7. Rostocker Bioenergieforum


BioBoost – Biomass based energy intermediates boosting bio-fuel production
M. Sc. Andreas Niebel
Um den Anteil der Biomasse an den erneuerbaren Energien zu vergrößern werden wirtschaftliche, energieeffiziente und hinsichtlich der Art der Biomasse flexible Nutzungspfade benötigt. Das BioBoost Projekt konzentriert sich auf trockene und feuchte Rest- und Abfallstoffe als Ausgangsmaterial für die dezentrale Umwandlung durch Schnellpyrolyse, katalytische Pyrolyse und hydrothermale Carbonisierung zu den energiedichteren Zwischenprodukten Öl, Kohle oder Slurry.
Bioenergie als SchlĂĽsselkomponente nachhaltiger (regionaler) Energiekonzepte
Dr. Steffen Daebeler
Die Energie- und Klimaziele der Bundesregierung für die kommenden Dekaden sind in dem Energiekonzept 2010 bzw. in den Beschlüssen zur Energiewende im Juni 2011 klar formuliert worden. Die Bundesregierung strebt unter anderem an, dass bis zum Jahr 2020 der Anteil erneuerbarer Energien am Bruttoendenergieverbrauch 18 Prozent betragen soll. Bis zum Jahr 2050 soll dieser Anteil weiter auf 60 Prozent ansteigen. Der dafür zwingend notwendige Strukturwandel innerhalb der deutschen Energiewirtschaft muss sich daher wesentlich auf die Zuwendung der nachhaltigen Energiebereitstellung auf Basis von erneuerbaren Energieträgern fokussieren.
Bioenergy in the Baltic Sea Region, Nordic Countries and EU
Jens Bo Holm Nielsen, Ph.D. Piotr Oleskowicz-Popiel
Bioenergy gives Europe the best opportunity to reduce GHG emission and secure its energy supply. However, the biomass production should not create additional pressure on the environment. Therefore, for the presented calculations, biomass for energy utilization originates from the cropland of the existing agricultural areas. Permanent grassland, areas of agro-forestry and pasture have not been taken into account.
Rechtliche Rahmenbedingungen der Abfall- und Energiewirtschaft
Rechtsanwalt Dr. Florian Brahms
Die rechtlichen Rahmenbedingungen der Abfall- und Energiewirtschaft unterlagen starken Wandlungen, die ihren rechtlichen AnknĂĽpfungspunkt im Staatsziel eines Schutzes der natĂĽrlichen Lebensgrundlagen auch fĂĽr die zukĂĽnftigen Generationen in Art. 20a GG findet. Sowohl das Abfallrecht als auch das Energierecht sollen Ressourcen effizient einsetzen, um die Umwelt zu schonen und den Weg in eine CO2-neutrale Gesellschaft ebnen.
Kurzumtriebsplantagen: Wertschöpfungskette und Chancen für Energieholznutzer
Tobias Peschel
Energieholzplantagen oder Kurzumtriebsplantagen sind Anpflanzungen schnell wachsender Baumarten – insbesondere Pappeln und Weiden – in hoher Pflanzdichte auf landwirtschaftlichen Flächen. Die Bäume werden als Stecklinge mit Spezialmaschinen im Frühjahr gepflanzt und nach guter landwirtschaftlicher Praxis vor allem im Jahr der Etablierung gepflegt. Die erste Ernte findet bereits nach 3-4 Jahren im Winter statt. Danach treiben die Bäume aus dem Wurzelstumpf wieder aus. Insgesamt können auf diese Weise mindestens fünf Erntezyklen auf einer einmal etablierten Plantage durchgeführt werden.
Torrefizierte Biomasse zum Einsatz im Kraftwerkssektor
MSc Dipl.-Ing. Janet Witt, Kay Schaubach, Jaap Kiel, Michiel Carbo, Magdalena Wojcik
D ie Torrefizierung v on b iogenem M aterial w ird a ls s ehr v ielversprechend für die Nutzung als Bioenergie gesehen. Unter Torrefizierung versteht man die Erhitzung von Biomasse unter Luftabschluss auf eine Temperatur von 250 bis 320 °C. Durch die Kombination von Torrefizierung und Pelletierung bzw. Brikettierung ist es möglich, Biomasse in einen festen Brennstoff mit einer hohen Energiedichte bzw. in einen Bioenergieträger mit verbesserten Eigenschaften für den (Langstrecken-) Transport und die Lagerung umzuwandeln.
Neue Ausrichtung des Biokraftstoffsektors in der EU
Dipl.-Ing. Karin Naumann, Dipl.-Ing. Stefan Majer
Die Europäische Kommission hat am 17.10.2012 einen Vorschlag für eine Richtlinie veröffentlicht, die wesentliche Inhalte der Richtlinie über die Qualität von Otto- und Dieselkraftstoffen (98/70/EG)1 sowie der Richtlinie zur Förderung der Nutzung von Energie aus erneuerbaren Quellen (2009/28/EG)2 ändert. Grundsätzlich ist eine langfristige Anpassung der politischen Rahmenbedingungen zur Förderung der Verwertung von Abfall- und Reststoffen zum Beispiel in der Biokraftstoffproduktion unumgänglich.
Aufbereitung und Energetische Nutzung von holzigem Landschaftspflegematerial
Christian Letalik
Sehr weit verbreitet ist heute die energetische Verwertung von holzartigen Materialien aus der Landschaftspflege in Heiz(kraft)werken. Die Aufbereitung von Baumschnitt, z.B. von der Streuobstwiese, Baum- und Strauchheckenschnitt (allein in Schleswig-Holstein ca. 45.000 km Knicks) oder Strauchschnitt, der bei der Freihaltung von Wegen, Gewässern, Bahntrassen und Freileitungen anfällt, ist heute Stand der Technik.
Identifikation und Analyse naturschutzseitiger Anforderungen an die Strom- und Wärmebereitstellung aus Energieholz
Dr. Ronny Wirkner
Die energetische Biomassenutzung trägt aktuell und voraussichtlich auch in Zukunft dominierend im Kontext der Nutzung Erneuerbarer Energien bei und wird im Zuge sowohl bundes- als auch länderspezifischer Strategien kontinuierlich ausgebaut. Dabei müssen jedoch energie- und umweltpolitische Zielsetzungen mit tragfähigen Nachhaltigkeitsanforderungen (ökologisch, ökonomisch, sozial) einhergehen, was aufgrund zum Teil widersprüchlicher Ansätze nicht immer vereinbar ist.
Regionale Konzepte zur energetische Nutzung biogener Reststoffe am Beispiel Landkreis Holzminden
Dipl.-Ing. Thomas Turk
Die Aufgaben der Bioabfallerfassung und -verwertung werden im Landkreis Holzminden vom Abfallwirtschaftsbetrieb des Landkreises(AWH) wahrgenommen. Mit Einführung der Biotonne zum 01.01.1999 ist das Aufkommen an zu verwertenden Bioabfällen mit ca. 5.000 Mg/a seitdem relativ gleichbleibend und stabil (2011: 5.074 Mg/a).
Energie aus biogenen Abfällen und Reststoffen ‒ Potenziale, Perspektiven und Beispiele
Prof. Dr. Michael Nelles, Dr. Gert Morscheck, Dr. Andrea SchĂĽch, Prof. Dr.-Ing. Frank Scholwin
Die Versorgung mit Rohstoffen und Energie, insbesondere die Sicherstellung dieser Grundlagen auf nachhaltige, d.h. ökonomisch, ökologisch und sozial tragfähige Weise, ist eine der wichtigsten globalen Zukunftsaufgaben. Dazu kann die Abfallwirtschaft einen wichtigen Beitrag leisten. In Deutschland lässt sich hier eine durchaus positive Zwischenbilanz ziehen. Die Abfallwirtschaft hat einen hohen Entwicklungsstand erreicht und leistet bereits heute erhebliche Beiträge ur Nachhaltigkeit. Insbesondere die positiven ökologischen Effekte der Abfallverwertung sind durch zahlreiche wissenschaftliche Studien belegt.
Verwertungskonzepte zur energetischen Nutzung von geeignetem Günlandaufwuchs im Naturpark Drömling
Thomas Zeng, Volker Lenz, Andre Brosowski, Fred Braumann, Annett Pollex
Im Rahmen des Brennstoffscreenings wurden systematisch und nach einheitlichen Methoden alle typischen Standorte bzw. Grünlandtypen des Naturparks Drömling untersucht. Die Festlegung des Probenumfanges orientierte sich dabei an den Parametern Mahdzeitpunkt, Standortfaktoren (Art des Leitbiotops, Düngung, etc.), Standortpotenzial, niedrige Gehalte an kritischen Brennstoffinhaltsstoffen (N, K, etc.) sowie vorgesehene zukünftige Entwicklung der Nutzung nach Umsetzung der Wiedervernässungsmaßnahmen.
Kommunale Mobilisierung von Landschaftspflegematerial
Dipl.-Ing. (FH) Bastian Kottbusch, Arnd Brüning, David Hänsch, Franziska Hartz
Die BrĂĽning-Megawatt GmbH blickt auf ĂĽber 20 Jahre Erfahrung am Markt fĂĽr energieliefernde SchĂĽttgutrohstoffe zurĂĽck. Das Unternehmen bildet gemeinsam mit den Schwesterfirmen BrĂĽning-Euromulch GmbH, BrĂĽning-Logistik GmbH und BrĂĽning-Specials GmbH die BrĂĽning I Gruppe und hat seinen Sitz in Fischerhude bei Bremen.
Verarbeitung überschüssiger Gärreste zu kompakten Brennstoffpellets
Dipl.-Ing. Claudia Kirsten, Volker Lenz, Hans-Werner Schröder, Jens-Uwe Repke
Die Zahl der Biogasanlagen in Deutschland nimmt stetig zu – waren es 2005 nach der 1. Novellierung des Erneuerbare-Energien-Gesetzes (EEG) nur 2.680 Anlagen mit einer installierten Leistung von 650 MW, sind für 2012 etwa 7.521 Anlagen mit insgesamt 3.185 MW prognostiziert /1/. Durch diesen Zuwachs nehmen auch die Mengen an Gärresten zu. Da das Ausbringen von Gärresten in Form von Dünger gemäß Dünge mittelverordnung (DüMV) sowohl hinsichtlich der Inhaltsstoffe als auch der Mengen begrenzt ist, kann die Entsorgung teils ein großes Problem darstellen.
MoorZukunft – Energie für Vorpommern Netzwerkbildung und Potentiale für die thermische Verwertung von Biomasse aus Paludikultur
Anke Nordt, Christian Schröder, Philipp Schroeder
Paludikultur ist die landwirtschaftliche Nutzung der oberirdischen Biomasse nasser und wiedervernässter Moore, welche den Torf erhält und Treibhausgasemissionen und sonstige Stoffausträge, die mit Entwässerung des Moorkörpers einhergehen, beschränkt.
Bereitstellung von Paludibiomasse zur energetischen Verwertung
M. Sc. Sebastian Dettmann, Prof. Dr. Norbert Kanswohl
Die zunehmende Nutzung von Biomasse zu energetischen Zwecken, führt zu einer stark wachsenden Nachfrage. Dadurch tritt eine Flächenkonkurrenz zwischen Nahrungsmittel-, Futter- und Energieproduktion auf.
Biomassevergasungsprojekt WKK2013 Unterpremstätten
Dr. Erwin Greiler
Die Baufirma Thier Wohnbau GmbH aus Unterpremstätten bei Graz (Steiermark/ Österreich) errichtet seit über 40 Jahren erfolgreich Wohn- und Gewerbebauten von baumeisterfertig bis schlüsselfertig. Im Herbst des Jahres 2011 entschied sich die Baufirma, sein erstes „klimaneutrales“ Wohngebäude zu errichten. Bei der Auswahl der Heizungs- und Warmwasserversorgung wollte man eine umweltschonende und innovative Biomasseanlage errichten.
Senkung der THG-Emissionen in landwirtschaftlichen Produktionsverfahren zur Erzeugung von Biokraftstoffen
M. Sc. Katja Schiemenz, Dr. Andreas Gurgel
Die Erneuerbare-Energien-Richtlinie (RED, 2009/28/EG) gibt als verbindliches Ziel vor, ab 2020 mindestens 10 % des fossilen Kraftstoffbedarfs durch erneuerbare Energien zu ersetzen. Biokraftstoffe der zweiten Generation versprechen zwar ökologische und ökonomische Vorteile, sind jedoch noch nicht oder (wie Biomethan) nur sehr eingeschränkt am Markt verfügbar.
Zertifizierung von abfall- und reststoffbasierten Biokraftstoffen – Anpassung der 36. BImSchV
Wolf-Dietrich Kindt
Abfälle und Reststoffe werden vermehrt zur Biokraftstoffherstellung verwendet. Seit dem Jahr 2011 besteht in Deutschland eine Förderung von abfallbasierten Biokraftstoffen über eine doppelte Anrechnung auf die Biokraftstoffquote. Diese macht die Verwendung abfall- und reststoffbasierter Biokraftstoffe für die quotenverpflichteten Mineralölkonzerne attraktiv.
Direktvermarktung von Strom aus Biogasanlagen Chancen und Risiken aus rechtlicher Sicht
Iris Falke, Julia Schlichting
Die Neufassung des Erneuerbare-Energien-Gesetzes zum 1. Januar 2012 (EEG 2012) erweitert die Möglichkeiten zur Direktvermarktung von Strom aus erneuerbaren Energien. Es soll so die Teilnahme der Anlagen zur Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien am Energiemarkt erleichtert werden. Kernstück ist die Einführung des so genannten Marktprämienmodells.
Hydrothermale Konversion von Biomasse zu flüssigen Energieträgern
Dipl.-Ing. (FH) Michael Kröger, Mario Peters, Marco Klemm, Prof. Dr. Michael Nelles
Neben thermo-chemischen Prozessen, wie der Pyrolyse, Torrefizierung und Vergasung, gelangt aktuell die Prozessgruppe der hydrothermalen Verfahren zur Behandlung von Biomasse in den Fokus von Wissenschaft und Forschung. Besonders fĂĽr nasse Biomasse bietet die hydrothermale Verarbeitung Vorteile: da das Reaktionsmedium Wasser ist, mĂĽssen die Einsatzstoffe nicht vorher getrocknet werden.
Chancen und Herausforderungen fĂĽr die zukĂĽnftige Nutzung von Biomethan in regionalen Energieversorgungsstrukturen
Prof. Dr.-Ing. Frank Scholwin, Prof. Dr. Michael Nelles
Die regionale Energiebereitstellung ist im Kontext der Energiewende mehr und mehr in den Fokus vieler kommunaler Aktivitäten gerückt. Die Anzahl der Erneuerbare- Energien-Kommunen, Bioenergie-Kommunen und „energieautarker“ Kommunen und Regionen steigt ständig. Zusätzlich haben sich viele Energieversorger und Kommunen im Rahmen von beispielsweise Agenda-21-Prozessen klare Zielsetzungen im Bereich der Reduktion von Klimagasemissionen gesetzt.
Einsatz von Membrantechnik zur erschöpfenden Vergärung von nachwachsenden Rohstoffen in Biogasanlagen
Anja Schreiber, Gerd-Rainer Vollmer, Uta Breuer, Prof. Dr. Michael Nelles
An der Fachhochschule Nordhausen wird in einem vom Bundesministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz (BMELV) über die Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V. (FNR) geförderten Forschungsvorhaben der Einsatz von Membrantechnik zur erschöpfenden Vergärung von nachwachsenden Rohstoffen in Biogasanlagen untersucht.
Neue Erkenntnisse zur Biogasproduktion aus ZuckerrĂĽben
Dipl.-Ing. Hinnerk Bormann, Marcus Trommler, Dr. rer. nat. Ottmar Schläfer, Prof. Dr.-Ing. Michael Sievers, Dipl.-Ing. (FH) Jan Postel
Als alternative Anbaubiomasse zum derzeit noch dominierenden Mais gewinnt die Zuckerrübe als Substrat für Biogasanlagen zunehmend an Bedeutung. Aufgrund der hohen Flächenerträge und guten Gäreigenschaften werden in Deutschland jährlich bereits mehr als 1,5 Mio. t Zuckerrüben zur Erzeugung von Biogas eingesetzt.
Plasmaregeneration mineralischer Adsorbentien zur Formaldehydabscheidung aus Abgasen von Biogas-Motoren
Dr. Siegfried MĂĽller, Dr. Katja Saulich, Dr. Joachim Schomburg
Formaldehyd ist ein giftiger Luftschadstoff, der insbesondere durch unvollständige Verbrennung von organischen Substanzen entstehen kann, z.B. in Kraftwerken oder Verbrennungsmotoren. Gasadsorber finden eine breite Anwendung im Bereich der Abgasreinigung sowie Aufkonzentration von Gaskomponenten.
Gewinnung von dieselartigen Kraftstoffen aus Pflanzenölen mittels homogen katalysierter Metathese von Methyloleat
Dr. Friedrich Erben, Dr. Eckhard Paetzold, Dr. rer. nat. Ulrike SchĂĽmann, Dr.-Ing. Volker Wichmann, Dipl.-Ing. Evelyn FlĂĽgge
Im Zuge der zur Neige gehenden fossilen Kraftstoffe ist es nötig, zunehmend nachwachsende Ressourcen zu nutzen.
ENIAK – Entwicklung eines nichtmotorischen Injektorverkokungsprüfstands für alternative Kraftstoffe
Dipl.-Ing. Hajo Hoffmann, Heide vom SchloĂź, Zhi Yang, Melanie Grote
Bekannte Ursachen für Ablagerungen in und an Dieselinjektoren sind Verunreinigungen in Biodiesel, Verunreinigungen mit Zink oder Kupfer sowie unerwünschte Wechselwirkungen zwischen Additiven und Biodieselbestandteilen. Aus diesem Grund werden unter anderem alle Additive einer No-Harm-Prüfung unterzogen. Die gängigen motorischen Tests zur Ablagerungsbildung 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.
Untersuchungen zu anwendungstechnischen Eigenschaften flĂĽssiger Brennstoffe mit biogenen Anteilen
Dipl.-Ing. Martin Neulen, Dipl.-Ing. Hajo Hoffmann
Im einem DGMK-Projekt (DGMK 729), das im Programm zur Förderung der „industriellen Gemeinschaftsforschung IGF“ vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie (BMWi) über die Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigung e.V. (AiF Nr. N05421110) finanziell gefördert wird, wurde ein Prüfstand entwickelt, der es erlaubt, in kurzer Zeit verschiedene Brennstoffe, Brennstoffkomponenten, Additive und Bauteile aus beispielsweise Heizölanlagen durch die Alterung des Brenn-, Kraft- oder Treibstoffs zu testen.
Sorghumhirse als Anbaualternative zum Mais
Dr. Kerstin Jäkel, Markus Theiß
Sorghum bicolor und Sorghum bicolor x sudanense sind aufgrund ihres hohen TM-Ertragspotenzials gut als Substrat für die Biogasproduktion geeignet. Beide Sorghumarten zeichnen sich wie Mais durch eine effiziente Wassernutzung aus (C4-Pflanzen), gelten jedoch als trockentoleranter, aber auch kälteempfindlicher.
Verluste an Methanbildungspotenzial bei der Lagerung von ZuckerrĂĽbenmus in offenen Erdbecken
Prof. Dr. agr. habil. Friedrich WeiĂźbach, Dipl.-Ing. agr. Klaus Parr, Dipl.-Ing. Uwe Reinsdorf, Christina Warnke-Gurgel, Dr. agr. Bernd Losand
Für den Einsatz von Zuckerrüben als Substrat für die Biogasgewinnung ist vorgeschlagen worden, sie zu einer breiigen Masse aufzubereiten und diese in mit Folie ausgekleideten offenen Erdbecken (Lagunen) zu lagern. Im Inneren der Masse kommt es durch anaerobe Bedingungen und Milchsäuregärung zur Konservierung des Materials.
Einsatz einer quantitativen Bildanalyse zur Beurteilung mikrobieller Prozessparameter von Biogasanlagen
Yong Sung Kim, Prof. Dr. Paul Scherer, Lukas Neumann
Für die Einschätzung der Effizienz und Leistungsfähigkeit von Biomasse-Biogasanlagen (BGA) oder Faultürmen erscheint die Kenntnis der Anzahl der beteiligten Mikroorganismen eine Grundvoraussetzung zu sein. In den letzten Jahren wurde an der HAW Hamburg eine Technik entwickelt, die es erlaubt, über digitale Bildanalyse die Vitalität von BGAs über die Quantifizierung und Klassifizierung methanbildender Mikroorganismen zu ermitteln (Scherer et al., 2012).
Steigerung der Substratausnutzung durch thermische Gärrestbehandlung
M.Sc. Dipl.-Ing. (FH) Ingolf Seick, Dipl.-Ing. (FH) Sebastian Gebhardt
Vorgestellt wird ein neues Verfahren für Biogasanlagen zur Steigerung der Substratausnutzung und damit zur Reduzierung der benötigten Substratmengen. Durch thermische Behandlung eines separierten Teilstromes des anfallenden Gärrestes wird dessen Biogasausbeute deutlich gesteigert, woraufhin eine Rückführung in den Fermentationsprozess erfolgt.
Qualitätsüberwachung von Motoröl-Rapsölmischungen mit Online-Ölsensoren
Klaus Thuneke, Katja Schreiber
Für die Labor-Untersuchungen zu den Wechselwirkungen zwischen Motoröl und Rapsöl wurde Rapsölkraftstoff gemäß DIN 51605 eingesetzt. Es wurden je zwei mineralische und pflanzenölbasierte Motoröle ausgewählt, die für den Einsatz in Nutzfahrzeugs- oder Schiffsmotoren geeignet sind (Tab. 1). Die Proben wurden von der Fa. Oelcheck GmbH und im Labor des TFZ analysiert.
Überlagerungseffekte bei der Vergärung von Substratmischungen
Dipl.-Ing. Nils Engler, Prof. Dr. Michael Nelles
Hinsichtlich des Biogasertrags sind zu Überlagerungseffekten bei der gemeinsamen Vergärung mehrerer Substrate bereits zahlreiche Untersuchungen durchgeführt und publiziert worden.
Wirtschaftlichkeit der Bioenergie bei steigendem Agrarpreisniveau
Dr. Hubert Heilmann
Die „Teller-oder-Tank“-Diskussion ist nach wie vor von hoher gesellschaftlicher Relevanz. In den letzten Jahren haben sich jedoch entscheidende äußere Rahmenbedingungen derart verändert, dass sich die Frage nach der Flächenkonkurrenz mittlerweile in einem völlig anderen Licht darstellt. Vor wenigen Jahren war das Agrarpreisniveau aus heutiger Sicht niedrig. Durch das EEG wurden wirtschaftliche Anreize geschaffen nachwachsende Rohstoffe auf Ackerflächen für die Biogasproduktion bzw. gekoppelte Kraft-Wärmenutzung anzubauen.
Praktische Anwendung der mikrobiellen Aktivitätsanalyse zur Überwachung der prozessbiologischen Stabilität von Biogasanlagen
Lukas Neumann, Carsten Tietjen, Norbert Rilling
Als Erweiterung der klassischen fluoreszenzmikroskopischen Analyse der im Biogasfermenter lebenden Mikroorganismen, wurde anhand ihres Auftretens und der Häufigkeit der unterschiedlichen Gruppen methanbildender Organismen für verschiedene Biogasanlagen- und Substrattypen, ein anlagenspezifischer Stabilitäts-Indikator (MT-Faktor) ermittelt.
Möglichkeit der Effizienzsteigerung bei Biogasanlagen ohne BHKW
Dr. sc.agr. Klaus Wemken, Dipl.-Ing. agr. JĂĽrgen Dietz
Die klassischen Biogasanlagen werden relativ uneffizient in der Biogaserzeugung und Biogasnutzung betrieben. Die Begründung dafür ist vielfältig, oft bezogen auf kurzzeitige ökonomische Vorgaben nach EEG mit Bevorteilung der Stromerzeugung. Eine Möglichkeit zur Effizienzsteigerung in der Biogas-Nutzung ist die Minimierung von Energieverlusten durch direkte nur thermische Nutzung des Biogases.
Flexible Stromerzeugung aus Bioenergie
Prof. Dr.-Ing. Uwe Holzhammer, Prof. Dr. Michael Nelles, Prof. Dr.-Ing. Frank Scholwin
Ein relevanter Beitrag zum Gelingen der Energiewende? Auswirkungen einer flexiblen Stromproduktion aus Bioenergie auf den konventionellen Kraftwerkpark
Bedarfsgerechter Einsatz von Spurenelement- Biogasadditiven unter BerĂĽcksichtigung der BioverfĂĽgbarkeit
Adam Feher, Dr.-Ing. Thomas Fritz, Prof. Dr.-Ing. Achim Loewen, Prof. Dr. Michael Nelles
Zur Sicherstellung einer nachhaltigen und wirtschaftlichen Nutzung der Biogastechnologie ist u.a. eine hocheffiziente Substratausnutzung bei gleichzeitiger Betriebsstabilität zu gewährleisten. Eine Vielzahl von Prozessstörungen lassen sich auf ein ungünstiges Nährstoffverhältnis und/oder einen Mangel an essentiellen Mikronährstoffen zurückführen.
Quantifizierung diffuser Emissionen an Biogasanlagen und MaĂźnahmen zur Emissionsminderung
Torsten Reinelt, Dipl.-Umweltwiss. Jaqueline Daniel-Gromke, Tanja Westerkamp
In den vergangenen Jahren wurden Methan-, Lachgas- und Ammoniakemissionen an Biogasanlagen untersucht. Die Messung diffuser Emissionsquellen bleibt aber eine messtechnische Herausforderung, insbesondere in Hinblick auf Langzeitmessungen sowie nur temporär wirksamer Emissionsquellen. Zurzeit werden die Treibhausgasemissionen von Biogasanlagen durch zwei Messmethoden quantifiziert.
Bodenökologische Auswirkungen der Kurzumtriebswirtschaft mit Pappeln und Weiden in Mecklenburg-Vorpommern
Dr. agr. Petra Kahle, Josefine Möller, Andreas Seelig, PD Dr. habil. Christel Baum
In den zurückliegenden Jahren ist der Flächenanteil für die Produktion nachwachsender Rohstoffe in Deutschland stetig gestiegen. Der Flächenanteil für landwirtschaftlich produzierte Festbrennstoffe – vornehmlich Pappeln und Weiden (Populus und Salix spp.) – fällt mit 4000 ha allerdings vergleichsweise gering aus (FNR, 2012). Bei Kurzumtriebsplantagen handelt es sich im landwirtschaftlichen Sinne um Dauerkulturen, die nach bisherigen Erfahrungen mindestens 20 bis 30 Jahre genutzt werden können.
Gewinnung von flĂĽssigem Biogas an der Bioabfallbehandlungsanlage Amtzell
Armin Bojahr
Die Vergärungsanlage in Amtzell soll erweitert werden, um die Durchsatzmengen an Bioabfall zu erhöhen. In diesem Zusammenhang ist auch die Erweiterung der Gasverwertungsanlage erforderlich.
Potentiale der Rindergülleseparation: Nutzung der Feststoffe als alternatives Gärsubstrat in Biogasanlagen
M.Sc. Rhena Kröger, Andreas Hothan, Ludwig Theuvsen, Hans-Jörg Brauckmann, Gabriele Broll
Die deutsche Milchviehhaltung ist durch eine starke regionale Konzentration gekennzeichnet. Der zunehmende Nährstoffanfall aus Wirtschaftsdüngern führt zu Nährstoffungleichgewichten und somit zur Suche alternativer Absatzmöglichkeiten (FASTJE, 2011). Eine Möglichkeit ist die Separation der Gülle und die anschließende Vergärung der Feststoffe in Biogasanlagen außerhalb intensiver Milchviehregionen
Alternative Anbausysteme fĂĽr Energiepflanzen Phosphor- und Stickstoffausnutzung im Mischfruchtanbau mit Leguminosen unter Trockenstressbedingungen
Dipl. agr. Ing. Stefanie Busch, PD Dr. habil. Bettina Eichler-Löbermann
Für den Energiepflanzenanbau sind Anbausysteme, die eine effiziente Ausnutzung vorhandener Ressourcen gewährleisten, besonders interessant. In einem achtwöchigen Gefäßversuch wurde die Phosphor (P) - und Stickstoff (N)- Aufnahme von Mais und Sorghum (im Folgenden „Energiepflanzen“ genannt) im substitutiven Mischanbau mit Leguminosen (50:50) unter Trockenstress untersucht.
GREEN-FC – Dezentrale Biogaskonversion über modulare Anlagen zur Nutzung biogener Energieträger durch Brennstoffzellen
Prof. Dr.-Ing. Torsten Birth-Reichert, Wolfram Heineken, Ling He
Aktuell liegt das Hauptaugenmerk der Bioenergiebereitstellung in der Produktion und Umwandlung von Biogas. So wurden in Europa von 2006 bis 2012 ca. 2.000 MW [1] elektrische Leistung über Biogas-KWK-Anlagen (BHKW) mit effizienter Wärmenutzung installiert. So kann diese ins Nahwärmenetz eingespeist oder durch Sorptionsverfahren [2] in Kälte umgewandelt werden. Neben KWKLösungen wird bspw. in Deutschland in ca. 45 [2] Anlagen Bio-Methan ins Erdgasnetz als Substitut eingespeist oder als Treibstoff eingesetzt. Eine weitere Nutzungsvariante ist die direkte thermische Umsetzung als Verbrennungsmedium. Bei der Reformierung von Biogas wird H2-reiches Synthesegas gewonnen, welches u.a. in der chemischen Industrie und reines H2 zudem in Brennstoffzellen genutzt werden kann.
Schwarzwasser von Vakuumtoiletten zur Biogaserzeugung
PD Dr. Ing. habil. Ina Körner, Saskia Hertel, Stefan Deegener, Kirstin Boltz
Aspekte zur Integration in ein Bauprojekt unter besonderer BerĂĽcksichtigung von Co-Substraten
Lachgasemissionen im Energiemaisanbau unter Einsatz von Gärrestsubstrat im Jahr 2012 wesentlich niedriger als 2011
M. Sc. Sebastian R. Fiedler, Janine Wilken, Prof. Dr. Stephan Glatzel
Emissionen von Distickstoffmonoxid bzw. “Lachgas” (N2O) aus landwirtschaftlich genutzten Böden stellen eine erhebliche Quelle dieses starken Treibhausgases dar. In diesem Zusammenhang wird der Einsatz von Gärrestsubstrat aus Biogasanlagen in seiner Wirkung auf die N2O-Emissionen überprüft, denn durch die Vergärung wird u.a. der Ammoniumanteil erhöht.
Flexible Vergärung organisch belasteter Industrie- Abwässer am Beispiel eines Getränkeherstellers
M.Eng. Waldemar Ganagin, Prof. Dr.-Ing. Achim Loewen, Prof. Dr. Michael Nelles
Organisch belastete, industrielle Abwässer werden i.d.R. direkt in betrieblichen oder kommunalen Kläranlagen kostenintensiv behandelt. Bislang haben sich die herkömmlichen Biogastechnologien in diesen Bereichen als schwer beherrschbar erwiesen. In diesem Zusammenhang läuft derzeit an der Hochschule HAWK ein Projekt, in dem ein Festbettreaktor im flexiblen Anlagenbetrieb untersucht wird. Für diesen Zweck wurde eine halbtechnische Versuchsanlage, für den Einsatz an unterschiedlichen Standorten, errichtet. Dabei soll die Gasproduktion den innerbetrieblichen Gegebenheiten und Prozessen angepasst werden.
Elefanten machen ihren Strom selbst – Die Wilhelma als integriertes Energieeffizienzkonzept der Stadt Stuttgart (SEE)
M. Sc. Annika Hilse, Carmen Leix, Dr.-Ing. Dipl.-Chem. Klaus Fischer, o. Prof. Dr.-Ing. Martin Kranert
Im Rahmen des Gesamtprojekts Stuttgart Stadt mit Energieeffizienz – SEE wird am Institut für Siedlungswasserbau, Wassergüte und Abfallwirtschaft (ISWA) in Kooperation mit dem Institut für Energiewirtschaft und Rationelle Energieanwendung (IER) ein integriertes Bioenergiekonzept für die Wilhelma erstellt. Die Biomassepotenzialanalyse wurde vor kurzem abgeschlossen, eine differenzierte Energiebedarfsanalyse steht noch aus. Der Stuttgarter Zoo Wilhelma weist ein erhebliches Biomassepotenzial auf.
Vergärung von Stroh & Co durch Aufstromhydrolyse
Dipl.-Ing. Thilo Lehmann
Die Zukunftsfähigkeit der Biogaserzeugung und Nutzung wird wesentlich von der Substratpreisentwicklung, der Erschließung neuer Substrate und der Verbesserung des energetischen Nutzungsgrades der eingesetzten Substrate bestimmt. Stark lignozellulosehaltige Substrate/Reststoffe gelten gegenwärtig als „nicht oder bedingt biogasfähig“.
Energetische und stoffliche Verwertung von Stroh
Dr. Andrea SchĂĽch, Dipl.-Ing. Nils Engler, Dr. Gunter WeiĂźbach, Prof. Dr. Michael Nelles
Durch die Verbrennung von Stroh insbesondere von Reisstroh entstehen erhebliche Emissionen, außerdem gehen wichtige Nährstoffe und organische Substanz verloren. In Ägypten werden jährlich ca. 3 Mio. Mg Reisstroh auf dem Feld verbrannt. In Deutschland wird Stroh in der Tierhaltung und zur Humusreproduktion, seltener für andere stoffliche Nutzungen (z.B. Baustoffe) oder energetisch genutzt.
Veränderung von Kraftstoffeigenschaften unter thermischer Belastung
Dipl.-Chem. Kornelia Lau, Dr. Beate Richter, Dr. rer. nat. Ulrike SchĂĽmann, Dr. Thorsten Streibel, Prof. Dr.-Ing. Horst Harndorf
Common Rail Injektoren gehören aufgrund ihrer hohen Effizienz und ihrer Einspritzgenauigkeit zu den gängigen Injektortypen von Dieselmotoren [1]. In den letzten Jahren wurden vermehrt interne Ablagerungen unter extremen Randbedingungen (Druck, Temperatur) beobachtet, die zum Verlust der Beweglichkeit einzelner Bauteile des Injektors geführt haben.
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