Neueste Technik soll Moore schützen

Als wichtige Kohlenstoffspeicher müssen zukünftig auch die Moorböden im Naturpark Thüringer Wald geschützt und trockengelegte Moore wieder vernässt werden. Damit sie dennoch auch weiterhin landwirtschaftlich genutzt werden können, hat sich das in Ilmenau ansässige Unternehmen Kompass GmbH mit Wissenschaftlern der Technischen Universität Ilmenau zusammengetan, um eine neuartige, drahtlose Sensorik mit unterirdischer Funkkommunikation zu entwickeln. Unter dem Projekttitel: „Comsens+“ (Communication Sensors for Sustainable Environments) startete kürzlich im Naturparkzentrum Thüringer Wald in Friedrichshöhe ein dreijähriges Forschungsvorhaben mit dem Landschaftspflegeverband Thüringer Wald als Praxispartner. Das Hauptziel des Pilotprojektes besteht in der Entwicklung eines Monitoringsystems zur Überwachung der Emission von Treibhausgasen von Mooren im Naturpark mit neuartiger, drahtloser Sensorik. Olaf Mollenhauer, Geschäftsführer von Kompass, und Florian Meusel, Vorsitzender des Landschaftspflegeverbandes Thüringer Wald, haben eine Kooperationsvereinbarung unterzeichnet, in der erste Nutzungsszenarien festgehalten sind. Im kommenden Jahr soll es bereits erste Ergebnisse geben. Die Kompass GmbH entwickelt in Zusammenarbeit mit der Technischen Universität Ilmenau (Fachgebiet Zuverlässige Maschine-zu Maschine Kommunikation) in enger fachlicher Kooperation mit dem Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ) Leipzig (Department Monitoring- und Erkundungstechnologie) eine neuartige Funktechnologie in Verbindung mit innovativen Gas-Sensoren zu einem drahtlosen Monitoringsystem. Gemeinsam mit dem Praxispartner, dem Landschaftspflegeverband Thüringer Wald, findet die Erprobung der Pilotanlage in der Flur um Friedrichshöhe statt. Das Pilotprojekt dient der zukünftigen Überwachung der Emissionen von Treibhausgasen von Mooren und landwirtschaftlichen genutzten Flächen. Ziel ist die Bestimmung der Wechselwirkung zwischen dem Wasserhaushalt der Böden und der Menge der emittierten Gase, um eine gezielte Reduzierung zu ermöglichen, erklärt Diplomingenieur Olaf Mollenhauer.

Zwei Fliegen mit einer Klappe
Die Sensoren sollen sowohl die CO2- Emission von Mooren als auch die Nitratbelastung von Grundwasser in landwirtschaftlich genutzten Böden überwachen, erläuterte Mollenhauer zum Auftakt in Friedrichshöhe. Auf Basis der gemessenen Werte können Maßnahmen zum Schutz von Umwelt und Gesundheit im Naturpark abgeleitet werden, ergänzt Florian Meusel. Die Mitglieder des Landschaftspflegeverbands Thüringer Wald setzen sich seit vielen Jahren für den Erhalt und die Renaturierung von Moorflächen ein. Sind sie doch wertvolle Klimaschützer: In ihrem natürlichen Zustand speichern sie mehr Kohlenstoff als alle Wälder der Welt zusammen. Der Grund dafür ist der hohe Wasseranteil im Boden. Um sie für die Land- und Forstwirtschaft nutzbar zu machen oder zu bebauen, wurden jedoch fast alle Moore sukzessive entwässert. Werden diese jedoch trockengelegt, befindet sich der Torf nicht mehr im Wasser. So gelangt Luft an das Pflanzenmaterial, und Mikroorganismen beginnen, die Pflanzenreste im Boden zu zersetzen. Dabei setzen sie erhebliche Mengen von CO2 frei und sind so für einen Großteil der Treibhausgasemissionen in Deutschland verantwortlich. Ein spannendes Thema, findet Ole Krautkrämer, Stationsleiter.

Moore schützen und gleichzeitig nutzen
Die Projektidee besteht darin, eine neuartige Sensorik und Funkkommunikation in der Erde zu entwickeln, die es ermöglicht, den Grundwasserspiegel im Moor nur so weit zu erhöhen, dass der Torfkörper im Wasser und der Kohlenstoff gebunden bleibt, die Oberfläche jedoch weiterhin landwirtschaftlich nutzbar ist, erklärt Professor Jörg Robert von der TU Ilmenau. Der innovative Ansatz besteht darin, dass jedes Sensorelement zum einen mit einem Funkmodul ausgerüstet wird, das nur einen geringen Energiebedarf hat und nicht auf Drittanbieternetze angewiesen ist, und zum anderen durch stark dämpfende Materialien, wie Ackerböden, senden kann, erläuterte Sebastian Linß von Kompass.

Im Gegensatz zu anderen Netzwerken erlaubt die Architektur dieses neuentwickelten, sogenannten „Low Power Wide Area Network“ (LPWAN) die parallele Übertragung von Daten durch eine große Anzahl von Sensoren – und das über viele Kilometer bei geringster Sendeleistung.

Die so erhobenen Daten werden in Zusammenarbeit mit dem Landschaftspflegeverband Thüringer Wald in eine zentrale Datenbank (Cloud) überführt, sagt Olaf Mollenhauer.

Die Projektpartner haben das Pilotvorhaben am Wochenende auf der internationalen Leitmesse für Ideen, Innovationen und neue Produkte „iENA 2024“ in Nürnberg am Gemeinschaftsstand des Innovationsnetzwerkes „Erinet“ der internationalen Fachwelt präsentiert.

Text: Jens Dahlems