Steigerung des Einsatzes von Laubholz im konstruktiven Holzbau

Veröffentlichungsdatum: 01.04.2024

Ihr Ansprechpartner bei der FNR:
Dr. Melanie Blumentritt, m.blumentritt(bei)fnr.de, +49 3843 6930-327

Einreichungsfrist für Skizzen: Montag, den 30.09.2024

Das Bauen mit Holz trägt durch die langfristige Kohlenstoffbindung und Substitutionseffekte zur Reduktion der CO₂-Emissionen und damit zum Klimaschutz bei.

Der Waldumbau zu klimaresilienten Wäldern führt mittel- bis langfristig zu einem höheren Laubholzangebot und damit zukünftig zu einem veränderten Rohstoffangebot für die heimische Holzwirtschaft. Bei einem zurückgehenden Angebot an Nadelholz wird deutlich mehr Laubholz, insbesondere Buchenholz, auch in geringeren Dimensionen anfallen.

Heute wird bereits fast doppelt so viel Laubholz aus den Wäldern entnommen wie noch vor 20 Jahren und aktuell im Wesentlichen zu energetischen Zwecken genutzt. Insbesondere hier bestehen Potentiale, heimisches Laubholz durch eine höherwertige stoffliche Verwendung mit der Möglichkeit zur Kaskadennutzung und Kreislaufführung einzusetzen.

Es gilt, eine verstärkte Laubholzverwendung im Holzbau zu fördern und dabei die großen Herausforderungen, die sowohl an die Wald- und Holz- als auch an die Bauwirtschaft gestellt werden, zu adressieren. Dieser Prozess erfordert ein gemeinsames Engagement aller Akteure, um das Bauen mit Holz über die nächsten Jahrzehnte hinaus steigern zu können.

Auf Grundlage der Ergebnisse der vom Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) geförderten Studie „Laubholzproduktmärkte“ und der im Rahmen der „Charta für Holz 2.0“ erarbeiteten Empfehlungen konnte Bedarf an FuE und Projekten mit Modellcharakter identifiziert werden. Diese münden in den vorliegenden Förderaufruf „Steigerung des Einsatzes von Laubholz im konstruktiven Holzbau“, der ein Beitrag zur Holzbauinitiative der Bundesregierung ist. Zudem trägt der Aufruf zur Umsetzung der strategischen Forschungsbereiche „Verringerung der Treibhausgas-Emissionen aus der Landwirtschaft“ und „Nutzung und Bereitstellung erneuerbarer Energien in der Land- und Forstwirtschaft“ der Mission „Klimaneutralität bis 2045“ aus dem aktuellen Forschungsplan des BMEL bei.

In der folgenden Übersicht wird der notwendige Forschungsbedarf spezifiziert und muss zwingend bei der Einreichung von Skizzen beachtet werden.

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Sanieren und modernisieren mit Holz und anderen nachwachsenden Rohstoffen

Veröffentlichungsdatum: 01.04.2024

Ihr Ansprechpartner bei der FNR:
Lukas Gieseking, l.gieseking(bei)fnr.de, +49 3843 6930-360

Einreichungsfrist für Skizzen: Mittwoch, den 31.07.2024

Der Bausektor ist eine Schlüsselindustrie und gleichzeitig weltweit einer der Hauptprodu­zenten von Abfall und CO₂. In Deutschland verursachen der Bau und Betrieb von Gebäuden fast 41 Prozent der Treibhausgas(THG)-Emissionen. Hier liegt also ein bedeutender Hebel, um die deutschen Klimaziele, bis 2045 treibhausgasneutral zu sein, zu erfüllen. Um dies zu erreichen, sind weitreichende und schnelle Maßnahmen dringend notwendig – insbesondere beim Betrieb, der Bausanierungen und der Modernisierung von Bestandsgebäuden.

Besonders die Modernisierung und Sanierung von Bestandsgebäuden bieten große Potenziale, den Energiebedarf und damit auch den Ausstoß von klimaschädlichen Emissionen zu reduzieren und gleichzeitig zum geringen Flächenverbrauch durch Verzicht auf Neubau beizutragen.

In Deutschland gibt es ca. 22 Millionen Gebäude. Da viele dieser Gebäude bereits eine lange Nutzungsdauer vorweisen und vor der ersten Wärme­schutzverordnung (WärmeschutzV - 1977) errichtet wurden, entspricht deren Energieeffizienz nicht dem aktuellen bzw. notwendigen Wert, um die gesetzten Klimaziele zu erreichen.

Schätzungen gehen davon aus, dass daher etwa drei Viertel der Gebäude in den nächsten Jahrzehnten energetisch saniert werden müssen. Die aktuelle durchschnittliche jährliche Sanierungsrate von ca. 1 % steht jedoch der notwendigen Sanierungsrate von 1,8 – 2 % gegenüber. Daher muss diese Quote deutlich erhöht werden, um die Energieeffizienz zu verbessern und ein zusätzliches CO₂-Minderungspotenzial zu erschließen.

Ziel des Förderaufrufs ist die Stärkung des klimafreundlichen Sanierens und Modernisierens von Bestandsgebäuden durch den verstärkten Einsatz des Baustoffs Holz und weiterer nachwachsender Rohstoffe und Materialien für den Baubereich (u.a. Stroh, Hanf, Paludi). Hierfür sollen FuE-Vorhaben und Projekte mit Modellcharakter durchgeführt werden. Ein besonderes Augenmerk der Entwicklungen und des Wissentransfers soll auf der Wirtschaftlichkeit für die Anwender, der einfachen Umsetzbarkeit, der Recyclingfähigkeit der Produkte am Ende ihres Lebenszyklus sowie zirkulären Strategien liegen. Mit dem Förderaufruf wird ein Beitrag zu der Holzbauinitiativeder Bundesregierung geleistet. Zudem trägt der Aufruf zur Umsetzung der strategischen Forschungsbereiche „Verringerung der Treibhausgas-Emissionen aus der Landwirtschaft“ und „Nutzung und Bereitstellung erneuerbarer Energien in der Land- und Forstwirtschaft“ der Mission „Klimaneutralität bis 2045“ aus dem aktuellen Forschungsplan des BMEL bei.

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Zukunft.Forschung.Biogas

Veröffentlichungsdatum: 12. März 2024

Ansprechpartner:

• Detlef Riesel, d.riesel(bei)fnr.de, +49 3843 6930-212
• Dr. Petra Schüsseler, p.schuesseler(bei)fnr.de, +49 3843 6930-128

Einreichungsfrist für Skizzen: Montag, 15. Juli 2024

Zur Umsetzung des aktuellen Forschungsplans beabsichtigt das Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) , Forschungs- und Entwicklungsvorhaben im Rahmen eines Aufrufs zur Weiterentwicklung der Biogastechnologie zu fördern. Die Förderung erfolgt auf Basis des Förderprogramms „Nachhaltige Erneuerbare Ressourcen“ (FPNR 2024) und untersetzt insbesondere den Förderbereich „Nachhaltige erneuerbare Ressourcen – Gewinnung, Erzeugung und Bereitstellung“.

Die energetische Nutzung von Biomasse ist ein Pfeiler der Transformation des Energiesystems und nimmt eine wichtige Rolle beim Ausbau der Erneuerbaren Energien ein. In diesem Sinne und im Einklang mit den energie- und klimapolitischen Zielen der Bundesregierung fördert das BMEL mit diesem Förderaufruf die nachhaltige Weiterentwicklung der Biogastechnologie. Mit der Förderung wird die Mission „Klimaneutralität bis 2045“ aus dem BMEL-Forschungsplan addressiert und hieraus insbesondere die strategischen Forschungsbereiche „Verringerung der Treibhausgas-Emissionen aus der Landwirtschaft und Stärkung des LULUCF-Sektors als Kohlenstoffspeicher “ und  „Nutzung und Bereitstellung erneuerbarer Energien in der Land- und Forstwirtschaft“.

Ein wesentliches Ziel des Förderaufrufes besteht darin, einen schnellen Transfer von Forschungsergebnissen in die Praxis zu ermöglichen und so eine erfolgreiche Energiewende zu unterstützen und zu beschleunigen. Der Förderaufruf fokussiert sich in diesem Sinn auf zukunftsweisende, effiziente und kostengünstige Technologien, Verfahren und Konzepte, die auch zur Emissionsminderung bei der Bioenergieproduktion sowie beim Substrat- und Gärrestmanagement beitragen. Entsprechend können Vorschläge zur Optimierung und Effizienzsteigerung entlang der gesamten Prozesskette eingereicht werden. Eingeschlossen sind Projekte, die die Potenziale von Biogas und Biomethan in der Systemintegration und Sektorkopplung heben helfen.

In Anlehnung an die Ziele der Bundesregierung zur Biomassenutzung ist zukünftig vermehrt auf eine Substratbasis aus Rest- und Abfallstoffen abzustellen. Neben diesen Stoffströmen aus der Landwirtschaft und Landschaftspflege sind auch Untersuchungen zu verfügbaren biogenen Rest- und Abfallstoffen aus Industrie, Gewerbe, Handel und Kommunen förderfähig.

Der Förderaufruf bietet auch die Möglichkeit zur vertiefenden Bearbeitung von speziellen Fragestellungen, die nicht durch die aufgeführten Förderbereiche abgedeckt sind, aber einen relevanten Einfluss auf die gewünschte Entwicklung der Biogastechnologie haben können. Aus den Vorschlägen zu diesem „freien“ Themenbereich muss deutlich werden, warum und wie das gewählte Thema zur nachhaltigen Weiterentwicklung der Biogaswirtschaft beiträgt.

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Künstliche Intelligenz (KI) zur Automatisierung der Biogaserzeugung

Veröffentlichungsdatum: 1. März 2024
Ihre Ansprechpartner bei der FNR:

• Dr. Petra Schüsseler, p.schuesseler(bei)fnr.de, +49 3843 6930-128
• Dr. Simon Zielonka, s.zielonka(bei)fnr.de, +49 3843 6930-365

Einreichungsfrist für Skizzen: Montag, der 30. September 2024

Das Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) beabsichtigt, Forschungs- und Entwicklungs(FuE)-Vorhaben im Rahmen eines Aufrufs zum Thema „Künstliche Intelligenz (KI) zur Automatisierung der Biogaserzeugung“ zu fördern. Die Förderung erfolgt über das „Förderprogramm Nachhaltige Erneuerbare Ressourcen“ (FPNR) und untersetzt dort den  Förderbereich „Produkte aus nachhaltigen erneuerbaren Ressourcen“.

Die flexible Biogaserzeugung und -nutzung werden als Schlüssel für eine erfolgreiche Integration von Biogas in das vorhandene und in künftige Energiesysteme eingestuft. Und nur mit einer effizienten und zukunftsfähigen Biogasverfahrenstechnik lassen sich die Zielsetzungen der Bundesregierung z.B. zur Reduzierung der Treibhausgasemissionen durch einen gesteigerten Wirtschaftsdüngereinsatz in Biogasanlagen umsetzen. Damit trägt der Aufruf zur Umsetzung der strategischen Forschungsbereiche „Verringerung der Treibhausgas-Emissionen aus der Landwirtschaft“ und  „Nutzung und Bereitstellung erneuerbarer Energien in der Land- und Forstwirtschaft“ der Mission „Klimaneutralität bis 2045“ aus dem aktuellen Forschungsplan des BMEL bei.

Diese Entwicklung erfordert intelligente Lösungen für die Überwachung und Regelung des Gesamtprozesses von der Substratbereitstellung über die Biogasproduktion bis zur Nutzung des erzeugten Biogases. Zu den Lösungsansätzen gehören z.B. Sensorsysteme zur digitalen Datenerfassung und -fernübertragung, zur Überwachung des Biogasprozesses sowie die Steuerung und Regelung des Gesamtprozesses z.B. mit Hilfe von Vorhersagemodellen und Verfahren des maschinellen Lernens (Künstliche Intelligenz). 

Neben der Entwicklung automatisierter Biogasproduktionsprozesse für neue Anlagenkonzepte besteht auch bei konventionell betriebenen Bestandsbiogasanlagen Potenzial für die Anwendung von Automa-tisierungstechnik mit Hilfe Künstlicher Intelligenz. Hier liegt der Fokus eher auf kostengünstigen und praxisnahen Regelsystemen, die zur Entlastung der Betreiber und Erhöhung der Prozesseffizienz und damit zur Aktivierung ungenutzter Leistungsreserven eingesetzt werden. Die Lösungssysteme sollten auf gängiger Industrietechnik beruhen oder über geeignete Schnittstellen verfügen.

Durch den Einsatz intelligenter Automatisierungstechnik können Prozesse optimiert und flexibilisert werden und damit zu einer Effizienzsteigerung beim Einsatz von knappen Ressourcen beitragen. Zu den begrenzt verfügbaren Ressourcen gehören bei der Biogaserzeugung die eingesetzten Substrate, der Energiebedarf für z.B. Rührwerk und Pumpen oder der Einsatz von Arbeitskräften zur Betreuung der Biogasanlagen.

Schwerpunkte dieses befristeten Förderaufrufes sind die Neu- und Weiterentwicklung von Messtechnik an Biogasanlagen, die Verbesserung des Datenmanagements, die Weiter-/ Entwicklung des Maschinellen Lernens sowie die Teil-/ Automatisierung des Biogaserzeugungsprozesses.

Download des vollständigen Förderaufrufes