9. Rostocker Bioenergieforum


Diesel-RME-Ethanol-Kraftstoff
Dipl.-Ing. Heike Puschmann, Maximilian Brauer
In Europa existiert ein √úberschuss an Benzinfraktionen. Trotz sinkendem Energiebedarf von Neufahrzeugen wird der Verbrauch an Dieselkraftstoffen aufgrund des steigenden Transportaufkommens weiter zunehmen. Die bisherige Strategie, den geforderten Anteil an erneuerbaren Kraftstoffen auf Benzin und Diesel gleich zu verteilen tr√§gt nicht zur Verbesserung der Situation bei. Es erscheint daher sinnvoll die derzeit verf√ľgbaren Biokraftstoff FAME und Bioethanol nur dem Diesel beizumischen.
Erfahrungen mit dem Anbau von KUP in Sachsen
Dr. Kerstin Jäkel, Anke Dietzsch, Reik Becker
Die Etablierung von Kurzumtriebsplantagen (KUP) schreitet nur langsam voran. Die Anlage einer KUP hat vielf√§ltige Vorteile f√ľr Umwelt und Landwirtschaft. Neben einer regionalen Wertsch√∂pfung k√∂nnen viele √∂kologische Vorteile genutzt werden. Jedoch ergeben sich f√ľr den Anbau auch viele regionale Hemmnisse. Neben unzuverl√§ssigen politischen Rahmenbedingungen und einer √ľberproportionalen B√ľrokratie beim KUP-Anbau, ist es vor allem die unzureichende Absicherung f√ľr eine wirtschaftliche Vermarktung, die die Landwirte am Anbau von schnellwachsenden Baumarten hindern. Noch l√§ngst sind nicht alle Fragen zum Anbau und zur Verwertung gekl√§rt. Bei einer Umfrage √§u√üerten die Landwirte, dass noch erheblicher Beratungs-, Informations- und Forschungsbedarf besteht.
Anteil fester Biomasse am deutschen Energiemix Ausblick auf zuk√ľnftige Bereitstellungsstrategien infolge zunehmender Rohstoffknappheit von Holz
David Peetz, Konrad Hillebrand, MSc Dipl.-Ing. Janet Witt
Die politischen Zielvorgaben der Bundesregierung sehen u.a. eine Steigerung des Anteils der W√§rme- und K√§lteerzeugung aus erneuerbaren Energien (EE) vor. Da biogene Festbrennstoffe den gr√∂√üten Anteil innerhalb der EE zur W√§rmebereitstellung beitragen und mittelfristig gesehen ad√§quate, erneuerbare Alternativen nicht zur Verf√ľgung stehen, werden biogene Festbrennstoffe auch in Zukunft einen bedeutenden Beitrag im W√§rmesektor leisten. Au√üerdem k√∂nnen Biomasse-Festbrennstoffanlagen den Strom flexibel einspeisen und sind folglich in der Lage, die fluktuierende Stromeinspeisung aus PV- und Windkraftanlagen anteilig auszugleichen. Grenzen der Verf√ľgbarmachung fester Bioenergietr√§ger sind neben Fl√§chenkonkurrenzen, Nachhaltigkeitsgesetz, Zertifizierungssystemen vor allem Konkurrenzen mit der stofflichen Nutzung. Letztere werden nachfolgend dargelegt und Beispiele f√ľr zuk√ľnftige Bereitstellungs- und Nutzungsstrategien aufgezeigt.
Optimierung von Halmgutpellets aus Paludikultur mit Beimischungen von Holz
Dipl.-La√Ėk. Claudia Oehmke, Dipl.-Landsch.-√Ėkol. Tobias Dahms, Andreas Pilz
Paludikultur (‚Äěpalus‚Äú: lat. Sumpf) ist nasse Landwirtschaft auf Moorstandorten bei gleichzeitigem Erhalt des Torfk√∂rpers als Kohlenstoffspeicher. Die aufwachsende Biomasse kann als regenerativer Energietr√§ger genutzt werden. In der vorliegenden Studie wurde Biomasse aus Paludikultur im Technikumsma√üstab sowie im Praxisversuch pelletiert und prozessspezifische Kennwerte und Eigenschaften der Pellets analysiert. Die Bewertung erfolgt hinsichtlich der normativen Anforderungen nach DIN EN ISO 17225-6. Neben der Herstellung der Pellets war die brennstoffseitige Charakterisierung der Pellets zur bewertenden Einordnung der energetischen Verwertung Inhalt der Arbeit. Zur weiteren Optimierung wurde den einzelnen Paludikultur-Biomassen Kiefernholz zugemischt (Anteil von 50 und 80 %).
Bioenergie ‚Äď stoffliche Nutzungskonzepte
Dr. Steffen Daebeler
Bereits heute leistet die Biomasse einen erheblichen Anteil an der Erf√ľllung der ambitionierten politischen Ziele hinsichtlich des Klimaschutzes, des Ausbaus der erneuerbaren Energien und der Umstellung der Wirtschaft auf eine Bio√∂konomie und ist folglich ein wichtiger Bestandteil der Energie- und Rohstoffwende. Ein Verzicht auf die Nutzung der Biomasse oder eine Beschr√§nkung auf Rest- und Abfallstoffe h√§tte eine verst√§rkte Nutzung fossiler Ressourcen mit bekannten negativen Umweltauswirkungen zur Folge. Nachwachsende Rohstoffe haben das Potenzial, noch mehr als bislang zur Energie- und Rohstoffversorgung Deutschlands beizutragen, f√ľr Arbeitspl√§tze im strukturschwachen l√§ndlichen Raum zu sorgen und die Importabh√§ngigkeit Deutschlands zu verringern. Die daf√ľr notwendigen Investitionen der Wirtschaft setzen allerdings unbedingt verl√§ssliche Rahmenbedingungen voraus. Es ist dar√ľber hinaus abzusehen, dass Nachhaltigkeitsaspekte, Effizienzsteigerungen sowie die Akzeptanz der Gesellschaft bez√ľglich der Nutzung nachwachsender Rohstoffe als Einflussgr√∂√üen an Bedeutung gewinnen werden. Hier wird das neue F√∂rderprogramm ‚ÄěNachwachsende Rohstoffe‚Äú des BMEL einen deutlichen Beitrag leisten.
Naturverträgliche Anlage und Bewirtschaftung von Kurzumtriebsplantagen (KUP)
Dipl.-Ing. Wolfgang Peters, Imke Hennemann-Kreikenbohm, Leena Jennemann, Florian Schöne
Im Rahmen des vom Bundesamt f√ľr Naturschutz mit Mitteln des Bundesministeriums f√ľr Umwelt, Naturschutz, Bau und Reaktorsicherheit gef√∂rderten Forschungs- und Entwicklungsvorhabens ‚ÄěNaturvertr√§gliche Anlage und Bewirtschaftung von Kurzumtriebsplantagen (KUP)‚Äú (2012-2015) entwickelt der NABU-Bundesverband zusammen mit der Bosch & Partner GmbH konkrete Kriterien f√ľr eine m√∂glichst naturvertr√§gliche Anlage und Bewirtschaftung von KUP. Daf√ľr werden Kriterien f√ľr eine naturvertr√§gliche Standortwahl erarbeitet und Ma√ünahmen zur naturschutzfachlichen Aufwertung von KUP in drei verschiedenen Modellregionen untersucht.
Biomasseheizkraftwerk Auckenthaler STERZINGS√ľdtirol
Dr. Erwin Greiler
Das innovative Biomasseprojekt STERZING-S√ľdtirol besteht im Wesentlichen aus einer Biomassevergasungsanlage zur thermochemischen Konversion von naturbelassenen Holzhackschnitzeln, einer technischen Hackschnitzeltrocknung und einem speziell an die Holzgasverbrennung angepassten Industriemotor. Die anfallende Restkohle aus der Vergasung wird derzeit noch zu 100 % entsorgt, an einer stofflichen Verwertung wird aber gearbeitet. Diese Biomasse- Kraft-W√§rme-Kopplungs-Anlage speist den gesamten erzeugten √Ėkostrom in das √∂rtliche Stromnetz ein. Die √Ėkow√§rme wird anteilig in das bestehende √∂rtliche Fernw√§rmenetz der Stadt Sterzing eingespeist. Ein weiterer Teil der nutzbaren BHKW Abw√§rme dient zur Trocknung des Brennstoffes sowie zur Beheizung und zur Warmwasserversorgung des Anlagenstandortes.
Modellbasierte Flexibilisierung der Biogasproduktion
Dipl.-Ing. Thilo Martens, Dipl.-Ing. Christian Seidel, Dr. Martin Wagenknecht
Der Einsatz von Windkraft und Photovoltaik ist, bei wechselnden Witterungsbedingungen, mit einer Volatilität der Energiebereitstellung verbunden. Diese Schwankungen können auf Verbraucherseite nur eingeschränkt abgefangen werden. Auf Erzeugerseite ist, neben Wasserkraft, die Bereitstellung von Energie aus Biomasse die einzige direkte Möglichkeit, die Volatilität auszugleichen.
Kombinierte Wärmelieferung aus einer Biogasanlage und einem Biomasseheizwerk
Christian Letalik
Es ist bekannt, dass zahlreiche bestehende Biogasanlagen (BGA) √ľber kein oder ein nur unzureichendes W√§rmenetz verf√ľgen. Nach einer Befragung des Deutschen Biomasseforschungszentrums (DBFZ), die im Rahmen des EEG Monitoring Berichtes ‚Äď‚ÄěDBFZ Report Nr. 12 vom M√§rz 2012‚Äú- bei Anlagenbetreibern durchgef√ľhrt wurde, beziehen rund 80 % aller bundesdeutschen Biogasanlagen den KWK ‚Äď Bonus f√ľr einen Teil ihres erzeugten Stroms. Vorsichtige Sch√§tzungen des DBFZ nennen eine √ė 45 %-ige externe W√§rmenutzung nach Abzug der Eigen-w√§rmebedarfsmengen in Fermentern, Nachg√§rbeh√§ltern und evtl. Hygienisierungsstufen. Etwa die H√§lfte der Anlagenbetreiber, so der Monitoring Report, nutzen zwischen 20 % und 70 % der nach Eigennutzung verf√ľgbaren W√§rme.
Anpassung der Strombereitstellung von Festbrennstoffanlagen an die variierenden Rahmbenbedingungen des Marktes
Konrad Hillebrand, David Peetz, MSc Dipl.-Ing. Janet Witt
Der Zubau an Biomasse-(H)KW in Deutschland hat sich in den letzten f√ľnf Jahren bezogen auf die elektrische Leistung deutlich verlangsamt. Im Jahr 2014 schw√§chte sich auch der Zubau an Anlagen im geringen Leistungsbereich (< 250 kWel), d.h. insbesondere an Holzvergaseranlagen, merklich ab. Auch f√ľr das Jahr 2015 wird in allen Leistungsbereichen kaum ein Zubau erwartet. Neben den etablierten Technologien zur energetischen Nutzung fester Biomasse, wie z.B. Dampfturbinen, konnten einige Hersteller auch vielversprechende Technologien, z.B. thermochemische Holzvergasungsanlagen in Kombination mit einem Gasmotor- BHKW in Serienproduktion bringen (Leistungsbereiche unter 50 kWel und um rund 200 kWel).
Treibhausgasquote ab 2015 ‚Äď Chance oder Risiko?
Dipl.-Ing. Karin Naumann, Dr. Franziska M√ľller-Langer
Die politischen Rahmenbedingungen haben die Nutzung von Biokraftstoffen im Verkehrssektor in Deutschland in den vergangenen Jahren ma√ügeblich 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 ver√§ndern kann. Eine THG-Vermeidung von 3,5 % (wie f√ľr 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 europ√§ischer Ebene sowie die Ausgestaltung der Quotenregelung in Deutschland lassen weitere Optionen zur THG-Vermeidung erwarten. Neben den THG-Vermeidungskosten k√∂nnten weitere regulatorische oder f√∂rdernde Ma√ünahmen die Zielerreichung beeinflussen.
Biomasse zur Energiegewinnung ‚Äď √∂konomische Bewertung, Effizienzvergleich und optimale Biomassenutzung
Prof. Dr. Jürgen Zeddies, Dr. sc. agr. Nicole Sch√∂nleber
Eine optimierte bzw. zielgerichtete Nutzung verf√ľgbarer Biomasse f√ľr die Bereitstellung erneuerbarer Energie erfordert eine detaillierte Analyse der Bioenergielinien nach technischen und wirtschaftlichen Effizienzkriterien. Dementsprechend werden wichtige Parameter ausgew√§hlter Bioenergielinien der W√§rme-, Strom- und Kraftstoffbereitstellung untersucht und als Datenbasis f√ľr ein Optimierungsmodell verwendet. Die optimale Kombination der Bioenergielinien wird dabei unter Ber√ľcksichtigung der politischen und wirtschaftlichen Ziele unter der Anwendung eines speziell an die Fragestellung angepassten linearen Optimierungsmodells analysiert. Die Modellergebnisse erlauben eine Beurteilung politischer Handlungsoptionen.
Integrierte stoffliche und energetische Wertsch√∂pfung aus Biomasse ‚Äď Koppelprozesse im BMBF-Spitzencluster BioEconomy
Romann Glowacki, Prof. Dr. Michael Nelles, Dipl.-Bw. Horst Mosler
Die Transformation des fossil-basierten in ein bio-basiertes Wirtschaftssystem ist ein wichtiges langfristiges Ziel der Bundesregierung. Basierend auf einer Forschungs- und Politikstrategie f√ľr eine Bio√∂konomie entsteht, gef√∂rdert vom Bundesministerium f√ľr Bildung und Forschung (BMBF), in der Region Sachsen-Anhalt und Sachsen um den Chemiestandort in eine Modellregion f√ľr eine bio-basierte Wirtschaft. Dieser Spitzencluster weist ein starkes Portfolio Non-Food Biomasse verarbeitender Verbundprojekte entlang einer Wertsch√∂pfungskette f√ľr 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 Energietr√§ger bereitgestellt und die eingesetzte Biomasse mit h√∂chst-m√∂glicher Wertsch√∂pfung genutzt. Eine umfassende Begleitforschung stellt wichtige Erkenntnisse f√ľr eine Fortgestaltung der eingeschlagenen Bio√∂konomiestrategie bereit. Der vorliegende Beitrag beleuchtet die Chancen f√ľr Bioenergieprozesse anhand einiger Projektbeispiele genauer und gibt einen √úberblick √ľber die Struktur und die Aktivit√§ten im Spitzencluster BioEconomy.
Großbaustelle Wärmewende Herausforderungen bei der Umsetzung von Wärmeprojekten in Bioenergie-Regionen
Dipl.-Geogr. Sebastian Bohnet, M.Sc. Karina Bloche
Im Gegensatz zum Ausbau der erneuerbaren Strombereitstellung ist die Bereitstellung von W√§rme aus erneuerbaren Energietr√§gern ein bisher weniger beachtetes Thema. Zur Umsetzung der eingeleiteten Energiewende ist es jedoch notwendig, neben dem verst√§rkten Einsatz von regenerativem Strom auch die W√§rmeversorgung st√§rker zu fokussieren. Der Einsatz von Biomasse tr√§gt aufgrund eines vielseitigen Einsatzspektrums zur Deckung des Bedarfs entscheidend bei. Die Umsetzung regenerativer W√§rmeprojekte ist eine sehr komplexe und dezentrale Angelegenheit. Eine besondere Schwierigkeit besteht dabei, Erzeuger und Verbraucher zusammen zu bringen und so eine Win-Win-Situation f√ľr alle Beteiligten herbei zu f√ľhren. Gute Beispiele f√ľr die Initiierung und Umsetzung solcher biogenen W√§rmeprojekte lassen sich in den 21 deutschlandweiten Bioenergie-Regionen finden. Der Beitrag m√∂chte diese Erfahrungen darstellen und insbesondere auf die Rolle der Regionalmanagements bei der Gestaltung von biogenen W√§rmeprojekten eingehen. Ferner werden politische Rahmenbedingungen erl√§utert und Herausforderungen bei der Umsetzung solcher Projekte aufgezeigt.
Betriebsmodi einer Schwachgas- Mikro-Kraft-Wärme-Kopplungsanlage zur flexiblen Stromerzeugung unter Nutzung von Holzkohle
Dipl.-Ing. Dennis Kr√ľger, Dr.-Ing. Andreas Ortwein
Es wurden an einer mit Holzkohle betriebenen, selbstentwickelten Mikro-Kraft-W√§rme-Kopplungsanlage Untersuchungen zur hochflexiblen Strombereitstellung durchgef√ľhrt. W√§hrend dieser Untersuchungen konnten f√ľnf m√∂gliche Betriebsmodi identifiziert werden, welche f√ľr den flexiblen Betrieb von Bedeutung sind. Neben einer schnellen Regelf√§higkeit besitzt die Anlage weiterhin die F√§higkeit in einem gro√üen Bereich eine Lastverschiebung zwischen elektrischer und thermischer Last vorzunehmen. Die Modulationsf√§higkeit der Anlage betr√§gt 18-100 % im normalen Betrieb mit Drosselung der Brennstoffzufuhr und 36-100 % im Betrieb mit Lastverschiebung.
√úberschussw√§rmenutzung aus Bioabfallverg√§rungsanlagen ‚Äď Erfahrungen aus Praxisbeispielen
Dr.-Ing. Gabriele Becker, Dipl.-Biol. Sigrid Hams
Insgesamt hat die getrennte Erfassung von Bio- und Gr√ľnabf√§llen in Deutschland bereits ein hohes Niveau erreicht, wobei die Biomasse bislang √ľberwiegend rein stofflich genutzt wurde. In j√ľngster Zeit erlangt die Verg√§rung zur Behandlung von Bio- und Gr√ľnabf√§llen in Deutschland eine gr√∂√üere Bedeutung. Um die im Biogas enthaltene Energie effizient zu nutzen, ist neben der Strom- auch eine W√§rmenutzung von Bedeutung. Diese ist an den Standorten der Anlagen oftmals nicht in ausreichendem Umfang gegeben, so dass die Art der Biogasnutzung auch unter Ber√ľcksichtigung innovativer W√§rmenutzungskonzepte standortspezifisch betrachtet werden muss. An Praxisbeispielen werden derzeit realisierte M√∂glichkeiten der Biogas- und √úberschussw√§rmenutzung dargestellt.
Energetische Nutzung von biogenen Reststoffen ‚Äď Untersuchung der Aufbereitung und Verbrennungseigenschaften am Beispiel von Pferdemist-Pellets
Joachim Fischer, Daniel R√ľbesamen
Der im Bereich der Biomasse verwendete Energietr√§ger Holz ist in seiner wirtschaftlichen Verf√ľgbarkeit begrenzt. Dem entsprechend findet die energetische Nutzung von Reststoffen der Landwirtschaft verst√§rktes Interesse, die sich aber hinsichtlich ihrer chemischen Eigenschaften und damit ihres Verbrennungs und Emissionsverhaltens zum Teil deutlich von den √ľblichen Holzbrennstoffen unterscheiden.
Die Biokraftstoffproduktion in Deutschland ‚Äď Stand der Technik und Optimierungsans√§tze
Dipl.-Ing. Katja Oehmichen, Dipl.-Wi.-Ing. Konstantin Zech, M. Sc. Maria Braune, Dipl.-Ing. Arne Gröngröft
Nach der Ermittlung des Status Quo deutscher Biokraftstoffanlagen liegt eine umfangreiche Datenbasis der Verfahrenstechnik vor. Daraus wurden virtuelle Biokraftstoffanlagen als Simulationsmodelle entwickelt, die f√ľr weitere Untersuchungen zur Verf√ľgung stehen.
Gemeinsame Hydrierung von Pflanzenölen mit Straight-run-Gasölfraktionen
Andrej Awgustow, Dr. Thomas Kuchling
Hydriertes Pflanzenöl (HVO) besteht nahezu ausschließlich aus Alkanen. Es kann daher im Gegensatz zu Biodiesel (FAME) prinzipiell in beliebigen Anteilen zu Dieselkraftstoff gemischt werden. Die Zumischraten werden nur durch normative Parameter (z.B. Dichte, Siedeverhalten) begrenzt. Die industrielle HVO-Herstellung erfolgt gegenwärtig in sogenannten Stand-Alone-Anlagen. Eine vielversprechende Alternative besteht in der Mithydrierung von Pflanzenölen bei der Entschwefelung von Gasölfraktionen in Raffinerien. Beide Prozesse laufen unter vergleichbaren Reaktionsbedingungen ab. Dadurch kann bestehende Raffinerieinfrastruktur mitgenutzt werden.
Qualitative und Quantitative Betrachtung von Petro- und Biokraftstoffen mittels GCxGC-TOFMS: Neue Entwicklungen und Anwendungen
Thomas Gröger, Prof. Dr. Ralf Zimmermann, Maximilian Jennerwein, Dr. Thomas Wilharm, Dr. Markus Eschner
Die umfassend zwei-dimensionale Gaschromatographie (GCxGC; engl.: comprehensive two-dimensional gas chromatography) und die Detektion mittels Flugzeit-Massenspektrometrie (TOFMS; engl.: time-of-flight mass spectrometry) erm√∂glicht es komplexe Stoffgemische wie petrochemische Proben in Einzelbestandteile bzw. Substanzklassen zu trennen. Die Kombination charakteristischer Elutionsprofile mit der M√∂glichkeit, Massenspektren mittels auf Visual Basic basierender Algorithmen zu analysieren erm√∂glicht eine automatisierte und sehr detaillierte qualitative und quantitative Auswertung auch gro√üer Datenmengen. Die GCxGC-TOFMS Analytik bietet somit im Vergleich zur konventionellen Gaschromatographie eine enorm gesteigerte Selektivit√§t, die zur Analyse hochkomplexer Rohstoffe (z.B. Pyrolyse√∂l) notwendig ist. Dar√ľber hinaus ist es m√∂gliche eine Quantifizierung, gegliedert nach Kohlenstoffanzahl durchzuf√ľhren.
Technisch-√∂konomisch-√∂kologische Analyse der hydrothermalen Carbonisierung (HTC) von Gr√ľnschnitt und sich anschlie√üender Nutzungsoptionen
Dipl.Wi.Ing. (FH) Martin Zeymer, Dr. rer. nat. Kathleen Meisel, Dipl.-Ing. Andreas Clemens
Die √∂konomische Analyse der Konversion von biogenen Restsoffen zu hochwertigen Energietr√§gern zeigt, dass die daraus erzielte Erweiterung des Nutzungsspektrums auch mit einer deutlichen Steigerung der Brennstoffkosten einhergeht ‚Äď besonders bei Aufbereitungsverfahren mit hohem Neuigkeitscharakter und entsprechend hohem Investitionsbedarf und geringerer Verf√ľgbarkeit. Zudem erh√∂ht eine Kompaktierung der HTC-Kohle f√ľr einen besseren Transport die Brennstoffkosten signifikant, weshalb eine Nutzung vor Ort mit wesentlichem Kostensenkungspotenzial verbunden ist.
Mykotoxine in Biogasanlagen
Astrid Lemke, Dipl.-Ing. Nils Engler, Prof. Dr. Michael Nelles
In der letzten Zeit werden Mykotoxine als eine m√∂gliche Ursache f√ľr Hemmungen im Biogasprozess besprochen. Neben den m√∂glichen Hemmungen im Prozess f√ľhren Mykotoxine auch zu Lagerungsverlusten und bewirken somit in zweierlei Hinsicht wirtschaftliche Verluste. Als eines der wichtigsten Substrate kommt Maissilage eine besondere Bedeutung zu. Daher werden Mykotoxine, die in Maissilage vorkommen k√∂nnen besprochen und die derzeitigen Kenntnisse √ľber die Mykotoxine in Biogasanlagen kurz vorgestellt. Zum Schluss wird auf den Forschungsbedarf in dem Gebiet hingewiesen.
Wirtschaftliche Bewertung von Anlagenkonzepten zur Bioabfallvergärung
Tino Barchmann, Dipl.-Geogr. Nadja Rensberg
Gegenw√§rtig spielt der Einsatz von Bio- und Gr√ľnabf√§llen aus getrennter Sammlung, gewerblichen organischen Abf√§llen (Lebensmittel; Speisereste aus Kantinen, Gro√ük√ľchen und Gastronomie) sowie Abf√§llen aus der Nahrungsmittelindustrie bei der Biogaserzeugung in Deutschland nur eine untergeordnete Rolle. Die Zahl der Abfallverg√§rungsanlagen steigt jedoch kontinuierlich. Infolge der Novellierungen des Erneuerbaren-Energien-Gesetz (EEG) 2012 und 2014 r√ľckt die Verg√§rung von Bioabf√§llen neben der Installation von landwirtschaftlichen G√ľlle- Kleinanlagen st√§rker in den Fokus. Zum Stand 31.12.2014 sind in Deutschland knapp 140 Abfallverg√§rungsanlagen in Betrieb, die ausschlie√ülich oder √ľberwiegend organische Abf√§lle verg√§ren. Dabei werden in 83 Anlagen Bio- und Gr√ľnabf√§lle aus der getrennten Sammlung (Biotonne) eingesetzt ‚Äď mit sehr unterschiedlichen Anteilen am Gesamtinput der Anlage. Insgesamt handelt es sich nach Datenlage des DBFZ bei 68 Anlagen um Bioabfallverg√§rungsanlagen, in denen ausschlie√ülich oder √ľberwiegend Bioabf√§lle gem√§√ü ¬ß 27a EEG 2012 bzw. ¬ß 45 EEG 2014 Einsatz finden. Mit der im EEG 2012 eingef√ľhrten Direktvermarktung und der Flexibilit√§tspr√§mie wurden weitere Anreize geschaffen, die auf eine st√§rker systemorientierte Stromeinspeisung von Biogasanlagen abzielen. Inwieweit diese Erwartungshaltung umgesetzt wird, entscheidet die Wirtschaftlichkeit √ľber die Gesamtbetriebslaufzeit. Eine Verdopplung der installierten elektrischen Leistung stellt f√ľr eine durchschnittliche Modellanlage gegenw√§rtig die wirtschaftlich sinnvollste Variante dar.
Prozessbegleitende Simulation zur Betriebs√ľberwachung von Biogasanlagen
Karen Fronk, Michael Ogurek, M.Sc. Dipl.-Ing. (FH) Ingolf Seick, René Simon
Biogasanlagen sind verfahrenstechnische Anlagen, die auf komplexen biochemischen Prozessen basieren. F√ľr landwirtschaftliche Biogasanlagen ist festzustellen, dass oft die notwendige Messtechnik fehlt, um den aktuellen Prozesszustand so beurteilen zu k√∂nnen, dass daraus das kurz- und mittelfristige Anlagenverhalten abgeleitet werden kann. Durch die Implementierung von mathematischen Modellen, wie z.B. das ADM1 und dessen Weiterentwicklungen, in Simulationssoftware ist es m√∂glich, Biogasanlagen verfahrens- und regelungstechnisch als Prozessmodelle abzubilden.
Analytische Untersuchung der thermischen Optimierung von Biogasanlagen
Thomas Knauer, Prof. Dr.-Ing. Frank Scholwin, Prof. Dr. Michael Nelles
Eine Wirtschaftlichkeit von Biogasanlagen ist mit den neuen gesetzlichen Rahmenbedingungen schwieriger darstellbar als mit den Bonussystemen der vorangegangen Novellierungen des EEG. Um diese zu steigern ergeben sich mehrere Varianten, die oftmals mit weiteren Investitionen verbunden sind. Direkte technische Verbesserungen, aus denen schnelle √∂konomische Erfolge resultieren, bed√ľrfen daher einer genaueren Analyse der Randbedingungen. Im Rahmen dieses Beitrages wird der W√§rmebereich landwirtschaftlicher Biogasanlagen untersucht, insbesondere die Optimierung des Eigenw√§rmebedarfs, die in der Vergangenheit kaum ber√ľcksichtigt wurde und somit einiges an Potential erwarten l√§sst. Als Datengrundlage dienen 10-j√§hrige Dokumentationen von Eigenw√§rmeverbr√§uchen, F√ľtterungsprotokolle sowie Temperaturmessungen verschiedener W√§rmebilanzparameter wie Substrat, Biogas, Umgebung etc. Nach Auswertung der Messungen und erster Bilanzierungen wurde festgestellt, dass die Aufrechterhaltung der Fermentertemperatur die meiste W√§rmeenergie verbraucht und gleichzeitig auch das gr√∂√üte Optimierungspotenzial aufweist. Erste Optimierungsm√∂glichkeiten im Substratbereich wurden identifiziert, wie passive und aktive D√§mmung der Substrat-Einbringsysteme und W√§rmer√ľckgewinnung aus dem Nachg√§rablauf. Dabei wurden Einsparpotenziale von mehreren hundert Megawattstunden im Jahr kalkuliert, je nach Menge und Temperaturanhebung der eingesetzten Substrate.
Langzeitstudie zum Wirkungsgrad von Gärstrecken von 5 Biogasanlagen
Rainer Casaretto, Prof. Dr. Jens Born, Torsten Stefan
In der vorliegenden Studie wurden die G√§rstrecken von 5 Biogasanlagen hinsichtlich ihres energetischen Umsatzgrades/Wirkungsgrades w√∂chentlich √ľber eine Dauer von 52 Wochen untersucht. Dabei wurde die Methode der ‚ÄěTheoretischen 100 %‚Äú verwendet, bei der die Eingangs- und Ausgangsstoffe aufgrund Ihrer Brennwertes bewertet werden. Die Messwerte wurden mittels Zeitreihenanalyse ausgewertet. Die errechneten energetischen Wirkungsgrade der 5 Anlagen liegen durchschnittlich zwischen 67,0 und 77,4 %. Im Jahresverlauf schwankten diese Werte bei einer Anlage bis ¬Ī11%. Daraus geht die Notwendigkeit einer regelm√§√üigen, wenigstens wiederholten Messung der Effizienz hervor, wenn solide √∂konomische Entscheidungen getroffen werden sollen. Die Schwankungen im Wirkungsgrad waren vordergr√ľndig durch die schwankende Energiezufuhr mit den Substraten zu begr√ľnden. Die vor verdauten Reststoffe (tierische Exkremente) schwankten deutlich st√§rker in ihrem spezifischen Brennwert als die eingesetzten Energiepflanzen. Substratwechsel und erh√∂hte Futtermengen f√ľhrten ebenfalls zu sichtbaren Schwankungen im Wirkungsgrad. Die Langzeituntersuchung des Wirkungsgrades von Biogasanlagen mittels Zeitreihenanalyse erm√∂glicht es, Ver√§nderungen der Anlageneffizienz auf Ursachen in der Vergangenheit zur√ľckzuf√ľhren.
Biomass steam processing (BSP)
Prof. Dr.-Ing. Henning Bockhorn
Die langfristig gesetzten Ziele zur Minderung der CO2-Emission haben in den letzten Jahren dazu gef√ľhrt, dass vermehrt erneuerbare Energietr√§ger zur Deckung des Prim√§renergiebedarfs eingesetzt werden. Mit √ľber 60 % stellt Biomasse den gr√∂√üten Anteil der regenerativen Energietr√§ger dar, weswegen die effiziente und nachhaltige Nutzung vorhandener Biomassen hohe Priorit√§t hat. Vermehrt in den Fokus r√ľcken dabei auch Abfallbiomassen, wie zum Beispiel pflanzliche Haushaltsreststoffe (‚ÄěBiotonne‚Äú), R√ľckst√§nde aus Fermentationsverfahren oder Kl√§rschlamm. Das BSP-Verfahren ist f√ľr diese Stoffstr√∂me einsetzbar ebenso wie auch f√ľr 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 √ľberhitzter Dampfatmosph√§re drucklos bei Temperaturen von etwa 350 ¬įC und kurzen Reaktionszeiten zwischen 30 und 150 min behandelt. Die daraus resultierenden trockenen Biokohlen haben im Vergleich zu durchschnittlichen HTC-Produkten √§hnliche elementare Zusammensetzungen und Brennwerte. In der vorliegenden Arbeit wurden Experimente in einem Technikumsreaktor mit maximalen Durchsatz von 0,5 kg/h durchgef√ľhrt und diese Erkenntnisse zur Planung und Umsetzung einer vergr√∂√üerten Pilotanlage mit bis zu 50 kg/h Durchsatz verwendet.
Betriebsstrategien f√ľr Biogasanlagen ‚Äď Zielkonflikt zwischen netzdienlichem und wirtschaftlich orientiertem Betrieb
Carola Bettinger, Prof. Dr. Clemens Fuchs, Prof. Dr.-Ing. Hans-Peter Beck, M. Sc. Katharina Schock, Verena Schild
In einem intelligenten Energiesystem m√ľssen ‚ÄěSmart Grid‚Äú und ‚ÄěSmart Market‚Äú Hand in Hand gehen (Aichele et. al, 2014). √Ąnderungen am rechtlichen Rahmen, insbesondere im Erneuerbaren-Energien-Gesetz (EEG) haben zum Ziel, die Anforderungen zur Erh√∂hung der Erzeugung erneuerbarer Energien (EE) sowie zur Markt- und Systemintegration von EE in Einklang zu bringen (siehe hierzu Schwarz, 2014). Dies entscheidet, ob der Betrieb einer modernen EE-Anlage sowohl die Maximierung eigener Gewinne (Smart Market) als auch die Entlastung der √ľbergeordneten Netze (Smart Grid) zum Ziel haben kann oder auf nur einen Aspekte ausgerichtet ist.
Das TCR¬ģ-Verfahren ‚Äď Chancen und M√∂glichkeiten der Effizienzsteigerung von Biogasanlagen
Dipl.-Wi.-Ing. Fabian Stenzel, Rolf Jung, M. Eng. Andreas Weger, Prof. Dr. Andreas Hornung
Durch die geplante Novellierung der D√ľngeverordnung (D√ľV) soll die Ausbringungsobergrenze f√ľr Stickstoff auch auf G√§rreste pflanzlicher Herkunft ausgeweitet werden. Dies f√ľhrt zu einer Verknappung der Fl√§chen f√ľr die Ausbringung von Wirtschaftsd√ľngern und G√§rresten vor allem in Gebieten mit einer hohen Dichte an Biogasanlagen und Viehzuchtbetrieben. Dies kann wiederum zu einer Erh√∂hung der Kosten f√ľr die Ausbringung der G√§rreste in N√§hrstoff√ľberschussgebieten f√ľhren.
Erweitertes Auswerteverfahren f√ľr Biogas-Batch- Versuche zur quantifizierbaren Darstellung zeitlicher Verl√§ufe
Dipl.-Ing. Nils Engler, Prof. Dr. agr. habil. Friedrich Weißbach, Prof. Dr. Michael Nelles
Derzeit ist eine erhebliche Ausweitung des Spektrums an Einsatzstoffen f√ľr Biogasanlagen zu verzeichnen. F√ľr viele dieser Substrate ist der spezifische Biogasertrag als alleiniges Bewertungskriterium ohne quantitative Aussagen zum zeitlichen Verlauf der Biogas- und Methanbildung ungeeignet. Messmethoden, bei denen auch kinetische Parameter der Biogasbildung erfasst werden k√∂nnen, stehen bisher nur in kleinem Versuchsma√üstab zur Verf√ľgung. Der experimentelle Ansatz f√ľr Batch-Versuche mit gro√üen G√§rgef√§√üen und Folienbeuteln hat den Vorteil gro√üer Probeneinwaagen bei nur minimaler Probenaufbereitung, erlaubt jedoch durch vergleichsweise lange Messintervalle in der Regel keine Aussagen zum zeitlichen Verlauf. Durch das vorgestellte Versuchsdesign sowie die verbesserte Auswertungsmethode wird die Aussagef√§higkeit dieser Versuche wesentlich erweitert. Das Verfahren wird am Beispiel zweier Partien Weizenstroh erl√§utert. Es konnten erhebliche Unterschiede sowohl im Biogasertrag als auch hinsichtlich der Abbaukinetik zwischen den beiden Strohpartien nachgewiesen werden.
Fast methanification of swine manure as an example for substrates with low organic content
Prof. Dr. Heralt Schöne, Andreas Speetzen
A biogas reactor of 45 m³ was fed with pure swine manure. A straw layer worked as an anaerobic filter on top of the fluid. The manure was continuously circulated to irrigate the straw. Hydraulic retention time (HRT) of straw was 45 days. HRT of manure was reduced from 45 to 7.5 days within one year. Average concentration of volatile solids (VS) of manure only was 1.8 %. We varied VS concentration and temperature to simulate normal disturbances of operation. Gas production normalized within one day after each short heating interruption. Variations of VS concentration had no negative influence on the Operation as a whole. After two months, a zone with granular sludge in autonomous fluidization was observed just below the straw layer. This shows that the reactor is a hybrid biogas reactor containing a fixed bed on the top, and an UASB zone below.
Wintertriticale-GPS ‚Äď eine sinnvolle Erg√§nzung in Energiepflanzenfruchtfolgen
Ina Fleischer, Dr. Andreas Gurgel
Anhand mehrj√§hriger Feldversuche an der LFA MV konnte f√ľr Wintertriticale zur Ganzpflanzenernte (GPS) bei einer N-D√ľngung nach der Stickstoffd√ľngerbedarfsanalyse (SBA) ein hohes Ertragsniveau bei gleichzeitig hoher Ertragsstabilit√§t nachgewiesen werden. Auswertungen von Produktionsfunktionen basierend auf Daten aus N-Steigerungsversuchen ergaben, dass das hohe Ertragspotential bei einer D√ľngung nach SBA jedoch noch nicht ausgesch√∂pft ist und h√∂here Erl√∂se auch noch bei h√∂heren N-Gaben m√∂glich sind. Negative Auswirkungen auf die Umwelt sind hierbei kaum zu erwarten, da sich WT-GPS durch niedrige Nmin-Werte nach der Ernte auszeichnet. WT-GPS kann mit geringem Pflanzenschutzaufwand gef√ľhrt werden. Agrarv√∂gel werden durch die im Vergleich zur M√§hdruschfrucht fr√ľhere Ernte bei GPS-Nutzung nicht negativ beeinflusst. Ein weiterer positiver Beitrag zur Biodiversit√§t ist die Fruchtfolgegestaltung, die die Integration von WT-GPS erm√∂glicht. So k√∂nnen nach der Ernte sowohl Zwischenfr√ľchten angebaut als auch Winterraps p√ľnktlich ausges√§t werden. WT-GPS stellt somit eine sinnvolle M√∂glichkeit dar, um Energiepflanzenfruchtfolgen aufzulockern.
Das UGN BEKOM-H-Verfahren ‚Äď eine nachhaltig die Rendite verbessernde Entschwefelungstechnologie
Herbert Zölsmann, Dr.-Ing. Walter Hilgert
Die richtige Nutzung und Optimierung der verfahrenstechnischen Vorteile der Bioenergietechnik sind Grundvoraussetzung f√ľr die richtige Einordnung und deren gesellschaftlichen Bedeutung f√ľr den Energiemarkt. Im Vordergrund stehen dabei die Energiespeicherf√§higkeit und die Energieverf√ľgbarkeit gegen√ľber anderen regenerativen Energietechniken.
Klimaschutz und Energiepflanzenanbau ‚Äď Potenziale zur Treibhausgasemissionsminderung durch Fruchtfolge- und Anbauplanung
Dr. Armin Vetter, Jens Eckner
Das EVA-Projekt vergleicht bundesweit Energiepflanzenfruchtfolgen und Bewirtschaftungsregime auf standortbezogene Produktivit√§t. Neben pflanzenbaulicher Anbaueignung werden √∂konomische und √∂kologische Leistungen und Folgen analysiert und bewertet. Als Teil der Nachhaltigkeitsbewertung der gepr√ľften Anbauoptionen werden √Ėkobilanzen aufgestellt. Das im Projekt entwickelte Modell MiLA verwendet empirische Versuchsdaten und Standortparameter zur Erstellung der Sachbilanzen. An ausgew√§hlten Standorten werden vergleichend verschiedene Anbauregime, sowie D√ľngungsregime gepr√ľft.
Anbaueignung von Riesenstaudenkn√∂terich als alternatives Substrat f√ľr Biogasanlagen
Michael Dickeduisberg
Energiepflanzen bieten die Chance die Vielfalt von Agrarlandschaften und somit die Biodiversit√§t zu erh√∂hen, indem nicht zur Nahrung und F√ľtterung verwertbare Kulturen neu in das Anbauportfolio aufgenommen werden. Dabei haben Dauerkulturen das Potential die Forderungen nach √∂kologisch vorteilhaften und √∂konomisch lohnenswerten alternativen Substraten miteinander zu kombinieren. Der Riesenstaudenkn√∂terich ist in der Nutzungsphase sowohl arbeitsextensiv als auch frei vom Einsatz von Pflanzenschutzmitteln und passt somit prinzipiell in das Konzept der neuen Energiepflanzen. In zwei Schnitten werden in Abh√§ngigkeit von der D√ľngung nach √ľbereinstimmenden Berichten bis zu 17 t TM/ha geerntet. Trotz guter Siliereigenschaften rangieren die spezifischen Methanausbeuten zwischen 135-180 l Methan/kg oTS. Der resultierende Methanhektarertrag beeinflusst die Wettbewerbsf√§higkeit der Kultur und somit die Akzeptanz im praktischen Anbau negativ. Ohne Optimierung der spezifischen Gasausbeute ist in den kommenden Jahren von keiner nennenswerten Anbauausweitung des Riesenstaudenkn√∂terichs auszugehen.
Optimierter G√§rresteinsatz in Energiepflanzenfruchtfolgen ‚Äď Ergebnisse aus dem Verbundvorhaben EVA
Jonas Haag, Dr. Maendy Fritz
Im Rahmen des vom BMEL √ľber die FNR gef√∂rderten Verbundvorhabens EVA wird der Einsatz von Biogasg√§rresten in zwei Versuchen untersucht. Diese Versuche werden bundesweit an sechs Standorten in Niedersachsen, Mecklenburg-Vorpommern, Sachsen (nur Kleiner G√§rrest), Th√ľringen, Baden- W√ľrttemberg und Bayern durchgef√ľhrt. Im Kleinen G√§rrest werden drei Varianten (mineralische D√ľngung, reine G√§rrestd√ľngung und gemischte 50/50-D√ľngung) verglichen. Die Varianten werden √ľber eine insgesamt vierj√§hrige Energiepflanzen- Fruchtfolge (Mais ‚Äď Winterroggen ‚Äď Sorghum ‚Äď Wintertriticale ‚Äď einj√§hriges Weidelgras) ausgewertet. Im Abschlussjahr wird Winterweizen als Marktfrucht angebaut. Im Gro√üen G√§rrest ist die Bestimmung des optimalen D√ľngezeitpunktes einer Hauptfrucht (Mais, Sorghum und Triticale) das Ziel. Neben der Ertragsauswertung wird die angestrebte Risikominimierung von Nitratauswaschung √ľber den Winter anhand einer Winterzwischenfrucht untersucht. Die Versuche zeigten, dass alle angebauten Pflanzen G√§rreste gut verwerten k√∂nnen. Auch die gemischte D√ľngung wurde gut verwertet und wies Einsparpotenziale in der Energiebilanz aus. Das angesetzte Minerald√ľnger√§quivalent von 70 % des Gesamtstickstoffs ohne Anrechnung von Verlusten erwies sich f√ľr die D√ľngung einer Fruchtfolge als gut geeignet. Allerdings zeigte sich die G√§rrestd√ľngung st√§rker witterungsabh√§ngig als mineralische D√ľngung, bei widrigen Witterungsbedingungen besteht eine gr√∂√üere Wahrscheinlichkeit von Emissionen und Auswaschungen.
Standortangepasste Energiefruchtfolgen
Dr. Kerstin Jäkel, Jana Grunewald
Das bundesweite Verbundprojekt ‚ÄěEntwicklung und Vergleich von Anbausystemen f√ľr Energiepflanzen zur Biogasproduktion, kurz EVA‚Äú hat sich zum Ziel gesetzt vielf√§ltige und nachhaltige Energiepflanzenfruchtfolgen zu entwickeln. Nachhaltigkeit ist ein Handlungsprinzip zur Ressourcennutzung, welches die Bewahrung der wesentlichen Eigenschaften, der Stabilit√§t und der nat√ľrlichen Regenerationsf√§higkeit eines Systems zum Ziel hat. F√ľr die Landwirtschaft und die Energiepflanzenerzeugung bedeutet dies die Entwicklung und die Optimierung √∂konomisch existenzf√§higer, √∂kologisch tragf√§higer, sozial verantwortlicher und ressourcenschonender Anbausysteme.
Exergo√∂konomische Analyse der Biogaserzeugung aus Rest- und Abfallstoffen f√ľr den Einsatz in Energieumwandlungsanlagen
Prof. Dr.-Ing. Janet Nagel
Biogene Rest- und Abfallstoffe unterliegen anderen Rahmenbedingungen als sonstige nachwachsende Rohstoffe. Auch die Ziele f√ľr deren Einsatz in Umwandlungsanlagen sind andere. W√§hrend beim Einsatz nachwachsender Rohstoffe die Energieumwandlung zur Strom-und W√§rmeerzeugung fokussiert wird, geht es bei biogenen Rest- und Abfallstoffen vorrangig um deren Entsorgung. Unter Zuhilfenahme des Nachhaltigkeitsansatzes ‚Äěcradle to cradle‚ÄĚ (‚Äěvon der Wiege bis zur Wiege‚ÄĚ) wird die Suche nach weiteren Nutzungsm√∂glichkeiten dieser Einsatzstoffe interessant.
BioGas Maritim: Kooperationsnetzwerk zur Technologieentwicklung f√ľr die energetische Verwertung maritimer Abf√§lle
M. Sc. Jessica Hudde, Dipl.-Ing. Maik Orth
Umweltschutz und Energieeffizienz sind zentrale Themen im maritimen Wirtschaftssektor. Neben hohen Schiffsemissionen, insbesondere während der Hafenliegezeiten, fallen enorme Abwasser- und Abfallmengen an. Das Ziel des Netzwerkes liegt in der Erschließung maritimer Abfallströme, deren energetischen Verwertung durch angepasste Biogastechnologien sowie deren klimafreundlichen Entsorgung unter Einhaltung rechtlicher Vorschriften. Auf diese Weise soll es gelingen Emissionen zu reduzieren, Entsorgungskosten zu verringern und einen Beitrag zur umweltfreundlichen Energieversorgung zu leisten.
Stickstoffausnutzung von Mais und Sorghum im Mischfruchtanbau mit Leguminosen
Dipl. agr. Ing. Stefanie Busch, Dipl.-Hydrol. Philipp Stahn, Dr. Christine Brandt, Prof. Dr. Konrad Miegel, PD Dr. habil. Bettina Eichler-Löbermann
Der Verlust von gro√üen N√§hrstoffmengen aus landwirtschaftlichen Systemen hat erh√∂hte N- und P-Eintr√§ge in Gew√§sser zur Folge. Besonders Reihenkulturen wie Mais beg√ľnstigen N√§hrstoffverluste durch Auswaschung und Erosion. Eine Alternative stellt der Mischfruchtanbau dar. Die Kombination verschiedener Kulturpflanzen mit unterschiedlicher Anpassungsf√§higkeit an suboptimale Wachstumsbedingungen kann zur effizienten komplement√§ren Nutzung von Wachstumsfaktoren und somit zur Steigerung von N√§hrstoff- (Gosh et al. 2006) und Wassernutzungseffizienz (Woldeamlak et al. 2006) beitragen. Wegen der zus√§tzlichen N-Fixierung aus der Luft ist der Mischfruchtanbau mit Leguminosen besonders interessant.
Bioabfall-Ist- und Potentialkarten f√ľr das Land Mecklenburg-Vorpommern
Dr. Andrea Sch√ľch, Prof. Dr.-Ing. Ralf Bill, Annelie Mai
Die im Auftrag des Ministeriums f√ľr Wirtschaft, Bau und Tourismus Mecklenburg-Vorpommern durchgef√ľhrte Studie ‚ÄěBioabfallbewirtschaftung in Mecklenburg-Vorpommern‚Äú stellt den Stand der Bioabfallbewirtschaftung in Mecklenburg- Vorpommern im Jahr 2010 zusammen. Dargestellt werden Bioabfallarten wie Garten- und Parkabf√§lle, Landschaftspflegeabf√§lle, Nahrungs- und K√ľchenabf√§lle aus Haushaltungen und aus dem Gastst√§tten- und Cateringgewerbe sowie dar√ľber hinausgehend organischer Abfall im Gewerbe. Die Ergebnisse der Studie sind Mengenangaben f√ľr das gesamte Bundesland Mecklenburg-Vorpommern bzw. in einzelnen Teilen auch Bioabfallmassen auf die alten Landkreise bezogen. Die Ergebnisse der Studie wurden f√ľr alle Landkreise mit Geo-Informationssystemen (GIS) aufbereitet, ausgewertet und visualisiert.
Organsolv-Aufschluss zur Vorbehandlung lignocellulosehaltiger Reststoffe
Dr. Gunter Weißbach, Prof. Dr. Michael Nelles
Zur Vorbehandlung lignocellulosehaltiger Biomassen f√ľr nachfolgende biologische Konversion werden meist Aufschl√ľsse in w√§ssriger Phase genutzt. Dabei kommt es teilweise zur verst√§rkten Bildung von Inhibitoren durch Degradation von Kohlenhydraten. Au√üerdem reichern sich monomere Phenole des Lignins in der fl√ľssigen Phase an. Zur Minderung dieser Effekte wurden Weizenstroh in einem Mikrowellen-Autoklaven mit einem Ethanol-Wasser-Gemisch bei Temperaturen bis 210 ¬įC aufgeschlossen. Die Degradation einiger Kohlenhydrate nahm ab. Phenolische Anteile konnten abgetrennt werden. Au√üerdem nahm die Ausbeute an monomeren Zuckern zu. Die enzymatische Umsetzbarkeit stieg stark an. Somit stellt diese Variante eine interessante Alternative dar. Die Vorteile mikrowellen-assistierter Aufschl√ľsse liegen vor allem in den kurzen Reaktionszeiten und dabei erreichbaren Ausbeuten. Diese lag bei allen Versuchen bei 5 Minuten.
Vergärung von Abfällen der Ethanol- und Zuckerindustrie in Brasilien
Dr. Andrea Sch√ľch, Leandro Janke
Im Rahmen des Brasilianisch-Deutschen Forschungsprojektes ‚ÄěSustainable bioeconomy in Brazil: Bioenergy from biogas using various types of waste substrates from the Brazilian bioethanol industry‚Äú, welches √ľber das I-Nopa- Programm von der GIZ √ľber den DAAD sowie von brasilianischer Seite √ľber CAPES finanziert wurden M√∂glichkeiten der Integration der Biogastechnologie in bestehende Zuckerindustrien untersucht. Die physikalischen und chemischen Eigenschaften der untersuchten Substrate wies eine gro√üe Spannweite auf. Der Trockenmassegehalt von Zuckerrohrstroh reichte von 46 bis 92 %, von Bagasse von 52 bis 60 %, vom Filterkuchen von 25 bis 32 % und von Vinasse von 1 bis 4 %. Ebenso der Gehalt an organischer Trockensubstanz (bezogen auf die Trockenmasse) und anderer Inhaltsstoffe schwankte stark. Im Labor konnten Methanertr√§ge von 7 bis 182 Nm¬≥/Mg FM ermittelt werden. Die optimierte Nutzung der Abfall- und Reststoffe Vinasse, Filterkuchen und Bagasse birgt enormes Potenzial zur Stabilisierung der Energieversorgung beizutragen sowie durch die Substitution fossiler Energietr√§ger Treibhausgase einzusparen. Mit den aufgezeigten Abfallmengen k√∂nnten 76,4 % des Stromverbrauchs in Goias gedeckt werden. W√ľrde man das Biogas aufbereitet als Biomethan im Verkehrssektor einsetzen, k√∂nnte theoretisch 87 % des verbrauchten Diesels ersetzt werden.
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