Integrierte stoffliche und energetische Wertschöpfung aus Biomasse – Koppelprozesse im BMBF-Spitzencluster BioEconomy
© Agrar- und Umweltwissenschaftliche Fakultät Rostock (6/2015)
Die Transformation des fossil-basierten in ein bio-basiertes Wirtschaftssystem ist ein wichtiges langfristiges Ziel der Bundesregierung. Basierend auf einer Forschungs- und Politikstrategie für eine Bioökonomie entsteht, gefördert vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF), in der Region Sachsen-Anhalt und Sachsen um den Chemiestandort in eine Modellregion für eine bio-basierte Wirtschaft. Dieser Spitzencluster weist ein starkes Portfolio Non-Food Biomasse verarbeitender Verbundprojekte entlang einer Wertschöpfungskette für Buchenholz auf. Die Akteure verfolgen im Verbund die Herstellung von Plattformchemikalien, deren Veredelung zu End- und Hilfsprodukten sowie deren Einsatz in der Holzwirtschat und im Automobilbau. In Koppelproduktion werden Prozessenergie und Energieträger bereitgestellt und die eingesetzte Biomasse mit höchst-möglicher Wertschöpfung genutzt. Eine umfassende Begleitforschung stellt wichtige Erkenntnisse für eine Fortgestaltung der eingeschlagenen Bioökonomiestrategie bereit. Der vorliegende Beitrag beleuchtet die Chancen für Bioenergieprozesse anhand einiger Projektbeispiele genauer und gibt einen Überblick über die Struktur und die Aktivitäten im Spitzencluster BioEconomy.

Bioenergie – stoffliche Nutzungskonzepte
© Agrar- und Umweltwissenschaftliche Fakultät Rostock (6/2015)
Bereits heute leistet die Biomasse einen erheblichen Anteil an der Erfüllung der ambitionierten politischen Ziele hinsichtlich des Klimaschutzes, des Ausbaus der erneuerbaren Energien und der Umstellung der Wirtschaft auf eine Bioökonomie und ist folglich ein wichtiger Bestandteil der Energie- und Rohstoffwende. Ein Verzicht auf die Nutzung der Biomasse oder eine Beschränkung auf Rest- und Abfallstoffe hätte eine verstärkte Nutzung fossiler Ressourcen mit bekannten negativen Umweltauswirkungen zur Folge. Nachwachsende Rohstoffe haben das Potenzial, noch mehr als bislang zur Energie- und Rohstoffversorgung Deutschlands beizutragen, für Arbeitsplätze im strukturschwachen ländlichen Raum zu sorgen und die Importabhängigkeit Deutschlands zu verringern. Die dafür notwendigen Investitionen der Wirtschaft setzen allerdings unbedingt verlässliche Rahmenbedingungen voraus. Es ist darüber hinaus abzusehen, dass Nachhaltigkeitsaspekte, Effizienzsteigerungen sowie die Akzeptanz der Gesellschaft bezüglich der Nutzung nachwachsender Rohstoffe als Einflussgrößen an Bedeutung gewinnen werden. Hier wird das neue Förderprogramm „Nachwachsende Rohstoffe“ des BMEL einen deutlichen Beitrag leisten.

Instandhaltungskonzepte und Wartung von Automatisierungssystemen in der Wasserkraft
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (5/2015)
Kraftwerksbetreiber sind heute steigendem Kostendruck ausgesetzt. Die Rahmenbedingungen haben sich geändert, die Devise ist höhere Verfügbarkeit und Produktivität bei geringeren Kosten. Dazu bedarf es abgestimmter Instandhaltungsstrategien, den Einsatz neuester Konzepte sowie Modernisierungsmaßnahmen, um die Wettbewerbsfähigkeit der Kraftwerke über den Lebenszyklus sicherzustellen. Der Einsatz von Automatisierungssystemen kann hierfür einen wesentlichen Beitrag leisten.

Wettbewerb von Flexibilitätsoptionen zur besseren Integration Erneuerbarer Energien
© wvgw Wirtschafts- und Verlagsgesellschaft Gas und Wasser mbH (4/2015)
Bei der Flexibilisierung des erneuerbaren Stromsystems führen die Mechanismen des Energiemarkts bereits heute zu einem kosteneffizienten Einsatz von bestehenden Flexibilitätsoptionen. Die Anforderungen werden jedoch steigen; deshalb sollten bei der Weiterentwicklung des Marktdesigns die langfristigen Kosten von Flexibilitätsmaßnahmen stärker berücksichtigt werden, damit Anreize zur Erschließung neuer Flexibilitätsalternativen geschaffen werden.

Paradigmenwechsel im neuen EEG 2014: Was ändert sich für Photovoltaikanlagen?
© Lexxion Verlagsgesellschaft mbH (3/2015)
Die „Eckpunkte einer grundlegenden EEG-Reform“ wurden im Rahmen der Kabinettsklausur auf Schloss Meseberg am 22.1.2014 vom Bundeskabinett beschlossen. Aus den Eckpunkten ließen sich bereits die wesentlichen Änderungen des EEG 2014 grob abzeichnen. Aus diesem Grunde gilt der Tag nach dem Kabinettsbeschluss (23.1.2014) als Stichtag für die in den Übergangsvorschriften zum EEG 2014 enthaltenen Vertrauensschutzregelungen. Die Bundesregierung ging – verfassungsrechtlich möglicherweise nicht unproblematisch – davon aus, dass ab dem 23.1.2014 mit erheblichen Änderungen des EEG gerechnet werden musste.

Energiewende in der Abwasserbehandlung
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (3/2015)
Die Energiewende in der kommunalen Abwasserbehandlung in Bezug auf die Elektroenergie ist technisch derzeit nur für sehr große Kläranlagen oder Kläranlagenverbünde im Zusammengehen mit thermischer Klärschlammverwertung möglich. Abwasser ist jedoch aufgrund seiner organischen Bestandteile ein Energieträger für chemisch gebundene Energie. Eine mit Abwasser betriebene bio-elektrochemische Brennstoffzelle wird vorgestellt, die neue Möglichkeiten für die energetische Nutzung von Abwasser aufzeigt.

Umweltbegleitende Maßnahmen beim Zubau der 5. Maschine im Rheinkraftwerk Iffezheim
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (2/2015)
Für den Zubau der 5. Turbine im Rheinkraftwerk Iffezheim waren im Genehmigungsverfahren zahlreiche umweltbegleitende Maßnahmen vereinbart, die sowohl die Fischaufstiegsanlage in Iffezheim als auch Anlagen im Umfeld von Iffezheim betrafen. Allen war es gemeinsam, die Umweltwirkungen der Kraftwerkserweiterung durch geeignete Maßnahmen auszugleichen und die Situation der Gewässer in der Region deutlich aufzuwerten.

Entwurfs- und Tragwerksplanung für die 5. Turbine im Rheinkraftwerk Iffezheim – 1. Planungsphase
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (2/2015)
Für die Erweiterung des Rheinkraftwerks Iffezheim wurde eine Erweiterung um die Maschine 5 im Anschluss an das bestehende Kraftwerk vorgesehen. Neben dem Kraftwerkstiefbau und der erforderlichen Baugrube umfasst die Bauplanung die Einbindung der bestehenden Fischaufstiegsanlage und die Überführung der B 500. Bereits vorhandene Kraftwerksausrüstungen zur Wasserver- und -entsorgung sowie die Rechenreinigungs- und Krananlagen sollten für die Maschine 5 angepasst bzw. erweitert werden. Im Fachbereich Stahlwasserbau wurden Verschlüsse für den Turbinenein- und -auslauf, der Einlaufrechen, die Eisklappen und Klappen in der Geschwemmselrinne geplant. Die genannten Aspekte waren Basis für eine erste Planung, welche aufgrund eines ermittelten hohen Investitionsvolumens nicht ausgeführt wurde, weswegen eine 2. Planungsphase notwendig wurde.

Planung der Iffezheimer Baugruben für den Zubau der 5. Maschine
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (2/2015)
Im Zuge der Erweiterung des Rheinkraftwerks Iffezheim mit Einbau einer fünften Rohrturbine war die Herstellung von drei Baugruben erforderlich, die Oberwasser-Baugrube (Einlauf), die Hauptbaugrube (Kraftwerk) und die Unterwasser-Baugrube (Saugschlauch und Auslauf). Sämtliche Baugruben befanden sich innerhalb einer an das bestehende Kraftwerk anschließenden Erweiterung des vorhandenen Querbauwerks (Damm). Im folgenden Beitrag wird über die Planung dieser Baugruben berichtet.

Planung und Bau der 5. Turbine im Rheinkraftwerk Iffezheim
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (2/2015)
Das 1978 in Betrieb genommene Wasserkraftwerk Iffezheim war mit einer Auslegung von ca. 180 Überschreitungstagen von Anfang an prädestiniert für eine Erweiterung durch eine fünfte Maschine. Mehrere Planungsanläufe scheiterten an der Wirtschaftlichkeit eines solchen Projekts, das erst durch das Erneuerbare-Energien-Gesetz für die große Wasserkraft möglich wurde. Nach zwei sehr schwierigen Planungsphasen konnte die Realisierung der 5. Turbine Anfang 2009 beginnen. Die sehr komplexe Herstellung der Baugruben auf engstem Raum war begleitet von verschiedenen Problemen mit erheblichen Rückwirkungen auf die Bauzeit und die Bauausführung. Ungewöhnliche Lösungen im Bereich der Maschinentechnik führten am Ende zu einer gelungenen Lösung, die den Erwartungen hinsichtlich Erzeugung und Verfügbarkeit voll entsprechen konnte.

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