02/07/2014 - Verbesserung der Produktivität der Gewächshäuser durch Verbrennung ihrer eigenen Biomasse

Menéame

Gruppenforscher Meeresmikroalgentechnologie y Automatik, Robotik und Mechatronik der Universität Almeria und Versuchsstation Las Palmerillas (Fundación Cajamar) haben ein System entwickelt, um die Produktivität von Gewächshäusern durch die Rückgewinnung von Kohlendioxid (CO2) aus der Verbrennung seiner eigenen Biomasse zu verbessern. Insbesondere ist die wichtigste Neuerung, die diese Methode beinhaltet, die Fähigkeit, CO2 aus der Verbrennung von Pflanzenabfällen wiederzuverwenden, d. h. aus Pflanzen, die nach ihrer Produktion von den Landwirten häufig zum Verbrennen oder Vergraben an Sammelstellen abgelagert werden.

Nach Ansicht der Experten ist die Aufnahme von CO2 aus der Atmosphäre während der Photosynthese einer der Hauptfaktoren für die Entwicklung der landwirtschaftlichen Kulturen, die für ihre Entwicklung von entscheidender Bedeutung ist. In Gewächshäusern bedeutet die Zunahme des CO2-Ausstoßes um die Pflanzen auch eine Erhöhung ihrer Photosyntheserate, d. h. ihres Nettowachstums. "Dieses Phänomen wird als Kohlendioxyd bezeichnet und wird in geschlossenen Räumen wie diesen aufgrund der geringen Erneuerungsraten, die diese Strukturen kennzeichnen, dringender benötigt," erklärt Gabriel Acién, Forscher der Universität Almería.

In dem Artikel "Development of a biomass-based system for nighttal temperature and tagal CO2 concentration control in greenhouses," veröffentlicht in der Zeitschrift Biomass & BioenergyDas Arbeitsteam hat die Durchführbarkeit eines Systems nachgewiesen, das die Produktivität der Gewächshäuser durch die Abscheidung von CO2 aus der Verbrennung seiner eigenen Biomasse und deren anschließende Nutzung durch die Kohlenanreicherung erhöht. "Dieses Modell bietet neue Formen der Behandlung und Verarbeitung von pflanzlichen Abfällen in kleinem Maßstab und führt außerdem zu einer Energieeinsparung von 15% im Vergleich zu anderen industriellen Techniken, die in Großanlagen wie Gas-, Erdöl- oder Petrochemieraffinerien eingesetzt werden."

Außerdem ermöglicht das System die Aufrechterhaltung der Umgebungstemperatur von über 15 °C im Gelände, so dass die Pflanzen das ganze Jahr über ihren Produktivitätsstand bei voller Leistung nicht mit sehr kalten Zeiten konfrontiert sind. "Diese Funktion, die so genannte Heizung, beinhaltet eine Wärmezufuhr zu den Gewächshäusern, die hauptsächlich in der Nacht stattfindet. Auf diese Weise verhindern wir, dass die Temperatur unter 10 °C sinkt, ein anerkannter Schwellenwert, an dem die Kulturen anfangen, ihre Produktion schwer zu schädigen," nuanciert.

Erfahrungen

Diese Methode, die mehr als ein Jahrzehnt der Arbeit an der Kohlenanreicherung zur Steigerung der Anbauproduktion umfasst, begann in der Versuchsstation Las Palmerillas (Fundación Cajamar) in der Provinz Almería. "Die erste Phase bestand darin, den Gehalt an pflanzlichen Abfällen zu analysieren, d. h. die Zusammensetzung und mögliche Probleme bei der Verwendung als Brennstoff. Wir entwickeln dann ein funktionierendes System sowohl für die Verarbeitung als auch für die Abscheidung von CO2 aus ihren Verbrennungsgasen," so der Forscher.

Und er fügt hinzu: "Nachdem wir die Pilotanlage entwickelt hatten, in der wir einen Kessel für den Bio-Verbrennungsprozess einschlossen - dieser wurde zuvor mit Biomasse aus Kiefernholz, Mandelschalen, Olivenknochen und Olivenbaumholz getestet -, haben wir ein Jahr lang getestet, um sowohl seine Funktionsfähigkeit als auch seine Leistungsfähigkeit zu bewerten und zu bestätigen."

Ein nachhaltiges Modell

Eine der wichtigsten Anwendungen, die sich aus der Studie ergeben, ist die Möglichkeit, neue Techniken zur Verbesserung jeglicher Art von unter Kunststoff geschütztem Anbausystem zu entwickeln, von Sämlingen bis hin zu anderen Zierfrüchten wie Obst oder Gemüse. "Dieses System ist nützlicher für kältere Bereiche, in denen der Wärmebedarf und der Kraftstoffverbrauch am höchsten sind. Außerdem handelt es sich um ein nachhaltiges Modell, da es das Wachstum der Pflanzen durch die vom Gewächshaus erzeugten Abfälle fördert und keinerlei chemische Substanz verwendet werden muss," so Acen.

Diese Daten, wie die Forscher sagen, haben es ihnen ermöglicht, Arbeitsabläufe zu eröffnen, um andere Wege zur Senkung der Kosten im Zusammenhang mit dem Gewächshausanbau zu erforschen. "Wir wollen den Energieverbrauch weiter senken und den Anwendungsbereich auch auf andere Sektoren wie nicht erneuerbare Energien ausdehnen, die es uns ermöglichen, die Nutzung anderer Abfallarten zu untersuchen."

Diese Ergebnisse sind das Ergebnis von Exzellenzprojekten. Nutzung pflanzlicher Abfälle für die Heizung und die Kohlenergie y Überwachung des Wachstums von Unterglaspflanzen durch Optimierung der Nachhaltigkeit, der Wirtschaftlichkeit und der Energieeffizienz von der Rat für Wirtschaft, Innovation, Wissenschaft und Beschäftigung des Andalusien-Rates.

Referenz

J.A. Sánchez-Molina, J.V. Reinoso, F.G. Acién, F. Rodríguez y J.C. López. (2014). ‘Development of a biomass-based system for nocturnal temperature and diurnal CO2 concentration control in greenhouses’. Biomass & Bioenergy.

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José T. del Pozo / Stiftung Entdecken

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