ZIM-INNOVATIONSNETZWERK
AQUAPONIK
MOTIVATION
Die Aquaponik ist ein geschlossenes Wasserkreislaufsystem, das Techniken der Aufzucht von Fischen in Aquakultur und der Kultivierung von Pflanzen ohne Erde in Hydrokultur verkoppelt. Dabei wird das verschmutze Wasser vom Fischbecken über Filteranlagen ins Pflanzenbecken mittels Pumpen übertragen, dort biologisch von den Pflanzen weitergereinigt und zurück über ein Wasseraufbereitungssystem ins Fischbecken geleitet. Die Fischzucht gelingt in diesen Behältern oft besser als in offenen Gewässern, weil die Wärme- und Futterversorgung bis ins kleinste Detail regelbar sind. Auch die Pflanzenkultivierung in Wasser („Hydrokultur“) lässt sich optimal steuern, da die Pflanzenbehälter, je nach aktuellem Nährstoffbedarf, periodisch mit dem nährstoffreichen Wasser versorgt werden können.
Die Idee der Aquaponik ist nicht neu. Schon vor tausend Jahren ließen chinesische Bauern in ihren Reisfeldern Karpfen schwimmen. Mit der zunehmenden Urbanisierung, dem steigenden Bevölkerungswachstum und der damit verbundenen Flächenknappheit, sowie den Auswirkungen des Klimawandels, nimmt die Bedeutung aquaponischer Kreislaufsysteme zu. Seit den 1980er Jahren haben sich die Anlagen stetig weiterentwickelt. Moderne Aquaponikanlagen beanspruchen keine landwirtschaftlichen Nutzflächen und lassen sich unabhängig vom Klima in vielen Regionen der Erde einsetzen. Durch das ressourcensparende Kreislaufverfahren lassen sich wilde Fischbestände schonen, Düngemittel einsparen, der Wasserverbrauch reduzieren und die Abwasserbelastung senken. Letzteres ist insbesondere ein Problem bei Anlagen, in denen nur Fische gehalten werden.1
Der globale Fischkonsum stieg in den vergangenen Jahren stetig an und summierte sich laut Angaben der FAO im Jahr 2022 auf rund 164,2 Millionen Tonnen, was einer pro-Kopf-Menge von rund 21 Kilogramm entspricht.2 Die Nachfrage nach Fisch wird wohl auch vor dem Hintergrund des Trends hin zu einer fleischarmen/fleischlosen Ernährung weiter steigen. Ein ressourceneffizientes Verfahren wie die Aquaponik, das Fisch- und Pflanzenproduktion auf wenig Raum kombiniert, gewinnt dadurch stark an Bedeutung.
VISION
Die Weltbevölkerung wird weiter anwachsen, landwirtschaftliche Nutzflächen werden knapper und die Folgen des Klimawandels werden den Anbau von Lebensmitteln in einigen Region der Erde verschlechtern. Für den Umgang mit diesen Entwicklungen, bedarf es innovativer Lösungen. Aquaponische Anlagen können dazu beitragen die lokale Wertschöpfung in Metropolregionen zu verbessern, andererseits aber auch in Regionen eingesetzt werden, die stark von Hunger und Fehlernährung betroffen sind.
Um dies zu erreichen, geht es im Netzwerk um die technische Anlagen- sowie die Prozessoptimierung der Aquakultur in Verbindung mit einer geeigneten Hydrokultur. Da eine falsche Pflanzenkultur die Wirtschaftlichkeit negativ beeinflusst, ist es wichtig, geeignete Fische und Pflanzen zu identifizieren. Speziell untersucht werden soll die Ankopplung einer medizinischen Hanfproduktion zur Gewinnung von Tetrahydrocannabinol (THC) und Cannabidiol (CBD), sowie Lemna und Hermetia zur Produktion von nachhaltigem Fischfutter. Vision des Netzwerks ist es zudem, den Wasser- und Stromverbrauch durch die Nutzung erneuerbarer Energien zu senken und Wasser- und Gewächshaustemperaturen über die Abwärme aus Biogasanlagen oder Blockheizkraftwerken zu steuern. Denkbar ist auch der Einsatz Künstlicher Intelligenz (KI) zur Systemsteuerung oder Prozessautomatisierung. KI ermöglicht es Entscheidungen zur Optimierung der Produktion, zum besseren Schutz der Umwelt, der Beurteilung der Pflanzengesundheit und zum Tierwohl fundierter treffen zu können.
ZIELE
Ziel des Netzwerkes ist es, Expertenwissen aus Praxis und Forschung zu zusammenzubringen und gemeinsam an innovativen Projekten im Bereich der Aqua- und Hydrokultur zu arbeiten.
Dabei sollen einerseits praxistaugliche Lösungen entstehen, die zu einer drastischen Verbesserung der Wirtschaftlichkeit der Anlagen führen und somit für die breite Anwendung am Markt attraktiv werden. Andererseits soll das Netzwerk dazu dienen, Wissen und Erfahrungen barrierefrei untereinander auszutauschen, Kontakte zu knüpfen und somit einen echten Mehrwert für die Partner und Partnerinnen schaffen.
INHALTE
Folgende Themenfelder werden schwerpunktmäßig bearbeitet:
1. Entwicklung neuer Anlagenkonzepte mit hervorragenden Schnittstellen und Stoffkreisläufen
2. Entwicklung gemeinsamer Regelungs- und Steuerungskonzepte mit zentraler Datenaggregierung zur Verbesserung des Tier- und Pflanzenwohls
3. Entwicklung von nachhaltigem Fischfutter
4. Untersuchung der möglichen Einbindung einer medizinischen Hanfproduktion in ein aquaponisches System
5. Untersuchung von Kreislaufsystemen (Aquaponik, biogene Reststoffverwertung) zur Verbesserung der Wertschöpfung und Bekämpfung von Hunger und Fehlernährung im globalen Süden
6. Entwicklung neuartiger Verpackungsmaterialien aus Fischhaut- und Abfällen
Mithilfe der Bearbeitung dieser Themenfelder wird das Netzwerk Innovation in allen Stufen der Aquaponik Wertschöpfungskette von Fisch- und Pflanzenzucht antreiben, weitere Potenziale erkennen und erschließen.
Quellen:
1 5 Fakten zu Aquaponik | Bioökonomie.de (biooekonomie.de)
WEITERE INFORMATIONEN
MITGLIEDER
Unsere Netzwerkpartner sind kleine und mittelständische Unternehmen und Forschungseinrichtungen aus ganz Deutschland.
MITGLIEDSCHAFT
Sich in einem Kooperationsnetzwerk zusammenzuschließen bringt zahlreiche Vorteile für Ihr Unternehmen. Außerdem erfahren Sie hier, welche Leistungen das Netzwerkmanagement für Sie übernimmt.
NETZWERK-mANAGEMENT
Das Netzwerk-Management stellt sich vor. Hier finden Sie den richtigen Ansprechpartner.