Die IOG-Challenge 2021/2022

Situationsbeschreibung und Problemstellung

Die in den letzten 25 Jahren gestiegene Ernährungssicherheit in Südasien – einschließlich eines Rückgangs der Unterernährung – ist hauptsächlich auf eine höhere Getreideproduktion und steigende Erträge, sinkende Bevölkerungswachstumsraten und höhere Staatsausgaben im Verhältnis zum BIP zurückzuführen. In Nepal ist der Getreideertrag pro Hektar von 1.900 Kilogramm im Jahr 1990 auf etwa 2.800 Kilogramm im Jahr 2017 zwar deutlich gestiegen, liegt damit aber weiterhin unter dem Durchschnitt Südasiens. Eine Analyse von Daten aus Nepal von 1995 bis 1996 und von 2003 bis 2004 ergab, dass eine höhere landwirtschaftliche Produktivität tatsächlich zu einer Verbesserung der Ernährungssicherheit der Haushalte führte, insbesondere für solche mit geringerem Einkommen (Morioka und Kondo 2017). 

Ein Ansatz zur Steigerung der Produktivität der Landwirtschaft ist eine Förderung von Wasser zur ausreichenden Bewässerung der Felder durch solarbetriebene Wasserpumpen. Zuständig für die Vergabe von Förderungen ist das APEC (Alternative Energy Promotion Centre) des Ministeriums für Energie, Wasser Ressourcen und Bewässerung (Ministry for Energy, Water Resources and Irrigation). Nachdem die Förderung bei der AEPC beantragt wurde und diese die Förderkriterien erfüllt, werden die Wasserpumpen unter der Aufsicht von der AEPC durch private Solarfirmen installiert. 

Die solarbetriebenen Wasserpumpen fördern größtenteils Grundwasser, jedoch gibt es in den höheren Bergregionen Nepals auch vereinzelte Systeme, die Oberflächenwasser aus Flüssen nutzen. Die Anlagen laufen, bei entsprechendem Bedarf, während der Sonnenstunden. Während der Monate Juni und Juli sowie Dezember und Januar kann von einer Nutzungsintensität von 100% ausgegangen werden. Es werden vornehmlich Reis, Mais und Weizen, in Einzelfällen Gemüsepflanzen bewässert. In den restlichen Monaten ist der Nutzungsfaktor sehr gering. Im Jahresdurchschnitt wird von einem Nutzungsfaktor von 30% ausgegangen. Aktuell besteht keine Möglichkeit zur Einspeisung der erzeugten Elektrizität in das Stromnetz, jedoch bereitet die Regierung eine Guideline zur Einspeisevergütung vor. 

Aufgabenstellung

Die solarbetriebenen Wasserpumpen werden im Jahresdurchschnitt lediglich zu 30% ihrer Kapazitäten genutzt, da der Bedarf an Bewässerung nicht kontinuierlich ist. Die Kernidee der diesjährigen Challenge ist die Untersuchung des Potentials der Systeme außerhalb des Hauptnutzungszeitraums zur Bewässerung. Dabei geht es darum, auszuloten, wie die Kapazität in Form von Elektrizität für die individuellen Anlagen und/oder die größeren Anlagen produktiv genutzt werden kann, ohne auf eine zusätzliche Investition in Form von Batteriespeichern zurückzugreifen.

Projektpartner

Der Projektpartner der diesjährigen Ingenieure ohne Grenzen Challenge ist Minergy Initiatives, welche seit 2011 in Nepal als NGO registriert ist. Schwerpunkte ihrer Arbeit sind Projekte zu umweltfreundlichen, energieeffizienten Technologien und erneuerbaren Energien auf Haushalts- und Industrieebene, um die Energie-, Umwelt-, Klima- und Gesundheitsbedingungen zu verbessern. Minergy arbeitet unter anderen mit multinationalen Organisationen, wie der UNDP und Weltbank, zusammen. Seit dem Erdbeben 2015 besteht zudem eine Kooperation mit Ingenieure ohne Grenzen e. V. 

Teilnehmende Universitäten und Hochschule

Es ca. 1000 Studierende aus folgenden Lehrstätten teil:

• TU Darmstadt
• Hochschule RheinMain
• TH Mittelhessen
• TH Köln
• FAU Erlangen-Nürnberg
• TU Dortmund
• Ruhr-Universität Bochum
• Hochschule Schmalkalden
• RWTH Aachen University
• Universität Paderborn
• HAW Hamburg