Regenerative Energie
Bioenergie - stoffliche Nutzungskonzepte
© Agrar- und Umweltwissenschaftliche Fakultät Universität Rostock (6/2015)
Bereits heute leistet die Biomasse einen erheblichen Anteil an der Erfüllung der ambitionierten politischen Ziele hinsichtlich des Klimaschutzes, des Ausbaus der erneuerbaren Energien und der Umstellung der Wirtschaft auf eine Bioökonomie und ist folglich ein wichtiger Bestandteil der Energie- und Rohstoffwende. Ein Verzicht auf die Nutzung der Biomasse oder eine Beschränkung auf Rest- und Abfallstoffe hätte eine verstärkte Nutzung fossiler Ressourcen mit bekannten negativen Umweltauswirkungen zur Folge. Nachwachsende Rohstoffe haben das Potenzial, noch mehr als bislang zur Energie- und Rohstoffversorgung Deutschlands beizutragen, für Arbeitsplätze im strukturschwachen ländlichen Raum zu sorgen und die Importabhängigkeit Deutschlands zu verringern. Die dafür notwendigen Investitionen der Wirtschaft setzen allerdings unbedingt verlässliche Rahmenbedingungen voraus. Es ist darüber hinaus abzusehen, dass Nachhaltigkeitsaspekte, Effizienzsteigerungen sowie die Akzeptanz der Gesellschaft bezüglich der Nutzung nachwachsender Rohstoffe als Einflussgrößen an Bedeutung gewinnen werden. Hier wird das neue Förderprogramm 'Nachwachsende Rohstoffe' des BMEL einen deutlichen Beitrag leisten.
Wie effizient ist ein Erdwärmesystem zum Kühlen und Heizen von Gebäuden wirklich?
© wvgw Wirtschafts- und Verlagsgesellschaft Gas und Wasser mbH (4/2015)
Wärmepumpenbasierte Erdwärmeanlagen stellen besonders nach Inkrafttreten
der aktuellsten Energieeinsparverordnung (EnEV) eine interessante Alternative zur Bewirtschaftung von Gebäuden mit Wärme und Kälte dar. Viele bereits bestehende Anlagen laufen jedoch unter den ursprünglichen Planwerten, was zu höheren Betriebskosten führt und für Ernüchterung beim Betreiber sorgt. Optimal geplante, ideal einregulierte und dauerhaft betreute Anlagen bilden die andere Seite: Reduzierte Erstellungs- und geringe Energieträgerkosten im Betrieb machen Wärmepumpen in Kombination mit Erdwärme äußerst wettbewerbsfähig. Am Beispiel des Heiz- und Kühlsystems eines Mehrfamilienhauses in Sankt Augustin, welches mittels eines Monitoring- und Betriebskonzepts dauerhaft überwacht und optimiert wird, soll nachfolgend aufgezeigt werden, wie effizient Gebäude über Erdwärme bewirtschaftet werden können.
Wettbewerb von Flexibilitätsoptionen zur besseren Integration Erneuerbarer Energien
© wvgw Wirtschafts- und Verlagsgesellschaft Gas und Wasser mbH (4/2015)
Bei der Flexibilisierung des erneuerbaren Stromsystems führen die Mechanismen des Energiemarkts bereits heute zu einem kosteneffizienten Einsatz von bestehenden Flexibilitätsoptionen. Die Anforderungen werden jedoch steigen; deshalb sollten bei der Weiterentwicklung des Marktdesigns die langfristigen Kosten von Flexibilitätsmaßnahmen stärker berücksichtigt werden, damit Anreize zur Erschließung neuer Flexibilitätsalternativen geschaffen werden.
Energiewende in der Abwasserbehandlung
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (3/2015)
Die Energiewende in der kommunalen Abwasserbehandlung in Bezug auf die Elektroenergie ist technisch derzeit nur für sehr große Kläranlagen oder Kläranlagenverbünde im Zusammengehen mit thermischer Klärschlammverwertung möglich. Abwasser ist jedoch aufgrund
seiner organischen Bestandteile ein Energieträger für chemisch gebundene Energie. Eine mit Abwasser betriebene bio-elektrochemische Brennsto ffzelle wird vorgestellt, die neue Möglichkeiten für die energetische Nutzung von Abwasser aufzeigt.
Elektro- und leittechnisches Konzept für den Zubau der 5. Turbine im Rheinkraftwerk I ffezheim
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (2/2015)
Die Einspeisung der von den Maschinen 1 bis 4 im Rheinkra ftwerk Iffezheim erzeugten elektrischen Leistung in das 110-kV-Netz erfolgt über das Umspannwerk Iffezheim. Die Generatorspannung wird über zwei Transformatoren auf 110 kV transformiert, wobei jeweils zwei Generatoren einem Maschinentransformator fest zugeordnet sind. Die Transformatoren
stehen auf dem Kra ftwerksgelände. Je Transformator verläu ft ein 110-kV-Kabelsystem zum Umspannwerk. Die Entfernung zwischen Kra ftwerk und Umspannwerk beträgt ca. 600 m, wobei eine Schifffahrtsstraße des Rheins zu kreuzen ist.
Hydraulische Integrität des Systems Erdwärmesonde
© wvgw Wirtschafts- und Verlagsgesellschaft Gas und Wasser mbH (2/2015)
Für die Beurteilung der hydraulischen Integrität von Erdwärmesonden (EWS) ist eine systemische Betrachtung zwingend erforderlich. Die hydraulischen Leitfähigkeiten der einzelnen Komponenten haben zwar großen Einfluss, jedoch ist das Zusammenwirken im System entscheidend für den tatsächlichen Fließwiderstand (Kuckelkorn & Reuß 2010). Dabei stellt die Kontaktfläche von hydrophoben Kunststoffoberflächen (Sonde) und der hydrophilen Hinterfüllsuspension eine präferierte Wasserwegsamkeit dar.
Kavitationsfreie Druckhaltung für hydrothermale Tiefengeothermie - Entwicklung eines neuartigen Druckhalteventils
© wvgw Wirtschafts- und Verlagsgesellschaft Gas und Wasser mbH (2/2015)
Für hydrothermale Strom- und Wärmeerzeugung aus Tiefer Erdwärme kommen in Deutschland vorrangig das Norddeutsche Becken, der Oberrheingraben und das Molassebecken infrage. In diesen Regionen ist die Zusammensetzung der Thermalwässer, die zur Energieerzeugung eingesetzt werden, sehr unterschiedlich (Tabelle 1).
Fernwärmetransportleitung unter der Müggelspree
© wvgw Wirtschafts- und Verlagsgesellschaft Gas und Wasser mbH (1/2015)
Die Kraft-Wärme-Kopplung leistet einen relevanten Beitrag zum Klimaschutz und zur Ressourcenschonung. Daher ist der Anteil der KWK an der Gesamtnettostromerzeugung in Deutschland in den letzten Jahren langsam aber stetig gewachsen. Auch in Berlin-Köpenick wird von der Vattenfall Europe Wärme AG die Erweiterung des Fernwärmenetzes geplant. So werden durch die spätere Fernwärmeleitung insgesamt 10.000 Wohneinheiten bei einer Vorlauftemperatur von 135 °C und einer Rücklauftemperatur von 55 °C versorgt. Im Zuge dieses Fernwärmenetzausbaus wurde zudem die Müggelspree westlich der Salvador-Allende-Brücke im HDDVerfahren mit zwei Fernwärmerohren gekreuzt.
Dimensionierung von Erdwärmesondenfeldern und Temperaturfelddarstellungen mittels numerischer Software
© wvgw Wirtschafts- und Verlagsgesellschaft Gas und Wasser mbH (1/2015)
Die Software 'Geologik SF' wurde speziell für Geothermieanwendungen entwickelt und schließt die Lücke zwischen analytischen und numerischen Softwarepaketen. Der numerische Modell-Ansatz ermöglicht die Berechnung von konduktivem und konvektivem Wärmetransport. Neben der Dimensionierung von Sondenfeldern können laufzeitabhängige prognostische Darstellungen der Temperaturfelder und - mittels Monitor-Nodes - Grenzbetrachtungen erstellt werden.
Die neue Flexibilität der Stromwirtschaft und die zukünftige Rolle der Abfallwirtschaft
© Witzenhausen-Institut für Abfall, Umwelt und Energie GmbH (11/2014)
Die Stromerzeugung aus Biogas mittels nachwachsender Rohstoffe (NawaRo), aber auch mittels organischen Reststoffen und Abfällen erfolgt derzeit im Jahresverlauf gleichmäßig. Dies ist bedingt durch die gesetzlich festgelegte Vergütungsstruktur der letzten Jahre (erst das Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) 2012 etabliert mit der Flexibilitätsprämie einen neuen Ansatz) und dem damit verbundenen ökonomisch optimierten Anlagenbetrieb.
