Biogas. Erzeugung - Aufbereitung - Einspeisung. Bearbeitet von Frank Graf, Siegfried Bajohr

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1 Biogas Erzeugung - Aufbereitung - Einspeisung Bearbeitet von Frank Graf, Siegfried Bajohr 1. Auflage Buch mit DVD. 440 S. Hardcover ISBN Format (B x L): 14,5 x 21 cm Weitere Fachgebiete > Technik > Energietechnik, Elektrotechnik > Biogasanlagen, Energie aus Biomasse schnell und portofrei erhältlich bei Die Online-Fachbuchhandlung beck-shop.de ist spezialisiert auf Fachbücher, insbesondere Recht, Steuern und Wirtschaft. Im Sortiment finden Sie alle Medien (Bücher, Zeitschriften, CDs, ebooks, etc.) aller Verlage. Ergänzt wird das Programm durch Services wie Neuerscheinungsdienst oder Zusammenstellungen von Büchern zu Sonderpreisen. Der Shop führt mehr als 8 Millionen Produkte.

2 XIX 1 Einleitung Historischer Überblick Politische Zielvorgaben Stand der Biogasnutzung in Deutschland im Jahr Aufbereitetes Biogas als Kraftstoff Literatur 14 2 Potenziale in Deutschland und Europa Einleitung Rohstoffpotenziale Deutschland Europa Biogas-/Biomethanpotenziale Deutschland Europa Nutzungspotenziale Einsatzgebiete von Biomethan Nutzungskonkurrenzen Flächenkonkurrenzen Nutzungskonkurrenzen um Biomassen Literatur Abkürzungen 40 3 Recht der Biogaseinspeisung Einleitung Ziele des Gesetzgebers Die Biogasaufbereitung Netzanschlussbegehren Verantwortlichkeiten und Kostentragung beim Netzanschluss Netznutzung für den Transport von Biogas Grundregelungen der Netznutzung bei Biogas Einspeiseentgelt nach 20a GasNEV Kostenwälzung, 20b GasNEV, 7 KoV V Handel mit Biogas - Nachweis der Biogaseigenschaft Grundsätze der Vertragsgestaltung Verwendung von Massenbilanzsystemen Transportmodell und Zertifikatemodell 54

3 XX 3.6 Vertragsstrukturen Nutzungspfade bei der Gaseinspeisung Biogas im Mobilitätssektor Biogas im Wärmemarkt Biogas in der KWK-Nutzung Fazit Literatur 60 4 Biogaseinspeisung - das technische Regelwerk Literatur 81 5 Biogaserzeugung Einleitung Biologie des Biogasprozesses Grundlagen Prozessschritte der Biogaserzeugung Eignung verschiedener Substrate zur Biogasgewinnung Einflussgrößen auf den Biogasprozess Prozesstemperatur Schwefelwasserstoff Ammoniumstickstoff Makronährstoffe Mikronährstoffe Prozesskontrolle bei der Biogaserzeugung Endproduktkontrolle Zwischenproduktkontrolle Milieukontrolle Verfahrenstechnik der Biogaserzeugung Einleitung Verfahrenstechnik der Biogaserzeugung aus Abwässern Biogaserzeugung aus Wirtschaftsdünger, nachwachsenden Rohstoffen und Abfallstoffen Besonderheiten bei der Verwertung von biogenen Abfallstoffen Planungsgrößen für den Bau von Biogasanlagen auf CSTR-Basis Massenbilanz und Dimensionierung der Funktionseinheiten einer Rohbiogas-Erzeugungsanlage Zweiphasige Systeme zur Erzeugung von Biogas aus Wirtschaftsdüngern, nachwachsenden Rohstoffen und Abfallstoffen Eigenstrombedarf von Biogasanlagen auf CSTR-Basis Eigenwärmebedarf von Biogasanlagen auf CSTR-Basis Zusammenfassung Literatur 128

4 XXI 6 Transport von Rohbiogas Einleitung Transportkonzepte für Rohbiogas Korrosionsverhalten und Materialschädigungen Korrosionsverhalten Schädigungen durch Mikroorganismen Biofilmbildung Mikrobielle Korrosion Korrodierende Organismen Biofouling Materialauswahl Rohbiogasteilaufbereitung und Verdichtung vor dem Transport Entschwefelung Entfeuchtung Trocknung und Verdichtung vor dem Transport Abscheidung des Wassers während destransports Bestimmung des optimalen Biogasnutzungspfades Gefahren beim Umgang mit Rohbiogas Anzuwendendes Regelwerk fürtransportleitungen von Rohbiogas Literaturverzeichnis 158

5 XXII 7 Biogasaufbereitung Einleitung Anforderungen an die Gasaufbereitung Regulatorische und technische Anforderungen Prinzipieller Aufbau einer Gasaufbereitungsstrecke für Biogas Verfahrenstechnische Grundlagen der Biogasaufbereitung Adsorption Absorption Physikalische Wäschen Chemische Wäschen Permeation Kryogenverfahren Entschwefelungsverfahren Biologische Entschwefelung Biofilter Chemische Entschwefelung - Adsorption und Fällung Chemische Entschwefelung - (Fein-)Entschwefelung mit Aktivkohlen Chemisch-biologische Entschwefelung C0 2-Entfernung durch Druckwechseladsorption C0 2-Entfernung mit Wäschen Chemische Wäschen C0 2-Abtrennung mit Membranen Kryogene Biogasaufbereitung Gastrocknung Entfernung weiterer Störkomponenten aus dem Biogas Sauerstoffentfernung Entfernung von Siloxanen und Ammoniak Siloxane Ammoniak Aufbereitung bei der Rückspeisung von Biogas in Netze höherer Druckstufen Schwachgasbehandlung Abschließende Bewertung Literaturangaben Konditionierung von aufbereiteten Biogasen zur Einspeisung ins Erdgasnetz Einleitung Grundbegriffe und Regelwerk DVGW-Arbeitsblatt G 260 und G Die,,Gasabrechnung" nach Arbeitsblatt G 685 [8-3] des DVGW-Regelwerkes 236

6 XXIII Das Arbeitsblatt G 486 Gasmengenmessung, Realgasfaktoren und Kompressibilitätszahlen von Erdgasen, Berechnung und Anwendung" des DVGW-Regelwerkes Flüssiggas zur Konditionierung Aspekte des Energiewirtschaftsgesetzes (EnWG) und der Gasnetzzugangsverordnung (GasNZV) Datenbasis Daten der Grundgase Daten für aufbereitete Biogase Anforderungen an regelkonformes, aufbereitetes Biogas Möglichkeiten zur Herstellung regelkonformer Gase Zielbeschaffenheit: Nordsee I H-Gas Zielbeschaffenheit: Weser Ems L-Gas Zielbeschaffenheit: Holland II L-Gas Kondensationslinien und Methanzahlen Zusammenfassung Konditionierung: Ziel H-Gas Konditionierung: Ziel L-Gas Literatur 266

7 XXIV 9 Einspeisung von Biogas in Netze der öffentlichen Gasversorgung - Anlagentechnik Einleitung Allgemeine Anforderungen an die BGEA Funktionale Anforderungen an BGEA Absicherung gegen unzulässige Gasbeschaffenheiten Anforderungen an Anlagen, Bauteile und Baugruppen Bau und Ausrüstung Prüfungen Inbetriebnahme 285 " 9.9 Betrieb einer BGEA Zusammenfassung Messtechnik und Abrechung Einleitung Gesetzliche Anforderungen für die Einspeisung von Biomethan in das Erdgasnetz Mengenmessung von Biomethan Umwertung von Biomethan Gasbeschaffenheitsmessung von Biomethan Messung von Rohbiogas Feldinstallationen Abrechnung Ausblick Literatur Messprogramme und Betriebserfahrungen Biogaserzeugung und -aufbereitung" Einleitung Betriebliche Erfahrungen bei der Biogaserzeugung Substrateinsatz- und Lagerung Einsatz landwirtschaftlicher Substrate Einsatz von Rückständen und Abfällen Biogaserträge und Kennzahlen Substratmarkt Substrataufbereitung und -einbringung in die Anlage Gärrestverwertung Wärmenutzung Monitoring von Einspeiseanlagen Untersuchte Anlagen Versuchsaufbau Messtechnik und Messmethoden 332

8 XXV Datenauswertung Ergebnisse Rohbiogas Ergebnisse aufbereitetes Biogas Ergebnisse Schwachgas Messung der Methanemission an der Biogasanlage Einbeck mittels CHARM Messtechnik und Vorgehensweise CHARM Messprinzip Fenceline Monitoring Durchführung der Messflüge Windmessung Messergebnisse Fazit Emissionsmessungen Mikrobiologische Messungen an Biogaseinspeiseanlagen Ausblick Literatur 368

9 XXVI 12 Umwelteffekte der Biogasproduktion Einleitung Aspekte der ökologischen Nachhaltigkeitsdiskussion Potentielle Umweltwirkungen der Energiepflanzenproduktion für die Biogaserzeugung Bodenerosion Humusbilanz Pflanzenschutzmittel und Düngemitteleinsatz Biodiversität Potentielle Umweltwirkungen der Biogasproduktion - Fokus Biogasanlage Methodik der THG-Bilanzierung und grundsätzliche Annahmen Substratbereitstellung Fermentation Gärrest Biogasnutzung im BHKW Zusammenführung der Ergebnisse aus der Beispielrechnung Biogasaufbereitung, Einspeisung und Verstromung Literatur Abkürzungen Energiepflanzenbau und Gewässerschutz Einleitung Anbauflächen Folgen für die Gewässer durch den Energiepflanzenanbau Inhaltsstoffe von Gärresten Nährstoffe Schadstoffe Schwermetalle Organische Schadstoffe Hygienische Qualität der Gärreste Ausbringung von Gärresten in der Landwirtschaft Klassifizierung der Gärreste Gütesiegel für Gärrückstände Aufbereitung von Gärresten Forderungen für einen nachhaltigen Energiepflanzenanbau Gefährdungspotenziale bei Biogasanlagen Biogaseinspeisung Verfahrenstechnik Schwefel und Schwermetalle im Gärrest Fazit Literatur 423

10 XXVII 14 Innovative Biogasprozesse Hintergrund Neue Entwicklungen in der Biogaserzeugung Druckfermentation Hintergrund und Potenzial Herausforderungen Vorliegende Ergebnisse und Entwicklungsstand Biologische Methanisierung Hintergrund und Pozential Herausforderungen Vorliegende Ergebnisse und Entwicklungsstand Neue Entwicklungen in der Biogasaufbereitung Hintergründe und Potenziale Herausforderungen Vorliegende Ergebnisse und Entwicklungsstand 441

11 XXVIII 14.4 Biogasanlagen als C0 2-Quelle für PtG-Prozessketten im Rahmen integrierter Energieerzeugung Hintergrund Prozessschritte Bewertung von Biogasanlagen als C0 2-Quellen Literatur 448 Stichwortverzeichnis 453 Alphabetisches Firmenverzeichnis 461 Inserentenverzeichnis 465 Interaktives ebook IV