Strukturwandel im ländlichen Raum

Der ländliche Raum bietet die Rahmenbedingungen für eine langfristig positive Entwicklung und damit für eine höhere Wettbewerbsfähigkeit ganzer Regionen. Naturnähe, Übersichtlichkeit, Ruhe, nachbarschaftliche Hilfe – all dies sind Werte, die, in Verbindung mit dem größeren Raumangebot, von den Bewohnerinnen und Bewohnern geschätzt werden. Mängel in der Infrastruktur senken jedoch die Attraktivität. Hinzu kommen der demografische Wandel und die Veränderungen des Klimas. Es findet ein tiefgreifender Strukturwandel statt. Daher bedarf es ganzheitlicher, zukunftweisender Konzepte, um die positiven Aspekte zu erhalten und die ländlichen Regionen zu Innovationsräumen zu entwickeln.

Landwirtschaft wird smart

Eine zukunftsfähige Landwirtschaft sichert nicht nur die Versorgung mit Nahrungs- und Futtermitteln und liefert nachhaltige Rohstoffe. Sie ist gleichzeitig hocheffizient und schont die Ressourcen, von denen sie abhängig ist, allen voran Wasser, Böden oder begrenzte Nährstoffe. Sie stärkt durch moderne Anbaumethoden Biodiversität und Artenvielfalt auf ihren Feldern und sie bindet Reststoffe und -produkte wieder in Stoffkreisläufe ein. Sie leistet damit einen entscheidenden Beitrag zum aktiven Klimaschutz.

Wie muss eine landwirtschaftliche Produktion in der Zukunft gestaltet sein, um eines der grundlegendsten Bedürfnisse der Menschen – Ernährung – qualitativ und quantitativ zu erfüllen und dabei ökologisch sowie wirtschaftlich nachhaltig zu sein?

Die Antwort des Fraunhofer IFF: Wir arbeiten an konkreten und skalierbaren Lösungen für eine leistungsfähige, umweltfreundliche und ressourcenschonende Landwirtschaft. Dabei spielen die Nutzung modernster Landtechnik, wie smarte Sensoren oder neueste Antriebstechnik eine entscheidende Rolle. Künftig wird die Landwirtschaft auch weitgehend digitalisiert sein. So setzen wir beispielsweise maschinelles Lernen ein, um frühzeitig die Gesundheit von Pflanzen, ihre Versorgung mit Nährstoffen und Wasser oder einen Schädlingsbefall zu erkennen. Eine Echtzeitvernetzung der Landtechnik mithilfe der 5G-Technologie bringt Vorteile in Kosten- und Ressourceneffizienz. Wir denken Landwirtschaft ganzheitlich und über den ländlichen Raum hinaus. So sichern wir eine nachhaltige Erzeugung und Nutzung biobasierter Rohstoffe in der Industrie, z.B. indem wir Abfälle aus der Landwirtschaft effizient stofflich oder energetisch verwerten.  

Nachhaltige Forstwirtschaft

Ebenso wichtig für die Zukunft unseres Planeten wie auch für den Wohlstand unserer Gesellschaft ist eine nachhaltige Forstwirtschaft. Wälder bewahren nicht nur die Artenvielfalt und sind Klimaschützer. Die Produktion des Rohstoffes Holz ist aber genauso ein wichtiger Wirtschaftsfaktor, weil erneuerbare Ressourcen für die Industrie weiter an Bedeutung gewinnen.

Mit unserer Expertise in komplexen Logistiklösungen begleiten wir Forstwirte, indem wir holzbasierte Lieferketten optimieren oder mit digitalen Tools die Prozesse in der Forstwirtschaft verbessern. Durch Digitalisierung und Automatisierung lassen sich auch in der Forstwirtschaft erhebliche Effizienzpotenziale heben. So setzen wir beispielsweise neueste Sensortechnik für eine Waldzustandserfassung ein. Wir forschen an innovativen technischen Lösungen für eine digital unterstützte Planung und Bewirtschaftung. Dabei betrachten wir das Ökosystem Wald als Ganzes wie auch die individuellen Mehrwerte.

Energiewende sichert Wertschöpfung im ländlichen Raum

Die Energiewende kann ohne einen Strukturwandel im ländlichen Raum nicht gelingen. Umgekehrt treibt die Energiewende den Strukturwandel voran. Nur hier gibt es die notwendigen Flächen für Windkraft-, Photovoltaik- und Wasserstoffanlagen. Hier werden die Rohstoffe produziert, aus der Bioenergie gewonnen wird. Hier entstehen moderne dezentrale Energiesysteme. Im ländlichen Raum findet die Energiewende statt, die wir mit innovativen Technologien und smarten Energiemanagementlösungen mitgestalten.

Wir verbinden urbane und ländliche Gebiete mit smarten, bedarfsgerechten Versorgungsinfrastrukturen. Unsere digitalen Werkzeuge ermöglichen z.B. die optimale Planung intelligenter Energieinfrastrukturen für eine zuverlässige und ökologische Stromversorgung in ländlichen Gebieten. Wir unterstützen Unternehmen auf ihrem Weg zu einer treibhausgasneutralen Kreislaufwirtschaft und binden sie aktiv in das Energienetz ein. So helfen wir mit, die Wertschöpfung in der Region nachhaltig zu sichern und den Strukturwandel ökologisch, ökonomisch und sozial verträglich zu gestalten.

 

Unsere Lösungen für den Strukturwandel im ländlichen Raum

 

Landwirtschaft

Barley Diversity: Innovationen für die Landwirtschaft

Mit Spektraltechnologien misst das Fraunhofer IFF in Kooperation mit der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg direkt auf dem Feld die Inhaltsstoffe von Getreidepflanzen und macht Prognosen bezüglich des Wachstums und der Leistung möglich – für Nutzpflanzen, die aus ökologischer und ökonomischer Sicht Vorteile bergen.

 

Energiewende

Smarte Energieversorgung für den ländlichen Raum

Eine sichere, zuverlässige und ökologische Stromversorgung ist gerade in vielen ländlichen Gebieten nicht immer selbstverständlich. Mit einem neu entwickelten interaktiven Planungswerkzeug lassen sich neu entstehende Energieinfrastrukturen in ländlichen Gebieten optimal planen und errichten.

 

Energiewende

Unternehmen sind aktiver Teil der Energiewende

Neue, intelligente Netze und Technologien sollen die schwankende Verfügbarkeit des Ökostroms ausgleichen und die verschiedenen Produzenten und Verbraucher in Einklang bringen. Unternehmen, die selbst Energie aus Sonne und Wind oder eigenen Produktionsresten erzeugen, kommt dabei eine völlig neue Rolle zu. Diese »Prosumer« sollen aktiv im Energienetz der Zukunft agieren und dabei helfen, es sicherer und stabiler zu machen.

 

Forstwirtschaft

Wälder nachhaltig und effizient bewirtschaften

Ökonomie und Ökologie miteinander verbinden? Oftmals ist das keine leichte Aufgabe – so auch bei der Bewirtschaftung von Wäldern, etwa bei der Wegeerschließung. Ein neuartiges Tool hilft, die optimalen Lösungen zu finden, sowohl für die Natur als auch fürs Portemonnaie.

 

Energiewende

Net Zero Energy – Die neue Energieeffizienz

Das Thema Energie ist mit der Evolution zu Industrie 4.0 noch komplexer geworden. Industrieunternehmen sehen sich nicht mehr nur mit Anforderungen an Effizienz und sich ändernden gesetzlichen Rahmenbedingungen bei gleichzeitiger Volatilität erneuerbarer Energien konfrontiert. Sie müssen auch die fortschreitende Digitalisierung, die Resilienz ihrer Infrastrukturen und weiter steigende Energiekosten im Blick behalten.
 

Forstwirtschaft

Versorgung mit nachwachsenden Rohstoffen

Nachhaltige und klimaschonende Logistik zahlt sich aus. Die Gestaltung ressourcenschonender Logistikprozesse ist aus ökologischer und ökonomischer Sicht sinnvoll, um diese auch unter sich verändernden Klima- und Umweltbedingungen wirtschaftlich, effizient und verantwortungsvoll betreiben zu können.

 

Landwirtschaft

Digitale Tools für die smarte, zukunftsfähige Landwirtschaft

Im Projekt »COGNAC« forschen acht Fraunhofer-Institute unter der Leitung des Fraunhofer IESE in Kaiserslautern an Lösungen für das Smart Farming, die Landwirtinnen und Landwirte dabei unterstützen, ihre landwirtschaftlichen Produkte sowohl effizient und qualitativ hochwertig als auch umwelt- und ressourcenschonend zu produzieren. 

 

Energiewende

Wasserstofffabrik der Zukunft

Wasserstoff ist ein wichtiger Baustein für das Gelingen der Energiewende. Für die Industrie bietet er die umweltschonende Möglichkeit, sich mit Strom, Wärme und Mobilität zu versorgen. Umweltfreundlich ist der Energieträger jedoch nur, wenn er mit regenerativen Energien erzeugt wird. Hier bietet das Fraunhofer IFF bedarfsgerechte, dezentrale und modulare Lösungen zur Produktion und Verteilung von grünem Wasserstoff.

 

Landwirtschaft

Hyperspektrale Soft-Sensorik für das Monitoring im Weinbau

Der Weinanbau ist ein Wirtschaftszweig von globaler Bedeutung mit hohen Ansprüchen an die Erzeugerqualität. Mittels eines durchgehenden digitalen und durch Sensoren unterstützten Monitorings soll frühzeitig auf Risiken reagiert werden. Die Anforderungen an solch ein Monitoringsystem unterscheiden sich erheblich je nach Anbauregion. Notwendig sind hier Machine-Learning-Technologien, die sich schnell und effektiv an konkrete Aufgabenstellungen anpassen lassen.

 

Forstwirtschaft

Monitoring des Gesundheitszustands von Eschen

Das Fraunhofer IFF setzt für das Monitoring des Gesundheitszustands von Bäumen und Waldflächen auf Hyperspektralmesstechnik. Diese räumlich und spektral hochaufgelösten Aufnahmen und die Auswertung mit Methoden des maschinellen Lernens geben Auskunft über den allgemeinen Gesundheitszustand der untersuchten Eschen und über einen möglichen Befall mit dem Pilz Falsches Weißes Eschenstängelbecherchen, der das Eschentriebsterben verursacht.

 

Energiewende

Kiel als Reallabor für E-Mobilität

Im Projekt KielFlex soll Kiel fit gemacht werden für die elektrische Zukunft. Dafür wird die gesamte Stadt in ein Labor verwandelt. Das Projekt berücksichtigt den gesamten öffentlichen und privaten Verkehr zu Lande und zu Wasser. Projektziel: verkehrstechnisch bedingte Emissionen, insbesondere NOx, zu reduzieren.

 

Landwirtschaft

Früherkennung von Krankheitssymptomen im Obstanbau

Die Apfeltriebsucht und der Birnenverfall sind im europäischen Obstanbau weit verbreitet. Fraunhofer-Forscherinnen und -Forscher suchen gemeinsam mit Partnern nach Wegen, die Krankheitssymptome frühzeitig zu erkennen. Mit Satellitenbildern und Hyperspektralanalyse detektieren sie den Krankheitsbefall aus der Luft. Methoden des maschinellen Lernens sind dabei eine Schlüsseltechnologie zur Analyse der Krankheitssymptome.

 

Energiewende

Wasserknappheit und die Erzeugung von Wasserstoff

Grüner Wasserstoff, der mithilfe von Strom aus erneuerbaren Energien erzeugt wird, kann ein entscheidendes Bindeglied für die erfolgreiche Umsetzung der Energiewende sein. Wie aber lassen sich Wasserverfügbarkeit und Bedarf in der Energiewirtschaft in Einklang bringen? 
 

Energiewende

WindNODE – Das Schaufenster für intelligente Energie aus dem Nordosten Deutschlands

 

Energiewende

Inspektion von Windenergieanlagen mit dem »RotoKopter«

Mehr als 30.000 Windenergieanlagen gab es Ende 2018 bereits in Deutschland, die meisten von ihnen onshore. Die gigantischen Anlagen zu inspizieren, Schäden frühzeitig zu erkennen und so eine einwandfreie Funktion zu gewährleisten, ist eine logistische Herausforderung. Der »RotoKopter« ist eine prototypische Lösung für die Außeninspektion der Rotorblätter.

Stichworte

Strukturwandel, ländlicher Raum, Energiewende, Energieversorgung, Klimawandel, Bioökonomie, Landwirtschaft, Smart Farming, erneuerbare Energie, Resilienz, Digitalisierung