Regenerative Energie
Biogasanlagen: Chemischer Energiespeicher und regelbarer Energieversorger
© Agrar- und Umweltwissenschaftliche Fakultät Universität Rostock (6/2014)
Die modernen Biogasanlagen werden zunehmend auch im Fokus der Betriebssicherheit und der Rückgewinnung von Wertstoffen aus der Biogasentschwefelung (Schwefel und Stickstoff) bewertet. Derzeit werden mehrere tausend Jahrestonnen gewonnenen wertvollen Schwefels aus der Biogasentschwefelung über die Aktivkohle verbrannt oder anders entsorgt.
Hier gilt es wirtschaftlich und technisch verantwortungsvoll entgegenzusteuern.
Massenbilanzierung von Biogasanlagen - Möglichkeiten und Herausforderungen für die Effizienzbewertung von Biogasanlagen
© Agrar- und Umweltwissenschaftliche Fakultät Universität Rostock (6/2014)
Für die Entwicklung und den effizienten Betrieb von Biogasanlagen ist die Kenntnis des Abbauverhaltens der einzelnen Substrate bei unterschiedlichen Betriebsbedingungen von entscheidender Bedeutung. Dabei bietet die Massenbilanzierung zusammen mit der Erfassung prozessbegleitender Messwerte und Laboranalysen vielfältige Möglichkeiten für eine zweckmäßige Anlagenauslegung und kontinuierliche Effizienzbewertung der Gärstrecke.
Im vorliegenden Beitrag wird eine systematische Methode zur vollständigen Massenbilanzierung einer Biogasanlage auf Basis der fermentierbaren organischen Trockensubstanz (FoTS) vorgestellt.
Vergärung von Bio- und Grünabfällen sowie Restabfällen
© Agrar- und Umweltwissenschaftliche Fakultät Universität Rostock (6/2014)
Die effektive Nutzung biogener Reststoffe leistet einen wichtigen Beitrag zur Schonung von Ressourcen und zum Klimaschutz. Hierzu gehören auch Biomasseprodukte, die als Nebenprodukt, Reststoff oder Abfall/Abwasser in unterschiedlichen Wirtschaftsbereichen neben dem eigentlichen Produkt entstehen. In diesem Zusammen wurden im Rahmen des Forschungsprojektes 'Steigerung der Energieeffizienz in der Verwertung biogener Reststoffe' (FKZ-Nr.: 03KB022) die derzeit eingesetzten Technologien zur Behandlung und Verwertung biogener Reststoffe hinsichtlich deren energetischer Effizienz untersucht und Optimierungspotenziale aufgezeigt.
Mischfruchtanbau mit Leguminosen - Effiziente Nährstoffausnutzung zur Verminderung von Auswaschungsverlusten
© Agrar- und Umweltwissenschaftliche Fakultät Universität Rostock (6/2014)
Die Erzeugung von Biomasse zur Fermentierung in Biogasanlagen stellt gegenwärtig eine der wichtigsten alternativen Energiequellen dar, wobei mit dem großflächigen Anbau von Reinkulturen nicht unerhebliche Umweltrisiken verbunden sind. Alternativ dazu besitzt der Mischfruchtanbau das Potenzial, die Wasser- und Nährstoffeffizienz zu steigern, die Gewässerbelastungen zu reduzieren und daneben die Biodiversität zu erhöhen.
Möglichkeiten der Biomethanbereitstellung - die Alternative LBG
© Agrar- und Umweltwissenschaftliche Fakultät Universität Rostock (6/2014)
Die Bereitstellung von Biomethan stellt eine aussichtsreiche Option zur Bereitstellung von Nutz- und Endenergie dar. Dabei steht die Vergärung von landwirtschaftlichen Rohstoffen gegenwärtig zur Gewinnung von Biogas und nachfolgend durch Aufbereitung zu Erdgasqualität im Vordergrund. Aufgrund politischer und marktwirtschaftlicher Rahmenbedingungen gewinnt die Verwendung von Abfallstoffen zunehmend an Bedeutung.
Einfluss von Vorbehandlung und anaerober Vergärung auf die Faserzusammensetzung von Reisstroh
© Agrar- und Umweltwissenschaftliche Fakultät Universität Rostock (6/2014)
Im Rahmen des Deutsch-Ägyptischen Projektes CEMUWA wurden Möglichkeiten der stofflichen und energetischen Verwertung von Reisstroh untersucht, wobei intensive Untersuchungen im Bereich anaerobe Vergärung durchgeführt wurden. Zur Beurteilung des Einflusses der Vorbehandlung in Kombination mit dem Anaerobprozess auf die Faserzusammensetzung bzw. den Faserabbau wurde die In-Sacco-Methode angewandt. Die Ergebnisse zeigen, dass die Wirkung der Vorbehandlung von Reisstroh gut in der Änderung der Faserzusammensetzung sichtbar ist. Eine Tendenz der Zunahme des Biogas- bzw. Methanertrages im Zusammenhang mit der Zunahme des Hemizelluloseanteils bzw. der Verringerung des Zellulosegehaltes konnte beobachtet, aber statistisch nicht gesichert werden.
Bilanzierung der Treibhausgasemissionen einer Biogasanlage - Ergebnisse aus der Praxis
© Agrar- und Umweltwissenschaftliche Fakultät Universität Rostock (6/2014)
Die Erzeugung von Biogas steht häufig unberechtigt in der öffentlichen Kritik. Um dieser mit handfesten Zahlen entgegenzuwirken, kann die Berechnung einer Treibhausgasbilanz hilfreich sein. Der landwirtschaftliche Sektor war im Jahr 2011 für 7,7 % der in Deutschland emittierten Treibhausgasemissionen verantwortlich. Die in diesem Zusammenhang wichtigsten Treibhausgase (THG) sind Kohlendioxid (CO2), Methan (CH4) und Lachgas (N2O).
Untersuchungen zur Entwicklung der Biogasausbeute von Gras und Grassilagen in Abhängigkeit vom Schnittzeitpunkt
© Agrar- und Umweltwissenschaftliche Fakultät Universität Rostock (6/2014)
Als wichtigstes Koferment zur Gülle hat sich die Maissilage mit ihren hohen spezifischen Gasausbeuten, hohen Methanhektarerträgen und einer guten Wirtschaftlichkeit durchgesetzt. Aufgrund der vielfachen Kritik hinsichtlich des regional übermäßigen Maisanbaus und der Flächenkonkurrenz zur Nahrungsmittelproduktion nahmen in den letzten Jahren Bemühungen zu, alternative Substrate wie Getreideganzpflanzen Zuckerrüben oder bisher wenig bekannte Pflanzen wie die durchwachsene Silphie für den Einsatz in der Biogaserzeugung zu prüfen. Als Alternative ist auch immer wieder Gras bzw. Grassilage im Gespräch. Zwar hat sich gezeigt, dass Grünlandaufwüchse bzw. Grassilagen grundsätzlich als Kosubstrat für Biogasanlagen geeignet sind. Hinsichtlich der unterschiedlichen Grasqualitäten und deren Biogaspotenzial besteht jedoch Untersuchungsbedarf.
Hygienisierung von Rindergülle durch einen thermophilen Biogasprozess
© Agrar- und Umweltwissenschaftliche Fakultät Universität Rostock (6/2014)
Gärreste sind flüssige oder feste Rückstände aus der Vergärung von Biomasse in einer Biogasanlage. Nach der neuen deutschen Rechtsgrundlage (Erneuerbare- Energien-Gesetz: EEG 2012), sollte die Verwendung von Mais oder anderen nachwachsenden Rohstoffen in Anlagen zur Methanproduktion reduziert werden (bis zu 60 % w/w Mono-Substrat). Daher wurde die Beimischung von Gülle attraktiver und wurde durch das EEG 2012 zusätzlich vergütet. Die Verwendung von unbehandelter Gülle als organischer Dünger auf landwirtschaftlichen Flächen führt jedoch zu einem geschlossenen Kreislauf. Es können daher möglicherweise Krankheitserreger in die Umwelt gelangen. Dabei zeigten Arbeiten von Lebuhn, Philipp und Hölzle, dass bereits mesophil betriebene Biogasanlagen zu einer Abnahme von Enterobakterien und Enterokokken um mehrere Zehnerpotenzen führen können, auch wenn Langzeitstudien an einer realen Biogasanlage noch nicht publiziert sind.
Holzvergaser im kleinen Leistungsbereich bis 250 kWel. - Stand der Technik, Wirtschaftlichkeit und Best-Practice-Beispiele
© Agrar- und Umweltwissenschaftliche Fakultät Universität Rostock (6/2014)
Die Entwicklung der Stromerzeugung aus Erneuerbaren Energien (EE) ist in den letzten Jahren in Deutschland ausgesprochen dynamisch gewesen. Das EEG hat sich bisher zu einer Erfolgsgeschichte auf dem Weg hin zu einer nachhaltigen Energiewende entwickelt.
Insbesondere im Bereich der Biomasse sind heute Technologien bekannt, die neben Strom auch Wärme erzeugen und damit beide Energieformen gleichzeitig nach dem Prinzip der Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) bereit stellen können. Seit etwa 3 Jahren hat hier bei den Festbrennstoffen eine interessante Technologie auf sich aufmerksam gemacht: die Holzvergasung, basierend auf fester Biomasse wie Holzhackschnitzel und Holzpellets.
