INTRODUCTION TO ADVANCED TECHNOLOGIES FOR BIOGAS EFFICIENCY, SUSTAINABILITY AND TRANSPORT. Leiter: Prof. Dr.-Ing Bernd Noche Duisburg,

Transkript

1 INTRODUCTION TO ADVANCED TECHNOLOGIES FOR BIOGAS EFFICIENCY, SUSTAINABILITY AND TRANSPORT Leiter: Prof. Dr.-Ing Bernd Noche Duisburg,

2 INHALT Marie Skłodowska-Curie-Maßnahmen (MSCA) ATBEST ITN ATBEST ÜBERBLICK DUE research fellows Transportsysteme und -logistik Einführung in die Biogas Welt Was ist eine Biogasanlage? Biogas in Deutschland Biogas distribution concepts for the transport sector Digestate distribution for large biogas plants: storage and transport

3 Marie Skłodowska-Curie actions (MSCA) ATBEST ITN ist ein MSCA Die MSCA Unterstützung der Forschungsausbildung und der Laufbahnentwicklung konzentrierte sich auf Innovationsfähigkeit Die Programmmittel sind weltweit und auch branchenübergreifend, die exzellente Forschung in allen Bereichen implementiert Es gibt MSCA Zuschüsse für alle Stufen der Karriere eines Forschers, von Doktoranden bis zu erfahrenen Forschern, die grenzüberschreitenden, Sektor übergreifende und interdisziplinäre Mobilität fördern

4 ATBEST ITN Das ATBEST ITN. Projekt bietet innovative Forschung und Ausbildung für 14 junge Forscher (12 Doktoranden und 2 Post docs), die in der Biogasbranche in Europa beschäftigt sind. Es besteht aus 8 Ausbildungszentren in Großbritannien, Irland, Deutschland und Schweden und ist eine fachübergreifende Zusammenarbeit von international renommierten Forschungsteams und Industriepartnern, die jeweils mit komplementären Know-how in einem breiten Spektrum von Umwelttechnologien arbeiten. Ziel ist es, eine langfristige Zusammenarbeit zu etablieren und zu entwickeln, strukturierte Forschung und Ausbildung für Wirtschaft und Wissenschaft entlang der Biogas- Wertschöpfungskette zu erlangen. Gesamtbudget: (100% finanziert) 4 Jahre Projektlaufzeit (Juli 2013 bis Juni 2017)

5 ATBEST ÜBERBLICK (Source: ATBEST coordinator, Simon Murray)

6 ATBEST ÜBERBLICK Life cycle analysis Digestion Optimisation Novel probes Biological Upgrading Excess electricity to biogas Biogas Logistics Digestate Logistics Feedstocks & Digestion Process Monitoring Upgrading & Supply Optimum Biogas Utilisation Co-Digestion Optimisation Sustainable Feedstocks Genomics Ionic liquid upgrading Fuel Cells Chemical Integration into Storage grid

7 DUE FELLOWS: ESSEN ESR 4.1 Combined H2S and CO2 removal process for upgrading biogas Wiss. Mitarbeiterin: Keren Jenifer Rajavelu (Indien) ESR 5.1 Surplus electricity to biogas via hydrogen Wiss. Mitarbeiterin: Nikoletta Giantsiou (Griechenland)

8 DUE FELLOWS: DUISBURG ESR 5.3 Biogas distribution concepts for the transportation sector Wiss. Mitarbeiter: Christian Jenne (Deutschland) ESR 5.6 Digestate distribution for large biogas plants: storage and transport Wiss. Mitarbeiterin: Paz Vilanova Plana (Spanien)

9 TRANSPORTSYSTEME UND -LOGISTIK Die Abteilung für Transportsysteme und Logistik (TUL) verfügt über Erfahrung in der Forschung und Lehre auf dem Gebiet der Bioenergie Supply Chain. TUL konzentriert sich auf die Entwicklung nachhaltiger Logistikkonzepte für Bioenergieanlagen z.b. Transport und Lagerung von Rohstoffen (Biomasse), die Verteilung der Endprodukte (Biogas und Gärgut) und Standortprobleme (Anlage). TUL ist in nationalen und internationalen Forschungsprojekten beteiligt wie z.b. ATBEST, ARUS, ECLR, OrGoLo, LogMobil, Kularuhr usw. Forschungsschwerpunkte: - Bio-Energie - Transportsysteme - Biogas Nebenprodukte und Verteilung - Gas-Netzeinspeisung, LPG, Biodünger

10 EINFÜHRUNG IN DIE BIOGAS WELT Die Europäische Kommission hat das Ziel, bis zum Jahr 2020 sollte 20% der verbrauchten Energie aus grünen Energiequellen stammen, damit die Reduktion der Treibhausgasemissionen gelingen kann[1]. Außerdem ist die Erzeugung von erneuerbaren Energie von 13% im Jahr 2012 gestiegen und wird voraussichtlich auf 21% im Jahr 2020 und 24% im Jahr 2030 [2] steigen. Biogas hat einen wichtigen Teil der erneuerbaren Energien. Sofern wurde die Produktion in den letzten Jahrzehnten in der Europäischen Union im Jahr 2011 erhöht auf 10,1 Mtoe [3]. [1] EU Commission, EUROPE 2020 TARGETS: climate change and energy. Available: [2] Communication from the commission to the European parliament, the council, the European economic and social committee and the committee of the regions. A policy framework for climate and energy in the period from 2020 to Available: [3] EurObserv ER, Baromètre biogaz Biogas barometer. Available:

11 WAS IST EINE BIOGASANLAGE? Eine Biogasanlage ist der Name häufig zu einem anaeroben Faulbehälter, die organische Materialien (Bauernhofabfälle, Energiepflanzen behandelt und zugegeben wird) Biogasanlagen erzeugen die beiden folgenden Hauptziele : - Gasförmiges Produkt Biogas - Flüssiges Produkt Gärreste Organic materials Biogas Digestate Fuel for transportation sector Electricity Heat Biofertilizer

12 BIOGASPRODUKTION IN DEUTSCHLAND Biogasanlagen in Deutschland in Biogasanlagen in NRW in 2014* Installierte Leistung in NRW kw (261 MW)* Gärreste erzeugt 65.5 million m3 [1] Installierte Leistung in Deutschland 3543 MW [2] [1] K. Möller and T. Müller, Effects of anaerobic digestion on digestate nutrient availability and crop growth: A review, Engineering in Life Sciences, vol. 12, no. 3, pp , Landwirtschaftskammer Nordrhein-Westfalen July 2014 [2] May 2015

13 BIOGAS DISTRIBUTION CONCEPTS FOR THE TRANSPORTATION SECTOR Biogas Fuel for transportation sector Electricity Heat

14 BIOGAS Auto, LKW, Bus und Traktor

15 BIOGAS DISTRIBUTION CONCEPTS FOR THE TRANSPORTATION SECTOR

16 DIGESTATE DISTRIBUTION FOR LARGE BIOGAS PLANTS: STORAGE AND TRANSPORT TREATMENT STORAGE TRANSPORT

17 DIGESTATE DISTRIBUTION FOR LARGE BIOGAS PLANTS: STORAGE AND TRANSPORT Whole Digestate Whole Digestate Separation S/L Land application Solid fraction Liquid fraction Fertirrigation Purify liquid for disposal to sewer Recirculation to process Drying/ compacting Compost Land application

18 DIGESTATE DISTRIBUTION FOR LARGE BIOGAS PLANTS: STORAGE AND TRANSPORT Geographic information system (GIS) wird verwendet, um die Region zu untersuchen und eine optimale Vertriebsmodell für NRW Identifizieren Werkzeug sein. - Schlüsselentscheidungen Variablen: - Dichte und Intensität der Landwirtschaft - Biogasanlagen in NRW - Infrastrukturen - Verfügbarkeit von landwirtschaftlichen Flächen - Schutzgebiete - Gefährdete Gebiete - Bodennutzung

19 KONTAKT INFORMATIONEN Faculty of Engineering Institute of Product Engineering Transport Systems and Logistics Faculty of Engineering Institute of Product Engineering Transport Systems and Logistics M.Sc. Christian Jenne Research assistant University of Duisburg-Essen Tel. +49(0) Keetmanstraße 3-9 Fax +49(0) Duisburg M.Sc. Paz Vilanova Plana Research assistant University of Duisburg-Essen Tel. +49(0) Keetmanstraße 3-9 Fax +49(0) Duisburg Germany Germany LINKS

20 Thanks for listening This project has received funding from the European Union s Seventh Framework Programme for research, technological development and demonstration under grant agreement n Project coordinated by the QUESTOR Centre at Queen s University Belfast