Regenerative Energie
Vom Gärrest zum Naturdünger Praktische Erfahrungen der Gärrestaufbereitung
© Witzenhausen-Institut für Abfall, Umwelt und Energie GmbH (11/2009)
Im Jahre 2007 wurden in Deutschland laut Angaben des Fachverbandes Biogas rund 200 neue Biogasanlagen mit einer bundesweit durchschnittlich installierten Leistung von 600 kW errichtet. Hierbei zeichnen sich in erster Linie zwei verschiedene Anlagentypen immer deutlicher ab. Zum einen sind es die Einzeloder Gemeinschaftsanlagen von 200-500 kW mit eher bäuerlichem Hintergrund und zum anderen sind es die Großanlagen im Mega-Watt-Bereich, hauptsächlich finanziert durch Investoren oder von den Energieunternehmen selbst.
Veredelungsprodukte aus Gärrückständen - Potenziale und Märkte
© Witzenhausen-Institut für Abfall, Umwelt und Energie GmbH (11/2009)
Aktuell existieren in Deutschland mehr als 4.100 Biogasanlagen zur Behandlung organischer Materialien. Der überwiegende Teil dieser Anlagen verarbeitet nachwachsende Rohstoffe, wie Energiepflanzen, und/oder Gülle bzw. Stallmist. In ca. 650 Biogasanlagen werden auch Bioabfälle eingesetzt. Die Gärrückstände dieser Anlagen werden fast ausschließlich unverarbeitet in der Landwirtschaft als Dünge- und Bodenverbesserungsmittel eingesetzt. Nur geringe Mengen werden derzeit außerhalb der Landwirtschaft, z. B. im Landschaftsbau, eingesetzt.
Emissionen aus der Vergärung von Bioabfällen - Neue Ergebnisse und Messdaten
© Witzenhausen-Institut für Abfall, Umwelt und Energie GmbH (11/2009)
Bei der Vergärung von Bioabfällen entstehen nennenswerte Frachten an organischen Stoffen (im wesentlichen Methan), Ammoniak und Lachgas. Die Emissionen folgender Betriebseinheiten wurden in einer ersten Studie für das Umweltbundesamt unterschieden und bilanziert:
• Anlieferung und mechanische Aufbereitung
• Vergärungsstufe mit Abpressung und Bereitstellung der festen Gärrückstände
• Offene Lagerung der flüssigen Gärrückstände
• Nachrotte bis zum Fertigkompost
Klimaschutzpotenziale der Abfallwirtschaft - Was kann die Bioabfallvergärung dazu beitragen?
© Witzenhausen-Institut für Abfall, Umwelt und Energie GmbH (11/2009)
Um die anspruchsvollen Ziele Deutschlands im Klimaschutz, wonach bis 2020 40 % der Treibhausgase gegenüber dem Bezugsjahr 1990 reduziert werden sollen, zu erreichen, müssen alle Klimaschutzpotenziale genutzt werden, die unter vernünftigen wirtschaftlichen Rahmenbedingungen erschließbar sind. Dazu gehören insbesondere auch Maßnahmen zur Optimierung der Abfallwirtschaft. Auch wenn viele abfallwirtschaftliche Potenziale in energiewirtschaftlichen Bilanzen häufig den Bereichen Energiewirtschaft und Industrie zugeordnet werden, werden zunehmend auch gesonderte abfallwirtschaftliche Bilanzen erstellt, um die Potenziale und Wege zu deren Erschließung aufzuzeigen.
Konversion von Biomasse - Eine Alternative?
© Witzenhausen-Institut für Abfall, Umwelt und Energie GmbH (11/2009)
Die Direktverflüssigung von Kohle (coal to liquid - CtL) unter erhöhtem Druck in Anwesenheit von Wasserstoff unter katalytischer Beteiligung wurde vor rund 100 Jahren intensiv durch Bergius und Pier untersucht. Das dieses, zumindest in Bezug auf den Einsatzstoff Kohle, keine exotische Technologie war, ist u. a. daran zu erkennen, dass im 2. Weltkrieg in Deutschland im Jahr zwar rund 1,55 Mio. t/a flüssige Kraftstoffe mittels des Fischer-Tropsch-Verfahrens, aber 4,28 Mio. t/a durch das Bergius-Pier-Verfahren bereitgestellt wurden /1/.
Optimierung des Klimaschutzbeitrages von Biogas durch Abrücken vom Ausschließlichkeitsprinzip des EEG
© Eigenbeiträge der Autoren (11/2009)
- Praxisbeispiele: Bestandsanlagen, Inputflexibilität, Kampagnenwechsel, Beimischung -
Stoffstromanalyse der Biogasproduktionskette - Ernte - Silierung - Vergärung - ökonomische und ökologische Auswirkungen
© Agrar- und Umweltwissenschaftliche Fakultät Universität Rostock (10/2009)
Die Beurteilung nachwachsender Rohstoffe als Substrate zur Biogaserzeugung erfolgt vielfach auf Grundlage des Methanertrages pro Einheit Trockenmasse nach der Silierung. Vorgelagerte Trockenmasseverluste während der Biomassebereitstellung werden hierdurch nicht erfasst. Verluste entstehen bei der Silierung und bei der späteren Auslagerung der Silage und beeinflussen wesentlich die Flächeneffizienz von Biogasanlagen.
Modellbasierte Regelung von Biogasanlagen
© Agrar- und Umweltwissenschaftliche Fakultät Universität Rostock (10/2009)
Seit dem Jahr 1999 hat sich die Anzahl der Biogasanlagen in Deutschland von 850 bis auf etwa 4.000 Anlagen im Dezember 2008 mehr als vervierfacht. Mit einer installierten Gesamtleistung von ungefähr 1.400 MWel betrug die Stromerzeugung aus Biogas im Jahr 2008 etwa 8,1 TWh. Bei einem durchschnittlichen Jahresverbrauch von 3.500 kWh für drei Personen lassen sich damit rund 2,3 Millionen Haushalte mit Strom versorgen. Dabei kann die Auslastung der vorhandenen Kapazitäten weiterhin verbessert werden, da viele Anlagen noch wenige Volllaststunden aufweisen und Probleme mit der Prozessbiologie eine häufige Störungsursache sind.
(BIO)Gas-Inseltankstelle - Integration einer Gasaufbereitung und einer
(Bio)-Gastankstelle im Inselbetrieb in eine bestehende Biogasanlage
© Agrar- und Umweltwissenschaftliche Fakultät Universität Rostock (10/2009)
Alternativ zur vorherrschenden Nutzung von Biogas mittels Kraft-Wärme- Kopplung (ca. 300 Anlagen in Österreich) hat sich national wie international die Biogasaufbereitung etabliert. Bei der Gasaufbereitung wird das Biogas durch Abscheidung von Kohlendioxid (CO2) und sonstigen unerwünschten Gasinhaltstoffen auf Erdgasqualität gereinigt und in das Gasnetz eingespeist. Der Vorteil dieser Technologie liegt darin, dass vor Ort keine energetische Verwertung von Strom und Wärme nötig ist, da das Gas über eine Erdgasleitung zu anderen Kunden geleitet werden kann.
Einsatz von Mikroalgen in der Biogasaufbereitung
© Agrar- und Umweltwissenschaftliche Fakultät Universität Rostock (10/2009)
Die derzeitige Anwendung kostenintensiver, chemisch-physikalischer Verfahren im Bereich der Biogasaufbereitung macht die Entwicklung kostengünstiger Alternativen erforderlich. Zu diesem Zweck erfolgt an der Universität Rostock die Untersuchung eines biologischen Verfahrens zur Gasaufbereitung. Das Ziel des interdisziplinären Forschungsvorhabens zwischen der Professur für Agrartechnologie und Verfahrenstechnik (Institut für Nutztierwissenschaften und Technologie) und der Professur für Angewandte Ökologie (Institut für Biowissenschaften) ist dabei die Kultivierung phototropher Mikroalgen mittels eines Photobioreaktors. Dieser wird zur Aufbereitung von Biogas eingesetzt. Die technische Realisierung erfolgt durch die Unterstützung seitens der WELtec biopower GmbH.
