Ecological Engineering: Autarke Zellen zur nachhaltigen Ver- und Entsorgung

Oberseminar Umwelt- und Raumplanung im Sommersemenster 2005, Pflichtbereich ,,Umwelt- und Landschaftsplanung mit physisch-geographischer Ausrichtung'', Orientierungsrichtung Physische Geographie, Geoökologie und Landschaftsplanung

Aufgabenstellung

Die Befriedigung menschlicher Grundbedürfnisse wie die Bereitstellung von Nahrungsmitteln, Energieträgern und Trinkwasser sowie die Entsorgung der dabei entstehenden Abprodukte sind bislang zu wenig Gegenstand zentraler Diskussionen. Gerade die globalen Handelsverflechtungen erwecken den Anschein, daß die benötigten Lebensmittel wie andere Rohstoffe auch für uns weltweit verfügbar sind. Dennoch erscheint diese Denkfigur bereits mittelfristig nicht mehr haltbar: Einerseits ist die Reichweite der benötigten Fremdenergie begrenzt, so daß mit einer weitergehenden Verteuerung und schließlich auch Verknappung zu rechnen ist. Andererseits kann auf die weltweit produzierten Produkte wie Lebensmittel nur so lange zugegriffen werden, wie dies wirtschaftlich bezahlbar ist -- die aktuelle Wirtschaftsentwicklung weist aber zahlreiche Fragezeichen auf. Darüber hinaus engen die Verknappung fruchtbaren Landes, das Bevölkerungswachstum und die Frage des gerechten Zugangs zu den Ressourcen diesen Zugriff ein. Schließlich ist unsere bisherige Wirtschaftsweise von einer nachhaltigen Nutzung unserer Ressourcen weit entfernt.

Vor diesem Hintergrund erhalten Ansätze, die die regionale bzw. lokale Erzeugung von Gütern des täglichen Bedarfs anstreben, ein anderes Gewicht. Mit einem gewissen Anteil von Subsistenzwirtschaft könnte zugleich eine wirtschaftliche Perspektive für einen Teil der Bevölkerung verbunden sein. Dabei soll es nicht um die Reaktivierung längst überholter Wirtschaftsformen gehen, sondern um eine moderne Kopplung von Prozessen und um das ökologisch ohnehin notwendige Schließen von Stoffkreisläufen. So ist Abwasser wieder als Ressource zu verstehen, die sowohl Energie als auch für die Vegetation benötigte Nähr- und Mineralstoffe enthält. Zugleich könnten Detritus-Nahrungsketten zum Aufbau von neuer Biomasse genutzt werden und die Nähr- und Mineralstoffe erneut für die Produktion pflanzlicher Biomasse eingesetzt werden. In diese neuen Ansätze einer Kreislaufwirtschaft sind dezentrale Module zur Erzeugung regenerativer Energie(-träger) zu integrieren.

Diese Prozesse können auf unterschiedlichen räumlichen Ebenen gekoppelt werden. Im Rahmen dieses Seminars wollen wir am Beispiel von Halle a. d. Saale drei Varianten durchdenken:

Das Seminar soll sich in zwei Blöcke aufteilen: Im ersten Block wollen wir uns mit den Grundlagen beschäftigen, z B. den Prozessen zur Reinigung von Abwasser oder zur Produktion von Biomasse und den entsprechenden Berechnungsgrundlagen. Im zweiten Block soll versucht werden, diese Kenntnisse exemplarisch zusammenzuführen, um Lösungen für die genannten Baustrukturen zu entwerfen und und darüberhinaus Kopplungen mit dem Umland im Bereich der Produktion von Nahrungsmitteln und regenerativen Energieträgern zu skizzieren.

Themen

DatumThema
06.04.State of the Art: Beispiele für Prozeßkopplungen (Stensund, Wädenswill, Living Lab; Studie Vertical farm)
13.04.Prozesse zur Reinigung von Abwasser
Prozesse zur Eliminierung N, P; Welche mikrobiellen Prozesse sind dabei von Bedeutung? Wie sind diese steuerbar? Welche Stoffe werden nicht abgebaut (SM\ldots)?
20.04.Methoden der Abwasserreinigung
Prozeßsteuerung und Anwendung an Beispielen wie Tropfkörpern, Schilfhalme als Aufwuchsfläche; ggfs. Konzepte wie Dynaflow-Filter; Hygienisierung von Abwässern zur weiteren Nutzung: Membrantechnologien, ggfs. UV-Einsatz \ldots
27.04.Energiegewinnung in Gebäuden
Biogasgewinnung aus Abwasser und anderen Reststoffen (Methangärung); Photovoltaik, Solarthermie (ggfs. gekoppelt mit Fresnell-Linsen); Wärmespeicherung in Wassertanks
04.05. Energie- und Wasserhaushalt im Glashaus
Verdunstung und Kondensation im Glashaus; Steuerung der Einstrahlung; ggfs. Kondensation zur Wasserreinigung; Eigenschaften spezieller Gläser und Folien (Energiefluß, Wärmedämmung etc.)
11.05.Produktion von Biomasse I (Pflanzenbau)
moderne Gewächshaustechniken zur Pflanzenproduktion (wie z. B. NTF nutrient film technique); Schädlingsbekämpfung/ Nützlinge; Abschätzung der Produktivität; ist damit eine ausreichende Versorgung möglich? Versorgung der Pflanzen mit Mikronährstoffen? Qualität und Vielfalt der erzeugten Lebensmittel?
18.05.Produktion von Biomasse II (Tierzucht, Destruenten)
Fischzucht, z. B. von Tilapia; Nutzung organischer Abfälle zur Produktion von Fischnährtierchen; ggfs. Pilzzucht als weitere Destruentenkette; kann Geflügel (Enten, Hühner) in Gewächshausstrukturen integriert werden?
24.05.Produktion von Biomasse III (Energieträger und Rohstoffe in der Fläche)
Nutzung von Abwässern mit Kurzumtriebsplantagen, Schilfpolder o. dgl.; Dimensionierung solcher Stadt-Umland-Module; Produktivität; Energieerzeugung

Einschreibung und Vorbesprechung

Ort und Zeitraum der Einschreibung: abgeschlossen

Verbindliche Vorbesprechung und Vergabe der Themen: Mittwoch, 26. Januar 2005 um 17.45 Uhr im SR 4.3.21

Anzahl der Studierenden: 7-14

Dieses Oberseminar wird für Studierende ab dem 7. Studiensemester angeboten.

Achtung! Die für das 5. Studiensemester angebotenen Inhalte der Pflichtvorlesung "nachhaltige Raumentwicklung" bilden die Voraussetzung für eine erfolgreiche Teilnahme am Oberseminar (s. Aushang). Das Testat zu diesem OS wird noch am 17.02.05 um 12:00 Uhr im im HS 1.3.28 (Informatik) angeboten.

Anmeldungen zum Seminar sind verbindlich. Werden bereits vergebene Plätze später nicht genutzt, können bei einer späteren Vergabe Wartezeiten (Anzahl der Semester) nicht angerechnet werden.

Seminartermin: neu: Mi, 14.00-16.00 Uhr

Seminarleitung: Dr. Chr. Hildmann/ M. Bünger


Stand: 09.02.2005 Christian Hildmann