Arbeiten zur chemischen Gasquenche

Die Flugstromvergasung von fester, heterogener Biomasse erzeugt ein sauberes Rohgas. Eine direkte Kühlung des Rohgases durch induzierte endotherme Reaktionen von einem Quenchbrennstoff mit dem Rohgas verspricht einen erhöhten Kaltgaswirkungsgrad. Es wurden Versuche mit gasförmigem Propan als Quenchbrennstoff durchgeführt und biomassestämmige Pyrolysekokse im Labor hinsichtlich ihrer Pyrolyse- und Vergasungsreaktivität untersucht. Ein Reaktormodell wurde entwickelt und Simulationen durchgeführt um die Verfahrenskennzahlen Gasqualität und Kaltgaswirkungsgraderhöhung zu bewerten

Mit Bio zu einer modernen nachhaltigen Landwirtschaft. Ein Diskussionsbeitrag zum Öko- oder Biolandbau 3.0

Die internationale Vereinigung biologischer Landbauorganisationen (IFOAM Organic International) hat auf der Fachmesse Biofach 2014 die Idee einer biologischen Landwirtschaft 3.0 lanciert. Anlass war ein weit verbreitetes Gefühl, dass sich der Ökolandbau trotz großer Erfolge weiterhin in einer Nische befindet, gleichzeitig aber sich besser auf die zukünftigen Herausforderungen ausrichten muss. Die auf die Lancierung folgende Diskussion hat einerseits zu einer Reflektion der bisherigen Entwicklung des Ökolandbaus und anderseits zu einer dynamischen Auseinandersetzung mit möglichen Zukunftsperspektiven geführt. Die Herausforderungen, denen sich die ökologische Land- und Lebensmittelwirtschaft stellen muss, liegen vor allem - in einem nur schwachen Wachstum der landwirtschaftlichen Erzeugung, hauptsächlich in Europa, wo die absatzstärksten Märkte liegen, - beim noch ungenutzten oder fehlenden Potential des Biolandbaus für die nachhaltige Ernährungssicherheit, - in der zunehmenden Konkurrenz durch andere Nachhaltigkeitsinitiativen, - in der Transparenz und Sicherheit der Wertschöpfungsketten, - sowie in der zu verbessernden differenzierteren Kommunikation mit Verbrauchern. Festzustellen ist, dass bisher der Biolandbau neben der allgemeinen Entwicklung der Landwirtschaft herläuft und kein wesentliches Lösungsinstrument für die anstehenden Herausforderungen in der Breite ist. Ein Wachstum aus der Nische heraus erfordert mehr Innovationen, Allianzen mit anderen, ähnlich ausgerichteten sozialen und wirtschaftlichen Initiativen in der Landwirtschaft und im Lebensmittelbereich sowie andere Kommunikationsstrategien. Wir sind der Auffassung, dass sich die Menschen in der Biobewegung bewusst und aktiv diesen Herausforderungen stellen sollten. Denn für die Akzeptanz der weiteren Weichenstellung im Ökolandbau ist es wesentlich, dass diese aus der Bewegung heraus entwickelt wird. Das Autorenteam hat in der Diskussion aus ursprünglich vier Zukunftsszenarien die Idee Bio 3.0 als dynamisches Entwicklungskonzept in Richtung beste Praxis als einen gangbaren Weg herausgearbeitet. Dieses Konzept definiert die Eintrittsschwelle respektive die Mindestanforderungen für den Ökolandbau auf der Basis von besonderen gemeinwirtschaftlichen Leistungen (öffentliche, ökologische und soziale Güter) sowie einem hohen Niveau im Umweltschutz und im Tierwohl – basierend auf natur- und sozialwissenschaftlichen Fakten. Diese Eintrittsschwellen werden durch die staatlichen Ökoverordnungen beschrieben. Zusätzliche Leistungen in der Ökologie, im Tierwohl, in der Produktqualität oder bei den sozialen, kulturellen und ethischen Werten werden durch private Label, besondere Standards oder Benchmarking-Systeme gewährleistet. Für die Zukunft des Ökolandbaus – ob Mindestanforderungen oder private Label – ist es wesentlich, dass diese sich stets an der besten Praxis orientieren, ganzheitlich nachhaltig positioniert sind und durch eine umfassende Innovationskultur weiterentwickelt werden. Dazu sind deutlich mehr Forschungsmittel notwendig, und zwar sowohl für angewandte Innovationen zusammen mit Landwirten, der Lebensmittelbranche und den Verbrauchern als auch für Entwicklungen aus der Grundlagenforschung. Da die moderne Forschung in der Landwirtschaft eine Fülle von neuem Wissen und neuen Techniken generiert, wird unter anderem eine „Innovationskommission“ vorgeschlagen, in der neue Entwicklungen und Techniken auf die Verträglichkeit mit den ökologischen und sozialen Prinzipien geprüft und Empfehlungen in der Umsetzung ausgesprochen werden. Eine solche Innovationskommission sollte auf internationaler oder europäischer Ebene (z.B. IFOAM, IFOAM-EU) angesiedelt sein, könnte aber bereits während einer Pionierphase im deutschsprachigen Raum zu arbeiten beginnen. Schon heute ist abzusehen, dass diese Innovationskommission eine große Anzahl von Fragen zu bearbeiten haben wird. Bio 3.0 wird sich durch eine auf Qualität und Nachhaltigkeit basierende differenzierte Kommunikation auszeichnen. Die Transparenz und Sicherheit bezüglich versprochener Leistungen und Qualitäten wird bedeutender und ist zu verbessern, um den Absatz der Produkte zu steigern. Dazu müssen die Qualitätssicherung im Ökolandbau modernisiert und neue Wege in der Kommunikation entwickelt werden. Nicht unerheblich wird es sein, mit welchen Betrieben, in welchen landschaftlichen Strukturen und welchen Wertschöpfungsketten Bio 3.0 produzieren möchte. Diese Frage ist nicht nur im Hinblick auf die Kommunikation entscheidend, es wird auch die Umstellung von nachhaltigen konventionellen Betrieben auf den Ökolandbau erleichtert. Im Hinblick auf die Nachhaltigkeit, bleibt Bio 3.0 weiterhin in der Pionierrolle, reiht sich aber mit seinem ganzheitlichen Ansatz in andere Nachhaltigkeitsinitiativen ein. Ziel des Ökolandbaus bleibt es, eine starke Nachhaltigkeitsstrategie für die Fläche zu werden und durch Zusatzleistungen gleichzeitig unterschiedliche Märkte zu bedienen. Dadurch soll auch die Vielfalt an Betriebsstrukturen und -größen in der Erzeugung, in der Verarbeitung und in der Vermarktung sichergestellt werden. In der Erzeugung befinden wir uns zunehmend in einem Wettbewerb unterschiedlicher Agrarsysteme. Mit der Diskussion rund um Bio 3.0 wollen wir Situation und Gründe aufzeigen, warum sich der Wettbewerb der Agrarsysteme bisher nicht eindeutig für den Ökolandbau entschieden hat. Wir wollen aber gleichzeitig darauf aufmerksam machen, dass dieser Wettbewerb erst am Anfang steht und noch nicht entschieden ist. Wir sind der Auffassung, dass sich die Menschen in der Biobewegung bewusst und aktiv diesem Wettbewerb stellen sollten und dabei auch die in diesem Diskussionspapier angesprochenen eigenen Schwachstellen gemeinsam mit der Wissenschaft noch intensiver angehen müssen. Das fertig gestellte Diskussionspapier soll nun in unseren Verbänden breiter diskutiert werden. Ob daraus spätere verbandliche Positionen entwickelt werden, ist dabei offen

Wege zu mehr Bio in Europa und weltweit!

Die IFOAM hat an der Biofach 2014 die Idee einer biologischen Landwirtschaft 3.0 lanciert. Dies entstand aufgrund eines weit verbreiteten Gefühls, dass sich der Ökolandbau trotz großen Erfolgen mit den zukünftigen Herausforderungen auseinandersetzen muss. Die Diskussion hat einerseits die Beschäftigung mit der bisherigen Entwicklung des Ökolandbaus geschärft, und andererseits eine dynamische Analyse der zukünftigen Positionierung ausgelöst. Personen der traditionellen Verbände der biologischen resp. ökologischen Landwirtschaft von Deutschland, Österreich und der Schweiz, Bioland, Naturland, Bio Austria und Bio Suisse sind zusammen mit dem FiBL der Meinung, dass vier wichtige Herausforderungen gemeistert werden müssen: A) Das nur noch zögerliche Wachstum der landwirtschaftlichen Urproduktion angehen und Neueinsteiger durch mehr Innovation gewinnen. B) Die Ökobetriebe und die vor- und nachgelagerte Branche im Sinne einer dynamischen ‚Beste Praxis‘ nachhaltiger machen. C) Die Stärken des Ökolandbaus für eine nachhaltige und ressourcenschonende Ernährungssicherheit in der Welt besser nutzen. D) Mit den Verbrauchern, der Zivilgesellschaft und mit Initiativen und Aktivitäten mit ähnlicher Stoßrichtung transparent zusammenzuarbeiten. In der Diskussion wurden vier Zukunftsszenarien herausgeschält: Das Szenario 1 ist Fortsetzung der kontinuierlichen Weiterentwicklung der biologischen Landwirtschaft. Dieses haben wir auch Bio 2.1 genannt. Das Szenario 2 fokussiert stark auf eine anspruchsvolle Käuferschaft, welche die besondere Qualität und die Werte, welche hinter dem Ökolandbau stehen, wünschen. Dieses haben wir auch Qualitäts- und Werte-Bio genannt. Dies würde zusätzliche Anforderungen in den Richtlinien und in der Zertifizierung bringen. Mit dem Szenario 3 möchten wir die ökologische Landwirtschaft weltweit auf einen raschen Wachstumspfad bringen, damit es für die globalen Herausforderungen eine echte Alternative wird und nicht in der Nische verharrt. Wir haben dieses Szenario auch Produktive Ökologisierung genannt. Dabei steht eine umfassende Innovationsstrategie im Vordergrund, welche auch den wissenschaftlich-technischen Fortschritt besser, aber kritisch nutzt. Das Szenario 4 ist eine Kombination von 2 und 3. Die Produktive Ökologisierung ist der Einstieg in den Ökolandbau und entspricht mit Vorteil den gesetzlichen Verordnungen, während darauf die Beste Praxis als Qualitäts- und Werte-Bio aufbaut. Szenario 4 wurde von den Autoren klar bevorzugt. Die jetzt anstehende Diskussion über die Zukunft des Ökolandbaus hat sich an klaren Grundsätzen zu orientieren. Diese wurden von den Autoren wie folgt definiert: a) Der ÖL basiert auf den vier Prinzipien der IFOAM. b) Der ÖL soll relevanter für die Herausforderungen der Menschheit werden. c) Der ÖL soll die Nachhaltigkeit umfassend berücksichtigen. d) Der ÖL soll immer ein ganzheitlicher Systemansatz sein. e) Der ÖL soll die Stoffkreisläufe geschlossen halten. f) Der ÖL soll naturstoffbasiert sein. g) Der ÖL soll eine ganzheitliche und umfassende Innovationskultur sein. h) Der ÖL soll im Einklang mit den Megatrends der Gesellschaft und der Verbrauchern sein. i) Der ÖL soll das Wohl der Nutztiere hoch gewichten, da es für die Nachhaltigkeit eine wichtige Rolle spielt. k) Der ÖL 3.0 soll nach unten kompatibel mit bestehenden Richtlinien sein

Viterbi decoding of CRES signals in Project 8

Cyclotron radiation emission spectroscopy (CRES) is a modern approach for determining charged particle energies via high-precision frequency measurements of the emitted cyclotron radiation. For CRES experiments with gas within the fiducial volume, signal and noise dynamics can be modelled by a hidden Markov model. We introduce a novel application of the Viterbi algorithm in order to derive informational limits on the optimal detection of cyclotron radiation signals in this class of gas-filled CRES experiments, thereby providing concrete limits from which future reconstruction algorithms, as well as detector designs, can be constrained. The validity of the resultant decision rules is confirmed using both Monte Carlo and Project 8 data

SYNCA: A Synthetic Cyclotron Antenna for the Project 8 Collaboration

Cyclotron Radiation Emission Spectroscopy (CRES) is a technique for measuring the kinetic energy of charged particles through a precision measurement of the frequency of the cyclotron radiation generated by the particle\u27s motion in a magnetic field. The Project 8 collaboration is developing a next-generation neutrino mass measurement experiment based on CRES. One approach is to use a phased antenna array, which surrounds a volume of tritium gas, to detect and measure the cyclotron radiation of the resulting β-decay electrons. To validate the feasibility of this method, Project 8 has designed a test stand to benchmark the performance of an antenna array at reconstructing signals that mimic those of genuine CRES events. To generate synthetic CRES events, a novel probe antenna has been developed, which emits radiation with characteristics similar to the cyclotron radiation produced by charged particles in magnetic fields. This paper outlines the design, construction, and characterization of this Synthetic Cyclotron Antenna (SYNCA). Furthermore, we perform a series of measurements that use the SYNCA to test the position reconstruction capabilities of the digital beamforming reconstruction technique. We find that the SYNCA produces radiation with characteristics closely matching those expected for cyclotron radiation and reproduces experimentally the phenomenology of digital beamforming simulations of true CRES signals

Tritium Beta Spectrum and Neutrino Mass Limit from Cyclotron Radiation Emission Spectroscopy

The absolute scale of the neutrino mass plays a critical role in physics at every scale, from the particle to cosmological. Measurements of the tritium endpoint spectrum have provided the most precise direct limit on the neutrino mass scale. In this Letter, we present advances by Project 8 to the Cyclotron Radiation Emission Spectroscopy (CRES) technique culminating in the first frequency-based neutrino mass limit. With only a cm$^3$-scale physical detection volume, a limit of $m_\beta$<180 eV is extracted from the background-free measurement of the continuous tritium beta spectrum. Using $^{83{\rm m}}$Kr calibration data, an improved resolution of 1.66$\pm$0.16 eV (FWHM) is measured, the detector response model is validated, and the efficiency is characterized over the multi-keV tritium analysis window. These measurements establish the potential of CRES for a high-sensitivity next-generation direct neutrino mass experiment featuring low background and high resolution.Comment: 7 pages, 5 figures, for submission to PR

A review of marine mammal records of Cuba

There has been very little research on marine mammals in Cuban waters. Much of the information on marine mammals in this region is buried in historical and gray literature. In order to provide a comprehensive account of marine mammal occurrence in Cuba’s Exclusive Economic Zone (EEZ), we reviewed and verified 659 published and unpublished sighting, stranding, capture, and tagging records. Eighteen extant species and four genera have confirmed records for Cuban EEZ waters. This includes 17 species of cetaceans (three baleen whales and 14 toothed whales) and one sirenian species. An additional 11 cetacean species and one extant pinniped species have been reported, but not confirmed, or may have the potential to occur in Cuban waters. Historical records of the Caribbean monk seal (Monachus tropicalis) are documented in Cuba; however, this species is now considered extinct. The only two species that are seen regularly and considered common in Cuban nearshore waters are the common bottlenose dolphin (Tursiops truncatus) and the West Indian manatee (Trichechus manatus)