Danksagung vom 03.12.2020
 

Unseren herzlichen Dank an ALLE 196 Investoren, die auch in diesen turbulenten Zeiten nachhaltige Entwicklungen voranbringen. Es ist eine tolle Finanzierung zusammengekommen, mit der wir jetzt richtig durchstarten können.

Das Team von IrrigationNets!

Aufzeichnung der Online Management Präsentation vom 18.11.2020

Mit IrrigationNets verdunsten wir salzfrei sehr große Mengen Meerwasser und produzieren so viele Millionen Kubikmeter kalte, feuchte Luft. Diese kalte, feuchte Luft nutzen wir zur Kühlung von PV-Solarkraftwerken (1 km), zur Förderung der Landwirtschaft in Dürregebieten (5 km) und zusätzlich bewässern wir ganze Wüsten im Umkreis von 250 km. So können wir bei breiter Umsetzung mehrere Milliarden Tonnen CO2 abbauen.

Die ewind Betreiber- und Vertriebs GmbH wurde bereits 2011 im Rahmen eines anderen Projektes im Accelerator-Programm von E.ON Agile gegründet. Danach diente das Unternehmen als rechtliche Grundlage für verschiedene Forschungsprojekte im Agrar- und Bewässerungssektor.

Während eines Bewässerungsprojekts in Tunesien besuchte ich auch das Privatgelände unseres Projektpartners. Die 5 Hektar Land sind seit vielen Generationen im Besitz der Familie und werden mit Olivenbäumen bebaut. Seit zwei Jahren nimmt der Salzgehalt des Brunnens (siehe linkes Bild) immer mehr zu, so dass das Wasser des Brunnens nicht mehr für die Bewässerung geeignet ist. Die robusten Olivenbäume überleben das, aber der Ertrag sinkt um über 70%, was bedeutet, dass sich die Arbeit nicht mehr lohnt. 

Eine klassische Meerwasserentsalzung ist für den Anbau mit Olivenbäumen leider viel zu teuer. Diese Erfahrung führte ein Jahr später zu der Idee für IrrigationNets.

Mit unseren Anlagen können wir zwar kein billiges Trinkwasser produzieren, aber wir können viel preiswerteres Meerwasser Salzfrei verdunsten lassen, was der Landwirtschaft auf andere Weise zugute kommt. Diese Unterstützung wird durch die Schaffung eines besseren Mikroklimas mit niedrigeren Temperaturen und höherer Feuchtigkeit erreicht. Das bedeutet auch, dass weniger Feuchtigkeit aus dem Boden verdunstet, was die Bodenversalzung verringert.

Die Energie für die Verdunstung gewinnen wir aus der warmen, trockenen Luft.

Wir brauchen nur eine Solarstromversorgung für unsere Pumpen.

Im Prinzip sind unsere Netze eine besondere Form von Gradierwerken, die Sie vielleicht aus einem Luftkurort kennen. In einem Gradierwerk hingegen zerspringen die Tropfen und geben somit  Salz in die Luft ab, was für Menschen mit Atembeschwerden sehr gesund ist. Für Solarkraftwerke und die Landwirtschaft wäre dies jedoch schädlich. Stattdessen hängen in unseren Netzen Milliarden winziger Wassertröpfchen mit geringem Windwiderstand in der Luft. Millionen von Tröpfchen laufen ständig langsam über diese Netze, tragen Staub und Salz mit sich fort und füllen die anderen Tropfen wieder auf.

Dadurch entsteht eine sehr große Oberfläche, was wiederum zu einer hohen Verdunstungsrate und Kühlung führt. Wie bei Wäldern kann so die Temperatur je nach relativer Luftfeuchtigkeit um bis zu 15°C gesenkt werden. Die Natur zeigt uns dies schon seit langem.

Unsere Entwicklung betrifft nicht nur die Landwirtschaft, sondern auch die nächste Generation von Solarkraftwerken. Normale Solarkraftwerke kennt jeder, doch aktuell kommen die ersten Agro-PV (Photovoltaik) Anlagen auf den Markt.

Unter einem solchen Agro-PV Kraftwerk ist gleichzeitig ein wassersparender Anbau in Teilverschattung möglich.

Die Pflanzen bekommen dadurch zwar weniger Sonne, aber in Gegenden mit einer mehr als doppelt so hohen Sonneneinstrahlung wie in Deutschland ist das ein Vorteil. Selbst bei einem Dürrejahr in Deutschland hat sich eine Agro-PV Anlage des Fraunhofer Instituts bereits als positiv erwiesen und aufgrund der verbesserten Feuchtigkeit den Ertrag um bis zu 20% gesteigert. Das ist durch die doppelte Flächennutzung für Lebensmittel und Energieerzeugung ein wichtiger Schritt in die richtige Richtung.

Wir gehen mit IrrigationNets jedoch noch einen großen Schritt weiter. Mit unserer salzfreien Meerwasserkühlung und –befeuchtung produzieren wir (kühlungsbedingt) mehr zusätzlichen Strom als unsere Kühlung verbraucht und ermöglichen somit einen wirtschaftlichen Anbau mit Meerwasser in Wüsten. Diese Meerwasserkühlung können wir direkt in die Agro-PV Anlagen integrieren und auf diese Weise die Anlagen besonders wirtschaftlich errichten.

Die Kühlung befindet sich nur am Eingang auf den ersten Metern der Agro-PV Anlage und steht in Hauptwindrichtung. Die nächsten 500 Meter lassen sich über Gebläse kühlen, wobei jedes einzelne Gebläse 26.500 m3 / h bei gerade einmal 0,65 kW Stromaufnahme bewegt. Da ein gekühltes Solarmodul bis zu 20% mehr Stromausbeute erbringt und die Haltbarkeit um bis zu 30% steigt, erzeugen wir mit der Kühlung mehr zusätzlichen Strom, als durch unsere Kühlanlage und Gebläse verbraucht werden.

Solarkraftwerke können somit zukünftig nicht nur Strom produzieren, sondern gleichzeitig auch Landwirtschaft in Regionen bieten, wo das bisher gar nicht möglich war. Man kauft also ein etwas teureres Solarkraftwerk, hat dafür aber gleichzeitig ein Gewächshaus mit Kühlung, Entsalzung und Bewässerung.  Wenn man zusätzlich für einen besseren Windschutz auf dem Feld sorgt, wirkt sich die Solarkühlung auch auf die umgebenden Ackerflächen im offenen Feldbau positiv aus. Wie stark diese Auswirkungen sind, wollen wir mit dem Referenzprojekt mit dem Fraunhofer Institut in Chile belegen. Mit einer extremen Trockenheit und der weltweit höchsten Sonneneinstrahlung von fast der dreifachen Stärke wie in Deutschland, stellt dieses Projekt ideale Bedingungen für unsere Lösung.

Die besonders gute Wirtschaftlichkeit des Systems ist durch den gleichzeitigen Doppelnutzen für die PV-Anlage und die Landwirtschaft gegeben. Obwohl der Vorteil auf der Hand liegt, muss erst der Nachweis der Wirtschaftlichkeit in einer Referenzanlage erbracht werden, bevor man erste Kunden gewinnen kann.

Zusammen mit der Firma Jos Hansen & Söhne GmbH bauen wir derzeit auch schon die nächste Generation von containerbasierten Anlagen, wo wir die Verdunstungskühlung mit klassischen Wärmepumpen kombinieren.

Diese Anlagen können selbst bei 50°C Außentemperatur eine Zieltemperatur von 12°C bieten. Damit kommen wir folglich in den Bereich der klassischen Gebäudekühlung für größere Industriehallen und können nebenbei in geringem Umfang von 1000 Liter / Tag auch noch Trinkwasser generieren. Aufgrund der sehr kostengünstigen Verdunstungskühlung als Vorkühlung für die Wärmepumpen sind diese Kältemaschinen besonders energieeffizient.
Diese zweite Bauform eröffnet uns mit der Gebäudekühlung neben der Agro-PV einen weiteren Marktbereich in den Küstenbereichen trockener Länder.

Wir verwenden ein hochwirksames, sehr preiswertes Verdampfermaterial. Dies ermöglicht uns, sehr große Verdunster zu niedrigen Kosten zu bauen, die auch salzfrei mit Meerwasser arbeiten können. Durch diese große Skalierung bis in den Gigawattbereich sind völlig neue Anwendungsbereiche wie die Kühlung von PV-Kraftwerken und die offene Landwirtschaft möglich. Es handelt sich zudem um eine einfache und robuste Low-Tech-Lösung, die leicht zu warten ist.

Eine zukünftige windbetriebene Großanlage von 8m Höhe, 2m Breite und 2000m Länge würde pro Stunde 10 Millionen Liter salzfreies Meerwasser verdunsten und eine Kühlleistung von 6,3 GW erreichen. Dies entspricht in etwa der Kühlleistung des Kühlturms eines Kernkraftwerks, die mindestens einen zweistelligen Millionenbetrag wert ist.

Solche Anlagen wären eine große Hilfe für Hunderte von Kleinbauern im Umkreis von mehreren Kilometern und würden die Versorgungssicherheit einer ganzen Region gewährleisten. Bevor wir dies realisieren können, müssen wir zunächst die großen Auswirkungen der Technologie mit kleineren Anlagen bestätigen.

Um dem Klimawandel entgegenzuwirken, müssen die Kunden mit unserem Produkt Geld verdienen. Nur wenn sich eine Investition finanziell lohnt, wird sie auf breiter Ebene umgesetzt. Alle Maßnahmen, die auf Subventionen oder Spenden angewiesen sind, können sich nicht hunderttausendfach ausbreiten und damit einen globalen Unterschied machen.

Neben den Vorteilen für Investoren bietet unser System aber auch einen großen ökologischen Zusatznutzen.

Die Besonderheit ist, dass wir mit dem  Wind die natürliche Feuchtigkeitsverteilung nutzen und somit sehr große Mengen an Trinkwasser über viele Kilometer durch die Luft verteilt werden.

Schon ein schwacher Wind der Windstärke 2 (= 11 km/h) trägt die Feuchtigkeit tagsüber bis zu 250 km weiter ins Landesinnere, wo die zusätzliche Feuchtigkeit am Morgen in Form von Morgentau abgegeben wird. Das ist eine Mikrobewässerung für jeden einzelnen Grashalm auf einer Fläche von mehreren tausend Hektar. Das bedeutet, dass nur sehr wenig zusätzliche Feuchtigkeit in Form von Morgentau eintrifft. Diese nur geringfügig bessere, aber regelmäßige Versorgung kann bei Wüstenpflanzen einen entscheidenden Unterschied machen, das Überleben der Pflanzen sichern und ihr Wachstum steigern.

Diese Form des Wassertransports wird in Brasilien durch die Regenwälder ausgelöst und wird dort "die fliegenden Flüsse" genannt.

Mit der Entwicklung von IrrigationNets verfolgen wir zwei Ziele. Zum einen soll das Unternehmen natürlich profitabel sein und eine hohe Rendite erzielen.

Dies wird vor allem durch den von der Crowd finanzierten Bau unserer eigenen Agro-PV-Solarkraftwerke erreicht. Die Crowdfinanzierung ist dann Teil des Eigenkapitals, und 50 % der Projekte ab 5 MW werden dann durch eine klassische Bankfinanzierung abgesichert.

Die Anlagen werden dann vom Unternehmen selbst betrieben, bis das fertige Kraftwerk vollständig an andere Investoren verkauft werden kann.

Genauso wichtig ist es uns aber auch, in den kommenden Jahren weltweit positive Auswirkungen auf die Umwelt in Dürregebieten zu erzielen. Für uns bedeutet dies, dass wir in den nächsten zehn Jahren über 10.000 IrrigationNets-Kühlsysteme installieren wollen. Dies kann nur durch den Verkauf von Systemen als Lieferant für PV-Projekte und für die Landwirtschaft geschehen. Der margenschwache Verkauf von Kühlsystemen für fremde Agro-PV-Kraftwerke Dritter ist jedoch der Multiplikator für eine breite Verbreitung dieser Technologie.

Mit dem ersten Forschungsprojekt wollen wir die wissenschaftliche Grundlage für eine Amortisationsberechnung legen und dann im nächsten Schritt über die Crowd das notwendige Eigenkapital von 1 Mio. € für ein zu 50% bankfinanziertes profitables "Mikroprojekt" über 2 MW aufbringen.

Mit dieser Referenz werden wir dann die nächste Wachstumsfinanzierung für eine breite Einführung dieser Technologie in Angriff nehmen.

Der nächste Meilenstein wird dann die Ausweitung eines reinen B2B-Ansatzes mit dem Verkauf der Kühlsysteme von IrrigationNet an andere PV-Projektentwickler sein.

Der globale PV-Solarmarkt installiert derzeit jährlich laut der Internationalen Energie Agentur über 2400 Gigawatt neuer Leistung. (https://www.iea.org/renewables2019)

Wenn davon zukünftig nur 5% als Meerwasser Agro-PV installiert werden, ist das ein jährliches Volumen von über 120 Milliarden $.

Den Markt für diese neue Form der Meerwassernutzung und Solarkraft schätzen wir sehr viel größer als 120 Milliarden $ ein. Das Potential liegt bei weit über 10.000 Kühlanlagen sowie 1.000 neuen Solarkraftwerken auf 200.000 km Küstenlinie in über 40 dürregeplagten Ländern. Bis zu 10 km ins Landesinnere finden wir inzwischen in vielen Gegenden versalzenes Grundwasser vor. Das Stichwort für eine Recherche hierzu lautet: „Saltwater Introusion“.  Es gibt jedoch auch weit im Landesinneren große Probleme mit salzhaltigem Grundwasser. Beispiele hierfür sind Jordanien (Landwirtschaft nur mit Entsalzungsanlagen), der Norden Kenias, die algerische Wüste, der Norden von Paraguay sowie viele Standorte in Bolivien und Chile.

Das Fraunhofer Institut hat in Chile bereits ein laufendes Agro-PV Projekt, (https://www.fraunhofer.cl/content/dam/chile/es/documents/AgroPV%20folleto.pdf) wo schon seit über drei Jahren Langzeiterfahrungen und Messwerte vorliegen.

Durch eine nachträgliche Erweiterung des Projektes sparen wir uns eine eigene Agro-PV Anlage, die Landwirtschaftliche Nutzung, die Sensorik sowie die Kosten für die laufende Evaluation, da diese bereits vollständig über das auf fünf Jahre ausgelegte Projekt des Fraunhofer Insitutes abgebildet wird.

Das ist für uns eine Kostenersparnis über 250.000 Euro und senkt massiv unseren organisatorischen Aufwand. Das Projekt wird zudem von den vor Ort lebenden deutschen Wissenschaftlern des Fraunhofer Instituts betreut.

Der Standort selbst hat noch keine Einschränkungen in der Wasserversorgung, bietet jedoch sehr gute Voraussetzungen für die wissenschaftliche Untersuchung unserer Anlage.

In der Basisversion wird das Geld wie folgt verwendet:

Im Basisszenario können wir vor allem die landwirtschaftlichen Aspekte der Bewässerungsanlage belegen. Wir werden den Strom aus der bestehenden Agro-PV-Anlage verwenden. Für eine effektive Kühlung einer Agro-PV-Anlage benötigen wir jedoch eine etwas geschlossenere Form der Agro-PV-Anlage, bei der ein richtiger Giebel gebildet wird (Ost/West-System).

Ein solches Agro-PV-"Gewächshaus" ist Teil des Zielszenarios. Fast das gesamte zusätzliche Kapital fliesst dann in das PV-System - bei fast gleicher Grösse des Kühlsystems.

Das geplante Agro-PV-Gewächshaus wird dann 100 m lang, 3 m hoch und nur 6 m breit sein. Die Seiten werden mit UV5-Gewächshausfolien für eine bessere Luftzirkulation abgedeckt. Für spätere Pflanzen wird es mehrere Reihen von 500 m geben, wobei nur die Außenseiten der großen Anlage verkleidet werden müssen.

In diesem Fall werden 40 % lichtdurchlässige Glas/Glas-PV-Module verwendet, um auch in dieser geschlosseneren Ausführung eine ausreichende Sonneneinstrahlung für die Pflanzen zu gewährleisten.

2017

Erste Versuchsanlage

2018

Zweite Versuchsanlage

2019

Erfolgreiche 10.000 € Spenden-Crowdfunding auf Kickstarter (https://www.kickstarter.com/projects/999580095/1-mrd-tonnen-co2-durch-wustenbegrunung-binden )

Erste Referenzanlage in Deutschland zur Kühlung eines klassischen Solarkraftwerks

Aufnahme in die SET-100-Liste bei der DENA

Fachmesse Baumschultechnik-2019 mit Jos Hansen mit über 90 interessierten Fachbesuchern am Stand

Medienberichterstattung:

• Artikel im Tagesspiegel über IrrigationNets
• Artikel in der Zeitschrift Umwelt-Panorama über den Nutzen von IrrigationNets als Ersatz für einen kleinen Wald
• Artikel im Blog von Herrn Karl-Heinz Land über unsere neue "wasserfreie Bewässerung". Herr Land setzt sich ebenfalls für die Begrünung und Aufforstung der Wüsten ein
• Erfolgreiche Kickstarter-Spenden Kampagne
• Artikel im PV-Magazin 

•     Profitable Meerwasser-Landwirtschaft als neue Alternative zum Regenwald Brandrodung
•     Impact-Investitionen mit hohem Renditepotenzial und breiter Wirkung zur unmittelbaren Klimaverbesserung
•     Sicherung der Trinkwasserversorgung durch Einsparungen in der Landwirtschaft, die einen großen Teil (80%) des Trinkwassers verbraucht
•     Ernährungssicherheit in Dürregebieten
•     Große Skalierbarkeit mit Hilfe von 2000 auf dem Markt bekannten EPC-Unternehmen (PV-Solarprojektentwickler)
•     Bei breiter Umsetzung können durch die Begrünung von Wüsten Milliarden Tonnen CO2 reduziert werden
•     Hilfe für Landwirte, deren Grundwasser versalzen ist

Weitere Anwendungsbereiche, die ebenfalls mittel- bis langfristig erschlossen werden können:

Sole-Verarbeitung

In Kombination mit klassischen Entsalzungsanlagen können die Sole-Rückstände aus der Entsalzung von den IrrigationNets-Anlagen weiterverarbeitet werden. Weltweit gibt es etwa 16.000 große Entsalzungsanlagen.

Reine landwirtschaftliche Anlagen

In Gebieten mit sehr niedrigen Strompreisen ist eine Kombination mit Solarkraftwerken nicht wirtschaftlich. Hier wollen wir mittelfristig eine NON-Solar-Lösung anbieten, die speziell für die großflächige Bewässerung von Dürregebieten konzipiert ist.

Viehzucht und Weidewirtschaft

Der Chaco befindet sich im Norden Paraguays. Dieses landwirtschaftliche Gebiet von mehreren Millionen Hektar verfügt über große Mengen salzhaltigen Grundwassers. Das Wasser kann nur zum Tränken des Viehs, nicht aber zur Bewässerung verwendet werden. Dieses Gebiet wird weitgehend für die Weideviehhaltung genutzt und wurde früher durch die Feuchtigkeit der Regenwälder sehr gut versorgt. Diese Form der Versorgung ist seit Jahren rückläufig. Das IrrigationNets-System eignet sich besonders gut für die Weideviehhaltung, da es die Feuchtigkeit durch den Wind über eine große Fläche verteilt. Das kontinentale Klima mit seinen großen Temperaturunterschieden zwischen Tag und Nacht sorgt für eine optimale Taubildung am Morgen. Daher wird nicht jede Fläche täglich versorgt, aber sehr große Flächen werden regelmäßig besser versorgt, was zu einem viel besseren Wachstum auf einer sehr großen Fläche führt.

Kühlung von Ställen und Industriehallen

Schon heute werden viele Ställe und Industriehallen durch Verdunstungskühlung gekühlt. Der folgende Anbieter http://www.tecnocooling.com/_en/index.html verwendet ein Nebelsystem, das mit Trinkwasser arbeitet

Weitere Anwendungsbereiche sind die Staubvermeidung, die Tabakproduktion, Gewächshäuser, Lagerhäuser und die Außenkühlung. Mit IrrigationNets lassen sich diese Anwendungen auch nachhaltig und salzfrei mit Meerwasser realisieren.

Luftwäsche

Mit dieser Kühlung können Dachanlagen in der Stadt nicht nur den Stromertrag erhöhen, sondern auch zur Reduzierung der Feinstaubbelastung und zur Kühlung der Stadt beitragen.

Floating Solar

In Zusammenarbeit mit SolarAnts werden wir in Zukunft schwimmende Systeme für Seen, Stauseen und ruhige Gewässer anbieten können. Die Kühlung kommt dem Wasser in mehrfacher Hinsicht zugute, da gleichzeitig der Sauerstoffgehalt erhöht wird. Darüber hinaus zeichnen sich die Systeme durch eine sehr gute Wartbarkeit und Sturmsicherheit aus. Aufgrund der verwendeten Standardmaterialien können auch große Projekte im Bereich von mehreren hundert Megawatt ohne lange Vorlaufzeiten realisiert werden.

Aufforstung

Wie man zum Beispiel im Film "Das Salz der Erde" von dem Fotograf Sebastião Salgado erfährt, war deren Aufforstung auf 600 Hektar im ersten Jahr noch mit 60% Verlust an jungen Bäumen verbunden. Im zweiten Jahr waren es nur noch 40% Verlust bei neuen Anpflanzungen und im dritten noch wesentlich weniger. Dabei wurden die Anpflanzungsmethoden nicht geändert, sondern die besseren Erfolge werden lediglich auf die bereits vorhandenen Anpflanzungen als Ursache zurückgeführt.

Geringe Verbesserungen der Rahmenbedingungen können also im Grenzbereich zwischen verdursten und überleben einen entscheidenden Unterschied bewirken.

Unterstützter Trockenfeldbau

Versuche im Trockenfeldbau zeigen, dass schon geringe Unterschiede in den Rahmenbedingungen sehr große Auswirkungen auf das Wachstum haben können.

Für den Anbau im Trockenfeldbau eignen sich besonders hoch aromatische Kräuter und Gewürze für natürliche Heilmittel. Anbei dazu ein paar Bilder aus einem Trockenfeldbauversuch der Firma Bionica 2016 auf Mallorca. Die Umstellung der Landwirtschaft auf den Trockenfeldbau wird auf Mallorca übrigens finanziell vom Staat gefördert, um die Trinkwassersituation zu entlasten.

Die verschiedenen Bewässerungsarten werden hier (oben links) vom Prinzip her noch einmal dargestellt. Bei Pflanzen, die durch Mikrobewässerungsanlagen versorgt werden, breiten sich die Wurzeln nur in der Komfortzone aus, die gut mit Feuchtigkeit versorgt ist. Oberirdisch gedeit die Pflanze prächtig, nimmt aber mit dem unterentwickelten Wurzelwerk nicht sehr viele Nährstoffe auf. Wir erhalten also mit Mikrobewässerung einen hohen Ertrag, der aber von niedriger Qualität ist.

Anders beim Trockenfeldbau: Hier haben wir ein sehr gut entwickeltes Wurzelwerk. Die Pflanze muss starke Aromen ausbilden, was den osmotischen Druck erhöht. Nur so kann die Pflanze auch bei der geringen Boden-feuchtigkeit noch Wasser aus dem Boden ziehen. Die Pflanzen werden sehr stark und robust, da sie um ihr Überleben kämpfen müssen. Das geht jedoch zu Lasten des Ertrags und einige Pflanzen verlieren den Überlebenskampf auch.

Mithilfe von IrrigationNets können wir hier einen Mittelweg bieten. Durch die Verwendung von Meerwasser und keine direkte Bewässerung handelt es sich noch immer um einen förderfähigen Trockenfeldbau. Jedoch sorgen die niedrigeren Temperaturen und höhere Luftfeuchtigkeit sowie die zusätzlichen Mengen an Morgentau für eine wesentlich bessere Grundversorgung und eine erhöhte Wachstumsrate.

Wir rechnen dabei mit bis zu dreifach höheren Erträgen. Grundlage für diese Schätzung ist die Aufstellung oben rechts für die Produktionsraten von Hirse pro Hektar aus verschiedenen Ländern. In der Türkei wird 15-mal mehr Hirse pro Hektar produziert als im Sudan, was vor allem den härteren Umweltbedingungen und schlechten Anbaumethoden im Sudan geschuldet ist. Die Statistik bezieht sich dabei auf den Anbau durch Agrarkonzerne und nicht auf Kleinbauern. Erhöhte Produktionsraten von Faktor 3 sind durch bessere Umweltbedingungen also eher konservativ geschätzt.