Vergleichende Studie über Grünes Ammoniak in Düngemitteln

Anwendung von nachhaltigem grünen Ammoniak aus Rinderdung, grünem Ammoniak und handelsüblichen Ammoniakdüngern für effektive Ernteerträge, Nährstoffrückhaltung und Wirtschaftlichkeitsstudien im südlichen Afrika.

In enger Zusammenarbeit mit dem Namibian Green Hydrogen Research Institute wollen fünf Studierende der University of Namibia den Unterschied in dem Aufbau von Tomaten- und Kartoffelpflanzen zwischen Ammoniak-Gründünger aus Rinderdung, Dünger aus grünem Wasserstoff und handelsüblichen Düngemitteln untersuchen. Ihre Forschung wird sich insbesondere mit den Auswirkungen der Ammoniak-Gründünger auf den Ernteertrag und die Nährstoffbindung im Boden befassen. Auch die wirtschaftliche Rentabilität der lokal produzierten Ammoniak-Gründünger wird im Rahmen dieser Forschungsarbeit analysiert. Da Namibia mit der Produktion von grünem Wasserstoff als Brennstoff für kommerzielle und industrielle Zwecke beginnen soll, wird diese Forschung wichtige Informationen über seine Anwendung in der Landwirtschaft liefern, die eine sehr wichtige Rolle für den Lebensunterhalt und die Wirtschaft des Landes spielt.
Finanzierung
10.000 € - voll finanziert! 100%
Auszahlungen
3.420 € 34.2%
Projektfortschritt
Q2 / Q4 25%

Fakten

  • Land: Namibia
  • Region: Nördliche und südliche Region.
  • Projektkürzel: NAM-002
  • Projektstart/ Projektende: Juni 2023 – April 2024
  • Projektbudget: 80,336.00 NAD (ca. 10,000.00 €, Wechselkurs vom 30 April 2023)
  • Förderer: GIP AG
  • Stipendium pro Person: 2,354.00 NAD (ca. 684,00 €, Wechselkurs vom 30 April 2023)
  • Universität: University of Namibia
  • Lokaler Partner: Namibia National Students Organization (NANSO)
  • Anzahl Studierende: 5 Studenten, 1 Doktorand (1 weiblich)
  • Supervisor: Dr. Shafudah Natangue
  • 3E4A-Koordinator: Contimi Kenfack

Aktueller Stand

Die fünf Studenten haben gerade das erste von vier Quartalen ihrer Forschungsarbeit abgeschlossen, die darauf abzielt, drei verschiedene Arten von Düngemitteln auf Ammoniakbasis zu vergleichen: Dünger, der aus Rindermist, aus grünem Wasserstoff und aus handelsüblichem Dünger gewonnen wird. Die drei Düngemittel werden auf Tomaten- und Kartoffelpflanzen ausgebracht, um ihre Wirksamkeit zu analysieren. Parallel dazu wollen sie an der Konzeption eines Reaktors zur Herstellung von grünem Ammoniak nach dem Haber-Bosch-Verfahren arbeiten.

In diesem ersten Quartal konnten die Studenten mit einem Teil der geplanten Feldarbeit beginnen. Einer der drei Düngemitteltypen, die sie an Kartoffeln und Tomaten testen wollten, waren handelsübliche Düngemittel. Zu diesem Zweck sicherten sie sich insgesamt 84 Parzellen mit einer Fläche von je 7 m2. Auf diesen Parzellen konnten sie zwei Arten von handelsüblichen Stickstoffdüngern an insgesamt 4 Kartoffelsorten testen. Einige Kulturen wurden unbehandelt gelassen und dienten als Kontrolle. Der Versuch läuft bereits seit einigen Wochen, und die Ernten und Analyseergebnisse werden in den kommenden Quartalen vorliegen. Die beiden anderen Düngemitteltypen (aus Rindermist und aus grünem Wasserstoff) werden in den kommenden Quartalen ebenfalls getestet werden.

Da die Studenten Düngemittel auf Ammoniakbasis aus Rindergülle herstellen werden, ist ein Ammoniakextraktor erforderlich, der dies ermöglicht. In diesem ersten Quartal haben die Studenten damit begonnen, die notwendigen Schritte zu unternehmen, um das Material und die Komponenten für die Installation eines solchen Ammoniakextraktors zu kaufen. Dabei kam es zu kleineren Verzögerungen bei der Lieferung der relevanten Komponenten. Da alle Komponenten derzeit unterwegs sind, arbeiten sie an der Installation des Extraktors und werden ihn im Laufe des nächsten Quartals in Betrieb nehmen können.

Ein weiteres Ziel dieses Projekts ist die Durchführung einer Studie zur Untersuchung der wirtschaftlichen Tragfähigkeit von Ammoniak-Einnährstoffdüngern in Namibia. Zu diesem Zweck starteten die Studenten eine Machbarkeitsstudie zur Erforschung nachhaltiger und wirtschaftlich tragfähiger Anbaupraktiken unter Verwendung von ammoniakhaltigem Gründünger, der aus Rindermist, Handelsdünger und grünem Wasserstoff hergestellt wird. Ziel ist es, Politikern, Landwirten und der Agrarindustrie wertvolle Erkenntnisse für die Einführung nachhaltigerer und effektiverer Anbaumethoden zu liefern. Für diese eingehende Machbarkeitsstudie haben sich die Studenten für Feldversuche, Umfragen und Interviews mit Landwirten, politischen Entscheidungsträgern und Agrarexperten entschieden. Zu den Instrumenten der Datenerhebung gehören strukturierte Fragebögen und halbstrukturierte Interviewleitfäden. Nachdem der Ansatz und das Konzept für die Machbarkeitsstudie nun feststehen, werden sie im nächsten Quartal für die Datenerhebungsphase ins Feld gehen

Ein wichtiger Teil des Projekts ist die Konzeption eines Reaktors zur Herstellung von grünem Ammoniak nach dem Haber-Bosch-Verfahren. In diesem ersten Quartal haben die Studenten damit begonnen, die notwendigen Nachforschungen anzustellen und sich mit den entsprechenden Experten in Verbindung zu setzen, während sie an diesem Entwurf arbeiten. Eine Herausforderung, mit der die Studenten hier konfrontiert sind, ist die Nichtverfügbarkeit bestimmter Komponenten in Namibia und im gesamten südlichen Afrika. Wir stehen in ständigem Kontakt mit ihnen, um ihnen die notwendige Unterstützung zukommen zu lassen. Im nächsten Quartal wird es in diesem Bereich weitere Fortschritte geben.

Die Studenten bereiten den Boden vor und pflanzen Kartoffeln mit handelsüblichen Düngemitteln

Die Durchführung des ersten Quartals war insgesamt sehr erfolgreich, abgesehen von einigen kleineren Problemen mit der Verfügbarkeit einiger Komponenten konnten alle Aktivitäten wie geplant durchgeführt werden. Das zweite Quartal wird das wichtigste Quartal sein, da es den größten Teil der Feldarbeit beinhaltet. Die Studenten sind begeistert und freuen sich auf die nächste Phase des Forschungsprojekts.

Zweites Quartal

Das zweite Quartal war für die Studenten ein ereignisreiches Jahr. Sie konnten erhebliche Fortschritte bei ihren Forschungszielen erzielen.

Studenten auf dem Gelände der kommerziell betriebenen Kartoffelplantage

Eine sehr wichtige Aktivität im zweiten Quartal war der Abschluss des Aufbaus des Ammoniakextraktors. Nach einer Bestandsaufnahme und dem Kauf aller erforderlichen Materialien und Komponenten für einen solchen Ammoniakextraktor im ersten Quartal wurden die Teile schließlich zu Beginn dieses zweiten Quartals an die Studenten geliefert. Sie konnten den Ammoniakextraktor aufbauen und installieren, der es ihnen ermöglichen wird, aus Rinder- und Ziegenmist „grünes“ Ammoniak zu gewinnen, das sie anschließend in Düngemittel auf Ammoniumbasis umwandeln werden. Dieser neu hergestellte Ammoniumdünger aus Rinder- und Ziegenmist wird dann in den folgenden Quartalen an Pflanzen getestet. Das Studententeam setzt große Erwartungen in den Erfolg dieses Experiments und rechnet mit günstigen Ergebnissen.

Studenten auf dem Gelände der kommerziell betriebenen Kartoffelplantage

Da im Rahmen dieses Projekts auch eine Studie zur Untersuchung der wirtschaftlichen Tragfähigkeit von Ammoniak-Gründüngern in Namibia durchgeführt werden soll, war eine Machbarkeitsstudie zur Erforschung nachhaltiger und wirtschaftlich tragfähiger landwirtschaftlicher Praktiken unter Verwendung von Ammoniak-Gründüngern, die aus Rindergülle und Handelsdüngern hergestellt werden, ein integraler Bestandteil der Forschung. Ziel dieser Studie war es, die Durchführbarkeit von Ammoniak-Gründüngern zu bewerten, die damit verbundenen Risiken zu beherrschen und eine Anleitung für nachhaltige Entscheidungen zu geben. In diesem zweiten Quartal konnten die Studenten die Machbarkeitsstudie abschließen, die auf die Region Omusati im Norden Namibias ausgerichtet war. Im Rahmen dieser Machbarkeitsstudie wurde eine qualitative Methodik angewandt, und es wurden über 27 Landwirtschaftsexperten einbezogen. Die Ergebnisse zeigten, dass handelsübliche Düngemittel aufgrund der wahrgenommenen Vorteile für die Bodenqualität bevorzugt werden. Es wurde auch festgestellt, dass das allgemeine Bewusstsein für umweltfreundliche Alternativen wie die nachhaltig produzierten Düngemittel auf Ammoniakbasis sehr begrenzt ist. Darüber hinaus erwiesen sich die hohen Kosten als ein wesentliches Hindernis für die Einführung von Ammoniak-Gründünger. Die Studie empfiehlt, die Einführung von ammoniakhaltigen Gründüngern durch verschiedene Strategien in der Region Omusati, Namibia, zu fördern. Umfassende Bildungsinitiativen werden vorgeschlagen, um die Wissenslücke zu schließen. Darüber hinaus wird das Eintreten für politische Maßnahmen zur Senkung der Düngemittelkosten als entscheidend erachtet, um den Nutzen von Düngemitteln zu optimieren und die

Einrichtung des Ammoniak-Extraktors

Nachdem die Studenten im ersten Quartal die vier Kartoffelsorten gepflanzt hatten, brachten sie 0,12 kg Dünger pro Pflanze aus, um die Wachstumsmuster und Erträge innerhalb von 17 Tagen nach der Pflanzung zu verstehen. Ziel ist es, die Kartoffelproduktion zu optimieren, indem die effektivste Düngerart und -konzentration ermittelt wird. Der Versuch umfasst 84 Parzellen in drei Wiederholungen mit jeweils 34 Pflanzen. Da sich die Studenten dem dritten Quartal nähern, ist eine genaue Datenerfassung während der Ernte von entscheidender Bedeutung für die Bewertung der Düngewirkung. Schlüsselparameter wie Wachstumsmerkmale, Stickstoffnutzungseffizienz, Blattflächenindex, Biomasse und Ertragsmerkmale werden aufgezeichnet und im Rahmen einer Diplomarbeit erörtert; aus den Ergebnissen werden mögliche Veröffentlichungen abgeleitet. Die Daten werden mit erneuerbaren und grünen Ammoniumdüngern verglichen, um ihre Eignung zu bestimmen.

Einrichtung des Ammoniak-Extraktors

Nicht zuletzt hat das Team Fortschritte bei der Konzeption eines „grünen“ Ammoniak-Produktionsreaktors für den Tisch gemacht und die wesentlichen Komponenten skizziert, die für die tatsächliche Produktion im Land beschafft und in Betrieb genommen werden können. Der Schwerpunkt der Forschung liegt auf der Optimierung der Reaktorkomponente des Haber-Bosch-Verfahrens. Mehr dazu in den nächsten Quartalen.

SDGs

Primäre SDGs

Sekundäre SDGs

Wir danken der GIP AG für ihre Förderung!

Team

Simeon

Hamukoshi

Maria Ndalyewe Puyepawa

Nekandu

Syena Pendukeni Kresa

Paulus

Leonard

Tsheehama

George

Hamukoshi

Förderer

GIP AG