Regenerative Energie
Optimierung der Fließfähigkeit von Fermenterinhalten in Biogasanlagen durch Enzymeinsatz
© Agrar- und Umweltwissenschaftliche Fakultät Universität Rostock (6/2012)
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
© Agrar- und Umweltwissenschaftliche Fakultät Universität Rostock (6/2012)
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
© Agrar- und Umweltwissenschaftliche Fakultät Universität Rostock (6/2012)
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
© Agrar- und Umweltwissenschaftliche Fakultät Universität Rostock (6/2012)
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.
Variabilität des Korn-Stroh-Index auf landwirtschaftlichen Praxisschlägen und in Feldversuchen
© Agrar- und Umweltwissenschaftliche Fakultät Universität Rostock (6/2012)
Für die Abschätzung von Getreidestrohmengen zur Humusbilanz oder zur alternativen energetischen Verwertung werden fruchtartspezifische Korn-Stroh-Indizes verwendet. Für eine regionale, räumlich differenzierte Betrachtung wird untersucht, ob Sortenwahl und Standortunterschiede nicht nur den Kornertrag, sondern auch das Korn-Strohverhältnis beeinflussen. Erste Ergebnisse zeigen sorten- und standortspezifische Variabilitäten, die durch weitere Analysen statistisch belegt werden müssen.
Verbesserung der N-Effizienz und Umweltverträglichkeit von Gärresten durch Anwendung von Nitrifikationshemmstoffen
© Agrar- und Umweltwissenschaftliche Fakultät Universität Rostock (6/2012)
Für eine nachhaltige Biogasproduktion gewinnt die N-Effizienz bei der Düngung mit Gärresten immer mehr an Bedeutung. So wurden in den letzten Jahren viele Versuche mit Nitrifikationshemmstoffen zur Düngung von Gärresten durchgeführt. Ziel dieser Versuche war es, die Ertragswirkung, die N-Ausnutzung aber auch die Reduzierung von N-Verlusten aus der Nitratverlagerung oder von Lachgasemissionen zu erfassen.
Die THG-Bilanz moderner Bio-Erdgasanlagen am Beispiel der Bio-Erdgasanlage Einbeck
© Agrar- und Umweltwissenschaftliche Fakultät Universität Rostock (6/2012)
Im Gegensatz zur klassischen Direktverstromung am Ort der Biogaserzeugung weist die Aufbereitung von Biogas zu Bio-Erdgas mit anschließender Einspeisung in das Erdgasnetz mehrere Vorteile auf. Während bei den derzeit ca. 7.000 Biogasanlagen (ohne Gasaufbereitung) trotz aller Anstrengungen bei der Erstellung von Wärmekonzepten und Satelliten-BHKWs heute immer noch der größte Teil der bei der Stromerzeugung aus Biogas anfallenden Wärme ungenutzt an die Umgebung abgegeben wird, ermöglicht der Transport des aufbereiteten Biogases über das Erdgasnetz den hocheffizienten Einsatz in wärmegeführten KWK-Anlagen, Brennwertthermen und Erdgasfahrzeugen. Darüber hinaus fungiert das Erdgasnetz als Speicher, der eine räumliche und zeitliche Entkopplung der Biogaserzeugung von einem bedarfsgerechten Verbrauch ermöglicht, ohne dass ein zusätzliches Invest für Speicherinfrastruktur erforderlich ist.
Art- und sortenabhängige Biogasproduktion aus Beta-Rüben
© Agrar- und Umweltwissenschaftliche Fakultät Universität Rostock (6/2012)
Die Nutzung von Futter- und Zuckerrüben für die Biogaserzeugung gewinnt kontinuierlich an Bedeutung. Hohe Ernteerträge und ein schneller Biomasseumsatz im Biogasfermenter machen die Beta-Rüben für die Biogasproduktion interessant. Allerdings wurde bisher nur unzureichend die Biogasproduktion aus den Beta-Rüben sortenabhängig betrachtet. Aus diesem Grund wurden verschiedene Futter- und Zuckerrübensilagen auf ihren spezifischen Methanertrag im semi-kontinuierlichen Laborversuch untersucht und die Wirtschaftlichkeit dieser Sorten frei Fermenter ermittelt.
Nährstoffaufnahme von Mais und Bodenatmung nach Zufuhr von Gärresten im Praxisversuch
© Agrar- und Umweltwissenschaftliche Fakultät Universität Rostock (6/2012)
Die Entwicklung in der Biogasbranche ist in den letzten 20 Jahren von einer enormen Dynamik gekennzeichnet. In Deutschland gab es 1992 etwa 140 Biogasanlagen. Im Jahr 2011 waren bereits ca. 6000 Anlagen in Betrieb. Die am häufigsten in landwirtschaftlichen Biogasanlagen verwendeten Substrate sind Rindergülle und Silomais.
Einfluss des Untergrundes auf die Investitionskosten einer geothermischen Anlage
© wvgw Wirtschafts- und Verlagsgesellschaft Gas und Wasser mbH (6/2012)
Die Kenntnis der Untergrundverhältnisse spielt eine wesentliche Rolle bei der Dimensionierung von Erdwärmesonden und somit bei den Investitionskosten. Verschiedene Möglichkeiten zur Ermittlung dieser gesteinsphysikalischen Parameter stehen dabei am Markt zur Verfügung.