Sensitivitätsanalyse der Eingangsparameter aus den Bettungsbedingungen bei der Auslegung von Fernwärmeleitungen
© wvgw Wirtschafts- und Verlagsgesellschaft Gas und Wasser mbH (4/2016)
Die leitungsgebundene Wärmeverteilung kann für die Deckung von rund 50 % des Primärenergiebedarfs in Deutschland und Europa im Bereich Wärme einen wichtigen Beitrag leisten und sollte zeitnah eine Schlüsselrolle in der Energiewende einnehmen. Durch die Nutzung der Effizienzpotenziale im Bereich Kraft-Wärme-Kopplung und die Möglichkeit der Einbindung von Abwärme und erneuerbarer Wärme in Wärmenetze können niederexergetische Energiequellen integriert werden, die z. B. für die Stromerzeugung nicht geeignet sind und andernfalls ungenutzt blieben.

Mögliche Wechselbeanspruchungen von Fernwärmeleitungen im Rahmen zukünftiger Wärmeerzeugung
© wvgw Wirtschafts- und Verlagsgesellschaft Gas und Wasser mbH (4/2016)
Das in Deutschland dominierende Verlegesystem für Fernwärmeleitungen ist das erdverlegte Kunststoffmantelrohr (KMR). In der Planung und Dimensionierung neuer Trassenabschnitte werden KMR für eine erwartete Lebensdauer von wenigstens 30 Jahren ausgelegt. Grundlage dieser Lebensdauerabschätzung ist das Approximieren realer Temperaturbeanspruchungen auf eine maximale Anzahl von äquivalenten Temperaturvolllastwechseln (TVLW). Aufgrund aktueller Entwicklungen im Strom- und Wärmemarkt und der daraus resultierenden Einsatzplanung thermischer Kraftwerke kann davon ausgegangen werden, dass Fernwärmenetze zukünftig vermehrt Temperaturwechselbeanspruchungen erfahren könnten. In dem vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) geförderten AGFW-Forschungsvorhaben „Technische Gebrauchsdaueranalyse von Wärmenetzen unter Berücksichtigung volatiler erneuerbarer Energien“ (Förderkennzeichen: 03ET1335A) sollen unter anderem die Auswirkungen zukünftiger Beanspruchungen auf die Materialkomponenten des KMRs untersucht, Wärmenetze dadurch für zukünftige Herausforderungen qualifiziert sowie Belastungsgrenzen aufgezeigt werden.

Grosspeter Tower in Basel – hoch hinaus mit leistungsstarker Erdwärme
© wvgw Wirtschafts- und Verlagsgesellschaft Gas und Wasser mbH (2/2016)
Mit fast 80 Metern Höhe bereichert der Grosspeter Tower ab August 2017 die Stadtsilhouette von Basel. Der Energieverbrauch für die gesamte Heiz- und Kühlleistung der Liegenschaft wird maßgeblich über ein Erdwärmesondenfeld sichergestellt: Um den Energiebedarf des Gebäudes zu decken, waren insgesamt 14.056 m an Doppel-U-Erdwärmesonden nötig. In 56 Einzelbohrungen wurden sämtliche Erdwärmesonden mit je einer Länge von knapp über 250 m auf einer Gesamtfläche von 1.500 m2 vertikal installiert. Aufgrund der besonders anspruchsvollen geologischen Beschaffenheit im Raum Basel – bedingt durch instabile Erdschichten und einen erhöhten Wasserzutritt – wurden sämtliche Bohrungen im bewährten Spülbohrverfahren mittels PDC-Meißel durchgeführt. Die geothermische Energieversorgung des Towers zeigt eindrücklich, wie sich der nachhaltige Umgang mit natürlichen Ressourcen im städtischen Umfeld optimal realisieren lässt.

Treibhausgasquote ab 2015 – Chance oder Risiko?
© Agrar- und Umweltwissenschaftliche Fakultät Rostock (6/2015)
Die politischen Rahmenbedingungen haben die Nutzung von Biokraftstoffen im Verkehrssektor in Deutschland in den vergangenen Jahren maßgeblich beeinflusst. Zum 01.01.2015 ist die Treibhausgasbezogene Quote anstelle der zuvor geltenden energetischen Biokraftstoffquote in Kraft getreten. Es ist davon auszugehen, dass sich mittelfristig die Biokraftstoffmenge und die Art ihres Einsatzes, vor allem aber die zur Biokraftstoffproduktion eingesetzten Rohstoffe und die realisierte Treibhausgas (THG) vermeidung verändern kann. Eine THG-Vermeidung von 3,5 % (wie für 2015 und 2016 vorgeschrieben) ist im Rahmen der Beimischung realisierbar. Hingegen ist die stufenweise Anhebung der Quote auf 6 % bis 2020 innerhalb derzeitiger Beimischungsgrenzen und mit Hilfe aktueller Biokraftstoffoptionen nicht realisierbar. Aktuelle Diskussionen auf europäischer Ebene sowie die Ausgestaltung der Quotenregelung in Deutschland lassen weitere Optionen zur THG-Vermeidung erwarten. Neben den THG-Vermeidungskosten könnten weitere regulatorische oder fördernde Maßnahmen die Zielerreichung beeinflussen.

Optimierung einer Simulationssoftware für Verbrennungsprozesse
© wvgw Wirtschafts- und Verlagsgesellschaft Gas und Wasser mbH (3/2015)
Weiterentwicklung und Optimierung eines auf OpenFOAM basierten DNS-Lösers zur Verbesserung der Effizienz und Handhabung

Brennstoffzellen auf dem Vormarsch
© wvgw Wirtschafts- und Verlagsgesellschaft Gas und Wasser mbH (3/2015)
Die erfolgreiche Umsetzung der Klimaziele der Bundesregierung hängt zu einem wesentlichen Teil von den CO2-Minderungen im Heizwärmemarkt ab – denn dieser ist für rund ein Drittel der Emissionen verantwortlich. Ein Schlüssel zum Erfolg ist der Einsatz von innovativen Brennstoffzellen, die mit ihrer hohen Energieausbeute und hohem CO2-Einsparpotenzial einen wichtigen Beitrag zum Gelingen der Energiewende leisten können. Brennstoffzellen sind in vielen Bereichen einsetzbar und technisch ausgereift – eine Erfahrung, die aktuell auch die Stadtwerke Bielefeld machen.

Abfallwirtschaft und Klimaschutz
© ANS e.V. (am Leichtweiß-Institut der TU Braunschweig) (10/2014)
Der Klimawandel ist eine der größten Herausforderungen unserer Zeit. Deutschland hatte sich daher bereits im Kyotoprotokoll (1997) dazu verpflichtet, die Emission von sechs Treibhausgasen bis 2012 um 21 % gegenüber dem Ausgangsjahr 1990 zu vermindern. Für 2020 wurde als weiteres Etappenziel formuliert, die Emission von Treibhausgasen um mindestens 40 % gegenüber 1990 zu senken. Da die Erreichung dieses 40%- Zieles gefährdet ist, hat das Bundesumweltministerium ein „Aktionsprogramm Klimaschutz 2020“ aufgelegt, das im Ergebnis zur Schließung der derzeit zu befürchtenden Lücke bei der Reduzierung der Emission klimaschädlicher Gase führen soll. Dabei wird auch geprüft, ob die Abfallwirtschaft zusätzliche Beiträge liefern kann, obwohl die Abfallwirtschaft hierzulande bereits jetzt in deutlichem Umfang zur Entlastung des Klimas beiträgt.

Regionalspezifische Treibhausgasbilanz für den Rapsanbau in Mecklenburg-Vorpommern
© Agrar- und Umweltwissenschaftliche Fakultät Rostock (6/2014)
Um dem Klimawandel zu begegnen gibt es auf europäischer Ebene mit der Erneuerbare-Energien-Richtlinie (EU-RED, 2009/28/EG) einen gemeinschaftsrechtlichen Rahmen erneuerbare Energien in den Bereichen Strom und Verkehr einzusetzen um Treibhausgas (THG)- Emissionen zu mindern. Ziel der EU-RED ist es bis 2020 20 % der verbrauchten Gesamtenergie durch erneuerbare Energien zu ersetzen. Für den Verkehrssektor wurde zusätzlich festgelegt, dass mindestens 10 % der verbrauchten Gesamtenergie aus erneuerbaren Energien stammen müssen. Die EU-RED macht bereits seit 2009 verbindliche Vorgaben bezüglich des verminderten Ausstoßes an Treibhausgasen bei der Verwendung von Biokraftstoffen gegenüber dem fossilen Kraftstoff. Die Umsetzung der EU-RED erfolgt in Deutschland im Rahmen der Biokraftstoff-Nachhaltigkeitsverordnung (Biokraft-NachV). Biokraftstoffe können nur in Verkehr gebracht werden und auf die Biokraftstoff- bzw. ab 2015 auf die THG-Minderungsquote angerechnet werden, wenn die Nachhaltigkeitsanforderungen der Biokraft-NachV erfüllt werden.

Bilanzierung der Treibhausgasemissionen einer Biogasanlage - Ergebnisse aus der Praxis
© Agrar- und Umweltwissenschaftliche Fakultät Rostock (6/2014)
Die Erzeugung von Biogas steht häufig unberechtigt in der öffentlichen Kritik. Um dieser mit handfesten Zahlen entgegenzuwirken, kann die Berechnung einer Treibhausgasbilanz hilfreich sein. Der landwirtschaftliche Sektor war im Jahr 2011 für 7,7 % der in Deutschland emittierten Treibhausgasemissionen verantwortlich. Die in diesem Zusammenhang wichtigsten Treibhausgase (THG) sind Kohlendioxid (CO2), Methan (CH4) und Lachgas (N2O).

Ökobilanzielle Bewertung von Holzascheausbringung im Alpinen Raum
© DGAW - Deutsche Gesellschaft für Abfallwirtschaft e.V. (3/2014)
Das starke Wachstum bei der Errichtung von Biomasseheizwerken in den letzten Jahren, hat zeitgleich zu einem rasch steigenden Anfall an Pflanzenasche geführt. Aufgrund der bodenverbessernden Wirkung und Nährstoffgehalte von Pflanzenaschen, stellt die Rückführung in den Wald eine mögliche sinnvolle Verwertung dar.

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