14. Juli 2020

An der Hochschule Karlsruhe – Technik und Wirtschaft fand im Juli 2020 das online durchgeführte Kick-off-Meeting für das neue EU-Projekt „Smart irrigation cube for sustainable agriculture in the Mediterranean region – SmaCuMed“ unter der Federführung der Hochschule Karlsruhe durch die Arbeitsgruppe von Prof. Dr.-Ing. Jan Hoinkis, Fakultät für Elektro- und Informationstechnik, statt. Die Förderung erfolgt im Rahmen der sogenannten PRIMA Initiative (Partnership for Research and Innovation in the Mediterranean Area)

Die Innovation von SmaCuMed besteht darin, ein neues Konzept für ein nachhaltiges All-in-one-Bewässerungssystem zu entwickeln und vor Ort in Marokko zu pilotieren. „Marokko ist ein typisch mediterranes Land, das unter großer Wasserarmut leidet. Wasser wird aber dringend für die sich rasch entwickelnde landwirtschaftliche Produktion benötigt“, erläutert Prof. Hoinkis. „Wegen des Klimawandels kann sich Marokko, wie auch andere mediterrane Länder, nicht auf Niederschläge oder Grundwasserquellen verlassen, um seinen Bedarf an Wasser für die Landwirtschaft zu decken. Viele Grundwasserquellen, insbesondere in den Küstenregionen, sind versalzen (Brackwasser) und können nicht für die landwirtschaftliche Bewässerung genutzt werden“, so Hoinkis weiter. Marokko verfügt über ein großes Potenzial an Brackwasser mit einem geschätzten Salzgehalt zwischen 1 und 16 g/l.

Das SmaCuMed Konzept basiert auf einer mobilen würfelförmigen Einheit, die mit hocheffizienten PV Panels ausgestattet ist, sodass ein autonomer Betrieb möglich ist. Es wird ein modulares Entsalzungssystem für Brackwasser eingesetzt werden, das auf Kapazitiver Entionisierung (CDI) beruht, einem neuen Entsalzungsverfahren, das sich bisher noch nicht auf dem Markt der Wasserbehandlung etabliert hat. Bei diesem Verfahren fließt Salzwasser zwischen zwei porösen Elektroden aus Aktivkohle, an denen eine Spannung anliegt. Die positiven Ionen werden dabei von der negativ geladenen Elektrode angezogen, die negativen Ionen von der positiv geladenen Elektrode. Dadurch werden Salze aus dem Wasserstrom entfernt. Zudem wird eine Niederdruck-Umkehrosmose (ND-UO) bei höheren Salzkonzentrationen eingesetzt werden. Mit der Pilotierung in Marokko sollen beide Technologien systematisch untersucht und verglichen werden.  Hierbei wird evaluiert, bei welchen Salzkonzentrationen die CDI, die ND-UO oder eine Kombination aus beiden eingesetzt werden kann. Die Energieversorgung des Gesamtprozesses soll mittels regenerativer PV-Energie erfolgen, um einen autonomen Betrieb der Anlagen ohne Netzanbindung zu ermöglichen.

Ökologische und soziale Veränderungen haben gravierende Auswirkungen auf die Nahrungsmittel- und Wasserressourcen im Mittelmeerraum. Klimawandel, nicht regenerative landwirtschaftliche Praktiken, Übernutzung der natürlichen Ressourcen und neue Lebensgewohnheiten belasten eine nachhaltige und gesunde Entwicklung in vielen, mediterranen Regionen. Um diesen Herausforderungen Lösungen aus Forschung und Innovation entgegen zu setzen, wurde die PRIMA-Initiative von der EU ins Leben gerufen. Ziel der Initiative ist es, Forschungs- und Innovationskapazitäten aufzubauen, Wissen zu fördern und gemeinsame innovative Lösungen für nachhaltige Agrar- und Lebensmittelsysteme sowie eine integrierte Wasserversorgung und -bewirtschaftung im Mittelmeerbereich auszuarbeiten. Dabei soll deren Klimaresistenz, Wirksamkeit, Kosteneffizienz sowie ökologische und gesellschaftliche Nachhaltigkeit verbessert und ein Beitrag zu vorgelagerten Lösungen für Probleme in den Bereichen Wasserknappheit, Ernährungssicherheit, Gesundheit, Lebensqualität und Migration geleistet werden.