Boden und Landschaft : Schriftenreihe zur Bodenkultur, Landeskultur und Landschaftsökologie
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Hrsg.: Institut für Bodenkunde und Bodenerhaltung, Institut für Landschaftsökologie und Ressourcenmanagement
Hrsg.: Institut für Bodenkunde und Bodenerhaltung, Institut für Landschaftsökologie und Ressourcenmanagement
URN: urn:nbn:de:hebis:26-opus-74867
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Auflistung Boden und Landschaft : Schriftenreihe zur Bodenkultur, Landeskultur und Landschaftsökologie nach Autor:in "Hundt, Bärbel"
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Item Energie- und Klimaeffizienz von Biogasanlagen mit Biogasaufbereitung und -einspeisung unter Nutzung von Silomais : Untersuchungen am Beispiel der Biogasanlage der HSE AG in Darmstadt-Wixhausen(2010) Hundt, BärbelNach der Einführung des EEG im Jahr 2000 hat Deutschland einen regelrechten Boom der Biogasbranche erlebt. Bisher sind die meisten Biogasanlagen in landwirtschaftliche Betriebe integriert. Das produzierte Biogas wird dabei vor Ort verstromt, jedoch kann die anfallende Wärme aufgrund der peripheren Lagen der Betriebe oftmals nicht ausreichend genutzt werden. Wird das Biogas jedoch aufbereitet, in ein Erdgasnetz eingespeist und zu einem Ort mit Wärmesenke transportiert, kann die Wärme optimal ausgenutzt werden. In der vorliegenden Arbeit wurde deshalb am Beispiel der Biogasanlage in Darmstadt-Wixhausen untersucht, wie Energie- und Klima-effizient solche Anlagen sind, welche Faktoren die Energie- und Treibhausgasbilanz am stärksten beeinflussen und wie unsicher die Ergebnisse solcher ökobilanziellen Bewertungen sind. Methodisch wurde zunächst eine ökobilanzielle Bewertung vorgenommen und im Anschluss wurden Sensitivitäts- und Unsicherheitsanalysen durchgeführt. Aus Sicht der Energiebilanz schneidet die Anlage dank des umfangreichen Wärmekonzepte gut ab, denn sie erreicht einen Erntefaktor von 4,5, der spezifische kumulierte Energieaufwand beträgt 2,14 MJ/MJEndenergie und die energetische Amortisationszeit liegt bei 4,46 Jahren. Aus Sicht der Treibhausgasbilanz schneidet die Anlage eher schlecht ab, denn die prozentuale Treibhausgaseinsparung beträgt lediglich 46,8 % und die spezifischen Treibhausgasemissionen liegen mit 72,51 g CO2eq/MJEndenergiein einer ähnlichen Größenordnung wie diejenigen erdgasbetriebener Blockheizkraftwerke. Zu den sensitivsten Parametern in Bezug auf die Energiebilanz zählen der Eigenstromverbrauch der Anlage, insbesondere der Stromverbrauch der Druckwasserwäsche, die Silageverluste und der Methanertrag des Substrates. Die Treibhausgasbilanz wird zusätzlich noch wesentlich von den Parametern Methanschlupf , Lachgasemissionen und Grünlandumbruch beeinflusst. Wird der Methanschlupf durch die Abdeckung des Gärrestlagers auf ein Minimum reduziert, kann die Anlage bereits eine Treibhausgaseinsparung von 71,5 % erreichen.Die mittels Latin-Hypercube-Sampling durchgeführte Unsicherheitsanalyse hat gezeigt, dass die Spannweite der Ergebnisse erheblich sein kann. Je nach verwendeter Parameterkombination schwankt der Erntefaktor zwischen 1,07 und 5,81, wobei im Mittel ein Erntefaktor von 2,06 erreicht wird. Die prozentuale Treibhausgaseinsparung erreicht mit Werten zwischen -151 und 83 % eine sehr große Spannweite ebenso wie die spezifischen Treibhausgasemissionen, die zwischen 20 und 331 g CO2eq/MJ schwanken. Die mittlere Treibhausgaseinsparung liegt lediglich bei ca. 6 % und die mittleren spezifischen Treibhausgasemissionen liegen bei ca. 130 g CO2eq/MJ. Die Treibhausgasbilanz solcher Biogasanlagen kann jedoch deutlich verbessert werden, wenn die Gärrestlager gasdicht abgedeckt und Grünlandumbruch vermieden wird. Unter diesen Voraussetzungen beträgt die mittlere Treibhausgaseinsparung bereits 45,5 % und die spezifischen Treibhausgasemissionen liegen bei ca. 70 g CO2eq/MJ. In der Region Südhessen könnten bei entsprechend hohen Preisen für Maissubstrat ca. 443.000 t Mais pro Jahr erzeugt werden. Diese Menge reicht aus, um insgesamt Biogasanlagen (mit Gasaufbereitung) mit einer installierten Leistung von 20 MW zu betreiben. Diese könnten jährlich etwa 0,4 TWh (Brutto) bzw. 0,3 TWh (Netto) an Strom und Wärme erzeugen und dadurch 141.000 t CO2eq einsparen. Dies entspricht 30 % der Einsparungen, die in der Region erreicht werden müssen.