Preisträger innovativ

Herausforderungen

Bislang sind Wärmepumpen vorrangig im kl. Leistungsbereich angesiedelt und greifen auf die Wärmequellen Luft und Erdreich zurück. Geothermische Anlagen erfordern einen hohen Planungs- und Investitionsaufwand. Besonders in urbanen Räumen können erforderliche Flächen oftmals nicht bereitgestellt werden bzw. treiben die aufzubringenden Kosten in die Höhe. Luftwärmepumpen weisen insbesondere zu Zeiten eines erhöhten Wärmebedarfes geringe Effizienzwerte auf, was zukünftig mit negativen Auswirkungen auf die Netzstabilität einhergehen kann. Zudem ist der Einsatz von Luftwärmepumpen mit einer erhöhten Schallproblematik verbunden. Für einen signifikanten Ausbau im Zuge der„Wärmewende“ und die Ausweitung auf große, teils auch kurzzeitig bereitzustellende Leistungen, müssen zwingend neue Ansätze für die Erschließung zuverlässiger Wärmequellen gefunden werden. In Deutschland ist der Einsatz von Großwärmepumpen innerhalb von Nah- und Fernwärmestrukturen bislang wenig verbreitet.Das vorgeschlagene AQVA-HEAT-Konzept ermöglicht die uneingeschränkte Nutzung von Oberflächengewässern als Wärmequelle. Ein entscheidender Vorteil des Systemkonzeptes liegt im Potential zur großtechnischen Kopplung der Sektoren Wärme/Kälte/Klima.

Lösungsansatz

Mit dem „AQVA-HEAT“-Konzept wird Wasser auf dem physikalisch effizientesten(!) Wege zum Gefrieren gebracht.Am sog. „Tripelpunkt“ siedet Wasser bereits bei 0°C,während es gleichzeitig gefriert. Die zur Verdampfung notwendige Wärme wird dem Wasser selbst „entzogen“,sodass sich Eiskristalle innerhalb der Flüssigkeit ausbilden.Der entstehende Wasserdampf wird wie bei einem gewöhnlichen Kältekreisprozess auf einen höheren Druck verdichtet.Die anschließend freiwerdende Kondensationswärme kann mit einer Wärmepumpe auf das zum Heizen erforderliche Temperaturniveau gebracht werden.Das entstehende,pumpfähige Flüssigeis wird kontinuierlich ins Gewässer zurückgeführt oder kann z.B.zusätzlich in einem einfachen Speicher zwischengelagert sowie zeitversetzt für verschiedenste Kühlaufgaben genutzt werden.

Herausforderungen

unbequemes, unsicheres Reisen mit Elektrofahrzeugen

Siegeldschungel bei Nachhaltigkeitsbewertung von Unterkunftsanbietern

keine Awareness der Touristen für Nachhaltigkeit - Hotels haben zu wenige Anreize und Expertise für eine nachhaltige Bewirtschaftung

Lösungsansatz

Matching von Bettenbuchung und Ladestationsbuchung kombiniert mit einer individualisierten Anpassung auf die Nachhaltigkeitsinteressen des Kunden.

Herausforderungen

Die Erzeugung von Lebensmitteln ist eine dreistufige Supply-Chain. In jeder Stufe werden Ressourcen verschwendet oder die Umwelt geschädigt.  

Stufe 1: Anbieter von Ressourcen für die Landwirtschaft, wie Dünger, Pestizide, etc. Die Herstellung dieser chemischen Mittel verursacht einen hohen CO2-Fußabdruck.  

Stufe 2: industrielle Landwirtschaft, die sowohl Ressourcen (Wasser, fruchtbaren Boden, etc.) irreversibel verbraucht und die chemischen Mittel in die Umwelt einbringt. Dadurch sinkt die Biodiversität und das Grundwasser wird kontaminiert - mit Auswirkungen auf den Menschen.  

Stufe 3: Distributionszentren. Die Erzeugnisse der Stufe 2 werden an die Supermärkte weiterverteilt. Es entstehen Transportverluste (z.B. Vergammeln) >30%. Es werden Emissionen durch den Transport, das Kühlen und Verpacken der Lebensmittel (z.B. Plastik) erzeugt.  

Wir bieten eine Lösung für jeden Schritt der Supply-Chain. Wir erreichen die intelligente Nutzung und Wiederverwendung von Ressourcen, direkte oder indirekte Einsparung von klimaschädlichen Gasen und Schutz und Wiederherstellung der biologischen Vielfalt. Wir bringen die Erzeugung der Lebensmittel direkt zu den Kunden und verändern die Supply-Chain. 

Lösungsansatz

Wir haben ein digitales Ökosystem geschaffen, dass aus drei Komponenten besteht:  

1. BrightSoil (Patent beantragt): Ein pflanzenspezifischer Nährboden, der die Pflanzen mit natürlichen Nährstoffen versorgt. Gleichzeitig versorgt BrightSoil die Wurzeln optimal mit Sauerstoff und Wasser. Dadurch können die Pflanzen natürlich und auf engstem Raum wachsen.  

2. Lichtkonzept (Patent beantragt): Die Pflanzen benötigen auch Licht für ein optimales Wachstum. Das entwickelte Lichtkonzept ermöglicht eine pflanzenspezifische Beleuchtung (Spektren und Intensität)  

3. Sensorik (Patent beantragt): Das Wachstum der Pflanzen und der Peripherie wird durch ein Sensorik-Konzept kontrolliert. Damit ein optimales Wachstum der Pflanzen garantieren. Es lassen sich Prognosen über den Erntezeitpunkt und -verlauf abgeben.

Herausforderungen

Kunststoffteile werden in vielen kunststoffverarbeitenden Firmen hergestellt. Das Recycling und die Zugabe von im Spritzgießprozess anfallenden Angüssen und Ausschussteilen einer Kunststofftype ist dabei Stand der Technik. Post-consumer-Recyclate werden oft nach der Sorte bestimmt (z. B. ABS, PA6 u. a.), setzen sich aber aus verschiedenen Kunststofftypen zusammen. Dies ist der Grund, warum diese Recyclate in den Verarbeitungs-, physikalisch-mechanischen Eigenschaften und in der Farbe stark schwanken. Eine Möglichkeit, post-consumer-Recyclate einzusetzen, bietet das Sandwichspritzgießen. Die Technologie ist nicht neu, kommt aber für unsaubere, nicht ganz sortenreine Recyclate nicht zum Einsatz. Die Spritzgießmaschinen müssen mit einer zweiten Plastifiziereinheit und mit Schmelzefilter ausgerüstet und für das Anspritzen modifiziert werden. Bei Ökoplast sollen innerhalb des Projektes Kunststoffteile ausgewählt, das Sandwichspritzgießen getestet und der prozentuale Anteil der post-consumer-Recyclate ermittelt werden.

Lösungsansatz

Das Sandwichspritzgießen nutzt den Werkzeugfüllvorgang, d.h. die Kunststoffschmelze erstarrt an der Werkzeugwand und bildet die Hautschicht des Kunststoffteils. Im Innern ist der heiße Kern, der bis zur vollständigen Füllung verdichtet wird. Beim Sandwichspritzgießen wird zuerst die Hautkomponente, das typenreine Neumaterial oder Recyclat eingespritzt, im Kern kommt das post-consumer-Recyclat zum Einsatz.

Herausforderungen

Mit der Entsorgung von Gummireifen gehen wertvolle Rohstoffe verloren.Wir wollen mit unserer Technologie aufzeigen, das neben der Filamentherstellung auch Aluminium, Kupfer, Stahl zurückgewonnen werden können. Es entsteht eine Kreislaufwirtschaft, nach der Methode von Cradle to Cradle (C2C).

Lösungsansatz

In einer Containeranlage werden mittels kinetischem Verfahren die zu trennenden Stoffe einer hohen Beschleunigung ausgesetzt. Es führt zu einer Trennung der Einzelbestandteile der entsorgten Verbundwerkstoffe. Alle Stoffe können getrennt aufgefangen und gesammelt werden.

Herausforderungen

Bis ins Jahr 2050 wird die Bevölkerung auf knapp 10 Mrd. Menschen anwachsen, wobei eine globale Herausforderung darin besteht diese zu ernähren. Die steigende Nachfrage an pflanzlichen Agrarprodukten bedarf einer nachhaltigen, ressourcenschonenden Bewirtschaftung der begrenzt zur Verfügung stehenden Nutzflächen. Um die Schutzgüter Wasser (Eutrophierung), Boden (Humusabbau, Bodenverdichtung) und Luft (CO2-Emission bei Düngemittelherstellung, N2O-Emission) vor überdüngungsinduzierten Folgen zu schützen, den Ertrag und die Qualität zu steigern und den Betriebsmitteleinsatz zu optimieren, benötigt der Landwirt zur bedarfsgerechten Düngemittelapplikation ortsaufgelöste Informationen zur Bodenzusammensetzung. Die sensorische Begutachtung des Pflanzenbestands ist stark fehleranfällig, da sie lediglich Symptome analysiert und auf den Nährstoffhaushalt rückschließt. Für die Beurteilung der Bodenqualität bedarf es arbeitsaufwendiger Beprobungen (1 Probe je 3 ha), verbunden mit zeit- und kostenintensiven Laboranalysen. Somit wächst stetig der Bedarf an Technologien, welche wirtschaftlich die Bodenqualität mit deutlich höher Auflösung (mind. 1 Probe je 1 ha) und tiefenkorreliert (1 m) aufzeigen.

Lösungsansatz

Der innovative Lösungsansatz, um die Standortheterogenität der Bodenqualität hochaufgelöst (150 Profile bzw. 75 ha pro Tag) abbilden zu können, beruht auf der Bereitstellung einer Technik, mit deren Hilfe eine Vor-Ort-Analytik auf Laborqualitätsniveau bezüglich einer Vielzahl von Bodenqualitätsparametern in Echtzeit ermöglicht wird. Dazu wird ein feldtaugliches Nutzfahrzeug modular mit einem automatisierten Bodenprobenehmer inklusive Hochleistungsanalyseeinheit und GPS ausgestattet, um ortsaufgelöst direkt beim Herausziehen der Sonde die qualitätsrelevanten Bodenparameter (z.B. Haupt-/Spurstoffe, Kohlenstoffgehalt, Wassergehalt, Leitfähigkeit, Bodendichte, Korngrößenverteilungsmuster, Ton-/Sandanteile) zentimetergenau über das gesamte Bodenprofil zu detektieren und im 2D/3D-Modell darzustellen.

Herausforderungen

Mit unserem Konzept der betriebsspezifischen CO2-Bilanzierung wird der Klima-Fußabdruck des einzelnen Betriebs anhand seiner tatsächlichen Klima-Leistungen ermittelt. Bisherige betriebs- und produktbezogene CO2-Bilanzierungen beruhen dagegen auf einer Rechnung mit Durchschnittswerten (Musterbetriebsrechnung). Herkömmliche Technologien werden  zugrunde gelegt und besondere Anstrengungen der Unternehmen für mehr Klimaschutz darum "wegnivelliert". Zudem ist bislang die Vergleichbarkeit von Betrieben in ihrer Klima-Last untereinander nicht gegeben, da ihr Klima-Fußabdruck nicht offengelegt wird. Folglich haben Unternehmen bisher (über eine eventuell intrinsische Motivation hinaus) keinen Anreiz in klimafreundliche Technologien, Verfahren und Vorprodukte zu investieren, weil es keinen nachvollziehbaren Kommunikationskanal gibt, um die Leistung gegenüber Politik und VerbraucherInnen sichtbar zu machen und damit eventuelle höhere Kosten (für Nachhaltigkeit/Klimaschutz) im Preis abzubilden. Damit verbunden fehlt klimabewussten VerbraucherInnen und EntscheiderInnen bislang eine valide produktbezogene Nachhaltigkeitsfaktenbasis für klimafreundliche Kaufentscheidungen.

Lösungsansatz

Klimabilanzierung für konkrete Betriebe und Ausweisung der Klima-Last am Produkt:  

1. Erstellen der Klimabilanz für den konkreten Betrieb über ein Wirtschaftsjahr über alle drei Scopes, also 1) direkte Emissionen, 2) indirekte Emissionen über Energieeinkauf, 3) indirekte Emissionen durch eingekaufte Leistungen bzw. entlang der Wertschöpfungskette; Ergebnis: X Tonnen CO2  

2. Zuordnung der produktspezifischen CO2-Last auf die entsprechenden Produkte und der nicht-produktspezifischen CO2-Last nach Schlüssel auf alle Produkte; Ergebnis: Y Gramm CO2 je kg oder Stück Produkt

3. Ausweisung der konkreten CO2-Last auf allen Lieferscheinen, Rechnungen, Preisschildern

4. Der nächste Betrieb in der Wertschöpfungskette übernimmt den CO2-Wert des Zulieferers in seine Klimabilanzierung.

Herausforderungen

Ein Problem ist unter anderem die ungenügende dynamische Steifigkeit von Holztafelbauweisen. Problematisch ist auch die Möglichkeit für Selbstbauer, Baugruppen oder Bauhöfe behinderte Menschen oder sozial benachteiligte Menschen in die Vorfertigung und z. T. auch Montage (unter Anleitung) einzubeziehen. 

Lösungsansatz

Entwickelt wird eine kleinmodulige Bauweise, mit dem sich alle Wände, Decken und Dächer von Bauwerken bis zu vier Vollgeschossen realisieren lassen und mit einer sehr reduzierten Baustelleneinrichtung (z. B. ohne Kranaufstellmöglichkeit auch mit kleinen hydraulischen Hebezeugen auskommt) oder händisch montiert werden kann und damit insbesondere für die innerstädtische Nachverdichtung prädestiniert ist (Baulückenschließung, Dachaufstockung, Revitalisierung von innerstädtischen Restflächen, schmalen Gewerbebrachen und bebaubaren Flächen in zweiter Reihe). Die windmühlenartigen selbsttragenden Teilmodule lassen sich (samt vormontierter äußerer Wetterschale aus Weichfaserplatten) einfach fügen und verschrauben. Nur der Rand muss bis zur Fixierung durch Unterstützung gehalten werden.

Herausforderungen

Im Zuge des Klimawandels stellt die steigende Aufheizung der Stadt - der sogenannte ‚Wärmeinseleffekt‘- vor allem in den Sommermonaten für viele Menschen ein zunehmendes Problem dar. Auch die Präsenz von Smog und Luftverschmutzung wird besonders an den Hitzetagen als deutliche Belastung wahrgenommen: „da fehlt buchstäblich die frische Luft zum Atmen“. Vor allem in den Ballungszentren wirkt das knappe Stadtgrün diesen Phänomenen kaum entgegen und so steigt die Luft- und Wärmebelastung nicht nur im Freien, sondern auch in den Innenräumen. Biotopolis bietet dafür eine Lösung an: ein begrüntes Fensterverschattungssystem, welches mittels schattenspendender Vegetation die Innenräume von außen effektiv vor Sonneneinstrahlung schützt. Zudem verbessern die Pflanzen als natürliche Filter die Luftqualität, kühlen das Mikroklima ab, unterstützen die urbane Biodiversität, mildern die Schallbelastung und erweitern das Stadtbild durch attraktive Grünflächen.

Lösungsansatz

Das Produkt verbessert direkt vor dem Fenster die Luftqualität, indem es Feinstaub und CO₂ Emissionen bindet. 1qm Fassadengrün zieht aus der Luft jährlich: ca.6 g. Feinstaub, ca. 2,3 kg CO₂ und produziert zugleich ca. 1,7 kg O₂. Zudem wirkt es der Stadterhitzung entgegen, indem die Pflanzen durch Transpiration eine Verdunstungskälte erzeugen und somit eine niedrigere Oberflächentemperatur aufweisen, als ihre unbegrünte Umgebung. Zudem minimiert das Fassadengrün je nach Dichte und Flächenbeschaffenheit der Blätter die Schallbelastung bis zu 5 dB. Zudem entfaltet es eine positive psychosoziale Wirkung auf den Menschen: Der Anblick von Grün senkt den Stresslevel und verbessert die Konzentrations- und Leistungsfähigkeit. Zudem strebt Biotopolis die Gründung eines klimaneutralen Unternehmens an.

Herausforderungen

Die Fleisch- und Milchproduktion erfolgt zunehmend zentralisiert. Tiere werden in Großbetrieben auf engstem Raum gehalten. Durch den Preisverfall, der sich aus der Industrialisierung der Haltung und Verarbeitung ergibt, ist Fleisch zum Massenkonsumgut geworden. Die Zucht von Rindern verursacht klimaschädliche Emissionen wie Methan und CO2. Aus energetischen Gründen wurden Ställe bisher ausschließlich in offener Bauweise gebaut, da die Abluftbehandlung zur Vermeidung von Emissionen mit enormen Aufwendungen verbunden ist. Der Einsatz von Gülle als Düngemittel führt zu erhöhten Einträgen von Nitratverbindungen in den Boden, was eine enorme Belastung des Grundwassers verursacht. 

Lösungsansatz

Das Projekt soll als Vorzeigeprojekt nachweisen, dass durch den Einsatz von erneuerbaren Energien eine emissionsfreie Milchviehwirtschaft mit geschlossenen Ställen möglich und wirtschaftlich darstellbar ist. Es ist so angelegt, dass Energie- und Wasserbedarfe der Zucht, der Futterproduktion und der Verarbeitung durch eigene Erzeugungs- und Aufbereitungsanlagen gedeckt werden können. Ziel ist eine regionale Wertschöpfung, die emissionsfrei arbeitet und nicht im Widerspruch zu artgerechter Haltung steht. Die Energiebedarfe werden dabei über regenerative Quellen (Photovoltaik und Wind) gedeckt und über Speichersysteme zeitlich von der Erzeugung entkoppelt. Die Wärmeversorgung erfolgt über Wärmepumpen und Blockheizkraftwerke, die mit Biogas aus einer Biogasanlage betrieben werden. Das Tierfutter wird durch den Betreiber der Milchviehwirtschaft auf angrenzenden Agrarflächen erzeugt und liefert zusätzliche Substrate für die Biogasanlage. Die Stallabluft wird aufbereitet, wodurch Emissionen frühzeitig gebunden werden. Die Gärreste der Biogasanlage werden aufbereitet und als Dünger auf den Feldern verwendet. Der Wasserbedarf soll durch Brunnen, Regenwasserzisternen und Abwasseraufbereitungsanlagen unabhängig vom öffentlichen Netz gedeckt werden. Ziel ist die Schließung aller Stoff- und Energiekreisläufe.

Herausforderungen

Anschluss der ländlichen und strukturschwachen mittelsächsischen Region an den Vorsprung der urbanen Standorte; Zugang des ländlichen Raums zu grüner Energie; Förderung der regionalen Kreislaufwirtschaft: anfallende Gülle der Milchviehanlage Erlau (Agraset) als Input für Biogasanlage, Garrückstände als sehr guter organischer Dünger auf den Feldern für Futterpflanzen; Wasserstoff-Tankstellen nur in sächsischen Großstädten: Umstieg auf grüne Antriebssysteme aufgrund der großen Distanz zur nächsten Tankmöglichkeit unattraktiv, Anreiz schaffen durch Installation von zwei Wasserstofftankstellen auf dem Land; steigender Bedarf an grünem Wasserstoff: Unterstützung durch Aufbau von Erzeugungskapazitäten, Erhalt und Aufbau von Wertschöpfung im Land; Beitrag zur Kostendegression von Wasserstoff-Technik und somit zur wirtschaftlichen Darstellung grüner Wasserstoffproduktion; Alternative für Firmen mit hohem CO2-Ausstoß aufgrund der steigenden CO2-Bepreisung; Ausbau der Erneuerbare-Energie-Anlagen; Schaffen, Sichern von Arbeitsplätzen in der ländlichen Region; Direkte Bürgerbeteiligung an den Einnahmen des Projektes; Partizipation der Bürger an der regionalen Energiewende, Genossenschaft als Chance, Geld klimafreundlich anzulegen.

Lösungsansatz

Ansatz ist die Erzeugung erneuerbarer Energie aus Biogas und Windenergie zur Einspeisung ins öffentliche Stromnetz (zukünftige Direktvermarktung geplant) und zur vorrangigen Einleitung in Elektrolyseure zur Herstellung grünen Wasserstoffs. Dessen Verwendung ist möglich als Treibstoff für den regionalen ÖPNV sowie Landmaschinen und Traktoren, zur Bereitstellung an öffentlichen H2-Tankstellen, zur Einleitung in die Biogasanlage zur Herstellung von Biomethan, zur Einleitung ins Gasnetz. Vorteile der MSE Genossenschaft eG iG für Bürger der umliegenden Gemeinden, Kleininvestoren, Privathaushalte und Firmen: direkte Bürgerbeteiligung an den Einnahmen des Projektes, finanzielle Unterstützung der Gemeinden, einfacher Zugang zu grünen Energien, Installation von PV-Anlagen und Holzhackschnitzelheizungen auf und in kommunalen Gebäuden. 

Herausforderungen

In der Praxis werden kaum Wände in Leipzig begrünt  obwohl dies ein erklärtes Ziel der Politik ist (und Wunsch vieler Bürger). Dabei ist bekannt, dass grüne Wände und Dächer in Städten immensen positiven Einfluss auf diverse Probleme haben: die Luftqualität wird verbessert, Temperaturextreme ausgeglichen (dadurch Energie gespart), Biodiversität wird gefördert und vieles mehr. Aktuell sieht man jedoch nur wenige begrünte Fassaden und Dächer in Leipzig. Die Gründe dafür sind vielfältig: Vorurteile und Unwissen über Kosten und Vorteile der Begrünung, bürokratische Hürden und kaum Informationen über konkrete Umsetzungsmöglichkeiten. 

Lösungsansatz

Indem wir einen praktisch anwendbaren Prototypen mit wissenschaftlichem Hintergrund erstellen, sollen planerische und bürokratische Hürden ausgeräumt/verringert werden. Ein einfach übertragbares Konzept soll erstellt werden, dass jeder problemlos anwenden kann. Vielleicht ist auch eine Art Schablone denkbar, in der man online seine eigene Fassaden- oder Dachbegrünung durchklicken kann, wie in Hamburgs Beispiel, oder eine APP. Hausbesitzer oder Verwaltungen, die Gebäude mit Begrünungspotential besitzen, können durch Anwendung des Konzeptes, das wir erarbeiten wollen (des "Prototypen"), leicht an die Begrünung ihrer Immobilie herangeführt werden, und das Projekt unproblematisch umsetzen. Die Vorteile und Übertragbarkeit unseres Projektes sind wissenschaftlich begründet. Wer sich also eine grüne Fassade vorstellen kann, könnte ohne großen Rechercheaufwand von uns erfahren, welche Materialien für seine Wand geeignet sind, wie die Umsetzung erfolgen kann, wie es finanziert werden kann, wie die Wartung zu erfolgen hat, und vor allem: welche Vorteile sein Gebäude dadurch hat.

Herausforderungen

Aktuell wird der Großteil der Kunststoffe ressourcenintensiv und umweltbelastend aus Erdöl gewonnen. Diese Erdöl-Kunststoffe zersetzen sich nicht in Wasser, können nicht von Mikroorganismen zersetzt werden und erzeugen, abhängig von den Additiven, Mikroplastik – eine weitere Gesundheitsgefahr. Um die physischen Eigenschaften von Erdöl-Kunststoff zu verändern, werden hormonell aktive Substanzen (endokrine Disruptoren) hinzugefügt, welche bereits in kleinsten Mengen den Hormonhaushalt von Menschen negativ beeinflussen. Auch aktuelle PLA-Produktionsverfahren sind nicht nachhaltig. So wird aktuell PLA mit hohen Temperaturen und aus chemischen Substanzen erzeugt. Oft gibt es mehrere Verbesserungsoptionen in Produktionsprozessen, doch meist werden nur wenige umgesetzt. Jedoch besitzen alle kreativen Ideen einen Wert – z. B. um eine KI anzulernen was eine schlechte Idee ist. Für die Erschaffung von neuen Optimierungskomponenten werden viel Zeit und Ressourcen benötigt, bis diese umgesetzt werden. Ersatzteile haben meist sehr lange Lieferzeiten, sodass die meisten Produktionen ins Stocken geraten, da Ihre Abhängigkeit von externen Zulieferern zu groß ist. Auch ein Systemausbau ist kostenintensiv.

Lösungsansatz

In der Pilzzucht wird Holz in Myzel (Pilzwurzeln) umgewandelt, aus welchem im Anschluss Pilzfruchtkörper wachsen. Hat das Myzel das Holz komplett erschlossen und bildet keine Fruchtkörper mehr aus, kommt die makromolekülreiche Biomasse in einen Bioreaktor mit Escherichia coli XB201TBAL Bakterien, welche makromolekülreiche Biomasse während der Fermentation in PLA umwandeln. Das PLA wird aus dem Bioreaktor herausgefiltert und zu einem Filament geformt. Dieses PLA-Filament kommt in den 3D-Drucker. Durch die Verknüpfung von 3D-Scanner, Kameras und Drohnen, die von der KI gesteuert und zur Datenerfassung/-analyse genutzt werden, kann diese selbstständig nach Problemen suchen und eigenständige Optimierungen von Komponenten in z. B der Pilzzucht durch den 3D-Drucker ausführen.

Herausforderungen

Die Energieproduktion, wie sie heute betrieben wird, ist umweltschädlich oder erfordert den Einsatz nicht erneuerbarer Ressourcen im großen Ausmaß. Selbst so genannte grüne Energien wie Sonnen- oder Windenergie werden von großen Anlagen erzeugt, die mit seltenen und nicht erneuerbaren Materialien gebaut werden und am Ende des relativ kurzen Lebenszyklus dieser Maschinen große Mengen an giftigen Abfall erzeugen. Energie aus Biomasse ist die unserem Vorschlag derzeit am nächsten kommende Lösung, hat aktuell aber folgende Probleme:

1. Die Nutzung von Land in Monokultur, um die benötigte Biomasse zu produzieren, konkurriert mit der Nahrungsmittelproduktion und zerstört die biologische Vielfalt des Kulturlandes.  

2. Das Fällen von Bäumen und Teilen von Wäldern – Zerstörung von Lebensräumen

3. Emittiert Gase, die im Prozess oder in einem mit der Energieerzeugung kombinierten Prozess nicht wiederverwendet werden – die Gase werden durch eine Vielzahl von energieverbrauchenden Schritten und chemischen Verbindungen gefiltert. Aus Rohbiogaskomponenten, die kein Methan sind, wird keine Biomasse erzeugt. Abgase von Brennstoffzellen werden nicht genutzt.

Lösungsansatz

In einem Methanogen-Bioreaktor wird Rohbiogas erzeugt. Mit KI wird dieses so lange durch einen Reaktor mit schwefeloxidierenden Mikroorganismen geleitet bis H2S gebunden ist. Dann leitet die KI das Rohbiogas in ein lichtdurchlässiges Schlauchsystem, in welchem Cyanobakterien über Photosynthese erzeugt werden und dabei aus CO2 zusätzliches Methan (CH4) produzieren. Die KI leitet so lange das Biogas durch die Cyanobakterien bis das CO2 gebunden ist und CH4 übrig bleibt. So kommt das Biogas in einen Biogastrockner und dann zur Energieerzeugung in eine Brennstoffzelle. Das CO2 der Brennstoffzelle wird in die Cyanobakterienproduktion geleitet und dort zu CH4 umgewandelt. Die so erzeugten Biomassen kommt zur Rohbiogasproduktion in den Methanogen-Bioreaktor – ein Energieerzeugungskreislauf entsteht.

Herausforderungen

Zusammenarbeit, Vermittlung und Veranschaulichmachung von Klimawandelforschung war bisher auf kostspielige Präsenzmodelle wie Universitäten, Forschungsreisen, Ausstellungen und Museen zugeschnitten. Die virtuellen Möglichkeiten in der Klimawandelforschung werden im Zuge von Corona immer wichtiger. Sie ersetzen erstens unnötige Forschungsreisen, verbessern außerdem die Wissensvermittlung und erhöhen damit den Grad der Popularisierung von Klimawandelforschung.

Lösungsansatz

Virtuelle Modelle übernehmen die Wissensvermittlung auf vielfältige Weise. Sie werden begehbar, auditiv wie visuell erfahrbar und von einem jeden Computerarbeitsplatz erreichbar.

Herausforderungen

Lieferketten werden derzeit fast ausschließlich nach kommerziellen Kriterien wie Preis, Termin und Liefertreue gebildet und optimiert. Dies führt zu wenig nachhaltigen Lieferketten, d.h. Naturschutz, Energieverbrauch, Ressourcennutzung und Fair Trade werden zu wenig berücksichtigt. Derzeit ändert sich die Einstellung vieler Produzenten. Der richtige Punkt für die aktive Umsetzung der Nachhaltigkeitsziele ist die Bildung der Lieferketten. Durch geeignete Lieferantenauswahl, die damit einhergehende Minimierung von Transportaufwänden, die faire Behandlung von Mitarbeitern und die Auswahl von nachhaltigen Fertigungstechnologien können sehr effizient Nachhaltigkeitsziele umgesetzt werden. Die verfügbaren IT-Systeme sind strukturell für diese Aufgabe nicht geeignet. Sie organisieren keine mehrstufigen Lieferketten und berücksichtigen keine Nachhaltigkeitskriterien. Es haben sich noch keine allgemein anerkannte KPIs zur Bewertung von Lieferketten etabliert. Die Informationsbeschaffung und Messung von Kennzahlen sind kritisch.

Lösungsansatz

Wir entwickeln einen KI-Algorithmus als Kernstück einer SaaS-Lösung, auf die weltweit alle Partner einer Lieferkette zugreifen können. Der KI-Algorithmus kann auftragsbezogene Lieferketten weitgehend automatisch bilden, abgleichen, koordinieren und überwachen. Für die Bewertung der dabei entstehenden Lösungsalternativen werden neben kommerziellen Kriterien wie Preis, Termin und Zuverlässigkeit die Nachhaltigkeitskriterien Umweltschutz, Energiebilanz, Ressourcennutzung und Fair Trade eingebunden. Die Informationsbeschaffung erfolgt bei allen Partnern der Lieferkette. Sind messbare Größen nicht beschaffbar, werden z .B. Zertifikate, regional übliche Kennwerte oder eine Expertenbewertung herangezogen. Nicht verfügbare Information wird gekennzeichnet.

Herausforderungen

Der Lebensmitteleinzelhandel (LEH) wächst seit Jahren. Immer mehr Produkte werden in einzeln und schädlich für Mensch und Natur verpackt. Großkonzerne stellen lokale Unternehmen in den Schatten. Die Folge ist die Vermüllung von Ozeanen und das Sterben von Meerestieren. Landschaften und ganze Länder versinken im Müll. Bislang ist kein Ende in Sicht. Mikroplastik und Weichmacher lassen sich bereits im menschlichen Körper nachweisen. 

Lösungsansatz

Mit REGONDO können wir den Verpackungswahnsinn minimieren, auf Einwegverpackungen in Haushalten verzichten, den LEH nachhaltiger und digitaler gestalten und für Ordnung sowie Digitalisierung in weltweiten Vorratsschränken sorgen und damit der Lebensmittelverschwendung zumindest teilweise ein Ende setzen. Mit uns gibt es keine Schadstoffe in Lebensmitteln mehr! Mit unserem Konzept können wir den LEH revolutionieren und ihn nachhaltig machen. Zudem unterstützen wir regionale Produzenten und können auf lange Lieferwege verzichten. Plastik und Papier werden nur im seltensten Falle wieder zu einer Verpackung – ein Kreislauf, der keiner ist. Wir setzen auf Glas und Edelmetalle und schaffen damit echte und nachhaltige Kreisläufe für den Erhalt unserer Natur.  

Wir handeln mit Lebensmitteln in einem einheitlichen Mehrweggläsern und Transportboxen. Unsere Gläser, in denen sich die Lebensmittel befinden, passen direkt auf unsere smarten Vorratsschrank-Systeme. Diese können in Küchenschränken eingebaut sein oder sich direkt an Wänden befinden. In unseren Regal-, oder Schrankbrettern sind intelligente Waagen verbaut, die erkennen welches Glas draufsteht, und können somit die aktuellen Füllstände der Gläser auf einem Handy anzeigen. Über einen Onlineshop, der direkt mit der App verbunden ist, kann man jederzeit nachbestellen und es sich 100% elektrisch liefern lassen, sowie Rezept-, Verbrauchs- oder Angebotsvorschläge erhalten. Wir sind damit die Innovation und Schnittstelle in den Bereichen LEH, Smart-Home, Regionalität und Nachhaltigkeit.

Herausforderungen

Wer Klimaziele erreichen will, muss die Verkehrswende vorantreiben. Insbesondere in dicht besiedelten Gegenden müssen Klimaschutz und Mobilitätswende Hand in Hand gehen – es braucht Innovationen, die eine Umverteilung des Straßenraums hin zu emissionsarmen Fortbewegungsmitteln ermöglichen. VELODEPO will Antworten auf die drängenden Fragen zukunftsfähiger, städtischer Infrastruktur liefern. Der Knackpunkt: Zwar ist der Wandel längst in vollem Gange – angetrieben durch das steigende Bewusstsein vieler Menschen für notwendige Veränderungen im Sinne emissionsärmerer Lebensweise, von E-Bike-Kaufprämien und Förderprogrammen für klimaneutrale Mobilität – jedoch hinkt Deutschland in puncto fahrradfreundlicher Infrastruktur im europaweiten Vergleich hinterher. Abseits der vielerorts mangelhaft ausgebauten Radwegnetze stellt sich zunehmend die Frage nach der wohnortnahen, aber vor allem sicheren und komfortablen Abstellmöglichkeit für immer mehr Fahrräder, E-Bikes und Lastenräder in den Städten.

Lösungsansatz

"Die europäischen Nachbarn machen es vor: um das Fahrrad für weite Teile der Bevölkerung alltagstauglich zu machen und den Rückgang der privaten PKW-Nutzung weiter zu beschleunigen, braucht es dringend Konzepte für eine zukunftsfähige Verkehrsinfrastruktur deutscher Städte. VELODEPOs können durch Ihre Bauart das Stadtklima direkt und indirekt verbessern, Straßenfläche entsiegeln, dem rasant steigenden Bedarf an Fahrradparkplätzen gerecht werden und die Umverteilung des seit 60 Jahren fast ausschließlich auf Automobile ausgerichteten Straßenraumes vorantreiben.

Zentrales Anliegen der Unternehmerinnen von VELODEPO ist es, engagierten Vorreiter-Kommunen mit in vielerlei Hinsicht vorteilshaften und neuartigen Fahrradgaragensystemen Lösungen an die Hand zu geben, um benötigte Parkinfrastruktur unkompliziert, schnell und nicht zuletzt visuell ansprechend ins Stadtbild zu integrieren. VELODEPOs sollen deutschlandweit ein Baustein nachhaltiger Verkehrsinfrastruktur werden."

Herausforderungen

Festivals sind aus der Kulturszene nicht wegzudenken. Ob Metall- oder Yoga-Festival, mehrtägige Events unter freiem Himmel sind seit Jahren von steigender Beliebtheit: Seit 2000 haben sich die Besucherzahlen versechsfacht. Aufgrund des Konsumverhaltens hat diese Art Kulturereignis jedoch ein erhebliches Müllproblem: In beträchtlichen Mengen wird sogar die Camping-Ausrüstung zurück gelassen, die nur für diesen Einsatz gekauft wurde – neben Zelten vor allem Stühle. Ermöglich wird dies durch Produkte billiger Anbieter. Die Beseitigung ist nicht nur für Veranstalter und Kommunen ein erheblicher Kostenfaktor. Für die gesamte Gesellschaft stellt es aus Sicht der Ressourceneffizienz eine Katastrophe dar, schlecht trennbare Produkte aus Metall- und Kunststoff nach dem Durchlaufen einer weltumspannenden Logistikkette und einmaliger Nutzung zu entsorgen. Ein sehr ähnliches Szenario zeigt sich im Hauptgeschäftsfeld unseres Startups AidBoards, dass sich daher nachhaltigem Einweg-Mobiliar für humanitäre Hilfe widmet. Aufgrund der Unvorhersehbarkeit des Bedarfs für Katastrophennothilfe sind wir auf die Erschließung von alternativen Märkten angewiesen, um unseren Geschäftsbetrieb abzusichern.

Lösungsansatz

Wir nutzen Wellpappe und die dazugehörige Verfahrenstechnik der regionalen Verpackungsindustrie, um ein kostengünstiges Einweg-Ersatz-Produkt für herkömmliche Campingstühle herzustellen. Ermöglicht wird dies durch den vorgegebenen Nutzungszyklus von einem Event (max. fünf Tage): Der Verzicht auf Überdimensionierung und hohe Sicherheiten erlauben einfachste Konstruktionen, ohne Funktionalitätsverlust innerhalb der geplanten Einsatzdauer. Die hergestellten Bausätze sind flach gepackt optimal transportierbar und verwandeln sich am Einsatzort durch Falten und Stecken zu einem Produkt mit hohem Wiedererkennungswert und überraschender Stabilität.

Herausforderungen

Durch den integrierten Energiespeicher kann die Wärmepumpe kontinuierlich laufen und muss wesentlich weniger oft getaktet werden, wenn beispielsweise ein Betrieb mit Erzeugeranlagen wie Wind oder Photovoltaik gewünscht ist. Der direkte Anschluss der Erzeugeranlagen ermöglicht darüber hinaus höhere Systemwirkungsgrade und einen autarken Betrieb. Die Netzbelastung durch kleine Erzeugeranlagen kann dadurch reduziert werden. Die Anzahl der Systemkomponenten wird reduziert.

Lösungsansatz

Eine Photovoltaik-Anlage oder Kleinwindkraftanlage erzeugt elektrische Energie. Diese wird durch die Ladeelektronik in der Wärmepumpe in den integrierten Energiespeicher eingespeist. Wenn der Speicher genügend geladen ist, dass ein kontinuierlicher Betrieb der Wärmepumpe über einen Zeitraum von beispielsweise 1,5-2 Stunden gewährleistet ist, so wird diese zugeschaltet und kann mit optimalen Wirkungsgrad arbeiten und Wärme in einem Pufferspeicher einlagern.

Herausforderungen

Durch die Zusammenführung von Solarem Bauen und dem Holzbau mit Hilfe des Aktivsonnenholzhauses® wird neben der CO2-Reduzierung auch der Anteil an grauer Energie bei der Herstellung des Baukörpers gesenkt.

Lösungsansatz

In Vollholz-Massivbauweise errichtet werden 12cm dicke Brettsperrholzelemente mit einem Wärmedämmverbundsystem vereint. Es wird eine ökologische Holzfaserdämmung (14cm dick) integriert. Die Zwischensparrendämmung besteht aus einer ökologischen Holzfaserdämmung, die Dämmung des Speicherschachtes ebenfalls aus ökologischer Holzeinblasdämmung. Aus dem schräg geneigten Süddach werden ca. 62m² Solarthermiekollektoren verbaut. Deren „geerntete“ Sonnenwärme wird in einem saisonalen Langzeitwärmewasserspeicher gespeichert (mit einem Volumen ca. 20m³). Die Wärme wird dann zentral an die Heizung und Warmwasserbereitung des Gebäudes abgegeben. Zur Nachheizung an sonnenarmen Wintertagen gibt es einen Scheitholzvergaserkessel, welcher zentral den Pufferspeicher nachheizt. Das Haus erfüllt die Kriterien des KfW-Effizienzhaus 55-Standard.

Herausforderungen

1. Ungenügende / fehlende Mobilitätskonzepte trotz gewünschter Verkehrswende, 

2. Hoher Anteil von AutofahrerInnen im Berufsverkehr, 

3. CO2-Emissionen von Firmen4. ArbeitnehmerInnengesundheit

Lösungsansatz

Ansatz ist es, eine direkte finanzielle Subvention (€/km) für die Nutzung des Fahrrads für den täglichen Weg zur Arbeit zu gewähren. Dies geschieht mit Hilfe einer technischen Lösung (Fahrrad GPS-Tracking, Smartphone-App, Geofencing ...) welche es ermöglicht, welche außerdem ausreichend Anreize beinhaltet, dass insbesondere Arbeitgeber an einer Implementierung Interesse haben und dass eine zusätzliche Klimakompensation durchgeführt werden kann.

Herausforderungen

Bisher bewässert die Stadt Taucha die Pflanzen im öffentlichen Raum mit Trinkwasser. Durch die Wiederverwendung des Regenwassers von öffentlichen Dachflächen, welches mithilfe von Zisternen gespeichert wird, ist es uns möglich, erhebliche finanzielle Einsparungen in Form von Wasserbezugskosten zu erzielen und auf bereits bestehende Ressourcen nachhaltig zurückzugreifen. Des Weiteren wird das öffentliche, bei Starkregen überfüllte, Kanalnetz der Altstadt entlastet. Eine Mitbehandlung des Regenwassers auf der Kläranlage entfällt. Zusätzlich werden die Kosten für die Einleitung des Regenwassers durch dessen Wiederverwendung eingespart. Aktuell kann der Bauhof nur im Bauhofgelände Wasser tanken. Durch das Projekt könnten wir eine innerstädtische „Wassertankstelle“ errichten und nicht notwendige Fahrtkosten sparen, sowie die Dienstzeit effektiver einsetzen. Die Kosten für die Bewässerung der Jungbäume über Dritte könnten durch die Mitbenutzung der Wasserquelle gesenkt werden. In den letzten Jahren ist ein stetiger Rückgang des Grundwasserspiegels zu verzeichnen. Mithilfe eines Überlauf mit gedrosselter Einleitung über Sickerkästen leisten wir auch einen Beitrag für die Grundwasserneubildung.

Lösungsansatz

Das Regenwasser des Rathausdaches, des Daches vom Polizeireviers und der Garagen im Hinterhof des Rathauses wird mithilfe eines Behälters unter der Erde zusammengeführt und gespeichert. Für das Projekt setzen wir zwei bis drei Behälter á 7m³ in die Erde ein, welche insgesamt eine Speicherkapazität in Höhe von 14-21m³ vorweisen. Das Wasser kann mithilfe eingebauter Pumpen direkt in die Tankwagen abgefüllt werden. Mittels integrierter Wasserstandsmessung, welcher zeitgenau per App abgerufen werden kann, vermeiden wir unnötige Fahrstrecken für die Bewässerung der öffentlicheen Grünanlagen und erhöhen die Arbeitseffizienz. Mit dem Ziel, überschüssiges Wasser nicht überlaufen zu lassen, wird es mit einem Überlaufschutz durch Versickerung gedrosselt ins Erdreich abgegeben und direkt dem Grundwasser zugeführt.

Herausforderungen

Geringer Wirkungsgrad von Strahlungsheizungen mit Halbleiterbauelementen

Lösungsansatz

Durch die intelligente Integration eines Vorschaltgerätes in Strahlungsheizungen mit Halbleiterbauelementen (IR-LEDs) wird der Strahlungseintrag am Ort der Beheizungsaufgabe in Bezug auf die eingesetzte Energie signifikant erhöht.

Herausforderungen

Für eine ganzheitlich nachhaltige Buchproduktion müssen alle Aspekte der Buchbindung betrachtet werden. Ein Aspekt ist die Buchbindung. Die derzeitige Nutzung von Polyester-Garn bei der Fadenheftung basiert auf nicht-erneuerbaren Rohstoffen, benötigt große Mengen an Wasser und Energie und wirkt somit den Klimazielen entgegen. Ein neuartiges Naturgarn kann aus pflanzlichen Rohstoffen gewonnen werden, teils aus unverwendeten Reststoffen, und ist biologisch abbaubar. Somit eignet es sich optimal für den Einsatz in nachhaltigen Büchern.

Lösungsansatz

Das Naturgarn soll so wie konventionelles Polyester-Garn bei der Fadenheftung in Buchbindemaschinen eingesetzt werden. Dabei soll es den Maschinenanforderungen gerecht werden und Anwendung im industriellen Maßstab finden. Das Naturgarn soll aus biologisch abbaubaren Materialien hergestellt werden und durch Modifikationen an den Einsatz in Maschinen angepasst werden. Modifikationen können beispielsweise Beschichtungen sowie der Einsatz von Zusatzstoffen.

Herausforderungen

Es werden immer mehr Hölzer mit Leimanteilen verbaut. Bei einer späteren Rückführung in den Kreislauf besteht die Gefahr, das dieses Holz als Sondermüll entsorgt werden muß, weil es bisher keine Technologie gibt, die den Leim vom Holz trennen kann, damit das Holz schadstofffrei wieder verwendet werden kann. Beim Verbrennen entwickelt der Leim zudem giftige Dämpfe.

Lösungsansatz

Aus Bäumen werden Kanthölzer beim ortsansässigen Sägewerk gesägt und auf ca. 12 Prozent getrocknet. Diese Kanthölzer werden von uns nebeneinander gelegt und nur mit Buchendübeln zu einem flächigen Massivholzelement ohne Leime oder Metalle verbunden. Aus diesen Holzelementen werden von uns Wände, Decken und/oder Dächer gebaut.

Herausforderungen

Um intelligente digitale Systeme für Ernte und Auslese von biologischen Produkten oder deren Verbesserug einzusetzen, müssen Musterdaten bereitgestellt werden. SmartHand wird so konzipiert, dass nachträglicher Aufwand für Aufbereitung der Musterdaten vermieden wird, indem die Erfassung der Produktmerkmale und die Produktbewertung direkt im Arbeitsschritt der Ernte bzw. Auslese durch den Mitarbeiter ohne merklichen Zusatzaufwand abgehandelt werden. Merkmale von Bioprodukten müssen individuell erfasst und einer Kategorie zugeordnet werden, z. B. Qualitätstufe, Produktgattung, Reifegrad, Faulheit. Die visuelle Erfassung soll durch eine in den SmartHand-Handschuh integrierte Kamera an der Mittelhand zwischen Zeigefinger und Daumen erfolgen. Die Kategoriezuweisung soll über eine Zählvorrichtung für einen oder mehrere Sammelbehälter umgesetzt werden. Angefallene Daten sollen über eine IoT-Schnittstelle in ein zentrales System überführt werden, welches Sensordaten von z. B. Kamera, Zählvorrichtung und Zeitmessung kombinieren und automatisch für Nachnutzung strukturiert speichern soll. SmartHand muss skalierbar sein, um es in hoher Anzahl parallel für rapide Datensammlung zu betreiben.

Lösungsansatz

Der SmartHand-Handschuh wird von Helfern bei der Ernte bzw. Auslese getragen. Beim Annähern der Hand an das Erntegut werden durch die Kamera im Handschuh Bilddaten gesammelt, welche Informationen über den Produktzustand wiederspiegeln. In den Handschuh integrierte LEDs beleuchten das Erntegut, um die Lichtverhältnisse zu verbessern. Evtl. werden IR-LEDs verwendet, welche spezielle Reflektionsmuster erzeugen. Nach dem Auslesen des Ernteguts wird das Erntegut über verschiedene Erntekörbe je nach Produktqualität verteilt. Diese Erntekörbe verfügen über eine sensorische Zählvorrichtung zum Erfassen der Produktanzahl und zum Kategorisieren der gesammelten Bilddaten. SmartHand erfasst die Produktqualität direkt im Ernteprozess, ohne das nachträgliches Bearbeiten und Bewerten der Daten nötig ist.

Herausforderungen

Wasserstoff wird in der DEW aktuell genutzt um den Sauerstoff aus Oxidschichten von metallischen Oberflächen zu binden. Der dabei entstehende Wasserdampf beeinträchtigt bereits in geringen Konzentrationen die Reaktionsfähigkeit des Wasserstoffs. Dadurch wird der minimal belastete Wasserstoff mit hoher Reinheit über eine Pilotflamme verbrannt. Es entstehen jährlich hohe Kosten für Wasserstoff. 

Lösungsansatz

Durch eine Regeneration des verwendeten Wasserstoffs kann der Bedarf an industriell erzeugten Wasserstoff als Reduktionsmittel in der Oberflächenveredelung der DEW auf einen Bruchteil reduziert werden. Der entstandene Wasserdampf wird gebunden und der getrocknete Wasserstoff dem Prozess erneut zugeführt. Dadurch kann ein Großteil des Wasserstoffs eingespart werden kann. Im Einzelnen passiert folgendes: Der Wasserstoff nimmt Sauerstoff aus den Oxidschichten des Metalls auf und wird zu Wasserdampf umgesetzt. Der mit Wasserdampf versetzte Wasserstoff wird über ein Sorptionsmittel (Adsorptions- oder Absorptionsmittel) geleitet, welches den Wasserdampf bindet. Nachdem der Wasserdampf gebunden ist, wird der getrocknete Wasserstoff über einen Verdichter wieder auf Lagerdruck verdichtet und kann danach der Produktion erneut zugeführt werden.

Herausforderungen

Ein großes Problem der Logistikbranche ist das zu hohe Eigengewicht (tara) von Ladungsträgern. Was zum einen die Transportkosten erhöht, ohne dabei mehr Transportgut bewegt zu haben, als auch der CO2-Bilanz des Anwenders keinen Nutzen bringt. Das resultiert vorrangig daraus, dass Ladungsträger heute immer noch aus Materialien wie Kunststoff, Metall oder Aluminium hergestellt werden. Es gilt das Eigengewicht, mit dem Einsatz innovativer erneuerbarer Materialien, zu reduzieren als auch den Aspekt der Nachhaltigkeit nicht aus den Augen zu verlieren.

Lösungsansatz

Mit dem Einsatz von nachwachsenden Rohstoffen in der Logistik, im Maschinenbau usw. können wir das Gewicht von Ladungsträgern um bis zu 50 Prozent reduzieren und zugleich den CO2-Fußabdruck des Unternehmens nachweislich, durch CO2-Gutschrift, verbessern. Unser Produkt besteht aus modernen Holzwerkstoffen in Verbindung mit einem neuartigen nachhaltigen Textil aus Pflanzenfasern.

Herausforderungen

Das Konzept ermöglicht im Gebäude-Bestand die Transformation vom Einsatz fossiler Brennstoffe zu einer nahezu treibhausgasneutralen energetischen Versorgung. Es verbindet die Gebäudeversorgung mit Wärme, Warmwasser und Kühlung, die Regelung der Haustechnik und die Nutzung von eMobilität durch die Kombination und den optimierten Einsatz von Erneuerbaren Energien bei Erzeuger- und Speicher-Technik. Zur optimalen Nutzung der Dachflächen erfolgt der Einsatz von  Photovoltaisch-thermischen (PVT)-Modulen. Der Photovoltaik-Anteil mit Akku wird für die Versorgung der Wärmepumpen und Ladestation priorisiert, der Solarthermie-Anteil regeneriert den Eisspeicher und unterstützt die Warmwasser-Erzeugung.

Lösungsansatz

Das Gebäude wird mit Wärme- und Warmwasser durch eine Wärmepumpe (WP) versorgt. Die Sole der WP bildet ein Eisspeicher, der in einem Erdtank realisiert wird. Zur Regenerierung des Eisspeichers wird eine Solarthermie-Anlage sowie das Erdreich um den Erdtank genutzt. Die elektrische Versorgung der Wärmepumpe, Haustechnik und Ladestation / eMobilität zum Ersatz von Kraftstoffeinsatz durch eMobile und eBike erfolgen anteilig durch eine Photovoltaik-Anlage mit Akku-Speicher. Die Restversorgung erfolgt über das öffentliche Netz (EVU). Eine intelligente Regelung optimiert den Energie-Energieeinsatz nach niedrigstem CO2-Anteil im Energieträger-Mix und steuert Nutzerzeiten bei Ladevorgängen für eMobilität oder Gerätetechnik wie Geschirrspüler, Waschmaschine, Trockner u.a.

Herausforderungen

In Sachsen werden etwa 180 000 weibliche Kälber in der Milchviehhaltung im Jahr geboren, davon werden etwa 140 000 als Nachzucht benötigt. Die Differenz der Tiere wird in der Regel unter den eigentlichen Kosten verkauft.

Lösungsansatz

Durch die gezielte Anpaarung mit Fleischrindbullen können diese Tiere auf den landschaftsprägenden Weiden des Erzgebirges gehalten werden. So wachsen sie naturah und artgerecht auf. Durch die Kreuzung wird ein Fleisch mit hoher Qualität erzeugt und kann regional vermarktet werden.