Effiziente Nutzung von Biogas durch Kraft Wärme Kopplung. Hannes Biesinger (Naturenergie Isny)

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1 Effiziente Nutzung von Biogas durch Kraft Wärme Kopplung Hannes Biesinger (Naturenergie Isny)

2 Inhaltsverzeichnis Rolle von Biogas heute und in der Zukunft (Zahlen/Fakten, Prognose) Möglichkeiten der Kraftwärmekopplung Alternative Wege der Biogasnutzung (AlternativeVerwertungvon von Biogas) Effiziente Biogasnutzung am Beispiel der Naturenergie Isny (Biogasanlage Isny, Weidach)

3 Zahlen/ Fakten durchschnittliche Inkrafttreten Anlagenleistung: EEG kw el kw el Steinkohlekraftwerken oder 1 Atomkraftwerk Quelle: Fachverband Biogas e.v.

4 Zahlen/ Fakten 2007 Primärenergieverbrauch in Deutschland Mrd. kwh/a Energiemenge an produziertem Biogas in Deutschland d Mrd. kwh/a 0,6 % der Primärenergiebedarfs in Deutschland wird durch den Energieträger Biogas erbracht Quelle: Fachverband Biogas e.v. Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie

5 Zahlen/ Fakten 2007 Erdgasverbrauch in Deutschland 2007 ca. 990 Mrd. kwh/a Energiemenge an produziertem Biogas in Deutschland Mrd. kwh/a 2,4 % der Erdgasbedarfs in Deutschland wird durch den Energieträger Biogas erbracht Quelle: Fachverband Biogas e.v. Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie

6 Zahlen/ Fakten 2007 Stromverbrauch in Deutschland Mrd. kwh/a Stromerzeugung durch hbiogas ,9 Mrd. kwh/a 1,6 % der Strombedarfs in Deutschland wird durch den Energieträger Biogas erbracht Quelle: Fachverband Biogas e.v. Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie

7 Prognose 2020 Steigerung der Biogasproduktion um den Faktor 3 4 bis % 1,8 des Pi Primärenergiebedarfs i in Deutschland wird iddurch hden Energieträger Biogas erbracht 7 % des Erdgasbedarfs in Deutschland wird durch den Energieträger g Biogas erbracht 4,8 % des Strombedarfs in Deutschland wird durch den Energieträger Biogas erbracht Zahlen beziehen sich auf heutige Flächenleistung. Biomasse in t/ha heute: Mais t/ha Gras t/ha Zukünftig: Ertragssteigerungen von 30 40% durch Neuzüchtungen von Energiepflanzen Quelle: Fachverband Biogas e.v.

8 Zahlen/ Fakten Fläche Deutschland: km² Nutzbare landwirtschaftliche Fläche : km² 100% Fläche an Biomasse: km² 12% Biogas, Rapsöl, Bioethanol, Industrielle Verwertung land. Produkte Fläche an Biogas: km² 2,5% Prognose Verträgliche Fläche an Biomasse: km² 26% (Bundesumweltministerium) unter Berücksichtigung gökologischer und wirtschaftlicher Aspekte unter Beibehaltung eines ausreichenden Selbstversorgungsgrades (Nahrungsmittel) Quelle: Fachverband Biogas e.v.

9 Funktionsschema einer Biogasanlage Quelle: Hach Lange GmbH, EnerCess GmbH

10 Funktionsschema einer Biogasanlage Quelle: Hach Lange GmbH, EnerCess GmbH

11 Beispiele Blockheizkraftwerke Verbrennungsmotor: η el = 40% Sterlingmotor: η el = 20% Gasturbine: η el = 30%

12 Kraft Wärme Kopplung (KWK) Blockheizkraftwerk (BHKW) 15% Verlust Wärmeleitung Strahlung Konvektion 45% thermische Energie 40% elektrische Energie Gesamtnutzungsgrad 85%

13 Möglichkeiten der Kraft Wärme Kopplung Biogaserzeugung Stromerzeugung Wärmebedarf Wohnbebauung Öffentliche Abnehmer (Industrie )Unternehmen BHKW Nahwärmenetz Umkreis bis 2000m

14 Möglichkeiten der Kraft Wärme Kopplung Biogaserzeugung hohe Investitionskosten von /m hohe Energieverluste beim Transport (ca. 4 kw pro 100m) Stromerzeugung BHKW Fernwärmenetz Umkreis >2000m

15 Möglichkeiten der Kraft Wärme Kopplung Stromerzeugung Biogasleitung BHKW Biogaserzeugung Nahwärmenetz Vorteil Gasleitung im Vergleich zum Fernwärmenetz: geringere Investitionskosten: bisfaktor 10 keine Energieverluste beim Transport

16 Alternative Wege der Biogasnutzung Aufbereitung von Biogas auf Erdgasqualität hohe Flexibilität durch räumliche Entkopplung des Erzeugungsortes g vom Ort der Nutzung genormter Kraftstoff ebnet den Weg für neue Anwendungsfelder z.b. Biogas als Kraftstoff im mobilen Sektor durch Biogastankstellen

17 Effiziente Biogasnutzung am Beispiel der Naturenergie Isny GmbH & Co. KG Standort: Industriegebiet Achener Weg Inbetriebnahme: Dez Momentane Anlagenleistung: 800 kw el Maximale Anlagenleistung: 1400 kw el Wärmenutzung beschränkt sich auf das Beheizen von BHKW Gebäude und Fermenter

18 Energieträger Biogas Nachteil: Biogas ist ein Schwachgas, niedrige Energiedichte ca. 5 kwh/m³ (halber Heizwert im Vergleich zu Erdgas) Biogas ist nur aufwendig und teuer speicherbar (Speicherraum: 2000 Liter Heizöltank entspricht Sporthalle gefüllt mit Biogas) Biogasprozess kann nicht wärmegeführt werden Vorteil: hohe Versorgungssicherheit (kontinuierlicher, stabiler Prozess) (ImVergleich zu Windkraftoder Photovoltaik istbiogas planbare Größe) Das Produkt Biogas ist ausschließlich zur Abdeckung des Grundlastwärmebedarfs (Basis Wärmenachfrage) geeignet

19 Lastganglinie kw Okt Nov Dez Jan Feb März Apr

20 Möglichkeiten der Kraft Wärme Kopplung Waldburg Zeil Kliniken Biogasanlage Zell 3,8 km 85% Wärmenutzung 12% Strombedarf Isny 6% Wärmebedarf Isny BHKW: Leistung 250 kw el BHKW: Leistung 800 kw el BHKW: Leistung 350 kw el Ev. Heimstiftung Stephanuswerk 34km 3,4

21 Zusammenfassung Biogas ist Multitalent für die Erzeugung g von Strom, Wärme und Kraftstoff. Die Erzeugung und Verwertung von Biogas ist ein wichtiges Standbein aufdemweg zur regenerativen und autarkenenergieversorgung in Isny. Zum Erreichen hoher Gesamtnutzungsgrade ist Biogas prozessbedingt und aufgrund seiner niedrigen Energiedichte vorwiegend zur Abdeckung von Grundlast geeignet. Zi lfüh di t b Bi i E i i W d Wi dk ft Zielführend ist, neben Biogas, ein Energiemix aus Wasser und Windkraft sowie Photovoltaik und KWK von Holz.

22 Bedanke mich für Ihre Aufmerksamkeit

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