Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe Ein Projektträger des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft

 

Projektverzeichnis - Details

Ausbau und Integration von Biogasanlagen in Energieversorgungsstrukturen -Simulation zur optimalen Nutzung von Biogas und Bewertung der unterschiedlichen Nutzungspfade-

Anschrift
Universität Kassel - Fachbereich 16 Elektrotechnik/Informatik - Institut für Elektrische Energietechnik - FG Rationelle Energiewandlung
Wilhelmshöher Allee 73
34121 Kassel
Kontakt
Prof. Dr.Ing. Jürgen Schmid
Tel: +49 561 804-6201
E-Mail: jschmid@uni-kassel.de
FKZ
22008307
Anfang
01.09.2008
Ende
31.05.2010
Ergebnisdarstellung
In einer interdisziplinären Gemeinschaftsarbeit mehrerer Fachgebiete der Universität Kassel wurde ein Gesamtmodell der Biogaserzeugung aus einzelnen Teilmodulen erstellt. Hiermit wurden Fragestellungen zur optimalen Biogasnutzung hinsichtlich Kosten, Treibhausgasen und der Integration erneuerbarer Energien untersucht. Die wesentlichen Ergebnisse sind: Es kann als gesichert gelten, dass die Nutzung von Reststoffen die Ökologie der Biogaspfade verbessert (s. auch Zah 2007). Da Dünger ein wesentlicher Verursacher von Umweltwirkungen von nachwachsenden Rohstoffen ist (Zah 2007; Dreier 1999), hat das Ausbringen von Gärresten als Dünger und die damit verbundene Substitution von konventionellem Dünger einen positiven Einfluss auf das Ergebnis (Urban 2010). Die angebauten Pflanzen unterscheiden sich nach Erträgen, Düngereinsatz aber auch hinsichtlich der Bedingungen der jeweiligen Böden. Die Simulationen haben gezeigt, dass in einigen Regionen die Erträge nicht ausreichen werden, wenn gegenüber 2007 eine Verachtfachung der landwirtschaftlichen Flächen für nachwachsende Rohstoffe angestrebt wird. Transporte nachwachsender Rohstoffe für Biogasanlagen sind von geringem Einfluss auf das ökologische Gesamtergebnis (Urban 2010). Einer der nennenswerten Effekte hierbei ist die Zunahme des Transportaufwands mit der Anlagengröße. Ein gegenläufiger Trend ergibt sich aus der meist angewendeten Vergrößerung der Transportfahrzeuge, die zwar eine Effizienzsteigerung mit sich bringt, jedoch den ersten Effekt nicht kompensieren kann. Der Bezug der Bewertungsgrößen auf die Stromerzeugung bewirkt, dass größere Anlagen durch ihre hohen elektrischen Wirkungsgrade niedrige spezifische Kosten und Emissionen je kWhel erreichen. Die vielfältigen Variationen zu den Biogasnutzungspfaden zeigen Folgendes: Die Strom- und Wärmeerzeugung in KWK-Anlagen ist in Bezug auf die betrachteten Kriterien günstiger als die Nutzung im Verkehr und sehr viel günstiger als die alleinige Nutzung zur Wärmeerzeugung.
Aufgabenbeschreibung
Es werden die unterschiedlichen Nutzungsmöglichkeitenvon von Biogas zur Wärme- und Stromerzeugung und im Verkehr inklusive Biogaseinspeisung miteinander verglichen. Eine Simulation der gesamten Biogasnutzungspfade soll die Frage beantworten in welcher Form der Beitrag von Biogas am effizientesten ist (Ressourceneinsatz, Treibhauspotenzial). Einen Schwerpunkt bildet die flexible Stromerzeugung mit Biogas, die in Zukunft eine wertvolle Funktion für das Stromnetz übernehmen kann. Wirtschaftlichkeit und Wettbewerbsfähigkeit werden aus Sicht der Akteuere (Landwirtschaft und Biogasbranche), und unter volkswirtschaftlichem Aspekt betrachtet. Aus Systemanalyse und Modellerstellung erfolgt die Operationalisierung des Modells. Die Simulationsumgebung bildet Biogasanlagen hinsichtlich Logistik, verfügbaren Flächen und Rohstoffen, zeitlich varierendem Bedarf an Strom, Wärme und Gas sowie hinsichtlich Ressourceneinsatz und Treibhauspotenzial ab, und erlaubt Parametervariationen als Grundlage zur Bewertung der Optionen. Die Ergebnisse werden veröffentlicht und vorgestellt und richten sich an politsche Entscheidungsträger und Akteuere aus der Biogasbranche, und fließen in Forschung und Lehre ein.

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