In der letzten Zeit werden Mykotoxine als eine mögliche Ursache für Hemmungen im Biogasprozess besprochen. Neben den möglichen Hemmungen im Prozess führen 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 können besprochen und die derzeitigen Kenntnisse über die Mykotoxine in Biogasanlagen kurz vorgestellt. Zum Schluss wird auf den Forschungsbedarf in dem Gebiet hingewiesen.
Vergärung ist in Deutschland ein breit angewandtes Verfahren, sowohl zur Bioenergieproduktion in landwirtschaftlichen Anlagen aber auch zur Abfallbehandlung in spezielle Anlagen. Im Laufe der Jahre wurden die Prozesse, die im Reaktor stattfinden, besser und detaillierter untersucht, so dass man heutzutage ein relativ gutes Verständnis vom Prozess und seinen Hemmungen hat. In der letzten Zeit werden neuere Begleitsubstanzen diskutiert, die zu Problemen im Prozess führen können. Hemmwirkungen werden unter anderem für Antibiotika und Desinfektionsmittel vermutet. Auch Mykotoxine werden als eine mögliche Ursache für Hemmungen im Prozess angesehen. Diese Substanzen werden mit dem Substrat in den Prozess eingetragen, sodass die Rolle einer bestimmten Substanz in einer bestimmten Anlage vom Inputmaterial abhängen wird. So sind bei Exkrementen Probleme durch Desinfektionsmitteln und Antibiotika denkbar, während beim Einsatz von nachwachsenden Rohstoffen Schwierigkeiten mit Mykotoxinen möglich wären. Die Wirkung der verschiedenen Hemmstoffe ist dabei sehr spezifisch. Während Archaeen immun gegenüber vielen Antibiotika sind, scheinen sie empfindlich auf einige Mykotoxine zu reagieren. Die negativen wirtschaftlichen Folgen von Mykotoxinen in Biogasanlagen ergeben sich nicht nur aus den möglichen Hemmungen im Prozess sondern auch durch Lagerungsverluste.
Copyright: | © Agrar- und Umweltwissenschaftliche Fakultät Universität Rostock | |
Quelle: | 9. Rostocker Bioenergieforum (Juni 2015) | |
Seiten: | 8 | |
Preis inkl. MwSt.: | € 4,00 | |
Autor: | Astrid Lemke Dipl.-Ing. Nils Engler Prof. Dr. Michael Nelles | |
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Analytische Untersuchung der thermischen Optimierung von Biogasanlagen
© Agrar- und Umweltwissenschaftliche Fakultät Universität Rostock (6/2015)
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 ökonomische Erfolge resultieren, bedürfen daher einer genaueren Analyse der Randbedingungen. Im Rahmen dieses Beitrages wird der Wärmebereich landwirtschaftlicher Biogasanlagen untersucht, insbesondere die Optimierung des Eigenwärmebedarfs, die in der Vergangenheit kaum berücksichtigt wurde und somit einiges an Potential erwarten lässt. Als Datengrundlage dienen 10-jährige Dokumentationen von Eigenwärmeverbräuchen, Fütterungsprotokolle sowie Temperaturmessungen verschiedener Wärmebilanzparameter wie Substrat, Biogas, Umgebung etc. Nach Auswertung der Messungen und erster Bilanzierungen wurde festgestellt, dass die Aufrechterhaltung der Fermentertemperatur die meiste Wärmeenergie verbraucht und gleichzeitig auch das größte Optimierungspotenzial aufweist. Erste Optimierungsmöglichkeiten im Substratbereich wurden identifiziert, wie passive und aktive Dämmung der Substrat-Einbringsysteme und Wärmerückgewinnung aus dem Nachgärablauf. Dabei wurden Einsparpotenziale von mehreren hundert Megawattstunden im Jahr kalkuliert, je
nach Menge und Temperaturanhebung der eingesetzten Substrate.
Betriebsstrategien für Biogasanlagen – Zielkonflikt zwischen netzdienlichem und wirtschaftlich orientiertem Betrieb
© Agrar- und Umweltwissenschaftliche Fakultät Universität Rostock (6/2015)
In einem intelligenten Energiesystem müssen „Smart Grid“ und „Smart Market“ Hand in Hand gehen (Aichele et. al, 2014). Änderungen am rechtlichen Rahmen, insbesondere im Erneuerbaren-Energien-Gesetz (EEG) haben zum Ziel, die Anforderungen zur Erhöhung 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 übergeordneten Netze (Smart Grid) zum Ziel haben kann oder auf nur einen Aspekte ausgerichtet ist.
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.
Fast methanification of swine manure as an example for substrates with low organic content
© Agrar- und Umweltwissenschaftliche Fakultät Universität Rostock (6/2015)
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.
Speiseresteentsorgung in Deutschland
© IWARU, FH Münster (2/2013)
Seit dem Jahr 2006 ist das Verfüttern von Küchen- und Speiseabfällen an Nutztiere, die keine Pelztiere sind, europaweit untersagt. Stattdessen müssen die Abfälle nach einer zugelassenen Methode verarbeitet werden. Die spezifischen Anforderungen sind in der Verordnung (EU) Nr. 142/2011 festgelegt sowie in der Tierische Nebenprodukte-Beseitigungsverordnung (TierNebV), die die europäischen Vorgaben in nationales Recht umsetzt. Über die in Deutschland vorhandenen Mengen an gewerblichen Küchen- und Speiseresten sowie Abfällen aus dem Handel und der Lebensmittelindustrie existieren keine offiziellen statistischen Angaben. So werden die gewerblichen Küchen- und Speiseabfälle auf etwa 2 Millionen Tonnen pro Jahr geschätzt. Weitere Hochrechnungen sehen die Menge an Lebensmittelabfällen aus der Industrie, dem Handel und den Großverbrauchern bei etwa 4,3 Millionen Tonnen. Aus den organischen Abfällen wird erneuerbare Energie und organischer Dünger gewonnen, wodurch die Entsorgungsbranche einen wichtigen Beitrag zum Klima- und Ressourcenschutz leistet.