Netzstrategien für Betreiber von Energienetzen – Netzzustandsmonitoring – Teil 3 von 4
© wvgw Wirtschafts- und Verlagsgesellschaft Gas und Wasser mbH (9/2014)
In Teil 1 der Veröffentlichungsreihe wurden die Akteure und Rollen beschrieben, die am Instandhaltungsprozess beteiligt sind, und die Interaktion zwischen diesen Stakeholdern aufgezeigt. Der dritte Teil knüpft direkt daran an und veranschaulicht, wie der Netzzustand durch den Asset Manager überwacht und prognostiziert werden kann und wie diese Informationen in den Instandhaltungsprozess eingebunden werden können. Kern dieses sogenannten Netzzustandsmonitorings sind technische Kennzahlen bzw. Indikatoren, die vergleichend über die Zeit eine Aussage zum Zustand eines Netzes ermöglichen.

Prozesscharakteristik und Spurenelemente einer thermophilen Biogasanlagemit Rindergülle als Hauptsubstrat: Einfluss weiterer Temperaturerhöhung
© Agrar- und Umweltwissenschaftliche Fakultät Rostock (6/2014)
Der Schwerpunkt dieses Projekts lag auf der Ammoniumtoleranz, Abbaueffizienz und den gelösten, bioverfügbaren Spurenelementkonzentrationen bei verschiedenen Temperaturen in drei parallelen Biogasreaktoren eines Milchlandwirts. Erhöhte thermophile Bedingungen sollten das Gesundheitsrisiko bei der Verwendung von Gärresten als Dünger vermindern, aber auch die Effizienz der gut gehenden Hofanlage weiter steigern. Allerdings gibt es aufgrund älterer Literatur über schwach belastete Anlagen eine allgemeine Furcht vor einer Ammoniakinhibierung und damit so gut wie keine thermophil betriebenen Gülle-Biogasanlagen in Deutschland. Wir zeigen, dass es thermophil mit um mehrere hundert Prozent effektiveren Raumzeitausbeuten geht, wenn man konventionelle Biogasanlagen damit vergleicht.

Steinklee - eine Energiepflanze für trockene Standorte
© Agrar- und Umweltwissenschaftliche Fakultät Rostock (6/2014)
Unter den aktuellen wirtschaftlichen Rahmenbedingungen werden auf den trockenen Sandstandorten Norddeutschlands nur sehr wenige Fruchtarten angebaut. Bekannte Probleme enger Fruchtfolgen verstärken sich in diesen Regionen durch das insgesamt niedrige Ertragsniveau und das Fehlen bodenfruchtbarkeitsfördernder Kulturen.

Mais in Energiepflanzenfruchtfolgen
© Agrar- und Umweltwissenschaftliche Fakultät Rostock (6/2014)
Seit 2005 werden deutschlandweit im Rahmen des vom BMEL geförderten Verbundprojektes: „Entwicklung und Vergleich von optimierten Anbausystemen Für die landwirtschaftliche Produktion von Energiepflanzen unter verschiedenen Standortbedingungen Deutschlands“ („EVA“) Energiepflanzenfruchtfolgen untersucht. Hierbei stand unter anderem im Fokus, mögliche Alternativen zu hohen Silomais-Anbaukonzentrationen zu ermitteln und deren Einordnung in die Fruchtfolge zu optimieren. Im folgenden werden Ergebnisse des EVA-Standortes Gülzow aus den Jahren 2009 bis 2013 vorgestellt.

Einsatz von Natriumhydrogencarbonat in landwirtschaftlichen Biogasanlagen
© Agrar- und Umweltwissenschaftliche Fakultät Rostock (6/2014)
Durch häufige Substratwechsel innerhalb von Biogasanlagen und einer stark schwankenden Futterqualität kann es zu sinkenden Prozessstabilitäten und einer zunehmenden Versäuerung des Fermenters kommen. Im kontinuierlichen Labormaßstab wurde erfolgreich der präventive und akute Einsatz von Natriumhydrogencarbonat (Bicar®) zur Behebung von Versäuerungen nachgewiesen. Die Überführung und Anwendung der Erkenntnisse aus den Laborversuchen in eine landwirtschaftliche Praxisanlage war Gegenstand der Arbeit. Grundlage bildeten zwei baugleiche Biogasanlagen, wobei eine nachweislich durch Überfütterung in ihrer Prozessstabilität beeinträchtigt war und daraufhin mit Bicar® behandelt wurde, während die zweite Anlage stabil lief und als Kontrolle diente. Beide Anlagen gehörten zu einem Anlagenkomplex und wurden vor dem Versuch unterschiedlich in Art/ Menge und während des Versuches mit identischen Substraten versorgt. In der überfütterten Praxisanlage konnte Bicar® sowohl zur Akutapplikation wie auch als Präventionsmittel erfolgreich eingesetzt werden und bestätigt damit bisherige Ergebnisse aus Laborversuchen. Zudem zeigte sich die leistungsfördernde Wirkung in Form einer höheren Biogasausbeute bei gleichzeitig hohen Methanqualitäten und einer Reduzierung klimarelevanter Spurengase im Gärrest.

geo:build – Optimierung der Betriebsstrategien von erdgekoppelter Kälteversorgung in Bürogebäuden
© wvgw Wirtschafts- und Verlagsgesellschaft Gas und Wasser mbH (6/2014)
In der Theorie und Planung von erdgekoppelten Kühlsystemen für Bürogebäude wird für die Kältebereitstellung vorrangig die effiziente freie Kühlung angesetzt. In der Praxis hingegen ist oft ein Dauerbetrieb der mechanischen Kälte festzustellen. Im Bereich der effizienten Umschaltung der Betriebsmodi im Kühlbetrieb sowie der allgemeinen Regelkonzepte liegen meist noch keine fundierten Erkenntnisse vor. Hier setzt das Forschungsprojekt geo:build an. Der Beitrag zeigt dabei die Bearbeitung, Vorgehensweise sowie die ersten Ergebnisse.

Standardisierte Bausteine für Geothermiesonden
© wvgw Wirtschafts- und Verlagsgesellschaft Gas und Wasser mbH (5/2014)
Wie lässt sich eine Idee für ein neues Messverfahren für tiefe Geothermiebohrlöcher schnell in ein In-situ-Funktionsmuster integrieren? Für ähnliche Fragestellungen hat die Automobilindustrie die Plattformstrategie entwickelt. An einer Plattform für Geothermiesonden arbeitet das Karlsruher Institut für Technologie seit einigen Jahren. Der Baukasten, namens ZWERG, enthält sehr unterschiedliche Komponenten. Einerseits handelt es sich dabei um Blaupausen bewährter Konzepte (zum Beispiel Auslegung und Ausführung des Sondengehäuses) oder Informationen zur Beschaffungslogistik (zum Beispiel Lieferant und Richtpreis für die Halbzeuge des Sondengehäuses). Andererseits enthält er fertige Komponenten, die flexibel einsetzbar sind (zum Beispiel HiTES-Sondensteuerung: High Temperature Embedded System). Die erste Anwendung der Plattform ist eine Sonde zur Inspektion tiefer und heißer Bohrlöcher, die GeoKam.

Hochleistungs-Energiepfähle zur Nutzung der Kühlwirkung des Bodens
© wvgw Wirtschafts- und Verlagsgesellschaft Gas und Wasser mbH (5/2014)
Mit neuartigen Hochleistungs-Energiepfählen lässt sich die Kühlwirkung des Bodens für Großanwendungen, wie Prozesswärmeableitung und Großgebäude- Klimatisierung, wirtschaftlich nutzen. Mit einer Mantelfläche von bis zu 167 m2 zum Erdreich und einem Inhalt von 65 m³ Wasser je Pfahl dringt das System in Kühlleistungsbereiche vor, die bisher konventionellen Kühltechniken vorbehalten waren. Möglich wird dies durch die Übertragung der bislang im Mast- und Hochbau eingesetzten Bauweise von vorgespannten Schleuderbeton-Fertigteilen auf die Anwendungen der Geothermie. Zum Einsatz kam die Technik bei der bayrischen Firma OM-Klebetechnik GmbH in der Prozesskühlung dreier Druckstraßen. Seither konnte der Strombedarf für die bisherige Kühlung auf den Bedarf der Umwälzpumpen gesenkt werden.

Hydraulic Fracturing – seit Jahrzehnten im Einsatz
© wvgw Wirtschafts- und Verlagsgesellschaft Gas und Wasser mbH (5/2014)
Erdöl und Erdgas befinden sich nicht, wie vielfach angenommen, in großen, unterirdischen und kavernenartig ausgebildeten Hohlräumen, sondern sind in den Porenräumen zum Beispiel von Sandsteinen abgelagert. Ist die Durchlässigkeit in diesen Porenräumen zu gering, um eine wirtschaftliche Förderung zu erreichen, wird in vielen Fällen das sogenannte Hydraulische Fracking eingesetzt. In Deutschland wurden seit den 1950er-Jahren bislang rund 300 Frac-Behandlungen durchgeführt.

Verwertungswege von Eisen(III)-Oxidhydraten aus Wassergewinnungsanlagen
© wvgw Wirtschafts- und Verlagsgesellschaft Gas und Wasser mbH (5/2014)
Bei der Aufbereitung von eisenhaltigen Rohwässern zu Trinkwasser werden durch die Enteisenung in einer Filterschüttung schwer lösliche Eisen(III)-Oxidhydrate gebildet, die durch regelmäßige Filterspülungen entfernt werden müssen. Bisher gab es nur wenige Verwertungswege für diese eisenhaltigen Rückstände. Der Einsatz als Betriebsmittel zur Entschwefelung in Biogasanlagen zeigt hier neue Möglichkeiten auf.

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