Biomassekonzepte 18.12.12 Jens Ibendorf IZNE Interdisziplinäres Zentrum für Nachhaltige Entwicklung der Universität Göttingen Weitere Biomassekonzepte Biogaseinspeisung, Biokraftstoffe und Regelenergie Biomassekonzepte 18.12.12 Jens Ibendorf IZNE Interdisziplinäres Zentrum für Nachhaltige Entwicklung der Universität Göttingen Bioenergie als Baustein einer nachhaltigen Energieentwicklung Was hatten wir bisher? • Einführung in die energetische Nutzung von Biomasse • Bioenergiedörfer als lokale Form der Strom- und Wärmeproduktion Was kommt jetzt? • Energieentwicklung auf der Basis der EE • Wo ist Bioenergie weiterhin entscheidend bei der Transformation des Energiesystems (regional/ national)? Weitere Bioenergiekonzepte
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Weitere Biomassekonzepte Biogaseinspeisung, Biokraftstoffe ... · Erweiterte Konzepte für Biogas ¾Dezentrale Biogaserzeugung und zentrale Methangaseinspeisung ins Erdgasnetz ¾Zentrale
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Biomassekonzepte 18.12.12 Jens Ibendorf
IZNEInterdisziplinäres Zentrum für Nachhaltige Entwicklung der Universität Göttingen
Weitere Biomassekonzepte
Biogaseinspeisung, Biokraftstoffe und Regelenergie
Biomassekonzepte 18.12.12 Jens Ibendorf
IZNEInterdisziplinäres Zentrum für Nachhaltige Entwicklung der Universität Göttingen
Bioenergie als Baustein einer nachhaltigen Energieentwicklung
Was hatten wir bisher?
• Einführung in die energetische Nutzung von Biomasse
• Bioenergiedörfer als lokale Form der Strom- und Wärmeproduktion
Was kommt jetzt?
• Energieentwicklung auf der Basis der EE
• Wo ist Bioenergie weiterhin entscheidend beider Transformation des Energiesystems(regional/ national)?
Weitere Bioenergiekonzepte
Biomassekonzepte 18.12.12 Jens Ibendorf
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Erweiterte Konzepte für BiogasDezentrale Biogaserzeugung und zentrale Methangaseinspeisung ins
ErdgasnetzZentrale Biogaserzeugung und Einspeisung ins Erdgasnetz
Energiepflanzen und ihre energetische Nutzung als BiokraftstoffeBiokraftstoffe (Biomethan, Rapsöl, Biodiesel, Bioethanol, BTL) Ausgangsprodukte und Herstellungsverfahren Biokraftstoffe oder Elektromobilität – wo liegt die Zukunft?
Biogas als Regelenergie im StromsektorStromproduktion Grundlast vs. SpitzenlastStabilität des StromnetzesBiogas als möglicher Regler
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Energieverbrauch- und Energiemanagement
• Strom
• Wärme
• Mobilität
• Netzstabilität durch Regelleistung und Speicherung
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Hoher Anteil fluktuierender Stromerzeugung durch Wind
Abpuffern der Fluktuationdurch Bioenergie????
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Welche Formen von Biotreibstoffe sind mittel-bis langfristig global produzierbar?
Wo ist der Einsatz von Biotreibstoff sinnvoll und notwendig?
Wie ist es mit der Nachhaltigkeit und den THG-Emissionen?
Strom,H2, CH4, Diesel
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Welche Formen von Biotreibstoffe sind mittel-bis langfristig global produzierbar?
Wo ist der Einsatz von Biotreibstoff sinnvoll und notwendig?
Wie ist es mit der Nachhaltigkeit und den THG-Emissionen?
Strom,H2, CH4, Diesel
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Erweiterte Konzepte für Bioenergie
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Strom und Wärmeproduktion
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Technisches Konzept zur Versorgung eines Dorfes mit Strom und Wärme aus
Biomasse
Stromnetz
El. Strom
Zentrales HeizwerkNah-
wärmenetz
Biogas-anlage
BHKW
El. Strom
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Biogasanlage im Aussenbereich - Gasleitung zu den Blockheizkraftwerken; Beispiel Bioenergiedorf Krebeck-
Wollbrandshausen
BGA Dorf
BHKW
BGA = Biogasanlage
BHKW =Blockheizkraftwerk
Nahwärmenetz
Strom
BHKW
Rohbiogasleitung
Dorf
Rohbiogas-leitung
Dezentrale Biogasnutzung
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Biogasanlage entspr. 2MW-Anlage, 32 Landwirte, 600ha Anbaufläche, 4,8% der angrenzenden Ackerfläche, Mais, Geflügeldung, Schaf- und Ziegenmist Zuckerrübe, GPS
Beispiel 2: Rohbiogasleitung von der BGA in Rosdorf zum BHKW in der Godehardstrasse in Göttingen, Beheizung von 150 Gebäuden
Trocknung und Entschwefelung des RohbiogasesVerbrennung im BHKW Gö
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Erweiterung der Nutzungsmöglichkeiten für Biogas –Einspeisung ins Gasnetz oder Verwendung als Kraftstoff
BGA
BGA
BGABGA
Zentrale Anlage
Central Plant:•Purification and increase Methan content (Separation of CO2)
Biogas
BiogasBiogas
Biogas
Methan
Dorf
MethanEinspeisunginsnationaleGasnetz
Zentrale Biogasnutzung
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Biogasaufbereitung
Entschweflung
Verdichtung
Gaskühlung
CO2- Abtrennung (Adsorption)
(Gastrocknung)
Brennwertanpassung
Erdgas L oder H Qualität
RohbiogasModul Gasreinigung
Chem. Wäsche; Adsorption; Membran
Hoher Energie-aufwand
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Biogaseinspeiseanlage
Biogasanlage und Biogasaufbereitungsanlage in Hardegsen
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Einspeiseanlagen in der Regel erst im hohen Leistungsbereich ab 1 MWel wirtschaftlich
SchätzungQuelle: DBFZ 2011 auf Basis F.O.Licht s World Ethanol and Biofuels Report Vol. 9, No.16
Biodiesel
Eth
anol
prod
uctio
ngl
obal
in M
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Quelle: FNR
Elektromobilität?
Wasserstoff?
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IZNEInterdisziplinäres Zentrum für Nachhaltige Entwicklung der Universität GöttingenBiokraftstoffe
Biokraftstoffe sind in Verbrennungsmotoren einsetzbar: Gas-, Diesel- oder Benzinmotoren
• Biomethan kann nur in speziellen Gasmotoren eingesetzt werden
• Bei Einsatz von nativem Rapsöl ist eine Umrüstung der Motoren notwenig
• Biodiesel – läuft ohne aufwendige Umrüstung in Dieselmotoren
• Bioethanol – wird dem Benzin beigemischt (10 %); oder Bioethanol Tankstellen mit (E 85% )
• BTL – sollen zukünftig in Dieselfahrzeugen eingesetzt werden
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Aufbereitung von Biomasse zu Biokraftstoffen
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Verfahrenschema BTL- Herstellung (Quelle: FNR)
Vorteil! Ganze Pflanzenteile können Verwendung finden (Stroh, Holz)
H2 und CO
Fischer Tropsch Verfahren-Gasverflüssigung
Noch nicht Stand der Technik!
2 Pilotanlagen in D
lignocellulosehaltige Biomasse kann die Konkurrenz mit Nahrungs- und Futtermitteln verringern
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Ist Elektromobilität die Zukunft???
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Elektromobilität ist nur so sauber wie der Strom, den sie nutzt!!
!
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Quelle:
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Wenn er aus EE kommt!
Quelle:
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Elektromobilität?Wasserstoff?
Zusammenfassung II
• Nachhaltigkeitskriterien für Import nach EU vorhanden• Derzeit 30% THG-Einsparung, 2017 50%;, 2018 60%• ILUC noch nicht genügend implementiert• Brasilien und USA Hauptproduzenten von Biokraftstoffen
• Verbunden mit ökol. Problemen (Monokultur..)
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IZNEInterdisziplinäres Zentrum für Nachhaltige Entwicklung der Universität GöttingenZusammenfassung II
• Langfristig Ablösung von Biokraftstoffen durch E-Mobility oder Brennstoffzellen
• Mittelfristig Nutzung von Biokraftstoffe• Nutzung mit höchster Ausbeute - Biomethan• LKW, Flugzeuge, Schiffe weiterhin fossil oder Biokraftstoffe
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Regelenergie
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IZNEInterdisziplinäres Zentrum für Nachhaltige Entwicklung der Universität GöttingenSchlussfolgerung III
• Zukünftig bedarfsgerechte Einspeisung ins Stromnetz Spitzenlast statt Grundlast
• Ausgleich der Fluktuationen von Wind+Solar
• Vernetzung mit externem Anlagemanagement– Externes Ab- und Zuschalten der Anlagen
– z.Zt. Vorwiegend neg. Reserve (Abschalten)
• Zusätzliche Investitionen der Landwirte in weitere BHKW`s, Gasspeicher