TIC 3: Klimamanagement
Ein neuer Ansatz für das Klimamanagement in Schweine- und Geflügelställen mittels Cold Plasma Technologie
Die Herausforderung besteht darin, die Effektivität eines Stalls zu steigern und gleichzeitig die Umweltbelastungen zu reduzieren. Betrachtet man die enormen technologischen Möglichkeiten der Gegenwart, so findet man klare Lösungswege für die technisch-wirtschaftliche Verbesserung der Ställe auf der einen und die Verringerung des Energieverbrauchs sowie der Emissionen von Geruch, Feinstoffen und Krankheitserregern auf der anderen Seite. Die größtmögliche Aussicht auf Erfolg bietet die Anwendung der Cold Plasma Technology (CPT) in Verbindung mit moderner ICT-Technologie. Plasma besteht aus einer Ionenwolke. Diese innovative Technologie basiert auf der schnellen, kalten Oxidation von Geruchsmolekülen. Sie bedient sich dabei der Umgebungsluft, die durch die Plasmazellen geleitet wird. Es handelt sich demnach um eine Methode, mit der auf der Grundlage der elektrochemischen Hochspannungskatalyse Luft behandelt werden kann. Übrig bleiben nach der Anwendung im Wesentlichen CO2 und Wasserdampf. Sowohl Tierhalter als auch Technologiehersteller konzentrieren sich zunehmend auf Technologien die bereits erfolgreich in der Industrie zum Einsatz gekommen sind (siehe hierzu auch folgenden Link). Es gibt bereits Hersteller von Anwendungen die auf Luft sowie Non-food-Oberflächen ausgerichtet sind (bis zu 95% Geruchsverminderung).
Sowohl in TIC 3 als auch in TIC 4 spielt der Aspekt Klima eine zentrale Rolle. In TIC 3 steht das Klima im Mittelpunkt der Aktivitäten, während es in TIC 4 eine indirekte Bedeutung hat. Um die verfügbare Expertise in beiden TIC gut möglich nutzen zu können werden beide TIC zu Beginn des Projekts zusammengebracht um mögliche Synergien zu identifizieren. Zudem werden in beiden TIC Personen mit so genannter Brückenfunktion ausgestattet, um im Namen ihrer Arbeitsgruppe mit der jeweils anderen TIC zu kommunizieren. Schlussendlich werden auf dem Gebiet der identifizierten Synergien regelmäßige Treffen stattfinden zwischen beiden Gruppen (mindestens einmal jährlich), um relevante Erkenntnisse zwischen beiden Gruppen auszutauschen.
Zwei wesentliche Herausforderungen werden mit diesem Teilprojekt angenommen: einerseits das Ersetzen von End of pipe Systemen durch moderne Lösungen zur Verbesserung des Stallklimas und der Stallumwelt (inkl. Tier- und Humangesundheit) mit einer integralen, auf Nachhaltigkeit ausgerichtete Technologie. Andererseits die Berücksichtigung individueller Betriebssituationen und der Kosteneffizienz bei der Etablierung der neuen Technologie. Neben den noch offenen Fragen zur Kosteneffizienz soll im Projekt noch relevantes Wissen in den Bereichen Management und Internet of things in Bezug auf die Sensoren ermittelt werden. Die Anpassung der CPT, von der wir wissen dass sie grundsätzlich hervorragend funktioniert, bietet gute Möglichkeiten für eine neue Businessstrategie, die den Schwerpunkt nicht auf günstig sondern auf wertig legt. Ein zusätzlich interessanter Aspekt dieses Projekts ist die Realisierung eines internationalen Versuchsfelds mit Betrieben und Technologieherstellern aus der Schweine- und Geflügelhaltung.
Die folgenden Ergebnisse sollen in diesem Cluster erreicht werden:
- Beweisführung und Optimierung in technologischer Innovation (CPT mit IoT)
- Hersteller dieser innovativen Systeme können diese international vermarkten
- Integrale Verbesserung der Umgebungsqualität für Tiere, Tierhalter und Anwohner vor allem in Gebieten mit hoher Viehdichte: neben Ammoniak werden auch Feinstoffe, Geruch und Krankheitserreger beseitigt; besseres Stallklima für Tiere und ihre Versorger
- Anwohner haben weniger Risiken/ Unannehmlichkeiten bei Um- und Neubauten
- Online Zugang für zuständige Behörden zu den Systemdaten.
Neue Produkte: (1) Luftmanagementsysteme auf der Grundlage von Cold Plasma Technology, und (2)
Monitoringsysteme mit Real-time-Data. Das Marktpotenzial errechnet sich zu allererst aus der Anzahl der Tierhaltungen. Zu Europas viehstarken Regionen zählen u.a. Noord-Brabant, Limburg, Gelderland und Overijssel in den Niederlanden, NRW und Niedersachsen in Deutschland, Vlaanderen und Kempen in Belgien, Katalonien in Spanien, die Po-Ebene in Italien sowie die Bretagne in Frankreich. In diesen Ländern waren in 2010 etwa 198.000 Betriebe mit Schweinen registriert. Eine vorsichtige Schätzung besagt, dass etwa 75% dieser Betriebe in den viehdichten Regionen sitzen. Erwartet wird zudem, dass weitere 25% der Betriebe im Verlauf der nächsten 20 Jahre umfassende Investitionen leisten werden. Etwa 80% werden ihren Bestand vergrößern und somit weitere Umweltauflagen erhalten. Man kann somit von folgendem Marktpotenzial ausgehen: ca. 30.000 Betriebe in einem Zeitraum von 20 Jahren bzw. 1.500 Betriebe pro Jahr.
Sollte es uns gelingen, die Luftwäscher - welche nach vorsichtiger Schätzung rund 50.000 € kosten – überflüssig zu machen, dann sprechen wir von einer potenziellen jährlichen Marktlage von 75 Millionen Euro für Luftreinigung und Klimamanagement für um- oder neu zu bauende Schweinehaltungen. Für die Geflügelhaltungen gehen wir - u.a. aufgrund der Marktperspektive in Asien - von einem mindestens entsprechend guten Marktpotenzial aus. Das Konsortium (DLV, Inno+) verfügt über die Kapazitäten sowie die Expertise, die innovative Technologie marktfähig zu entwickeln sowie die entsprechenden Tests auf den Primärbetrieben zu organisieren und durchzuführen. Für den Vertrieb und die weltweite Vermarktung der Technologie wird allerdings noch ein geeigneter Partner gesucht.
Meilensteine
- AP 1 Analyse der Anpassungen von Cold Plasma Technology auf andere Sektoren sowie identifizieren von möglichen Hindernissen bzw. Lösungswege für eine zügige Etablierung des Verfahrens (Projektjahr 1-3)
- AP 2 Aufbau eines Netzwerks mit relevanten Unternehmen und Einrichtungen (Projektjahr 1-3)
- AP 3 Für eine Reihe von Pilotfällen (Betriebstypen und -konstellationen) optimale Werte bestimmen für technisch-wirtschaftliche Parameter die zur Verringerung der Komponenten führen, welche die Belastung verursachen (Projektjahr 1-3)
- AP 4 Integration von Wissen und Erfahrungswerten, Übertragung auf die Anforderungen der Betriebe (Systemoptimierung) sowie Regelgeber (Zulassungen, Testbetriebsstatus) (Projektjahr 2-4)