Batterien aus der E-Mobilität in Second-Life-Anwendungen
© Lehrstuhl für Abfallverwertungstechnik und Abfallwirtschaft der Montanuniversität Leoben (11/2020)
In der Abfallhierarchie Die gängigen Konzepte, bei denen preisgünstige Batterien technisch, aber auch wirt-schaftlich sinnvoll eigesetzt werden können. Diese Anwendungen konzentrieren sich alle primär auf den Bereich stationärer Speicher. Die genaueste, jedoch zeitlich aufwendigste Methode, ist ein Zyklentest. Hierbei wird die Batterie vollständig entladen und anschließen mit einer geringen Ladeleistung wieder vollständig geladen. Dabei wird der eingebrachte Strom gemessen.
© Lehrstuhl für Abfallverwertungstechnik und Abfallwirtschaft der Montanuniversität Leoben (11/2020)
In der Abfallhierarchie Die gängigen Konzepte, bei denen preisgünstige Batterien technisch, aber auch wirt-schaftlich sinnvoll eigesetzt werden können. Diese Anwendungen konzentrieren sich alle primär auf den Bereich stationärer Speicher. Die genaueste, jedoch zeitlich aufwendigste Methode, ist ein Zyklentest. Hierbei wird die Batterie vollständig entladen und anschließen mit einer geringen Ladeleistung wieder vollständig geladen. Dabei wird der eingebrachte Strom gemessen.
Möglichkeiten der Bioenergieforschung im neuen Förderprogramm Nachwachsende Rohstoffe
© Agrar- und Umweltwissenschaftliche Fakultät Universität Rostock (6/2016)
Es wird ein Überblick gegeben über den Aufbau und die Schwerpunkte im aktuellen Förderprogramm Nachwachsende Rohstoffe (FPNR) des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL), welches durch die Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V. (FNR) als Projektträger betreut wird. Dabei werden die Fördermöglichkeiten des genannten Förderprogramms und die Kriterien für FuE-Maßnahmen im Bereich Bioenergie vorgestellt.
© Agrar- und Umweltwissenschaftliche Fakultät Universität Rostock (6/2016)
Es wird ein Überblick gegeben über den Aufbau und die Schwerpunkte im aktuellen Förderprogramm Nachwachsende Rohstoffe (FPNR) des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL), welches durch die Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V. (FNR) als Projektträger betreut wird. Dabei werden die Fördermöglichkeiten des genannten Förderprogramms und die Kriterien für FuE-Maßnahmen im Bereich Bioenergie vorgestellt.
Standortangepasste Energiefruchtfolgen
© Agrar- und Umweltwissenschaftliche Fakultät Universität Rostock (6/2015)
Das bundesweite Verbundprojekt „Entwicklung und Vergleich von Anbausystemen für Energiepflanzen zur Biogasproduktion, kurz EVA“ hat sich zum Ziel gesetzt vielfältige und nachhaltige Energiepflanzenfruchtfolgen zu entwickeln. Nachhaltigkeit ist ein Handlungsprinzip zur Ressourcennutzung, welches die Bewahrung der wesentlichen Eigenschaften, der Stabilität und der natürlichen Regenerationsfähigkeit eines Systems zum Ziel hat. Für die Landwirtschaft und die Energiepflanzenerzeugung bedeutet dies die Entwicklung und die Optimierung ökonomisch existenzfähiger, ökologisch tragfähiger, sozial verantwortlicher und ressourcenschonender Anbausysteme.
© Agrar- und Umweltwissenschaftliche Fakultät Universität Rostock (6/2015)
Das bundesweite Verbundprojekt „Entwicklung und Vergleich von Anbausystemen für Energiepflanzen zur Biogasproduktion, kurz EVA“ hat sich zum Ziel gesetzt vielfältige und nachhaltige Energiepflanzenfruchtfolgen zu entwickeln. Nachhaltigkeit ist ein Handlungsprinzip zur Ressourcennutzung, welches die Bewahrung der wesentlichen Eigenschaften, der Stabilität und der natürlichen Regenerationsfähigkeit eines Systems zum Ziel hat. Für die Landwirtschaft und die Energiepflanzenerzeugung bedeutet dies die Entwicklung und die Optimierung ökonomisch existenzfähiger, ökologisch tragfähiger, sozial verantwortlicher und ressourcenschonender Anbausysteme.
Erweitertes Auswerteverfahren für Biogas-Batch- Versuche zur quantifizierbaren Darstellung zeitlicher Verläufe
© Agrar- und Umweltwissenschaftliche Fakultät Universität Rostock (6/2015)
Derzeit ist eine erhebliche Ausweitung des Spektrums an Einsatzstoffen für Biogasanlagen zu verzeichnen. Für 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 können, stehen bisher nur in kleinem Versuchsmaßstab zur Verfügung. Der experimentelle Ansatz für Batch-Versuche mit großen Gärgefäßen und Folienbeuteln hat den Vorteil großer 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 Aussagefähigkeit dieser Versuche wesentlich erweitert. Das Verfahren wird am Beispiel zweier Partien Weizenstroh erläutert. Es konnten erhebliche Unterschiede sowohl im Biogasertrag als auch hinsichtlich der Abbaukinetik zwischen den beiden Strohpartien nachgewiesen werden.
© Agrar- und Umweltwissenschaftliche Fakultät Universität Rostock (6/2015)
Derzeit ist eine erhebliche Ausweitung des Spektrums an Einsatzstoffen für Biogasanlagen zu verzeichnen. Für 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 können, stehen bisher nur in kleinem Versuchsmaßstab zur Verfügung. Der experimentelle Ansatz für Batch-Versuche mit großen Gärgefäßen und Folienbeuteln hat den Vorteil großer 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 Aussagefähigkeit dieser Versuche wesentlich erweitert. Das Verfahren wird am Beispiel zweier Partien Weizenstroh erläutert. Es konnten erhebliche Unterschiede sowohl im Biogasertrag als auch hinsichtlich der Abbaukinetik zwischen den beiden Strohpartien nachgewiesen werden.
Überschusswärmenutzung aus Bioabfallvergärungsanlagen – Erfahrungen aus Praxisbeispielen
© Agrar- und Umweltwissenschaftliche Fakultät Universität Rostock (6/2015)
Insgesamt hat die getrennte Erfassung von Bio- und Grünabfällen in Deutschland bereits ein hohes Niveau erreicht, wobei die Biomasse bislang überwiegend rein stofflich genutzt wurde. In jüngster Zeit erlangt die Vergärung zur Behandlung von Bio- und Grünabfällen in Deutschland eine größere Bedeutung. Um die im Biogas enthaltene Energie effizient zu nutzen, ist neben der Strom- auch eine Wärmenutzung von Bedeutung. Diese ist an den Standorten der Anlagen oftmals nicht in ausreichendem Umfang gegeben, so dass die Art der Biogasnutzung auch unter Berücksichtigung innovativer Wärmenutzungskonzepte standortspezifisch betrachtet werden muss. An Praxisbeispielen werden derzeit realisierte Möglichkeiten der Biogas- und Überschusswärmenutzung dargestellt.
© Agrar- und Umweltwissenschaftliche Fakultät Universität Rostock (6/2015)
Insgesamt hat die getrennte Erfassung von Bio- und Grünabfällen in Deutschland bereits ein hohes Niveau erreicht, wobei die Biomasse bislang überwiegend rein stofflich genutzt wurde. In jüngster Zeit erlangt die Vergärung zur Behandlung von Bio- und Grünabfällen in Deutschland eine größere Bedeutung. Um die im Biogas enthaltene Energie effizient zu nutzen, ist neben der Strom- auch eine Wärmenutzung von Bedeutung. Diese ist an den Standorten der Anlagen oftmals nicht in ausreichendem Umfang gegeben, so dass die Art der Biogasnutzung auch unter Berücksichtigung innovativer Wärmenutzungskonzepte standortspezifisch betrachtet werden muss. An Praxisbeispielen werden derzeit realisierte Möglichkeiten der Biogas- und Überschusswärmenutzung dargestellt.
Großbaustelle Wärmewende
Herausforderungen bei der Umsetzung von Wärmeprojekten in Bioenergie-Regionen
© Agrar- und Umweltwissenschaftliche Fakultät Universität Rostock (6/2015)
Im Gegensatz zum Ausbau der erneuerbaren Strombereitstellung ist die Bereitstellung von Wärme aus erneuerbaren Energieträgern ein bisher weniger beachtetes Thema. Zur Umsetzung der eingeleiteten Energiewende ist es jedoch notwendig, neben dem verstärkten Einsatz von regenerativem Strom auch die Wärmeversorgung stärker zu fokussieren. Der Einsatz von Biomasse trägt aufgrund eines vielseitigen Einsatzspektrums zur Deckung des Bedarfs entscheidend bei. Die Umsetzung regenerativer Wärmeprojekte ist eine sehr komplexe und dezentrale Angelegenheit. Eine besondere Schwierigkeit besteht dabei, Erzeuger und Verbraucher zusammen zu bringen und so eine Win-Win-Situation für alle Beteiligten herbei zu führen. Gute Beispiele für die Initiierung und Umsetzung solcher biogenen Wärmeprojekte lassen sich in den 21 deutschlandweiten Bioenergie-Regionen finden. Der Beitrag möchte diese Erfahrungen darstellen und insbesondere auf die Rolle der Regionalmanagements bei der Gestaltung von biogenen Wärmeprojekten eingehen. Ferner werden politische Rahmenbedingungen erläutert und Herausforderungen bei der Umsetzung solcher Projekte aufgezeigt.
© Agrar- und Umweltwissenschaftliche Fakultät Universität Rostock (6/2015)
Im Gegensatz zum Ausbau der erneuerbaren Strombereitstellung ist die Bereitstellung von Wärme aus erneuerbaren Energieträgern ein bisher weniger beachtetes Thema. Zur Umsetzung der eingeleiteten Energiewende ist es jedoch notwendig, neben dem verstärkten Einsatz von regenerativem Strom auch die Wärmeversorgung stärker zu fokussieren. Der Einsatz von Biomasse trägt aufgrund eines vielseitigen Einsatzspektrums zur Deckung des Bedarfs entscheidend bei. Die Umsetzung regenerativer Wärmeprojekte ist eine sehr komplexe und dezentrale Angelegenheit. Eine besondere Schwierigkeit besteht dabei, Erzeuger und Verbraucher zusammen zu bringen und so eine Win-Win-Situation für alle Beteiligten herbei zu führen. Gute Beispiele für die Initiierung und Umsetzung solcher biogenen Wärmeprojekte lassen sich in den 21 deutschlandweiten Bioenergie-Regionen finden. Der Beitrag möchte diese Erfahrungen darstellen und insbesondere auf die Rolle der Regionalmanagements bei der Gestaltung von biogenen Wärmeprojekten eingehen. Ferner werden politische Rahmenbedingungen erläutert und Herausforderungen bei der Umsetzung solcher Projekte aufgezeigt.
Biomasse zur Energiegewinnung – ökonomische Bewertung, Effizienzvergleich und optimale Biomassenutzung
© Agrar- und Umweltwissenschaftliche Fakultät Universität Rostock (6/2015)
Eine optimierte bzw. zielgerichtete Nutzung verfügbarer Biomasse für die Bereitstellung erneuerbarer Energie erfordert eine detaillierte Analyse der Bioenergielinien nach technischen und wirtschaftlichen Effizienzkriterien. Dementsprechend werden wichtige Parameter ausgewählter Bioenergielinien der Wärme-, Strom- und Kraftstoffbereitstellung untersucht und als Datenbasis für ein Optimierungsmodell verwendet. Die optimale Kombination der Bioenergielinien wird dabei unter Berücksichtigung der politischen und wirtschaftlichen Ziele unter der Anwendung eines speziell an die Fragestellung angepassten linearen Optimierungsmodells analysiert. Die Modellergebnisse erlauben eine Beurteilung politischer Handlungsoptionen.
© Agrar- und Umweltwissenschaftliche Fakultät Universität Rostock (6/2015)
Eine optimierte bzw. zielgerichtete Nutzung verfügbarer Biomasse für die Bereitstellung erneuerbarer Energie erfordert eine detaillierte Analyse der Bioenergielinien nach technischen und wirtschaftlichen Effizienzkriterien. Dementsprechend werden wichtige Parameter ausgewählter Bioenergielinien der Wärme-, Strom- und Kraftstoffbereitstellung untersucht und als Datenbasis für ein Optimierungsmodell verwendet. Die optimale Kombination der Bioenergielinien wird dabei unter Berücksichtigung der politischen und wirtschaftlichen Ziele unter der Anwendung eines speziell an die Fragestellung angepassten linearen Optimierungsmodells analysiert. Die Modellergebnisse erlauben eine Beurteilung politischer Handlungsoptionen.
Kombinierte Wärmelieferung aus einer Biogasanlage und einem Biomasseheizwerk
© Agrar- und Umweltwissenschaftliche Fakultät Universität Rostock (6/2015)
Es ist bekannt, dass zahlreiche bestehende Biogasanlagen (BGA) über kein oder ein nur unzureichendes Wärmenetz verfügen. Nach einer Befragung des Deutschen Biomasseforschungszentrums (DBFZ), die im Rahmen des EEG Monitoring Berichtes –„DBFZ Report Nr. 12 vom März 2012“- bei Anlagenbetreibern durchgeführt wurde, beziehen rund 80 % aller bundesdeutschen Biogasanlagen den KWK – Bonus für einen Teil ihres erzeugten Stroms. Vorsichtige Schätzungen des DBFZ nennen eine Ø 45 %-ige externe Wärmenutzung nach Abzug der Eigen-wärmebedarfsmengen in Fermentern, Nachgärbehältern und evtl. Hygienisierungsstufen. Etwa die Hälfte der Anlagenbetreiber, so der Monitoring Report, nutzen zwischen 20 % und 70 % der nach Eigennutzung verfügbaren Wärme.
© Agrar- und Umweltwissenschaftliche Fakultät Universität Rostock (6/2015)
Es ist bekannt, dass zahlreiche bestehende Biogasanlagen (BGA) über kein oder ein nur unzureichendes Wärmenetz verfügen. Nach einer Befragung des Deutschen Biomasseforschungszentrums (DBFZ), die im Rahmen des EEG Monitoring Berichtes –„DBFZ Report Nr. 12 vom März 2012“- bei Anlagenbetreibern durchgeführt wurde, beziehen rund 80 % aller bundesdeutschen Biogasanlagen den KWK – Bonus für einen Teil ihres erzeugten Stroms. Vorsichtige Schätzungen des DBFZ nennen eine Ø 45 %-ige externe Wärmenutzung nach Abzug der Eigen-wärmebedarfsmengen in Fermentern, Nachgärbehältern und evtl. Hygienisierungsstufen. Etwa die Hälfte der Anlagenbetreiber, so der Monitoring Report, nutzen zwischen 20 % und 70 % der nach Eigennutzung verfügbaren Wärme.
Biomasseheizkraftwerk Auckenthaler STERZINGSüdtirol
© Agrar- und Umweltwissenschaftliche Fakultät Universität Rostock (6/2015)
Das innovative Biomasseprojekt STERZING-Südtirol 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-Wärme-Kopplungs-Anlage speist den gesamten erzeugten Ökostrom in das örtliche Stromnetz ein. Die Ökowärme wird anteilig in das bestehende örtliche Fernwärmenetz der Stadt Sterzing eingespeist. Ein weiterer Teil der nutzbaren BHKW Abwärme dient zur Trocknung des Brennstoffes sowie zur Beheizung und zur Warmwasserversorgung des Anlagenstandortes.
© Agrar- und Umweltwissenschaftliche Fakultät Universität Rostock (6/2015)
Das innovative Biomasseprojekt STERZING-Südtirol 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-Wärme-Kopplungs-Anlage speist den gesamten erzeugten Ökostrom in das örtliche Stromnetz ein. Die Ökowärme wird anteilig in das bestehende örtliche Fernwärmenetz der Stadt Sterzing eingespeist. Ein weiterer Teil der nutzbaren BHKW Abwärme dient zur Trocknung des Brennstoffes sowie zur Beheizung und zur Warmwasserversorgung des Anlagenstandortes.
Bioenergie – stoffliche Nutzungskonzepte
© Agrar- und Umweltwissenschaftliche Fakultät Universität 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.
© Agrar- und Umweltwissenschaftliche Fakultät Universität 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.
