HypoWave+ – Implementierung eines hydroponischen Systems zur nachhaltigen Wasserwiederverwendung in der Landwirtschaft

Regionale Konkurrenzen um die Ressource Wasser sind keine Seltenheit. Durch Klimawandel, Urbanisierung und Verschmutzung der Wasserressourcen könnten sich diese Nutzungskonflikte in den nächsten Jahrzehnten noch verschärfen. Auch im wasserreichen Deutschland kommt es immer öfter zu Nutzungskonflikten. Deshalb sind neue Konzepte und Verfahren für die Wasserwiederverwendung gefragt. In dem BMBF-Forschungsprojekt HypoWave erfolgte von 2016 bis 2020 erstmals die Pilotierung einer hydroponischen Pflanzenproduktion mittels Wasserwiederverwendung. In Projekt HypoWave+ begleitet der Forschungsverbund in der Region Gifhorn die großtechnische Realisierung eines hydroponischen Systems mittels Wasserwiederverwendung. Auf einer Anbaufläche von einem Hektar sollen jährlich ca. 600–700 Tonnen Gemüse erzeugt werden.

Forschungsansatz

Ziel des transdisziplinären Forschungsverbundes ist es, eine neue Form von regionaler Gemüseproduktion zu etablieren. Basierend auf den Ergebnissen des Forschungsprojekts HypoWave entschieden sich Landwirte in der Region Gifhorn zur Gründung eines Unternehmens, das hydroponisch erzeugtes Gemüse produziert. HypoWave+ begleitet dieses Vorhaben wissenschaftlich und geht offenen Fragestellungen nach in den Bereichen Wasseraufbereitung, Gemüseproduktion, intelligente Steuerungstechnik, Qualitätsmanagement und institutionelle Arrangements. Damit soll die Marktfähigkeit von hydroponisch erzeugtem Gemüse mittels umweltschonendem Wasserrecycling weiterentwickelt werden, mit dem Ziel, es an anderen Standorten ebenfalls anzuwenden. 

Im Rahmen von HypoWave+ beschäftigt sich das Team des ISOE insbesondere mit dem integrierten Qualitätsmanagement, das für einen ganzheitlichen Blick auf den Prozess von der Wasseraufbereitung bis zum Verkauf des produzierten Gemüses steht. Zudem bearbeitet das ISOE die institutionellen Fragestellungen im Rahmen der Implementierung und arbeitet gemeinsam mit den Akteuren vor Ort an Fragen der Kooperation und Akzeptanz; auch die Qualität der Prozesskette ist hier ein wichtiges Thema. Darüber hinaus ist das ISOE durch die Übernahme der Projektkoordination für die Qualität der transdisziplinären Arbeit im Verbund verantwortlich sowie für den Wissenstransfer.

Hintergrund

Klimawandel, Urbanisierung und Verschmutzung der herkömmlichen Wasserressourcen führen in den nächsten Jahrzehnten regional zu verschärften Konkurrenzen um die Nutzung der knapper werdenden Ressource Wasser. Gleichzeitig gibt es eine wachsende Nachfrage nach regional und ressourcenschonend produziertem Gemüse. Für die Bewässerung in der Landwirtschaft kann umweltschonendes Wasserrecycling zur Erhöhung des Wasserangebots dienen. Bisher fehlt es an einer großtechnischen Umsetzung des pilotierten HypoWave-Konzeptes. Diese Aufgabe wird nun im Folgeprojekt HypoWave+ angegangen. 

Projektpartner

• Institut für Siedlungswasserwirtschaft, Technische Universität Carolo-Wilhelmina zu Braunschweig
• Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB
• Universität Hohenheim
• IseBauern GmbH & Co.  KG
• Wasserverband Gifhorn
• Abwasserverband Braunschweig
• aquatune GmbH, a Xylem brand
• Ankermann GmbH & Co. KG
• Huber SE
• INTEGAR – Institut für Technologien im Gartenbau GmbH

Förderung

Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) fördert das Verbundprojekt „HypoWave+ – Implementierung eines hydroponischen Systems als nachhaltige Innovation zur ressourceneffizienten landwirtschaftlichen Wasserwiederverwendung“ zur Fördermaßnahme „Wassertechnologien: Wasserwiederverwendung“ im Rahmen des Bundesprogramms „Wasser: N“. Wasser: N ist Teil der BMBF-Strategie Forschung für Nachhaltigkeit (FONA).

Publikationen

Winker, Martina/Diego Eufracio Lucio/Heide Kerber (2024): Wasserwiederverwendung in der spanischen Landwirtschaft. Wasser und Abfall 26 (3), 36-41

Fischer, Michaela/Thomas Dockhorn/Martin Zimmermann/Martina Winker (2021): Water reuse in hydroponic plant production: a new facet in agricultural food production. Book of Abstracts. 4th IWA Resource Recovery Conference - IWARR2021 Turkey (Virtual), 5.9-8.9.2021, 168-170