die Menschen mitzunehmen und die besten Lösungen für den jeweiligen Bedarf zu finden, anstatt bestimmte Dinge per se zu verbieten. Außerdem bestehe ein wichtiges Ziel darin, Bioökonomie in die Städte zu holen, da dort die großen Stoffströme seien.

Die Symbiose mit Mykorrhiza-Pilzen ist für Pflanzen äußerst vorteilhaft. Über das Feinwurzelsystem im Boden gelangen wichtige Nährstoffe wie Kalzium oder Phosphor in die Pflanze. Im Gegenzug versorgen Pflanzen den Symbiose-Pilz  mit Kohlenhydraten, die sie aus der Photosynthese gewinnen, und obendrein mit energiereichen Fetten, wie Münchner Forscher erst kürzlich herausfanden. Die Lebenspartnerschaft im Wurzelgeflecht beeinflusst aber auch, wo sich Pflanzen ansiedeln. Das zeigt eine internationale Studie, an der Forscher der Universität Göttingen beteiligt waren.

Pilze wirken als Filter bei der Pflanzenausbreitung

„Neue Daten zur Verbreitung von Pflanzenarten in 1.100 Insel- und Festlandregionen erlauben zum ersten Mal, den Einfluss dieser Interaktion zu untersuchen“, sagt Patrick Weigelt aus der Abteilung Biodiversität, Makroökologie und Biogeographie der Universität Göttingen. Wie die Wissenschaftler im Fachjournal „Nature Ecology & Evolution” berichten, wirkt die Mykorrhiza-Pflanzen-Interaktion bei der Ausbreitung der Pflanzen wie ein Filter. Mykorrhiza-Pilze haben sich nur begrenzt auf Inseln ausgebreitet. Die Forscher stellten dementsprechend fest, dass die Pflanze-Pilz-Symbiose auf Inseln eher selten anzutreffen ist. Die gegenseitige Abhängigkeit erweist sich bei der Kolonisierung als Nachteil.

Diversitätsmuster erklärbar 

Die Symbiose ist demnach auch ein Grund dafür, dass die Artenvielfalt der Pflanzen von den Polen bis zu den Tropen stetig zunimmt. Mithilfe der Studie sind somit Diversitätsmuster erklärbar und gezielte Maßnahmen möglich, die zum Erhalt der Vielfalt beitragen. „Die Störung eines Interaktionspartners kann Ökosysteme aus dem Gleichgewicht bringen und auch anfälliger für biologische Invasionen machen“, betont Weigelt.

bb

Die Allianzpartner wollen Nachhaltigkeit in ihrer Branche vorantreiben. Der aktuelle Fortschrittsbericht beruht auf der Basis von 40 Indikatoren, die die wesentlichen Nachhaltigkeitsaspekte der Branche aufgreifen. Der Umweltaspekt beispielsweise wird über die Entwicklung der Treibhausgasemissionen und der Effizienz beim Rohstoffeinsatz ermittelt.

Bei ihren Aktivitäten orientiert sich Chemie³ am allgemeingültigen Nachhaltigkeitsverständnis, das die drei Dimensionen Ökologie, Ökonomie und Soziales als gleichwertig ansieht. Entscheidungen und Aktivitäten der Branche sollen nicht allein nach Umweltaspekten bewertet werden, sie sollen auch zu mehr Wertschöpfung, guten Arbeitsbedingungen und positiven Beiträgen für die Gesellschaft führen.

Desweiteren soll der Fortschrittsbericht ein wichtiger Beitrag zu mehr Transparenz sein sowie ein Ansporn für die Branche. Der Bericht verdeutliche, dass der Industriezweig in vielen Bereichen bereits hervorragend aufgestellt sei und wesentliche Beiträge zur Erreichung einer nachhaltigeren Wirtschaftsweise liefern könne.

Basierend auf Informationen aus 91 Ländern und 27 internationalen Organisationen, der Analyse globaler Literatur und Daten sowie Beiträgen von über 175 Autoren und Gutachtern bewertet "The State of the World's Biodiversity for Food and Agriculture" die Biodiversität für Lebensmittel und Landwirtschaft und deren Management weltweit. Wichtige Treiber sowohl für positive als auch für negative Trends in der Erhaltung und nachhaltigen Nutzung der biologischen Vielfalt werden identifiziert, außerdem Produktionspraktiken vorgestellt, die die Biodiversität fördern.

Vielfältige und gesunde Nahrungsmittel können nur auf Basis biologischer Vielfalt erzeugt werden. Mit dem FAO-Bericht wird eine solide Grundlage für die Gestaltung solch nachhaltiger Ernährungssysteme geschaffen. Da die Vielfalt laut Bericht allerdings weltweit stark schwindet, seien Maßnahmen zum Schutz dringend erforderlich.

Based on information from 91 countries and 27 international organizations, analysis of global literature and data, as well as contributions from over 175 authors and reviewers, "The State of the World's Biodiversity for Food and Agriculture" assesses biodiversity and its management worldwide. Important drivers for both positive and negative trends in the conservation and sustainable use of biological diversity are identified and production practices that promote biodiversity are presented.

Diverse and healthy food can only be produced on the basis of biodiversity, and the FAO report provides a solid basis for the design of such sustainable food systems. However, as diversity is declining sharply worldwide according to the report, protection measures are urgently needed.

Des Deutschen liebstes Getränk

Etwa 150 Liter pro Jahr und Person werden in Deutschland konsumiert. Und jeder bereitet seinen Kaffee auf eine andere Art und Weise zu. Nicht nur Kaffeeexperten wissen: Kaffee ist nicht gleich Kaffee. Kaffee, ob Pulver oder Bohnen, verliert bei Kontakt mit Luft Aroma und Geschmack. Um beides möglichst optimal zu konservieren, wurde die Kapsel erfunden. In ihr ist das Kaffeepulver portionsweise hermetisch verpackt und aufbewahrt.

Seit 2005 hat sich die Kaffeekapsel sukzessive etabliert. Ihr Verkauf hat sich allein im Lebensmitteleinzelhandel zwischen 2005 und 2014 von anfänglich 800 Tonnen im Jahr auf fast 18.000 Tonnen mehr als verzwanzigfacht. Bestandteil aller handelsüblichen Kaffeekapseln jedoch sind Aluminium oder erdölbasierter Kunststoff. Materialien, die nie bzw. nur sehr langsam, in Hunderten von Jahren, verrotten und damit Unmengen von Müll hinterlassen.

Nachhaltig konserviert

Doch es gibt Alternativen. Bereits seit 2013 bietet die Firma Nature Tec Cap Kaffeekapseln aus nachwachsenden Rohstoffen an. Seit 2018 gibt es eine weitere Bio-Kaffeekapsel, die eine zusätzliche, bisher einzigartige Eigenschaft auszeichnet – ihre hohe Sauerstoffbarriere. Die ist sogar deutlich höher als die der Kunststoffkapseln. Daher kann die Terracaps-Kapsel sehr lange auch ohne weitere Schutzfolien in einer Papierverpackung gelagert werden.

Beide Kapseln werden aus dem Werkstoff ARBOBLEND® hergestellt. Die Bestandteile dieses Werkstoffs sind wie der Kaffee selbst aus nachwachsenden Rohstoffen (siehe auch Kleiderbügel).

Marktreife

Der Tecnaro-Werkstoff ARBOBLEND® wird u. a. für Artikel verwendet, die mit Lebensmitteln in Berührung kommen und unterliegt daher besonders strengen Auflagen. Natur Tec Cap und Terracaps verwenden ihn in Kaffeekapseln.

Germany's favourite drink

Every person in Germany drinks about 150 liters of coffee per year. And everyone prepares their coffee in a different way. Word has gotten around: Coffee is not just coffee. When exposed to air, coffee, whether powder or beans, loses its aroma and taste. In order to preserve both as fully as possible, the capsule was invented. In it, the coffee powder is hermetically sealed and can be stored in portions.
The coffee capsule has been successively established since 2005. Between 2005 and 2014, its sales in food retail alone increased more than twentyfold from an initial 800 tonnes per year to almost 18,000 tonnes. All commercially available coffee capsules, however, contain aluminium or petroleum-based plastic. Materials that take hundreds of years to decompose - if they do so at all.

Sustainably conserved

But there are alternatives. Nature Tec Cap has been marketing coffee capsules made from renewable resources since 2013. Since 2018, there has been another organic coffee capsule with an additional, unique property - its high oxygen barrier. This is even significantly higher than that of the plastic capsules. The Terracaps capsule can therefore be stored for a very long time in paper packaging without the need for additional protective films.
Both capsules are made of ARBOBLEND®. Like coffee itself, the components of this material are made from renewable resources.

Ready for the market

The Tecnaro material ARBOBLEND® is used among other things for articles that come into contact with food and is therefore subject to particularly strict regulations. Natur Tec Cap and Terracaps already use it in coffee capsules.

Ohne befruchtete Blüten gibt es keinen Ertrag – das wissen Landwirte wie Hobbygärtner. Welche genetischen Faktoren aber die maximal mögliche Fruchtbarkeit der Blüten beeinflussen, war bislang unklar. Forscher des Leibniz-Instituts für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung (IPK) Gatersleben haben jetzt gemeinsam mit Kollegen aus Japan und Israel ein Gen gefunden, das bei Weizen und auch bei Gerste die Blütenfruchtbarkeit reguliert. Im Fachjournal „PNAS“ präsentieren sie ihre Untersuchungen.

Überleben der Blütchen bestimmt Ertrag

Botaniker zählen Weizen und Gerste zur Pflanzenart Triticeae. Alle Pflanzen dieses sogenanten Tribus entwickeln einen unverzweigten Blütenstand – die Ähre. Bei Weizen besteht die Ähre aus mehreren Ährchen, die bis zu zwölf potenziell fruchtbare Blütchen entwickeln. Mehr als 70% davon sterben jedoch während ihrer Entwicklung ab. Nur die übrigen Blütchen bilden später Körner. Der Ertrag der Pflanze hängt somit davon ab, wie viele Blütchen überleben.

Durch genetische Vergleiche zahlreicher Weizensorten entdeckten die Pflanzenforscher das Gen GNI-A1, das mit der Blütenfruchtbarkeit korreliert. Es kodiert für einen Transkriptionsfaktor, dessen Aktivität verhindert, dass sich die Blüten tragende Achse der Ährchen richtig ausbildet. Das verringert die Blütenfruchtbarkeit.

Mit der„Konvention über die Biologische Vielfalt" wurde 2010 von den Vereinten Nationen ein strategischer Plan verabschiedet, um den weltweiten Rückgang in der Tier-und Pflanzenwelt bis 2020 zu stoppen. Der erste Weltzustandsbericht zur Biodiversität in Landwirtschaft und Ernährung belegt einmal mehr, wie ernst die Lage ist. Der Report „The State of the World's Biodiversity for Food and Agriculture“ der Welternährungsorganisation FAO kommt zu dem Ergebnis, dass die biologische Vielfalt weltweit weiterhin stark schwindet und damit viele Zukunftsoptionen gefährdet sind.  

Positive und negative Treiber für die biologische Vielfalt aufgezeigt 

Neben der alarmierenden Botschaft zeichnet der 576 Seiten starke Bericht vor allem ein umfassendes Bild über den Zustand und die Nutzung der Biodiversität weltweit. Er benennt sowohl die Vorteile der biologischen Vielfalt für Landwirtschaft, Viehzucht, Waldbewirtschaftung und Fischerei als auch Vorschläge, wie die Biodiversität gefördert werden kann. Zugleich identifiziert er wichtige Treiber, die positiven oder auch negativen Einfluss auf die biologische Vielfalt haben.

Schutzmaßnahmen dringend notwenig 

Der Appell der FAO-Autoren: Maßnahmen zum Schutz und zur nachhaltigen Nutzung sind dringend notwendig. Der Bericht bildet ihrer Ansicht zufolge eine solide Grundlage, um nachhaltige und widerstandsfähige Ernährungssysteme zu entwickeln, um auch zukünftig gesunde Nahrungsmittel herstellen zu können.

Meilenstein in der UN-Dekade

Der Weltzustandsbericht wurde von der Kommission für Genetische Ressourcen und Landwirtschaft (CGRFA) der FAO erarbeitet. 1.300 Personen aus 91 Ländern waren in den vergangenen fünf Jahren an der Erstellung beteiligt und brachten ihre Studien zur Auswertung ein. Die deutsche Seite wurde vom Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft vertreten. Der Report ist sowohl in der Arbeit der CGRFA-Kommission als auch in der Dekade der Vereinten Nationen über die biologische Vielfalt ein Meilenstein. 

bb

Die Natur hat von jeher Forscher und Ingenieure inspiriert. Tiere oder Pflanzen dienten ihnen als Vorbild für neue Materialien, Medikamente oder Konstruktionen. So war der Regenwurm etwa Ideengeber für die Entwicklung eines Materials, das sich druckabhängig selbst mit Schmiermittel versorgt, und die Füße eines Blattkäfers für die Kration eines neuen Haftmittels. Im Projekt „GrowBot“ wollen Wissenschaftler aus Deutschland, Italien, Spanien, Frankreich und Israel nun die Kletterkünste von Efeu und Weinrebe als Vorbild nehmen, um Roboter zu entwickeln.

Das Projekt wird vom Center des Istituto Italiano di Tecnologia in Pontedera koordiniert und von der Europäischen Kommission im Rahmen der „Horizon 2020"-Programmlinie Future and Emerging Technologies (FET) mit rund 7 Mio. Euro finanziert. Von deutscher Seite sind die Albert-Ludwigs-Universität Freiburg und das Helmholtz-Zentrum Geesthacht, Zentrum für Material- und Küstenforschung in Teltow, beteiligt. 

Kletterroboter für den Städtebau

In den kommenden vier Jahren wollen Forscher aus der Robotik, Botanik, Mathematik, Informatik und den Materialwissenschaften Roboter dazu bringen, wie Efeu zu klettern und sich an ihre Umgebung anzupassen. Denn diese Pflanzen haben ganz eigene Strategien entwickelt, um an verschiedenen Oberflächen zu ankern. Die neuen Kletterroboter könnten in Zukunft im Städtebau eingesetzt werden, um Sensoren anzubringen oder archäologische Untersuchungen zu unterstützen.

Funktionsprinzipien und Befestigungssysteme ergründen 

Doch zunächst muss das Team grundlegende Fragen beantworten: Warum können Efeu, Wilder Wein und Waldrebe klettern, und wie hoch ist ihr Energieverbrauch? Die alles entscheidende Frage ist jedoch, ob man Roboter überhaupt bauen kann, die sich wie Kletterpflanzen verhalten und fortbewegen. Das Freiburger Team um den Biologen Thomas Speck erforscht seit langem die Stammstruktur und Mechanik von Efeu und Co. sowie deren verschiedene Befestigungssysteme. Ihre Aufgabe im Projekt „GrowBot“ ist es, die Funktionsprinzipien der Pflanzen zu analysieren und zu abstrahieren und so die Entwicklung der neuartigen Kletterroboter voranzutreiben.

bb