Logo des Forschungsinformationssystems Agrar und Ernährung

Forschungsinformationssystem Agrar und Ernährung

Informationsportal des Bundes und der Länder

Agrarsysteme der Zukunft - CUBES Circle - Die Entwicklung und Erprobung eines geschlossenen Produktionssystems modularer Einheiten mit dem Ziel einer höchst ressoureneffizienten Produktion von Lebensmitteln - Teilprojekt E (CUBES Circle)

Projekt


Förderkennzeichen: 031B0733E
Laufzeit: 01.03.2019 - 29.02.2024
Fördersumme: 403.919 Euro
Forschungszweck: Demonstrationsvorhaben

Zu den größten Herausforderungen des 21. Jahrhundert gehört neben Bevölkerungswachstum und Klimawandel die Verdichtung urbanen Lebens. Räumliche und infrastrukturelle Grenzen zwischen Stadtzentrum und peri-urbanem Raum verwischen sukzessive. Gleichzeitig können die zunehmende Verknappung der Anbauflächen und das prognostizierte Wachstum der Weltbevölkerung weder durch den laufenden Fortschritt in der Tier- und Pflanzenzüchtung noch durch eine maximale Effizienzsteigerung in der großflächigen Agrarproduktion kompensiert werden. Unsere Vision von Agrarsystemen der Zukunft basiert auf der Grundidee einer Nahrungsmittel-produktion in miteinander verbundenen, kommunizierenden und standardisierten Produktionsmodulen, den sogenannten CUBES. Diese CUBES sind Basis eines geschlossenen Systems, das aufgrund seiner ISO-genormten, stapelbaren Grundform und seines biokybernetischen Regelungsansatzes die Schwächen vergangener Agrarproduktionssysteme überwindet und sich integrativ in eine urbane Zukunft einfügt. Aufgrund seiner mobilen Natur, der einfachen Anpassbarkeit an die sich schnell wandelnde urbane Umgebung und der systeminhärenten Skalierbarkeit können die CUBES gleichermaßen auf ruralen, urbanen und sogar desertifizierten Standorten eingesetzt werden. Wir wollen Grundsätze verschiedener geschlossener Kulturverfahren in eine neue Prozesskette integrieren. Dabei ist von entscheidender Bedeutung, dass die einzelnen Glieder der Kette intelligent miteinander vernetzt und geregelt werden. Dadurch lassen sich Synergien ausnutzen und in Anlehnung an das „Triple Zero®"-Konzept eine Produktion ohne Zusatzstoffe, ohne Emissionen und ohne Abfallstoffe erreichen. Wir sind überzeugt, dass Agrarsysteme der Zukunft den Anforderungen an eine nachhaltige, ressourceneffiziente und anpassungsfähige Produktion gerecht werden müssen. Eine Veränderung von Basistechnologien, wie sie sich in der industriellen Revolution z. B. durch die Mobilisierung fossiler Energiequellen vollzog, ist aktuell nicht absehbar. Aus diesem Grunde beruht der agrarische Fortschritt nur zu einem Anteil auf revolutionären Innovationen und zu einem erheblichen Anteil auf der Diffusion bewährter Technologien in den Agrarsektor, mit schrittweisen Verbesserungen und Anpassungen. Das Agrarsystem CUBES Circle beinhaltet beides: Neuste innovative Techniken sowie eine konsequente Weiterentwicklung etablierter Produktionsmethoden mit der notwendigen Adaption unter Berücksichtigung von Nachhaltigkeitskriterien. Das Konsortium „Intensive agrarische Produktionssysteme“ konzentriert sich auf Produktionsformen mit hoher Wertschöpfung pro Flächeneinheit und hochgradig kontrollierten Produktionsbedingungen. Angepasst an die jeweiligen ökologischen und sozialen Bedingungen werden produktionstechnische Systeme gekoppelt, um die Erzeugung von Nahrungs- bzw. Futtermitteln nachhaltig auszurichten und resilient gegenüber technischen Störungen und durch Klimawandel bedingten Umwelteinflüssen zu machen. Als Beispiel kann die Kombination von Fischzucht und Gemüseproduktion im geschlossenen Kreisläufen („Aquaponik“) gelten. Die in der Entwicklung befindlichen Systeme eignen sich vorwiegend für urbane und periurbane Räume oder Industriegebiete mit hohen Synergiemöglichkeiten bezüglich der Verbindung von Stoffkreisläufen (Wasser, Nährstoffe, CO2-Senken), aber auch für ländliche Gebiete oder Extremstandorte wie z. B. Wüstengebiete. Wichtig sind Erfassung und Optimierung von Stoffkreisläufen durch Sensoren, Modellierung von Abläufen und gezielte Steuerung. Auf diese Weise lassen sich höchste Produktions- und Wertschöpfungsdichten auf für den übrigen Landbau ungeeigneten Flächen erzielen. Die intensive Produktion erlaubt, Produkte ressourcenschonend und mit nur minimalem CO2-Ausstoß in unmittelbarer Nähe des Verbrauchers in den Konsum zu bringen. Durch Kombination von Produktionsrichtungen lassen sich dabei hohe Synergieeffekte erzielen. Im Konsortium wird als nächster Schritt die Kombination von Insektenzucht, Fischzucht und Pflanzenproduktion erprobt, bei der auf jeder Stufe Nahrungsmittel für den menschlichen Verzehr sowie Nährstoffe für die nächsthöhere Trophiestufe erzeugt werden. Die Nahrungsmittelproduktion erfolgt dabei in standardisierten, stapelbaren, und miteinander kommunizierenden Modulen, die in ihren Dimensionen genormten ISO-Containern entsprechen. Dadurch lässt sich intensive Produktion ohne Zusatzstoffe, ohne Emissionen und ohne Abfallstoffe erreichen.

mehr anzeigen weniger anzeigen

Fachgebiete

Erweiterte Suche