Die Ringvorlesung "Facetten der Nachhaltigkeit" widmete sich im Wintersemester 2020/21 Thema "Bioökonomie".
Die Bioökonomie beinhaltet die Abkehr von einer auf der Nutzung fossiler Ressourcen basierenden Wirtschaftsform und die Umstellung auf eine nachhaltige, biobasierte Wirtschaftsweise. In 13 Vorlesungen stellten Fachexpert:innen Innovationen und Konzepte für diesen Wandel vor und klärten unter anderem folgende Fragen: Wie können Lebensmittel nachhaltiger produziert werden, weche Rohstoffe kommen bei der Herstellung von Biokunststoffen zum Einsatz und welche Rolle spielt die Bioenergie im Energiemix der Zukunft?
11.11.2020 Was ist Bioökonomie? – Einführung in die Ringvorlesung und formale Rahmenbedingungen
Referentin: Prof. Dr. -Ing. Anja Noke, Hochschule Bremen
Die diesjährige Ringvorlesung „Facetten der Nachhaltigkeit“ der Hochschule Bremen widmet sich dem Thema „Bioökonomie“. Die Bioökonomie beinhaltet die Abkehr von einer auf der Nutzung fossiler Ressourcen basierenden Wirtschaftsform und die Umstellung auf eine nachhaltige, biobasierte Wirtschaftsweise. In 13 Vorlesungen werden Fachexpert:innen klären, welche Innovationen und Konzepte für diesen Wandel existieren und wie deren Nachhaltigkeit bewertet werden kann z.B. wie können Lebensmittel nachhaltiger produziert werden, welche Rohstoffe kommen bei der Herstellung von Biokunststoffen zum Einsatz und welche Rolle spielt die Bioenergie im Energiemix der Zukunft?
18.11.2020 Transformationspfad Bioökonomie: (Neue) Perspektiven für ländliche Räume?
Referent: Dr. Martin Graffenberger, DBFZ Deutsches Biomasseforschungszentrum gemeinnützige GmbH
Der Vortrag beleuchtet die Schnittstellen zwischen der auf unterschiedlichen Ebenen (EU, Bund, Länder) forcierten Entwicklung der Bioökonomie und Fragen der regionalen Entwicklung. Insbesondere wird der Frage nachgegangen, inwiefern sich durch die Transformationspfade der Bioökonomie (neue) Perspektiven für ländliche Räume ergeben. Dazu werden gängige Narrative zur Bioökonomie aus Wissenschaft, Gesellschaft und Politik mit Blick auf explizite und implizite Raumbezüge betrachtet. Welche Entwicklungspotenziale werden ländlichen Räumen in den Debatten zur Bioökonomie zugeschrieben? Inwiefern und unter welchen Bedingungen lassen sich diese Potenziale heben? Empirisch knüpft der Vortrag an erste Ergebnisse eines aktuellen Forschungsprojekts des DBFZ an, das die Transformationsperspektiven der weitestgehend ländlich geprägten Braunkohlereviere in der Lausitz und in Mitteldeutschland hin zu Modellregionen der Bioökonomie untersucht.
25.11.2020 Watertuun – eine Aquaponik-Farm für Bremen
Referent:innen: Denis Kapieske / Anna Brünner, Watertuun
Du wolltest schon immer mal wissen, wo dein Speisefisch herkommt? Ganz genau: Mit dem Flieger aus der ganzen Welt. Oft reist er noch viele Kilometer mit dem LKW bevor er dann auf Deinem Teller landet. Muss das so sein?
Nein!
Watertuun ist plattdeutsch und bedeutet so viel wie Wassergarten. Dahinter verbirgt sich eine Gruppe junger Bremerinnen und Bremer die etwas verändern wollen. Auf der ersten Aquaponik-Farm Bremens werden lokal, nachhaltig und ressourcenschonend frischer Fisch und leckeres Gemüse hergestellt. Aquaponik verbindet die Kultivierung von Fisch (Aquakultur) und die Aufzucht von Nutzpflanzen ohne Erde (Hydroponik) in einem Wasserkreislaufsystem. Das Ganze passiert ganz in Deiner Nähe in der Bremer Überseestadt.
Mit dieser exemplarischen Herstellung von Lebensmitteln möchte Watertuun alternative Lösungsansätze aufzeigen und mit Bürgerinnen und Bürgern in den Dialog treten. Mit Hilfe von Führungen, Seminaren und Workshops mit Schulklassen, Studierenden und interessierten Privatgruppen soll auf aktuelle, umweltrelevante Missstände aufmerksam gemacht werden. Watertuun möchte auf diese Weise eine Plattform für Austausch und eine Geburtsstätte innovativer, zukunftsorientierter Ideen schaffen!
02.12.2020 Sustainable Food Innovation
Referent: Gerald Perry Marin, FoPo
$1 trillion worth of food is being wasted every year, while 800 million people go hungry every day. How can we leverage existing technologies to feed the growing world population using the food that goes to waste? The session will explore the sources of food waste from farm to fork in 4 countries (Philippines, Kenya, Israel & Germany) and how startups like FoPo Food Powder and innovations around food, agriculture & packaging can aid in creating a more sustainable food system where no one gets left behind.
09.12.2020 Insekten als Proteinquelle der Zukunft
Referent: Prof. Dr. Rainer Benning, Hochschule Bremerhaven
Die wachsende Weltbevölkerung, die fortschreitende Klimaveränderung und die Sustainable Development Goals erfordern es, sich im Bereich der Ernährungsforschung und der Lebensmitteltechnologie mit dem Thema alternativer Nahrungsmittel auseinanderzusetzen. Ein Baustein zur Sicherung der Ernährung zukünftiger Generationen kann die Nutzung von Insekten für die Futtermittel- und Nahrungsmittelproduktion sein. Diese haben das Potential, einerseits eine nachhaltige Alternative für herkömmliche tierische Proteine aus der Nutztierproduktion zu bieten. Auf der anderen Seite sind sie nicht nur für den direkten menschlichen Verzehr nutzbar, sondern auch als alternatives Futtermittel für die Massentierhaltung, insbesondere als Austausch für die problematischen Komponenten Soja- und Fischmehl.
Aus dem Blickwinkel der Nachhaltigkeit bieten Insekten aufgrund der geringen Produktion von Treibhausgasen und Schadstoffen, der hohen Reproduktionsrate und der Effizienz der Futterverwertung ein hohes Potential hinsichtlich der Schonung von Ressourcen.
In einem Forschungsvorhaben am Bespiel des Mehlwurms mit mehreren Kooperationspartnern werden an der Hochschule Bremerhaven als einem Schwerpunkt unterschiedliche Substrate, z.B. aus Nebenstoffströmen der Lebensmittelverarbeitung, für die Aufzucht untersucht. Der zweite wichtige Forschungsgegenstand besteht in der für eine Produktion großer Insektenmengen notwendigen Automatisierung dieser Aufzucht. Hier stehen insbesondere zwei Fragestellungen im Mittelpunkt. Die erste befasst sich mit der Abtrennung der unterschiedlichen Komponenten, die nebeneinander in einem Aufzuchtbehälter vorliegen, also Larven, Käfer, unverbrauchtes Substrat und Faeces. Die zweite betrachtet aktuell die online Messung der Zusammensetzung der Larven. Damit sollen der optimale Erntezeitpunkt und die Qualität der Larven bestimmt werden.
16.12.2020 Lupin as source of valuable plant abstracts for bioeconomy
Referent: Prof. Dr. Rob van Haaren, Hanzehogschool Groningen
Andean Lupin (Lupinus mutabilis) is one of the “Lost Crops of the Inca’s”. Andean lupin is high in protein (45%) and oil (20%), which gives Andean lupin the opportunity to have a business case like soybean.
Every component of the lupin crop can be utilized in a biocascading approach, where all ingredients are used for creating added value. For unlocking its potential, green mild processes are developed like supercritical CO2 extraction.
Consumer acceptance of lupin based products is critical for developing the Andean lupin supply chain. High end applications are needed for accessing lupins true value and opening up consumers hearts. Lupins beneficial effects on human beauty, well-being and health needs to be demonstrated. Lupin ingredients are high in anti-oxidants and have positive anti-aging effects on human skin. Lupins are also rich in prebiotic fibres balancing gut microbiome, proteins lowering hypoglycemic response and phytosterols and peptides decreasing LDL-cholesterol.
The BBI-JU H2020 project LIBBIO develops the lupin supply chain with applications for beauty, well-being and health which satisfy consumer and societal needs.
06.01.2021 Biotechnologische Verfahren zur stofflichen Verwertung von Biomasse und Reststoffen
Referent: Dr. -Ing. Joachim Venus, ATB Potsdam
Der stofflichen Nutzung von Biomasse kommt im Zuge wachsender Flächen- und Nutzungs-konkurrenzen zur Nahrungsmittelproduktion zukünftig eine stärkere Rolle zu. Bisher unzureichend genutzte Rest- und Abfallstoffe stehen sowohl aus wirtschaftlichen als auch Umweltaspekten zunehmend im Fokus. Täglich produzieren wir Unmengen an verschiedensten Abfällen, die nicht nur in unseren privaten Mülltonnen landen, sondern auch bei der verarbeitenden Industrie, im Handel, in Gaststätten oder bei der Herstellung von Nahrungs- und Futtermitteln anfallen. Für viele dieser Stoffströme gibt es bereits Lösungen zur Verwertung bzw. zum Recycling. So werden am ATB z.B. Verfahren zur Produktion von Milchsäure entwickelt, aus der wiederum ein Kunststoff (PLA) hergestellt wird, der biologisch abbaubar ist und ein weites Anwendungsfeld hat: von Verpackungsmaterial bis hin zu technischen Zwecken oder der Medizin.
Es werden Beispiele für den Einsatz verschiedener Substrate dargestellt: vom Ausgangsmaterial, der Vorbehandlung/Hydrolyse zur Freisetzung von Zuckern, der Fermentation und der nachgeschalteten Verarbeitung der Fermentationsbrühe zur Erzeugung Milchsäure hoher Reinheit und Qualität.
13.01.2021 Naturfaserverbundwerkstoffe
Referent: Prof. Dr. -Ing. Jörg Müssig, Hochschule Bremen
In den letzten Jahren hat der steigende Bedarf an erneuerbaren Rohstoffen und nachhaltigen Werkstoffen ein neues Interesse an Pflanzenfasern geweckt. Die zunehmende Bedeutung einer nachhaltigen - sozialen, ökologischen und ökonomischen - Entwicklung von Werkstoffen und Produkten trägt auch zur wachsenden Bedeutung von Verbundwerkstoffen aus Naturfasern bei.
Bedeutende Forschungs- und Entwicklungsarbeiten wurden auf dem Gebiet der Naturfaserverbundwerkstoffe durchgeführt und umgesetzt. Im Bereich der naturfaserverstärkten Verbundwerkstoffe sind verschiedene Verarbeitungstechniken zur Herstellung einer breiten Palette von Verbundwerkstoffen verfügbar oder in der Entwicklung. Die Anwendungen reichen von naturfaserverstärktem, spritzgegossenem Kinderspielzeug bis hin zu Hochleistungsverbundwerkstoffen im Sportbereich oder im Bootsbau.
20.01.2021 Integration von Bioenergie in Konzepten zur Decarbonisierung komplexer Energieversorgungsstrukturen am Beispiel des Quartiers "Überseehafen" in Bremerhaven
Referent: Prof. Dr. Martin Wittmaier, Hochschule Bremen
Zur Abmilderung des Klimawandels müssen klimaschädliche Emissionen in allen Lebensbereichen reduziert werden. Während sich dies im Einzelfall mitunter einfach, z. B. durch den Einkauf und die bilanzielle Nutzung von regenerativem Strom erreichen lässt, ist die effiziente Decarbonisierung großer, komplexer Quartiere, wie dem Überseehafen in Bremerhaven, höchst anspruchsvoll. Neben Strom werden hier zusätzlich die Energieträger Holz, Heizöl, Erdgas, Diesel und Benzin von verschiedenen, unabhängigen Akteuren für unterschiedlichste Anwendungen eingesetzt. Der klima-und ressourceneffiziente Ersatz dieser Energieträger durch regenerative Quellenerfordert eine Vielzahl technischer und organisatorischer Modifikationen. Die Effizienz der systemisch ineinandergreifenden Prozesse im Hafen muss dabei erhalten bleiben, ökonomische Aspekte, die Versorgungssicherheit und die speziellen Bedürfnisse der einzelnen Unternehmen, die im Hafen tätig sind, sind zu berücksichtigen. Um die Decarbonisierung des Überseehafens voranzutreiben, forschen die o. g. Institutionen unter Federführung der bremenports GmbH & Co. KG, gemeinsam mit den Unterauftragnehmern BLG Logistics und Eurogate, im Verbundvorhaben „SHARC“ (www.sharc-project.de) an nachhaltigen Konzepten zur Decarbonisierung des Überseehafens. Im Rahmen des Vorhabens wurden zunächst die Energieverbräuche der einzelnen Akteure im Überseehafen analysiert und die damit verbundenen CO2-Emissionen bilanziert. Möglichkeiten der Substitution von Primärenergieträgern durch regenerative Energien und die Vernetzung der verschiedenen energiewirtschaftlichen Bereiche wurden untersucht.
Neben dem Einsatz von bilanziell aus dem Netz bezogener regenerativer Energie werden auch Konzepte erarbeitet, welche lokal und regional erzeugte, regenerative Energie berücksichtigen. Um aus der Vielzahl der Möglichkeiten zur Substitution von Primärenergieträgern und der Kopplung der energiewirtschaftlichen und energietechnischen Prozesse integrative Konzepte zur Decarbonisierung des Überseehafens zu entwickeln, wurde der Hafen mit Hilfe von IT-Werkzeugen der TU Berlin und von Siemens modelliert. Mit Hilfe der Modellierungswerkzeuge wurden Zukunftsszenarien für die Zeithorizonte 2025 und 2030 entwickelt und unter Berücksichtigung von ökonomischen, ökologischen, organisatorischen und technischen Aspekten Vorzugsvarianten entwickelt. Am Ende des Vorhabens werden Empfehlungen zur Umsetzung von Maßnahmen zur Decarbonisierung des Überseehafens erarbeitet. In dem Konferenzbeitrag wird das Verbundvorhaben SHARC vorgestellt und ein Überblick zu den Möglichkeiten zur Decarbonisierung des Überseehafenquartiersgegeben.
27.01.2021 Wasserstoff und Biomasse zur Erzeugung regenerativer Energieträger und Produkte
Referent: Prof. Dr. Lars Jürgensen, Hochschule Bremen
Zumindest in der medialen Berichterstattung hat Wasserstoff mit Beginn der 2020er den Durchbruch geschafft und seine Bedeutung auf dem Weg hin zu einem 100 %-ig regenerativen Energiesystem kristallisiert sich immer mehr hinaus. Wasserstoff nimmt dabei mehr als nur die Rolle eines Energiespeichers ein: er ist einer der wichtigsten Grundstoffe der chemischen Industrie, hat das Potential die Stahlerzeugung zu decarbonisieren, bietet die Möglichkeit der Synthese von „grünen Treibstoffen“ für Verbrennungskraftmaschinen (Flugverkehr, Schwerlastverkehr), der direkten Anwendung im Mobilitätssektor, sowie letztendlich auch zur sessionalen Speicherung von Strom aus erneuerbaren Energien.
Beim Einsatz als Chemiestoff zur Erzeugung von Plattformchemiekalien oder der Synthetisierung von Kraftstoffen wird stets eine Kohlenstoffquelle benötigt. Hier bietet sich die Integration erneuerbarer Stromproduktion (Wind, PV) in Bioraffineriekonzepte über die elektrolytische H2-Erzeugung an, was eine Steigerung der Kohlenstoffeffizienz ermöglicht. Dieser komplexe Gedanken wird anhand eines einfachen Beispiels zur Methanisierung von Biogas verdeutlicht. Neben den konzeptionellen Ansätzen wird auch die Anlagentechnik der PEM-Elektrolyse im Detail beschrieben.
03.02.2021 Lignocellulose-Bioraffinerien – Materialien und Chemikalien aus Holz
Referent: Gerd Unkelbach, Fraunhofer-Zentrum für Chemisch-Biotechnologische Prozesse CBP
Bioraffinerien sollen zukünftig biobasierte Materialen und Chemikalien zur Verfügung stellen. Als Rohstoff, der nachhaltig und ohne Konkurrenz zur Nahrungsmittelproduktion zur Verfügung steht, bieten sich heimische Laubhölzer an. Wichtigster Aspekt ist die Herstellung von nachgefragten, marktfähigen Produkten durch robuste, effiziente und integrierte Prozessführung, damit eine breite Anwendbarkeit und Konkurrenzfähigkeit gegenüber petrochemisch hergestellten Chemikalien und Materialien gewährleistet ist.
Die Prozesse zur Rohstoffaufbereitung, Konversion und Produktabtrennung interagieren stark und beeinflussen sich gegenseitig. Daher müssen die einzelnen Verfahrensstufen vollständig in ausreichender Dimension abgebildet und bilanziert werden, um belastbare Aussagen über die gesamte Wertschöpfungskette zu erhalten. Nur so können verlässliche Stoff- und Energiebilanzen ermittelt und Rückschlüsse auf die Skalierbarkeit gezogen werden.
Am Fraunhofer CBP wurde das Konzept einer holzbasierten Bioraffinerie im Pilotmaßstab erfolgreich umgesetzt. Das eingesetzte Verfahren nutzt Mischungen von Alkohol und Wasser, um Holz zu fraktionieren. Cellulose und Hemicellulosen können dann mithilfe von Enzymen zu Zuckern umgewandelt, das Lignin in sehr reiner Form und ohne Verunreinigungen gewonnen werden.
Durch verschiedener Entwicklungsprojekte werden einzelne Produkt- und dazugehörige Verfahrensentwicklungen auf Basis der Fraktionierung von Hölzern im Vortrag dargestellt. So lassen sich durch eine geeignete Prozessführung Zellstoffe, Fermentationsprodukte wie Alkohole oder Carbonsäuren für Biopolymere bis hin zu Vorstufen für Pharmazeutika oder Nahrungsergänzungsmittel nachhaltig aus diesem vielseitigen Rohstoff Holz gewinnen.
10.02.2021 Nachhaltigkeitsbewertung in der Bioökonomie – Praktische Herausforderungen der Ökobilanzierung und anderen Methoden
Referent: Matthias Stratman, Nova Institut
Im Rahmen der Bioökonomie entstehen viele neue Materialien, Produkte und Prozesse. Diese sollen konventionelle, oft fossil-basierte Produkte ersetzen und damit Ressourcen sparen und die Auswirkungen auf die Umwelt senken – also nachhaltiger sein.
Die ökologische Sinnhaftigkeit von bio-basierten Produkten ist oft gegeben - aber auch nicht immer. In jedem Fall muss sie mit Hilfe von wissenschaftlichen, validen Methoden untersucht werden. Eine solche Methode ist die Ökobilanzierung, die die potenziellen Auswirkungen eines Produktsystems auf die Umwelt quantifizieren kann.
Dieser Vortrag beginnt mit einer Einführung in das Thema Nachhaltigkeit und die Methoden, mit denen diese bewertet werden kann. Der zweite Teil thematisiert die Herausforderungen, die beim Vergleich von bio- und fossil-basierten Produkten entstehen.
17.02.2021 Bioökonomie – Sinnstiftende Erzählung für die Beziehung von Gesellschaft und Natur?
Referent: Dr. Lars Berger, Bundesamt für Naturschutz
In der im Jahr 2020 verabschiedeten Nationalen Bioökonomiestrategie der Bundesregierung ist die Bioökonomie als die wissensbasierte Erzeugung, Erschließung und Nutzung biologischer Ressourcen, Prozesse und Systeme definiert. Das Ziel ist eine biobasierte, an natürlichen Stoffkreisläufen orientierte, nachhaltige Wirtschaftsform.
Dieses Verständnis stellt eine Vision zukünftiger gesellschaftlicher Entwicklung mit dem besonderen Fokus auf den Umgang mit biologischen Ressourcen dar. Allerdings handelt es sich hierbei um kein „totalitäres Paradigma“, sondern vielmehr um ein Element des gesellschaftlichen Wandels zu einer nachhaltigen Wirtschaftsweise. Ein solcher Wandel ist weder statisch noch in seinem Verlauf vorgegeben. Er wird durch verschiedene Narrative und die damit verbundenen gesellschaftlichen Diskurse geformt. Die daraus resultierenden Ideen und Argumente haben eine performative Kraft. Sie beeinflussen Überzeugungen und Interessen beteiligter Akteur:innen und können so zu gesellschaftlichen Veränderungen führen.
Diesen Grundannahmen folgend wird das Konzept der Bioökonomie vor dem Hintergrund der Wechselwirkungen von sozialen und ökologischen Systemen kritisch hinterfragt.
