Das TCR®-Verfahren – Chancen und Möglichkeiten der Effizienzsteigerung von Biogasanlagen
© Agrar- und Umweltwissenschaftliche Fakultät Universität Rostock (6/2015)
Durch die geplante Novellierung der Düngeverordnung (DüV) soll die Ausbringungsobergrenze für Stickstoff auch auf Gärreste pflanzlicher Herkunft ausgeweitet werden. Dies führt zu einer Verknappung der Flächen für die Ausbringung von Wirtschaftsdüngern und Gärresten vor allem in Gebieten mit einer hohen Dichte an Biogasanlagen und Viehzuchtbetrieben. Dies kann wiederum zu einer Erhöhung der Kosten für die Ausbringung der Gärreste in Nährstoffüberschussgebieten führen.

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.

Prozessbegleitende Simulation zur BetriebsĂĽberwachung von Biogasanlagen
© Agrar- und Umweltwissenschaftliche Fakultät Universität Rostock (6/2015)
Biogasanlagen sind verfahrenstechnische Anlagen, die auf komplexen biochemischen Prozessen basieren. Für landwirtschaftliche Biogasanlagen ist festzustellen, dass oft die notwendige Messtechnik fehlt, um den aktuellen Prozesszustand so beurteilen zu können, 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 möglich, Biogasanlagen verfahrens- und regelungstechnisch als Prozessmodelle abzubilden.

Die Biokraftstoffproduktion in Deutschland – Stand der Technik und Optimierungsansätze
© Agrar- und Umweltwissenschaftliche Fakultät Universität Rostock (6/2015)
Nach der Ermittlung des Status Quo deutscher Biokraftstoffanlagen liegt eine umfangreiche Datenbasis der Verfahrenstechnik vor. Daraus wurden virtuelle Biokraftstoffanlagen als Simulationsmodelle entwickelt, die fĂĽr weitere Untersuchungen zur VerfĂĽgung stehen.

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.

Anteil fester Biomasse am deutschen Energiemix Ausblick auf zukĂĽnftige Bereitstellungsstrategien infolge zunehmender Rohstoffknappheit von Holz
© Agrar- und Umweltwissenschaftliche Fakultät Universität Rostock (6/2015)
Die politischen Zielvorgaben der Bundesregierung sehen u.a. eine Steigerung des Anteils der Wärme- und Kälteerzeugung aus erneuerbaren Energien (EE) vor. Da biogene Festbrennstoffe den größten Anteil innerhalb der EE zur Wärmebereitstellung beitragen und mittelfristig gesehen adäquate, erneuerbare Alternativen nicht zur Verfügung stehen, werden biogene Festbrennstoffe auch in Zukunft einen bedeutenden Beitrag im Wärmesektor leisten. Außerdem können Biomasse-Festbrennstoffanlagen den Strom flexibel einspeisen und sind folglich in der Lage, die fluktuierende Stromeinspeisung aus PV- und Windkraftanlagen anteilig auszugleichen. Grenzen der Verfügbarmachung fester Bioenergieträger sind neben Flächenkonkurrenzen, Nachhaltigkeitsgesetz, Zertifizierungssystemen vor allem Konkurrenzen mit der stofflichen Nutzung. Letztere werden nachfolgend dargelegt und Beispiele für zukünftige Bereitstellungs- und Nutzungsstrategien aufgezeigt.

Energieeffizienz in MBS Anlagen
© Wasteconsult International (5/2015)
Trockene Abfälle (Gewerbeabfall, Sperrmüll) werden in einem Flachbunker angeliefert, vorsortiert, zerkleinert und gelangen dann entweder in den Tiefbunker oder werden als EBS vermarktet. Die Anlieferung von Hausmüll und hausmüllähnlichen Abfällen erfolgt direkt in den Tiefbunker. Der Abfall wird mit zwei automatisierten Kransystemen zunächst einer Zerkleinerung und dann der biologischen Trocknung in Rotteboxen zugeführt. Der Rotte- und Trocknungsprozess erstreckt sich in der Regel über sieben Tage in einem Temperaturbereich von 50 bis 60 °C.

Wie effizient ist ein Erdwärmesystem zum Kühlen und Heizen von Gebäuden wirklich?
© wvgw Wirtschafts- und Verlagsgesellschaft Gas und Wasser mbH (4/2015)
Wärmepumpenbasierte Erdwärmeanlagen stellen besonders nach Inkrafttreten der aktuellsten Energieeinsparverordnung (EnEV) eine interessante Alternative zur Bewirtschaftung von Gebäuden mit Wärme und Kälte dar. Viele bereits bestehende Anlagen laufen jedoch unter den ursprünglichen Planwerten, was zu höheren Betriebskosten führt und für Ernüchterung beim Betreiber sorgt. Optimal geplante, ideal einregulierte und dauerhaft betreute Anlagen bilden die andere Seite: Reduzierte Erstellungs- und geringe Energieträgerkosten im Betrieb machen Wärmepumpen in Kombination mit Erdwärme äußerst wettbewerbsfähig. Am Beispiel des Heiz- und Kühlsystems eines Mehrfamilienhauses in Sankt Augustin, welches mittels eines Monitoring- und Betriebskonzepts dauerhaft überwacht und optimiert wird, soll nachfolgend aufgezeigt werden, wie effizient Gebäude über Erdwärme bewirtschaftet werden können.

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

Synergieeffekte zwischen Gas- und Stromnetzen fĂĽr die Energiewende
© wvgw Wirtschafts- und Verlagsgesellschaft Gas und Wasser mbH (4/2015)
Die Perspektiven von Power-to-Gas und der bestehenden Gasinfrastruktur werden bisher vor allem durch den langfristig erwarteten Bedarf an Langzeitspeichern für die Energiewende bestimmt. Der gezielte Einsatz von Power-to-Gas kann bei synchroner Kopplung mit der Verstromung von Gas zuvor jedoch auch für einen weiträumigen virtuellen Stromtransport genutzt werden. Diese neue Perspektive wurde im DVGW- Forschungsprojekt „Synergieeffekte Gas- und Stromnetze“ durch das Wuppertal Institut für Klima, Umwelt, Energie dargestellt und untersucht [1].

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Zukunft: Blockheizkraftwerke
fĂĽr Energie aus Biomasse