Regenerative Energie
Konzepte und Pilotprojekte für innovative Verfahren zur Biomethanbereitstellung
© Agrar- und Umweltwissenschaftliche Fakultät Universität Rostock (6/2012)
Biomethan, das in das Erdgasnetz eingespeist wird, bietet große Anwendungspotenziale, wenn andere Alternativen nicht zur Verfügung stehen, sowohl zur gekoppelten Strom- und Wärmeerzeugung als auch im Kraftstoffbereich. Aus diesem Grund fördert das Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (BMU) seit April 2009 mit dem Programm zur 'Förderung von Forschung und Entwicklung zur klimaeffizienten Optimierung der energetischen Biomassenutzung' ('Energetische Biomassenutzung') u.a. auch Vorhaben zur Einspeisung von Biomethan in Deutschland.
Der Weg der Zuckerrübe zum wirtschaftlichen Biogasbetrieb ‒ Eine betriebswirtschaftliche Betrachtung
© Agrar- und Umweltwissenschaftliche Fakultät Universität Rostock (6/2012)
Als Alternative zum Mais kann (und wird) die Biogas-Zuckerrübe eine wichtige Rolle spielen, weil Ertragspotenzial und ein hoher Züchtungsforstschritt vorhanden ist und insbesondere auch die Vergärungseigenschaften positiv sind.
Suche nach neuen Wegen zur Gewinnung von Dieselkraftstoffen aus Fetten und Ölen auf der Basis von Nachwachsenden Rohstoffen
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Das Energieproblem der Menschheit ist nicht gelöst. Zwar wird in zunehmendem Maße Energie aus nachwachsenden Rohstoffen erzeugt, aber derzeit wird noch immer der größte Teil durch fossile Energieträger wie Erdöl, Erdgas und Kohle gedeckt. Einher geht diese Problematik mit der Zusatzentwicklung von Kohlendioxid durch den Menschen. Die überwiegende Kohlendioxidmenge ist natürlichen Ursprungs und liegt in der Größenordnung von 203 Gt pro Jahr, während durch die Menschheit ca. 7 Gt pro Jahr freigesetzt werden, was etwa drei Prozent beträgt.
Aktuelle Entwicklung bei der Konversion von minderwertigen Energieträgern
in die so genannte Biokohle - ein Vergleich von Pyrolyse- und HTC-Verfahren
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Vor dem Hintergrund der Notwendigkeit der Versorgung einer wachsenden Weltbevölkerung mit Lebensmitteln und Energie, bei knapper werdenden fossilen Rohstoffen, einem problembewussten Umgang mit abbauresistenten oder toxischen Abfallprodukten und der mit alldem verbundenen Problematik des Klimawandels eröffnet die Erzeugung und Nutzung von Kohle aus rezenter Biomasse beachtenswerte Möglichkeiten.
An der Hochschule für angewandte Wissenschaften und Kunst in Göttingen (HAWK) im Fachgebiet Nachhaltige Energie- und Umwelttechnik (NEUTec) werden in den beiden langfristig angelegten Forschungsprojekte "Biochar: Climate saving Soils' (EU-INTERREG) und 'Hydrothermale Carbonisierung für Niedersachsen' (EFRE) zwei verschiedene Pfade der Erzeugung von 'Biokohle' und deren potenzielle Einsatzbereiche untersucht und verglichen.
Bildung von Schaum in Biogasanlagen und seine Bekämpfung
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Üblicherweise werden von Betreibern zwei Schaumarten unterschieden, die sich in der Blasengröße und Hartnäckigkeit unterscheiden. Großblasige Schäume werden als ungefährlich bezeichnet, da sie mit einfachen Mitteln wie Unterrühren oder Zugabe von Pflanzenöl problemlos zu bekämpfen sind. Auf der anderen Seite gibt es Schäume mit kleinen Blasen, die schwierig zu beseitigen sind. Diese Art von Schaum wird von Anlagenbetreibern als 'der böse Schaum' bezeichnet. Wie diese Schäume entstehen und wie sie sich chemisch unterscheiden, ist der Gegenstand unserer derzeitigen Forschung.
BioWaste-to-Liquid: Ökologisch-ökonomische Betrachtung von Pyrolyseöl auf Basis biogener Rest- und Abfallstoffe
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Die Ergebnisse der Schnellpyrolyseversuche sowie die Nutzung des Pyrolyseproduktes Bioöl für die KWK-Nutzung wurden bereits im letzten Jahr unter dem Titel 'Ergebnisse des Projektes BioWtL zum Einsatz von biogenen Rest- und Abfallstoffen in der Schnellpyrolyse zur Kraftstoffbereitstellung' auf dem 5. Rostocker Bioenergieforum vorgestellt. Die Ergebnisse der Pyrolyseversuche sind unter anderem in der für das Projekt geschaffenen Datenbank http://bioprocdb.dbfz.de abrufbar. Im Folgenden wird daran anknüpfend die ökologische und ökonomische Betrachtung der Prozesskette mit den dazugehörigen Modellfällen beschrieben.
Optimierung der Fließfähigkeit von Fermenterinhalten in Biogasanlagen durch Enzymeinsatz
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Im täglichen Betrieb von Biogasanlagen zeigt sich häufig eine zunehmend schlechtere Fließfähigkeit der Fermenterinhalte. Diese kann auf unterschiedliche Ursachen zurückgeführt werden. So führt der im EEG 2004 vergebene Innovationsbonus für die so genannte 'Trockenfermentation' dazu, dass ein Teil der Biogasanlagen ohne eine Zugabe von Flüssigkeiten (Gülle oder Wasser) auskommen muss. Wissenschaftler, die das Biogasmessprogramm durchgeführt haben, zeigen darin, dass bei Inputstoffen mit hohen Faser- sowie Pektin-Anteilen (Gras, GPS, Stroh) der TM-Gehalt im Fermenter ansteigt und damit verbunden die Fließfähigkeit sinkt.
Ziel des Beitrags ist es, den Hintergründen dieser Störungen auf den Grund zu gehen und Lösungen zur Verbesserung der Fließfähigkeit aus dem Hause Schaumann Bioenergy GmbH darzustellen. Schwerpunkte sind hierbei die Darstellungen der Erfolge beim Einsatz des Enzym-Produktes im Labor-, Technikums- sowie Praxismaßstab.
Lachgasemissionen im Energiemaisanbau unter Einsatz von Gärrestsubstrat
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Emissionen von Treibhausgasen (THG) aus dem Landwirtschaftssektor haben einen beträchtlichen Anteil an den globalen Flüssen von Kohlendioxid (CO2), Distickstoffoxid bzw. 'Lachgas' (N2O) sowie Methan (CH4) (Robertson et al. 2000). Weltweit verursachen die Nutzung landwirtschaftlicher Böden, die Haltung von Tieren sowie Landnutzungsänderungen zusammen fast 30 % der gesamten THG-Emissionen. In Deutschland haben Emissionen aus der Landwirtschaft einen Anteil von 7,7 % an den Gesamtemissionen in CO2-Äquivalenten. Hier sind stickstoffhaltige Dünger eine der Hauptquellen für N2O-Emissionen. N2O hat aufgrund seines hohen spezifischen Treibhausgaspotenzial (GWP) eine besondere Relevanz. Auf einen Zeithorizont von 100 Jahren betrachtet, beträgt das GWP von N2O 310 CO2-Äquivalente.
Heizen mit Stroh - Kostenstruktur der landwirtschaftlichen Wärmeerzeugung
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Die Wärmebereitstellungskosten sind abhängig von der Höhe der Anlageninvestition und den Brennstoffkosten. Bei gleicher Leistungsklasse unterscheidet sich die Kostenstruktur einer Ölheizung diametral von der einer Strohheizung. Während der Anteil der Kapitalkosten an den Wärmegestehungskosten bei einer Heizölfeuerung vergleichsweise niedrig und der Anteil der Brennstoffkosten hoch ist, verhält es sich bei einer Strohfeuerung umgekehrt. Auf der Basis dieser unterschiedlichen Kostenstruktur lässt sich die Vermutung ableiten, dass die Wirtschaftlichkeit einer Stroh- gegenüber einer Ölheizung primär von dem Grad der Anlagenauslastung abhängen dürfte.
Im Gegensatz zu einer Ölheizung ist die Wartung und Pflege sowie die Brennstoffversorgung einer Strohheizung aufwendiger und die Störungsanfälligkeit höher. Je nach Auslastung kann die Strohheizung jedoch wirtschaftlicher sein. Ihre THG-Bilanz ist sehr günstig.
Pilotprojekte zur Nutzung von Biomasse aus Paludikultur in integrierten Biomasseheizwerken in Mecklenburg-Vorpommern
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Die ambitionierten Ziele der Bundesregierung hinsichtlich des Anteils an Energie aus erneuerbaren Energieträgern werden zu einem starken Wachstum des Biomasseeinsatzes führen. Die EuWood-Studie prognostiziert eine Deckungslücke von 20 bis 40 Mio. m3 für Holz für das Jahr 2020. Die Nutzung von nachwachsenden Energieträgern erfolgt mit dem Ziel der Reduktion von Treibhausgasemissionen, führt jedoch oft nur zu geringen Einsparungen im Vergleich zu fossilen Energieträgern und kann auch mit höheren Treibhausgasemissionen als beim fossilen Pendant verbunden sein. Diese Entwicklungen erfordern die Erschließung und Nutzung alternativer Biomassepotenziale und innovative Ansätze, die den gesamten Lebensweg der Biomasse nachhaltig realisiert.