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Fachartikel Forschungsergebnisse

Energetische Nutzung von biogenen Reststoffen - Untersuchung der Aufbereitung und Verbrennungseigenschaften am Beispiel von Pferdemist-Pellets
© Agrar- und Umweltwissenschaftliche Fakultät Universität Rostock (6/2015)
Der im Bereich der Biomasse verwendete Energieträger Holz ist in seiner wirtschaftlichen Verfügbarkeit begrenzt. Dem entsprechend findet die energetische Nutzung von Reststoffen der Landwirtschaft verstärktes Interesse, die sich aber hinsichtlich ihrer chemischen Eigenschaften und damit ihres Verbrennungs und Emissionsverhaltens zum Teil deutlich von den üblichen Holzbrennstoffen unterscheiden.

Betriebsmodi einer Schwachgas- Mikro-Kraft-Wärme-Kopplungsanlage zur flexiblen Stromerzeugung unter Nutzung von Holzkohle
© Agrar- und Umweltwissenschaftliche Fakultät Universität Rostock (6/2015)
Es wurden an einer mit Holzkohle betriebenen, selbstentwickelten Mikro-Kraft-Wärme-Kopplungsanlage Untersuchungen zur hochflexiblen Strombereitstellung durchgeführt. Während dieser Untersuchungen konnten fünf mögliche Betriebsmodi identifiziert werden, welche für den flexiblen Betrieb von Bedeutung sind. Neben einer schnellen Regelfähigkeit besitzt die Anlage weiterhin die Fähigkeit in einem großen Bereich eine Lastverschiebung zwischen elektrischer und thermischer Last vorzunehmen. Die Modulationsfähigkeit der Anlage beträgt 18-100 % im normalen Betrieb mit Drosselung der Brennstoffzufuhr und 36-100 % im Betrieb mit Lastverschiebung.

Großbaustelle Wärmewende Herausforderungen bei der Umsetzung von Wärmeprojekten in Bioenergie-Regionen
© Agrar- und Umweltwissenschaftliche Fakultät Universität Rostock (6/2015)
Im Gegensatz zum Ausbau der erneuerbaren Strombereitstellung ist die Bereitstellung von Wärme aus erneuerbaren Energieträgern ein bisher weniger beachtetes Thema. Zur Umsetzung der eingeleiteten Energiewende ist es jedoch notwendig, neben dem verstärkten Einsatz von regenerativem Strom auch die Wärmeversorgung stärker zu fokussieren. Der Einsatz von Biomasse trägt aufgrund eines vielseitigen Einsatzspektrums zur Deckung des Bedarfs entscheidend bei. Die Umsetzung regenerativer Wärmeprojekte ist eine sehr komplexe und dezentrale Angelegenheit. Eine besondere Schwierigkeit besteht dabei, Erzeuger und Verbraucher zusammen zu bringen und so eine Win-Win-Situation für alle Beteiligten herbei zu führen. Gute Beispiele für die Initiierung und Umsetzung solcher biogenen Wärmeprojekte lassen sich in den 21 deutschlandweiten Bioenergie-Regionen finden. Der Beitrag möchte diese Erfahrungen darstellen und insbesondere auf die Rolle der Regionalmanagements bei der Gestaltung von biogenen Wärmeprojekten eingehen. Ferner werden politische Rahmenbedingungen erläutert und Herausforderungen bei der Umsetzung solcher Projekte aufgezeigt.

Integrierte stoffliche und energetische Wertschöpfung aus Biomasse - Koppelprozesse im BMBF-Spitzencluster BioEconomy
© Agrar- und Umweltwissenschaftliche Fakultät Universität Rostock (6/2015)
Die Transformation des fossil-basierten in ein bio-basiertes Wirtschaftssystem ist ein wichtiges langfristiges Ziel der Bundesregierung. Basierend auf einer Forschungs- und Politikstrategie für eine Bioökonomie entsteht, gefördert vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF), in der Region Sachsen-Anhalt und Sachsen um den Chemiestandort in eine Modellregion für eine bio-basierte Wirtschaft. Dieser Spitzencluster weist ein starkes Portfolio Non-Food Biomasse verarbeitender Verbundprojekte entlang einer Wertschöpfungskette für Buchenholz auf. Die Akteure verfolgen im Verbund die Herstellung von Plattformchemikalien, deren Veredelung zu End- und Hilfsprodukten sowie deren Einsatz in der Holzwirtschat und im Automobilbau. In Koppelproduktion werden Prozessenergie und Energieträger bereitgestellt und die eingesetzte Biomasse mit höchst-möglicher Wertschöpfung genutzt. Eine umfassende Begleitforschung stellt wichtige Erkenntnisse für eine Fortgestaltung der eingeschlagenen Bioökonomiestrategie bereit. Der vorliegende Beitrag beleuchtet die Chancen für Bioenergieprozesse anhand einiger Projektbeispiele genauer und gibt einen Überblick über die Struktur und die Aktivitäten im Spitzencluster BioEconomy.

Modellbasierte Flexibilisierung der Biogasproduktion
© Agrar- und Umweltwissenschaftliche Fakultät Universität Rostock (6/2015)
Der Einsatz von Windkraft und Photovoltaik ist, bei wechselnden Witterungsbedingungen, mit einer Volatilität der Energiebereitstellung verbunden. Diese Schwankungen können auf Verbraucherseite nur eingeschränkt abgefangen werden. Auf Erzeugerseite ist, neben Wasserkraft, die Bereitstellung von Energie aus Biomasse die einzige direkte Möglichkeit, die Volatilität auszugleichen.

Optimierung von Halmgutpellets aus Paludikultur mit Beimischungen von Holz
© Agrar- und Umweltwissenschaftliche Fakultät Universität Rostock (6/2015)
Paludikultur ('palus': lat. Sumpf) ist nasse Landwirtschaft auf Moorstandorten bei gleichzeitigem Erhalt des Torfkörpers als Kohlenstoffspeicher. Die aufwachsende Biomasse kann als regenerativer Energieträger genutzt werden. In der vorliegenden Studie wurde Biomasse aus Paludikultur im Technikumsmaßstab sowie im Praxisversuch pelletiert und prozessspezifische Kennwerte und Eigenschaften der Pellets analysiert. Die Bewertung erfolgt hinsichtlich der normativen Anforderungen nach DIN EN ISO 17225-6. Neben der Herstellung der Pellets war die brennstoffseitige Charakterisierung der Pellets zur bewertenden Einordnung der energetischen Verwertung Inhalt der Arbeit. Zur weiteren Optimierung wurde den einzelnen Paludikultur-Biomassen Kiefernholz zugemischt (Anteil von 50 und 80 %).

Anteil fester Biomasse am deutschen Energiemix Ausblick auf zukünftige Bereitstellungsstrategien infolge zunehmender Rohstoffknappheit von Holz
© Agrar- und Umweltwissenschaftliche Fakultät Universität Rostock (6/2015)
Die politischen Zielvorgaben der Bundesregierung sehen u.a. eine Steigerung des Anteils der Wärme- und Kälteerzeugung aus erneuerbaren Energien (EE) vor. Da biogene Festbrennstoffe den größten Anteil innerhalb der EE zur Wärmebereitstellung beitragen und mittelfristig gesehen adäquate, erneuerbare Alternativen nicht zur Verfügung stehen, werden biogene Festbrennstoffe auch in Zukunft einen bedeutenden Beitrag im Wärmesektor leisten. Außerdem können Biomasse-Festbrennstoffanlagen den Strom flexibel einspeisen und sind folglich in der Lage, die fluktuierende Stromeinspeisung aus PV- und Windkraftanlagen anteilig auszugleichen. Grenzen der Verfügbarmachung fester Bioenergieträger sind neben Flächenkonkurrenzen, Nachhaltigkeitsgesetz, Zertifizierungssystemen vor allem Konkurrenzen mit der stofflichen Nutzung. Letztere werden nachfolgend dargelegt und Beispiele für zukünftige Bereitstellungs- und Nutzungsstrategien aufgezeigt.

Energieeffizienz in MBS Anlagen
© Wasteconsult International (5/2015)
Trockene Abfälle (Gewerbeabfall, Sperrmüll) werden in einem Flachbunker angeliefert, vorsortiert, zerkleinert und gelangen dann entweder in den Tiefbunker oder werden als EBS vermarktet. Die Anlieferung von Hausmüll und hausmüllähnlichen Abfällen erfolgt direkt in den Tiefbunker. Der Abfall wird mit zwei automatisierten Kransystemen zunächst einer Zerkleinerung und dann der biologischen Trocknung in Rotteboxen zugeführt. Der Rotte- und Trocknungsprozess erstreckt sich in der Regel über sieben Tage in einem Temperaturbereich von 50 bis 60 °C.

Schluss mit Grauguss im Gasnetz von Hannover
© wvgw Wirtschafts- und Verlagsgesellschaft Gas und Wasser mbH (5/2015)
Gemäß Energiewirtschaftsgesetz hat der Netzbetreiber die Sicherheit der Gasversorgung zu gewährleisten. Ein Thema, das die Gasversorgungsunternehmen in diesem Zusammenhang in den letzten Jahrzehnten beschäftigt hat und teils auch noch beschäftigt, ist das der Graugussleitungen. Am Beispiel Hannover wird der Erfolg eines Grauguss-Rehabilitationsprogrammes aufgezeigt.

Neue Brennwertbestimmung 'SmartSim'
© wvgw Wirtschafts- und Verlagsgesellschaft Gas und Wasser mbH (5/2015)
Die technischen Entwicklungen im Erdgasnetz, vor allem das Zusammenwachsen des europäischen Gasmarktes und die zunehmende Einspeisung regenerativer Gase wie Biogas oder Wasserstoff im Zuge der Energiewende sind neue Herausforderungen für den Netzbetreiber. Bei der Einspeisung von Biogas ist es derzeit erforderlich, den Brennwert durch Beimischung von Propan auf den im Netz vorhandenen Brennwert des Erdgases anzupassen. Durch Einführung einer neuen Brennwertbestimmung 'SmartSim' ist es möglich, auf den aufwendigen Prozess der Brennwertangleichung zu verzichten. Der vorliegende Artikel beschreibt die Erfahrungen von MITNETZ GAS bei der Einführung dieses Systems.