Regenerative Energie
Auswirkung der flexiblen Stromproduktion aus Biogas auf den konventionellen Kraftwerkspark und dessen CO2 -Emissionen
© Witzenhausen-Institut für Abfall, Umwelt und Energie GmbH (11/2013)
Die Stromerzeugung aus Biogas erfolgt derzeit, bedingt durch die Vergütungsstruktur des vorrangegangenen EEG und dem damit verbundenen ökonomisch optimierten Betrieb, im Jahresverlauf gleichmäßig. Diese Stromerzeugungsstruktur entspricht in etwa den Grundlastkraftwerken der historischen fossilen Erzeugungsstruktur. Dieses Erzeugungsprofil spiegelt zunehmend nicht mehr den Bedarf wider, da die fluktuierenden erneuerbaren Erzeugungsformen, die Residuallast in ihrer Struktur stark beeinflussen.
Treibhausgasbilanz verschiedener Pflanzenkohlenutzungspfade
© Witzenhausen-Institut für Abfall, Umwelt und Energie GmbH (3/2013)
Die Vermeidung weiterer Treibhausgase ist zur Sicherung der globalen Durchschnittstemperatur unabdingbar. Durch den Einsatz von pyrolysierter Biomasse in der Landwirtschaft als Bodenhilfsstoff oder als Co-Substrat in der Energieerzeugung ist dieses unter anderem möglich. So kann abhängig vom Nutzungspfad zwischen 555 kg CO2eq MgHolzhackschnitzel -1 und 1.384 kg CO2eq MgHolzhackschnitzel -1 eingespart werden. Die maßgeblichen Faktoren in der Landwirtschaft für eine positive Klimabilanz sind der stabile Kohlenstoffanteil, die energetische Nutzung der Synthesegase und die damit verbundene Verdrängung fossiler Energieträger. Die Co-Verbrennung der Pflanzenkohlen zeigt kurzfristig das höchste Minderungspotenzial, jedoch wird dadurch die Kohlendioxidkonzentration in der Atmosphäre nicht gesenkt.
Gewerbeabfallaufbereitung - Entscheidung: Wertstoff-, Brennstoffgewinnung
oder direkt in die MVA?
© IWARU, FH Münster (2/2013)
In Deutschland sind im Jahr 2007 ca. 6,4 Mio. Mg gemischte Gewerbeabfälle angefallen. Neben der direkten Zuführung in energetische Verwertungsanlagen kann zuvor eine mechanische Abfallaufbereitung erfolgen, um die Abfallpotenziale im Sinne einer hochwertigen Verwertung gezielt zu nutzen. Die Korrelation zwischen der Art der mechanischen Aufbereitung und den damit verbundenen Kosten sowie der entstehenden klimarelevanten Emissionen ist aufgrund der Heterogenität der Abfallzusammensetzung und der mehrstufigen Stoffstromteilung in Aufbereitungsanlagen sehr komplex. Es fehlen geeignete Entscheidungshilfsmittel zur Optimierung der mechanischen Abfallaufbereitung vor dem Hintergrund der Einhaltung von Outputqualitäten, des wirtschaftlichen Betriebes der Aufbereitungsanlage und der Reduktion klimarelevanter Emissionen.
Carbon Footprint von Wasserversorgungsunternehmen - Entwicklung und Erprobung einer Bilanzierungssystematik
© DIV Deutscher Industrieverlag GmbH / Vulkan-Verlag GmbH (2/2013)
Im Hinblick auf die nationalen Klimaschutzziele sind auch die Unternehmen der Wasserwirtschaft daran interessiert, die Treibhausgasemissionen ihrer Prozesse zu minimieren. Voraussetzung dafür ist, dass diese bekannt sind und den Teilprozessen zuge ordnet werden können, um gezielte Minderungsmaßnahmen ergreifen zu können. Vor diesem Hintergrund wurde ein wissenschaftlich fundierter, ausreichend umfassender und robuster Bilanzierungsansatz für Wasserversorgungsunternehmen entwickelt sowie an bestehenden Versorgungssystemen angewandt. Die Bilanzierungssystematik basiert sowohl auf internationalen Standards als auch auf einheitlichen branchenspezifischen Festlegungen und Vereinfachungen, die gemeinsam mit den beteiligten Wasserversorgungsunternehmen erarbeitet und angewendet wurden. Die Pilotanwendung mit drei Wasserversorgern zeigte eine gute Übereinstimmung des Carbon Footprint auf Unternehmensebene (top-down-Ansatz) und auf Wasserwerksebene (bottom-up). Wichtigste Steuerungsgrößen sind neben dem eingesetzten Strommix (Anteil erneuerbarer Energien) das energetisch-optimierte Prozessdesign und die eingesetzten Aufbereitungsstoffe.
Vergleich der CCU Verfahren am Beispiel der österreichischen Industrie
© Lehrstuhl für Abfallverwertungstechnik und Abfallwirtschaft der Montanuniversität Leoben (11/2012)
Die stoffliche Nutzung von Kohlendioxid basiert auf dessen Verwendung als Kohlenstoffquelle für chemische und biochemische Umsetzungen in Produkten die eine Wertschöpfung erzielen (Aresta 2010). Vergleicht man die gesamten CO2 Emissionen mit dem Bedarf an Kohlendioxid für die unterschiedlichen Nutzungsoptionen wird schnell - aufgrund des relativ geringen Men-genpotentials dieser Verfahren - sichtbar, dass diese nur als eine zusätzliche CO2-Senke dienen können (Ausfelder et al. 2008). Das Interesse an der Nutzung von Kohlendioxid liegt vielmehr darin begründet, dass mit CO2 ein potenzieller Wertstoff mit einem interessanten Wertschöp-fungspotential für die Industrie vorliegt, dessen wirtschaftliche Verwendung sich auch positiv auf die Bewertung von Strategien zur Reduktion von CO2-Emissionen auswirken kann.
Einsatzmöglichkeiten von Biokohle in metallurgischen Prozessen
© HAWK Hochschule für angewandte Wissenschaft und Kunst - Fakultät Ressourcenmanagement (10/2012)
Aufgrund der unsicheren Versorgungssicherheit mit Rohstoffen und den aktuellen CO2-Fragestellungen wird der Einsatz von biogenen Kohlenstoffträgern in verschiedenen Bereichen diskutiert. Unter anderem die metallurgischen Industriezweige bekunden momentan Interesse am Einsatz von Biokohlen, da sie wirtschaftliche Vorteile durch die Klimaneutralität und in der Verfügbarkeit von den Ausgangsmaterialien sehen.
Einsatzmöglichkeiten für Biokohlen finden sich in verschiedenen metallurgischen Prozessen, wie der Eisen- und Stahlerzeugung oder der Produktion von Gusseisen. Es können Biokohlen auch in den Prozessen der Nichteisenmetallurgie als Reduktionsmittel oder Energieträger eingesetzt werden.
Biokohlen mit hohen Kohlenstoffgehalten und geringen Anteilen an flüchtigen Bestandteilen sind für alle metallurgischen Prozesse von Interesse, in denen Kohlenstoffträger als Reduktionsmittel eingesetzt werden. Beim Einsatz als Reduktionsmittel ist meistens auch die Festigkeit des Kohlenstoffträgers von Bedeutung. Zusätzlich können Biokohlen, die die geforderten Eigenschaften an Reduktionsmittel nicht einhalten, als Energieträger (in der Metallurgie) eingesetzt werden.
HTC, Biogas und Landwirtschaft - das APECS-Konzept
© HAWK Hochschule für angewandte Wissenschaft und Kunst - Fakultät Ressourcenmanagement (10/2012)
Klimawandel und zunehmende Knappheit fossiler Ressourcen machen Technologien zur Bereitstellung erneuerbarer Energieträger immer wichtiger.
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.
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.
