Biomass steam processing (BSP)
© Agrar- und Umweltwissenschaftliche Fakultät Rostock (6/2015)
Die langfristig gesetzten Ziele zur Minderung der CO2-Emission haben in den letzten Jahren dazu geführt, dass vermehrt erneuerbare Energieträger zur Deckung des Primärenergiebedarfs eingesetzt werden. Mit über 60 % stellt Biomasse den größten Anteil der regenerativen Energieträger dar, weswegen die effiziente und nachhaltige Nutzung vorhandener Biomassen hohe Priorität hat. Vermehrt in den Fokus rücken dabei auch Abfallbiomassen, wie zum Beispiel pflanzliche Haushaltsreststoffe („Biotonne“), Rückstände aus Fermentationsverfahren oder Klärschlamm. Das BSP-Verfahren ist für diese Stoffströme einsetzbar ebenso wie auch für klassische Biomassen (Holz, Stroh etc.). Das BSP-Verfahren kombiniert vorteilhafte Elemente der langsamen Pyrolyse und der hydrothermalen Karbonisierung (HTC) bei moderateren und verfahrenstechnisch einfach zu realisierenden Prozessparametern. Die Biomasse wird in überhitzter Dampfatmosphäre drucklos bei Temperaturen von etwa 350 °C und kurzen Reaktionszeiten zwischen 30 und 150 min behandelt. Die daraus resultierenden trockenen Biokohlen haben im Vergleich zu durchschnittlichen HTC-Produkten ähnliche elementare Zusammensetzungen und Brennwerte. In der vorliegenden Arbeit wurden Experimente in einem Technikumsreaktor mit maximalen Durchsatz von 0,5 kg/h durchgeführt und diese Erkenntnisse zur Planung und Umsetzung einer vergrößerten Pilotanlage mit bis zu 50 kg/h Durchsatz verwendet.

Wirtschaftliche Bewertung von Anlagenkonzepten zur Bioabfallvergärung
© Agrar- und Umweltwissenschaftliche Fakultät Rostock (6/2015)
Gegenwärtig spielt der Einsatz von Bio- und Grünabfällen aus getrennter Sammlung, gewerblichen organischen Abfällen (Lebensmittel; Speisereste aus Kantinen, Großküchen und Gastronomie) sowie Abfällen aus der Nahrungsmittelindustrie bei der Biogaserzeugung in Deutschland nur eine untergeordnete Rolle. Die Zahl der Abfallvergärungsanlagen steigt jedoch kontinuierlich. Infolge der Novellierungen des Erneuerbaren-Energien-Gesetz (EEG) 2012 und 2014 rückt die Vergärung von Bioabfällen neben der Installation von landwirtschaftlichen Gülle- Kleinanlagen stärker in den Fokus. Zum Stand 31.12.2014 sind in Deutschland knapp 140 Abfallvergärungsanlagen in Betrieb, die ausschließlich oder überwiegend organische Abfälle vergären. Dabei werden in 83 Anlagen Bio- und Grünabfälle aus der getrennten Sammlung (Biotonne) eingesetzt – mit sehr unterschiedlichen Anteilen am Gesamtinput der Anlage. Insgesamt handelt es sich nach Datenlage des DBFZ bei 68 Anlagen um Bioabfallvergärungsanlagen, in denen ausschließlich oder überwiegend Bioabfälle gemäß § 27a EEG 2012 bzw. § 45 EEG 2014 Einsatz finden. Mit der im EEG 2012 eingeführten Direktvermarktung und der Flexibilitätsprämie wurden weitere Anreize geschaffen, die auf eine stärker systemorientierte Stromeinspeisung von Biogasanlagen abzielen. Inwieweit diese Erwartungshaltung umgesetzt wird, entscheidet die Wirtschaftlichkeit über die Gesamtbetriebslaufzeit. Eine Verdopplung der installierten elektrischen Leistung stellt für eine durchschnittliche Modellanlage gegenwärtig die wirtschaftlich sinnvollste Variante dar.

Rekultivierung von Deponien mithilfe von Abwasserschlammhumus zum Anbau von Energiepflanzen
© Wasteconsult international (12/2014)
Zur Schaffung einer begrünungsfähigen Schicht im Landschaftsbau sind Materialien mit hohem Wasserspeichervermögen und guter Nährstoffverfügbarkeit notwendig. Das zur Verfügung stehende Bodenmaterial von anthropogen stark beanspruchten Flächen (Tagebaurestlöcher, Halden, Deponien) bestehen in der Regel aus Mineralböden, welche eine geringe Wasserhaltefähigkeit und geringe Nährstoffverfügbarkeit aufweisen. Zur Rekultivierung diese Böden und Sicherung eines nachhaltigen Pflanzenwachstums sind vor allem die oben genannten Eigenschaften zu verbessert.

EEG-Novelle auf dem Prüfstand
© ANS e.V. (am Leichtweiß-Institut der TU Braunschweig) (10/2014)
Der folgende Vortrag beschäftigt sich mit der Fragestellung, in wie weit das am 01.08.2014 in Kraft getretene EEG 2014 verfassungsrechtlich zu beanstanden ist. Dabei werden folgende Schwerpunkte gesetzt: das zügige Inkrafttreten sowie zu kurz bemessene Übergangsfristen des EEG 2014, die Begrenzung der förderfähigen Strommenge bei bestehenden Biogasanlagen und die Einbeziehung der Eigenversorgung in die EEG-Umlage.

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.

Top-down & Bottom-up: Weiterentwicklung bisheriger Ansätze zur Abschätzung von Flächen- und Biomassepotentialen für Paludikultur
© Agrar- und Umweltwissenschaftliche Fakultät Rostock (6/2014)
Paludikultur („palus“ = lat.: Sumpf) ermöglicht die nachhaltige Bewirtschaftung nasser Moore, die auf den Erhalt des Torfköpers abzielt. Die produzierte oberirdische Biomasse kann energetisch und stofflich verwertet werden. Diese Art der Nutzung entspricht exakt den Anforderungen, welche Mecklenburg-Vorpommern an seine zukünftige Energieversorgung stellt. Für die Umsetzung ist die Aufbereitung von Informationen zu Flächen- und Biomassepotentialen für Flächennutzer, Biomasseabnehmer und politische Entscheidungsträger notwendig. Dabei müssen gegenüber herkömmlichen Potentialstudien wesentlich mehr Fragen, wie z.B. Wiedervernässbarkeit, Bewirtschaftbarkeit, Ertrag auf Standort und zeitliche Realisierbarkeit, beantwortet werden. Bisherige Studien für Mecklenburg-Vorpommern berücksichtigen nur wenige Kriterien oder basieren auf Experteneinschätzungen und sind mit großer Unsicherheit verbunden. Eine bessere Annäherung an die Realität kann durch die Kombination von Top-down-Ansatz (von der Gesamtfläche ausgehend) und flächenspezifischen Informationen (Bottom-up-Ansatz: von der Einzelfläche ausgehend) erreicht werden.

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.

Vom Halm zum Pellet: Bereitstellungsketten für feste Bioenergieträger von nassen Niedermooren
© Agrar- und Umweltwissenschaftliche Fakultät Rostock (6/2014)
Die landwirtschaftliche Nutzung von stark entwässerten Moorböden führt durch Emissionen von Treibhausgasen und Nährstoffen zu hohen Umweltbelastungen. Die Boden-Degradierung kann langfristig den Verlust von landwirtschaftlicher Nutzfläche nach sich ziehen. Eine Nutzung bei Wasserständen in Flur (Paludikultur, lat. ‚palus‘ = Sumpf) ermöglichst sowohl erhebliche Umweltentlastungen als auch eine dauerhafte Produktion mit angepassten Pflanzenarten.

Nährstoffaufnahme von Mais und Sorghum im Mischfruchtanbau mit Leguminosen
© Agrar- und Umweltwissenschaftliche Fakultät Rostock (6/2014)
Der für die Pflanze essentielle Nährstoff P seht nur in begrenztem Maße zur Verfügung. Andererseits gehen aus landwirtschaftlichen Systemen große Nährstoffmengen verloren und N- und P-Einträge in Gewässer sind die Folge. Besonders Reihenkulturen wie Mais fördern Nährstoffverluste durch Auswaschung und Erosion. Der Anbau von Kulturpflanzen im Mischfruchtanbau kann wegen der unterschiedlichen Anpassungsfähigkeit der Pflanzen an suboptimale Wachstumsbedingungen zur effizienten komplementären Nutzung von Wachstumsfaktoren und somit zur Steigerung von Nährstoff- und Wassernutzungseffizienz beitragen. Der Mischfruchtanbau mit Leguminosen ist wegen der zusätzlichen N-Fixierung aus der Luft besonders interessant.

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.

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