Hintergrund

Die steigende Weltbevölkerung, der Klimawandel, die daraus resultierenden Nahrungsmittel- und Ressourcenknappheiten stellen die Menschheit vor große Herausforderungen. Ein Weg diesen zu begegnen, führt über innovative und kreislauffähige Konzepte zur Lebensmittelproduktion. Dazu zählen auch sogenannte Aquaponik-Systeme, die eine lokale Produktion von Fisch und Gemüse in kontrollierten Umgebungen erlauben. Im Vergleich zu derzeit dominierenden Produktionsformen hat Aquaponik viele Vorteile. Es wird kein Kunstdünger gebraucht, der Flächenverbrauch ist geringer, die Menge an Pestiziden kann reduziert werden und ein schonenderer Umgang mit Ressourcen (bis zu 97% weniger Wasser nötig) ist möglich. Bei der Produktion von Fisch müssen keine Medikamente eingesetzt werden und der Methanausstoß sowie die Belastung der Gewässer fällt vergleichsweise gering aus.

Projektinhalt

Um mit einer Aquaponik-Anlage gute Erträge zu erzielen, braucht es Erfahrung über die Einsteiger*innen nicht verfügen. Allerdings ist bereits gut untersucht wie moderne IoT-Technologien (Internet of Things) nutzbringend in einer Kreislaufwirtschaft eingesetzt werden können und diese Erkenntnisse können helfen den Erfahrungsrückstand zu verkleinern. Hier setzt das vorliegende Projekt an, denkt aber über einfache Prozessoptimierungen durch IoT Anwendungen hinaus. Es sollen nicht nur Wertstoffe besser und ressourcenschonender verwendet, sondern auch mit Hilfe erneuerbarer Energien autarke Systeme geschaffen werden. Darüber hinaus werden Teilnehmer*innennetzwerke etabliert, über die IoT-Daten ausgetauscht werden. Das gleicht Erfahrungsdefizite aus, führt zu Optimierungen im Betrieb und Ertrag, ermöglicht eine verteilte Produktion, reduziert den ökologischen Fußabdruck und macht den Mehrwert solcher Systeme und die zugrundliegenden Konzepte deutlich. Ein wesentlicher wissenschaftlicher Beitrag des Projektes besteht zudem in der empirischen Ermittlung etablierter Kenngrößen der Kreislaufwirtschaft für Aquaponik-Anlagen.

Ziele

Das Projekt EdeN verfolgt diese übergeordneten Ziele:

• Intelligenter Betrieb von Aquaponik-Anlagen (durch die Nutzung von IoT Technologien z.B.)
• Kaskadische Nutzung von Wertstoffen (d.h. Mehrfachnutzung in aufeinanderfolgenden Stufen).
• Transparente und nachhaltige Lebensmittelproduktion.
• Verbesserungen beim Informationstransfer, damit Neueinsteiger*innen ihren Erfahrungsrückstand schneller aufholen können.
• Experimentelle Evaluierung der entwickelten Konzepte.

Ergebnis

Am Ende des Projekts EdeN steht ein modulares, hochautonomes System für Aquaponik-Anlagen, das selbstständig adäquat und zuverlässig auf Ereignisse reagiert. Das System unterstützt Heterogenität in Software und Hardware und schafft zudem die Möglichkeit Daten über mehrere Teilnehmer*innen hinweg auszutauschen. Der Austausch von Daten und Wissen ist zentrales Element von EdeN und dient dazu das für die intelligente Herstellung und den intelligenten Betrieb eines aquaponischen Systems notwendige Know-How einem breiten Publikum zur Verfügung zu stellen. Großes Augenmerk wird auf Transparenz, Rückverfolgbarkeit und Nachhaltigkeit von Lebensmittellieferketten gelegt, denn diese Aspekte sind die Voraussetzung dafür, Lebensmittelbetrug, Informationsmanipulation, Lebensmittelkontamination und Lebensmittelverschwendung entgegenzuwirken. Zudem ermöglicht das Technologie-Konzept von EdeN es kleinen Lebensmittel-Produzent*innen, eine große Anzahl verschiedener IoT-basierter Produktdaten, Prozessdaten und ökologischer Daten zu speichern und verfügbar zu machen.