Nullenergiebewässerung mit geringem Wasserverbrauch für die Landwirtschaft
Die im Rahmen des EU-finanzierten Projekts MASLOWATEN entwickelte und getestete Technologie wurde bereits 27 europäischen KMU zur Verfügung gestellt. Diese sind gerade dabei, die Systeme zu vermarkten und für Landwirte zu installieren. „Diese Photovoltaik-Bewässerungssysteme gehören nicht in die Zukunft“, sagte der Projektkoordinator, Dr. Luis Narvarte von der Polytechnischen Universität Madrid in Spanien. „Sie gehören ins Hier und Jetzt, und wir erwarten ein schnelles Marktwachstum.”
Ein akutes Problem
Die Bewässerung ist für die Lebensmittelsicherheit, Beschäftigung und wirtschaftliche Entwicklung von entscheidender Bedeutung. Obwohl bewässerte Kulturen auf der Erde nur 20 % der Anbaufläche ausmachen, produzieren sie mehr als 40 % der Nahrungsmittel der Welt. In Gebieten, in denen die Niederschlagsmenge hohen jährlichen und saisonalen Schwankungen unterliegt, ist die Bewässerung wichtig für die Diversifizierung der Kulturpflanzen, die Gewährleistung des Ertrages und der Qualität sowie die Stabilisierung der Nahrungsmittelversorgung. Die Abhängigkeit von der Bewässerung gerät jedoch zunehmend unter Druck. Trotz einer möglichen Wasserknappheit wird Land viel zu oft ohne effiziente Geräte oder eine Kontrolle der benötigten Wassermenge bewässert. „Moderne Bewässerungssysteme basieren außerdem auf Sprinklern, Schwenk- und Tropfsystemen, die Druck benötigen, um zu funktionieren“, merkt Dr. Narvarte an. „Sie verbrauchen Energie, die aus konventionellen Quellen gewonnen wird, was wiederum zu CO2-Emissionen führt.“ Diese Problematik hat sich zu einem Hauptanliegen entwickelt. Dr. Narvarte schätzt, dass sich der Brutto-Bewässerungsbedarf im gesamten Mittelmeerraum allein wegen des Klimawandels um 4 bis 18 % erhöhen könnte, wenn die Bewässerungssysteme nicht verbessert werden.
Nachhaltige, kommerzialisierbare Lösungen
Das Projekt MASLOWATEN hat sich daher zum Ziel gesetzt, die Kommerzialisierung von intelligenten Bewässerungssystemen, die durch erneuerbare Energie betrieben werden, im Agrarsektor zu beschleunigen und Landwirten somit die Werkzeuge zur Verfügung zu stellen, mit denen sie eine nachhaltige, ergiebige Produktion erreichen können. Dieses Ziel wurde zum Teil durch die Beseitigigung von technischen Hürden für großflächige Photovoltaik-Bewässerungssysteme erreicht. „Einige Probleme, die wir bewältigen konnten, standen im Zusammenhang mit der Unterbrechung der Stromversorgung, z. B. durch vorbeiziehende Wolken, und der Anpassung der Stromerzeugung durch Photovoltaik an den Wasserbedarf“, erklärt Dr. Narvarte. „Wir konnten die Leistung der Demonstratoren über einen Zeitraum von zwei Jahren beurteilen.“ Im Rahmen des Projekts wurden fünf vollständige Demonstratoren in Spanien, Portugal, Italien und Marokko implementiert. Alle Pilotanlagen deckten die verschiedenen Bedürfnisse der Landwirte, Genossenschaften, Bewässerungsgemeinden und Agrarbranchen ab und wurden zwei Jahre lang überwacht, um ihre technische Zuverlässigkeit, wirtschaftliche Machbarkeit und Umweltfreundlichkeit zu demonstrieren. „Die Endnutzer teilten uns anschließend ihre Erfahrungen mit und empfehlen ihren Kollegen mittlerweile großflächige Bewässerungssysteme.“ Die Demonstratoren zeigten außerdem eine eindrucksvolle Wirtschaftlichkeit, wodurch Landwirte mit Regenerativstrom bewässern und ihre Energiekosten um 60 % bis 80 % senken können. Der Wasserverbrauch konnte Schätzungen zufolge um 22 % bis 34 % reduziert werden. „Wir schätzen die Amortisationszeit für Energie- und CO2-Emissionen auf zwei bis neun Jahre, d. h., es sollte zwischen zwei und neun Jahren dauern, um die Energie- und CO2-Emissionen auszugleichen, die in die Herstellung gesteckt wurden. Die Lebensdauer der Technologie sollte mehr als 25 Jahre betragen.“ Das Projektteam entwickelte Maßnahmen, um die Marktakzeptanz für große Photovoltaik-Bewässerungssysteme zu erleichtern, zum Beispiel technische Beschreibungen zur Qualitäts- und Entwicklungssicherung, Simulationsmodelle, Umweltakkreditierungen sowie Geschäftspläne für ihre Kommerzialisierung. Dr. Narvarte ist optimistisch, dass nachhaltige Lösungen für einige der akutesten Probleme in der Welt nun umgesetzt werden können. „Oberstes Ziel von MASLOWATEN war es, eine Marktakzeptanz für diese Lösung zu gewährleisten und eine spürbare Wirkung auf die Wirtschaft und Umwelt Europas zu haben“, sagte er. „Wir schätzen den potenziellen Markt für diese Technologie allein im Süden von Europa auf rund 16 GW. Das würde ein potenzielles Geschäft von etwa 24 Mrd. Euro, über 290 000 neue Jobs und eine jährliche Reduzierung der CO2-Emissionen um mehr als 16 Mio. Tonnen bedeuten.“
Schlüsselbegriffe
MASLOWATEN, Photovoltaik, Bewässerung, Wasser, erneuerbar, Energie, Spanien