Regenerative Energie
Thermochemische Verfahren zur Erzeugung von Biokohle
© HAWK Hochschule für angewandte Wissenschaft und Kunst - Fakultät Ressourcenmanagement (10/2012)
Das Thema Biokohle ist nicht neu aber von hoher Aktualität. Gründe sind der Klimaschutz und die Ressourcensicherheit. Sowohl die energieintensive Grundstoffindustrie, z.B. Stahl-, Zement- und Kalkwerke, als auch die Betreiber fossil befeuerter Kraftwerke, insbesondere von Kohlekraftwerken, haben ein fundamentales, betriebswirtschaftlich motiviertes Interesse an klimaneutralen und gleichzeitig kostenstabilen und günstig verfügbaren (Energie-)Rohstoffen..
Es ist klar, dass die genannten Branchen bei (Teil-)Substitution der Einsatzstoffe möglichst keine Beeinflussungen ihrer Prozesse und Betriebsabläufe wünschen. Biokohle zeigt dabei im Vergleich zu nicht carbonisierter Biomasse verschiedene vorteilhafte Eigenschaften für die genannten Einsatzfelder, wie höhere Energiedichte, hohen Kohlenstoffgehalt, geringeren Flüchtigengehalt oder bessere Mahlbarkeit.
Im Folgenden wird ein Überblick über die Prozesse zur Erzeugung von Biokohle gegeben. Dabei liegt der Fokus auf den thermochemischen Verfahren. Weiterhin wird der Versuch unternommen, eine sinnvolle Einteilung und Übersicht der Biokohleerzeugungsverfahren zu erstellen. Zunächst erfolgt jedoch eine kritische Reflexion der CO2-Neutralität von Bioenergie.
Umsetzung der HTC in den kommerziellen Massstab am Beispiel der AVA-CO2
© HAWK Hochschule für angewandte Wissenschaft und Kunst - Fakultät Ressourcenmanagement (10/2012)
Die Bioenergie, das heißt die energetische Nutzung von Biomasse, ist weltweit der Bereich der erneuerbaren Energien, der mit 40 bis 55 Exajoule/Jahr oder einem Anteil von rund 12 % am derzeitigen Primärenergieverbrauch (PEV) den größten Beitrag zur Energieversorgung liefert. Der weitaus größte Teil dient jedoch der traditionellen Feuerung. Moderne Verfahren nehmen gegenwärtig nur einen Bruchteil ein. Es ist davon auszugehen, dass sich dies in naher Zukunft dank der industriellen Umsetzung der hydrothermale Carbonisierung ändern wird.
Decarbonisierungsstrategien für den Kohlenstoffkreislauf: Zukunftsvisionen
© HAWK Hochschule für angewandte Wissenschaft und Kunst - Fakultät Ressourcenmanagement (10/2012)
Seit Beginn der Industrialisierung wird der Kohlenstoffkreislauf anthropogen verursacht irreversibel dadurch gestört, dass dem unter Sauerstoffabschluss vorhandenen Langzeit-Reservoir der fossilen Rohstoffe mit zunehmender Geschwindigkeit Kohlenstoff entnommen und dem schnellen Kohlenstoffkreislauf zugeführt wird. Weil diese Störung über den Treibhauseffekt des Kohlendioxids den Klimawandel forciert, sind neue Strategien für das Management des Kohlenstoffkreislaufes erforderlich. Anhand von drei Beispielen werden solche Strategien erläutert und bewertet.
Technische Möglichkeiten zur Beeinflussung von Kohleeigenschaften
© HAWK Hochschule für angewandte Wissenschaft und Kunst - Fakultät Ressourcenmanagement (10/2012)
Die Anwendung von Pflanzenkohlen aber auch kohlehaltiger Produkte aus anderen Reststoffen wie z.B. phosphorhaltige Klärschlämme sind vielfältig. Die Stoffe können als Bodenzusatzstoffe, Futtermittel, Stalleinstreu zur Verbesserung der Stallhygiene, Güllebehandlung, Wasser- bzw. Abwasserbehandlung, Nährstoffretention, Bodensanierung, Additiv zur Steigerung der Biogasausbeute in Fermentern etc. eingesetzt werden. Eine Analyse der erzielbaren Verbesserungspotentiale in den verschiedenen Einsatzfeldern ist Gegenstand aktueller umfangreicher Untersuchungen im Rahmen von Verbundforschungsprojekten in welche PYREG als Anlagenhersteller integriert ist.
Hydrothermale Verfahren (HTC, VTC) in der energetischen Verwertungskette
© HAWK Hochschule für angewandte Wissenschaft und Kunst - Fakultät Ressourcenmanagement (10/2012)
Hydrothermale Verfahren vermeiden eine energieintensive Trocknung von Biomasse und können dadurch Stoffströme mit einem hohen Wasseranteil für eine energetische Nutzung erschließen. Durch das Zusammentragen aktueller Daten wird deutlich, dass eine Effizienzsteigerung in der energetischen Verwertungskette fallabhängig ist. Grundsätzliche Überlegungen zur Effizienz des Verfahrens machen aber auch deutlich, dass es ein Optimierungspotenzial für hydrothermale Karbonisierung existiert, das noch nicht hinreichend erforscht ist.
Erweiterung des Kompostwerk Gütersloh um eine Biogasanlage nach dem KOMPOFERM®-Verfahren
© Arbeitsgemeinschaft Stoffspezifische Abfallbehandlung ASA e.V. (9/2012)
Das Kompostwerk wurde um eine Teilstromvergärung (Trockenfermentation im Batchverfahren) erweitert. Die Anlage verfügt über einige Innovationen wie thermophile Betriebsweise, integrierte Gasspeicher innerhalb der Fermenter und einen automatischen Eintrag des Substrates. Für die gezielte Weiterbehandlung der Gärreste ist eine Konditionierungsstufe (Rottetunnel) mit Integration von BHKW Abwärme vorgesehen.
Perspektiven für eine Vollversorgung mit erneuerbaren Energien
Teil II: Speicherbedarf, Regionale Demonstrationseinheit und Ausblick
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (9/2012)
Um die Energieversorgung in Deutschland langfristig auf erneuerbare Energien umzustellen, ist der Weg zu einer wirklichen Vollversorgung mit realistischen Teilschritten und Zwischenzielen darzustellen. Anhand von regionalen Pilotprojekten kann demonstriert werden, ob der eingeschlagene Weg erfolgversprechend ist bzw. wie er ggf. korrigiert werden sollte.
Herausforderungen des heutigen wasserbaulichen Versuchswesens mit drei Beispielen
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (7/2012)
Die meisten technischen Universitäten oder Hochschulen, welche Bauingenieure ausbilden, verfügen seit annähernd 100 Jahren über wasserbauliche Laboratorien. Darin werden mittels physikalischer Modellierung Elemente von Talsperren, Wasserkraftwerken oder Hochwasserschutz-Maßnahmen überprüft und optimiert. Mehrmals wurde dieser klassischen Methode bereits das Ende vorausgesagt, trotzdem sind die Versuchsanstalten ausgebucht. Die Autorenumreißen den Wandel der Branche und geben drei Beispiele dazu.
Wasser als Energiespeicher - neue Ideen und Konzepte
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (7/2012)
Die Speicherung elektrischer Energie hat große Bedeutung für den Ausgleich der Schwankungen zwischen Strombedarf und Stromproduktion. Infolge der in Mitteleuropa massiv zunehmenden Einspeisungen von Strom aus erneuerbaren Energien und dem politischen Entschluss Deutschlands, aus der Atomkraft bis zum Jahre 2022 vollständig auszusteigen, steigt der Speicherbedarf weiter an. Die wichtigste Technologie für die großtechnische Speicherung elektrischer Energie ist die Pumpspeicherung. Andere Speichermethoden weisen im Vergleich erhebliche Nachteile auf. Eine Reihe von neuen Ideen und Konzepte zur Nutzung von Wasser als Energiespeicher jenseits konventioneller Pumpspeicher liegt bereits vor. Gegenwärtig werden z. B. an der Universität Innsbruck hydraulische Großenergiespeicher nach den Power-Tower- und Buoyant-Energy-Konzepten entwickelt.
Erdwärme-Sondenfeld im Zentrum von Frankfurt am Main
© wvgw Wirtschafts- und Verlagsgesellschaft Gas und Wasser mbH (7/2012)
Der Caritasverband Frankfurt e. V. plant als Bauherr die ökologische
Beheizung und Kühlung seines Verwaltungs- und Beratungshauses durch ein Erdwärme-Sondenfeld. Der Standort liegt in einem hydrogeologisch ungünstige Bereich. Daher waren bei der Ausführung des Projekts besondere Auflagen der Unteren Wasserbehörde des Umweltamtes der Stadt Frankfurt am Main zu erfüllen.