Schwimmendes Offshore-Fundament für Windenergieanlagen
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (9/2014)
Im Juli 2014 begann der Bau einer schwimmenden Tragwerkskonstruktion für Offshore-Windenergieanlagen. Sie wurde unter Führung der GICON mit renommierten Partnern wie der Volkswerft Stralsund, der TU Bergakademie Freiberg, der Universität Rostock und dem Fraunhofer Institut IWES entwickelt. Im kommenden Jahr sind mit dem GICON®-SOF-Funktionsmuster umfangreiche technische und ökologische Erprobungen in der deutschen Ostsee geplant.

Underground Sun Storage: Erneuerbare Energie untertage speichern
© wvgw Wirtschafts- und Verlagsgesellschaft Gas und Wasser mbH (9/2014)
Der zunehmende Ausbau der erneuerbaren Energiegewinnung aus Sonne und Wind erfordert zukunftsweisende saisonale Speicherlösungen. Untertage-Gasspeicher sind bereits heute sichere und verlässliche großvolumige Energiespeicher. Die Power-to-Gas-Technologie macht die Umwandlung überschüssiger elektrischer Energie in Wasserstoff bzw. synthetisches Methan möglich. Im Forschungsprojekt „Underground Sun Storage“ wird die Speicherfähigkeit von Wasserstoff als Beimengung zu Erdgas/synthetischem Methan in Porenlagerstätten erforscht.

Flexible Biogaserzeugung durch technische und prozessbiologische Verfahrensanpassung
© Agrar- und Umweltwissenschaftliche Fakultät Rostock (6/2014)
Die zukünftige Energieversorgung wird auf einem hohen Anteil fluktuierender Energien, z.B. Wind und Sonne, basieren. Um witterungsbedingte Schwankungen in der Energieversorgung auszugleichen sind regelbare Energieerzeuger erforderlich. Mit Biogas betriebene Verstromungsanlagen bieten den Vorteil, Strom zeitlich unabhängig von Sonne und Wind bereitstellen zu können.

Energetische Nutzung agrarischer Reststoffe mittels thermo-chemischer Wandlung in Wirbelschichtreaktoren
© Agrar- und Umweltwissenschaftliche Fakultät Rostock (6/2014)
Wirbelschichtverbrennungsanlagen zeichnen sich durch eine hohe Effizienz in der Ausnutzung des energetischen Brennstoffpotentials aus und bieten sich aufgrund der gegenüber Rostfeuerungen niedrigeren Betriebstemperaturen für die Nutzung von Brennstoffen mit problematischen Ascheschmelzverhalten an. Durch die Verwendung von Wirbelbettmaterialien auf Calciumbasis bzw. durch entsprechendes Additivieren der Reststoffe mit calciumhaltigen Adsorbentien lässt sich das Aufschmelzen der Aschen beeinflussen. Darüber hinausgehend kann durch luftgestufte Verbrennung dem hohen emissionsfähigen Brennstoff-Stickstoffanteil von halmgutartigen Reststoffen effektiv entgegengewirkt werden.

ENIAK – Entwicklung eines nichtmotorischen Injektionsprüfstands: Erfahrungen und erste Ergebnisse
© Agrar- und Umweltwissenschaftliche Fakultät Rostock (6/2014)
Bekannte Ursachen für Ablagerungen in und an Dieselinjektoren sind Verunreinigungen in der Biodieselkomponente, Verunreinigungen der Kraftstoffe mit Zink oder Kupfer sowie unerwünschte Wechselwirkungen zwischen Additiven und Biodieselbestandteilen. Aus diesem Grund werden unter anderem Additive einer No-Harm-Prüfung unterzogen. Die gängigen motorischen Tests zur Beurteilung der Ablagerungsbildungsneigung von Kraftstoffen in Injektoren sind der XUD9- Test (CEC F-23-01) und der DW10-Test (CEC DF 98-08). Ersterer ist kostengünstig, schnell und erprobt, verwendet jedoch einen veralteten Nebenkammerdieselmotor. Der neuere DW-10-Test ist auf hohe Belastung ausgelegt. Dies hat einen hohen Kraftstoffverbrauch von bis zu 1.000 l pro Testlauf und eine vergleichsweise kurze Lebensdauer des Prüfmotors zur Folge. Daher sind Aufwand und Kosten bei diesem Testverfahren hoch.

Hydrolysecontainer - flexible Anlagenkomponente zur Steigerung der Substratausnutzung in Biogasanlagen
© Agrar- und Umweltwissenschaftliche Fakultät Rostock (6/2014)
Biogas nimmt eine wichtige Rolle im Energiemix ein. Als bisher einzige speicherbare Energiequelle unter den erneuerbaren Energien, kann es flexibel dem schwankenden Energiebedarf entsprechend verwertet werden. Aus diesem Grund und um den Anteil erneuerbarer Energien an der Stromversorgung bis zum Jahr 2030 auf 50 % zu erhöhen (EEG 2012), ist ein weiterer Ausbau der Biogasproduktion unerlässlich. Seit der Einführung des EEG 2012 ist aufgrund stark veränderter Rahmenbedingungen ein Rückgang des Anlagenzubaus festzustellen. Die Chancen für einen weiteren Ausbau der Biogasproduktion liegen daher in der Optimierung und Effizienzsteigerung bestehender Anlagen sowie in der Entwicklung bedarfsangepasster Konzepte für Neuanlagen.

Mikro-Kraft-Wärme-Kopplung mit Vergasung fester Biomasse in Form von Holzkohle
© Agrar- und Umweltwissenschaftliche Fakultät Rostock (6/2014)
Die Einhaltung der Klimaschutzziele erfordert einen erhöhten Einsatz von erneuerbaren Energien in allen Sektoren (Wärme, Strom, Kälte). So wird allgemein davon ausgegangen, dass zur Einhaltung eines maximalen Temperaturanstiegs um 2 K eine deutliche Reduktion der Treibhausgasemissionen bis 2050 erforderlich ist [IPCC2014]. Aufgrund der kaum vermeidbaren Kohlenstoffdioxid- und Methanemissionen in bestimmten Wirtschaftszweigen (z.B. Bau) ist für die Stromerzeugung von einer vollständigen Bereitstellung durch erneuerbare Energien auszugehen.

Holzvergaser im kleinen Leistungsbereich bis 250 kWel. – Stand der Technik, Wirtschaftlichkeit und Best-Practice-Beispiele
© Agrar- und Umweltwissenschaftliche Fakultät Rostock (6/2014)
Die Entwicklung der Stromerzeugung aus Erneuerbaren Energien (EE) ist in den letzten Jahren in Deutschland ausgesprochen dynamisch gewesen. Das EEG hat sich bisher zu einer Erfolgsgeschichte auf dem Weg hin zu einer nachhaltigen Energiewende entwickelt. Insbesondere im Bereich der Biomasse sind heute Technologien bekannt, die neben Strom auch Wärme erzeugen und damit beide Energieformen gleichzeitig nach dem Prinzip der Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) bereit stellen können. Seit etwa 3 Jahren hat hier bei den Festbrennstoffen eine interessante Technologie auf sich aufmerksam gemacht: die Holzvergasung, basierend auf fester Biomasse wie Holzhackschnitzel und Holzpellets.

Hygienisierung von Rindergülle durch einen thermophilen Biogasprozess
© Agrar- und Umweltwissenschaftliche Fakultät Rostock (6/2014)
Gärreste sind flüssige oder feste Rückstände aus der Vergärung von Biomasse in einer Biogasanlage. Nach der neuen deutschen Rechtsgrundlage (Erneuerbare- Energien-Gesetz: EEG 2012), sollte die Verwendung von Mais oder anderen nachwachsenden Rohstoffen in Anlagen zur Methanproduktion reduziert werden (bis zu 60 % w/w Mono-Substrat). Daher wurde die Beimischung von Gülle attraktiver und wurde durch das EEG 2012 zusätzlich vergütet. Die Verwendung von unbehandelter Gülle als organischer Dünger auf landwirtschaftlichen Flächen führt jedoch zu einem geschlossenen Kreislauf. Es können daher möglicherweise Krankheitserreger in die Umwelt gelangen. Dabei zeigten Arbeiten von Lebuhn, Philipp und Hölzle, dass bereits mesophil betriebene Biogasanlagen zu einer Abnahme von Enterobakterien und Enterokokken um mehrere Zehnerpotenzen führen können, auch wenn Langzeitstudien an einer realen Biogasanlage noch nicht publiziert sind.

Untersuchungen zur Entwicklung der Biogasausbeute von Gras und Grassilagen in Abhängigkeit vom Schnittzeitpunkt
© Agrar- und Umweltwissenschaftliche Fakultät Rostock (6/2014)
Als wichtigstes Koferment zur Gülle hat sich die Maissilage mit ihren hohen spezifischen Gasausbeuten, hohen Methanhektarerträgen und einer guten Wirtschaftlichkeit durchgesetzt. Aufgrund der vielfachen Kritik hinsichtlich des regional übermäßigen Maisanbaus und der Flächenkonkurrenz zur Nahrungsmittelproduktion nahmen in den letzten Jahren Bemühungen zu, alternative Substrate wie Getreideganzpflanzen Zuckerrüben oder bisher wenig bekannte Pflanzen wie die durchwachsene Silphie für den Einsatz in der Biogaserzeugung zu prüfen. Als Alternative ist auch immer wieder Gras bzw. Grassilage im Gespräch. Zwar hat sich gezeigt, dass Grünlandaufwüchse bzw. Grassilagen grundsätzlich als Kosubstrat für Biogasanlagen geeignet sind. Hinsichtlich der unterschiedlichen Grasqualitäten und deren Biogaspotenzial besteht jedoch Untersuchungsbedarf.

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