Strom und Wärme nachhaltig erzeugen

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Anna Beyer
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1 Strom und Wärme nachhaltig erzeugen Drohende Klimakatastrophe: was nun? Was macht die Politik? Auswege: Hitzeschutzschilder? Energieeinsparung? Erneuerbare Energien? 1

2 Anstieg der mittleren Temperaturen (IPCC-Bericht) und weltweiter Energieverbrauch (Shell-Studie) Temperaturveränderungen an der Erdoberfläche im Vergleich zum Jahr 1990 Weltweiter Energieverbrauch rot/gelb: erneuerbare Energien blau: fossile Energien Quelle: Spiegel Spezial 1/2007

3 Verursacher der Treibhausgasemissionen in Mio. t CO 2 - Äquivalent CO 2 -Konz. (ppm) 3 Quelle: Spiegel Spezial 1/2007

4 Anteil regenerativer Energieträger am Energiemix 4 Quelle: Spiegel Spezial 1/2007

5 Beitrag EE an Energieversorgung 5

6 Wärmebereitstellung aus EE Gesamtwärmeverbrauch: 1515 TWh (ca. 5,5 EJ) 6 Quelle: Spiegel Spezial 1/2007

7 Stromerzeugung aus EE 7 Quelle: Spiegel Spezial 1/2007

8 CO 2 -Vermeidung 8 Quelle: Spiegel Spezial 1/2007

9 Politische Zielsetzung 2007 IPCC-Weltklimarat : : Aussage: Klimawandel steht fest durch Treibhauseffekt 15.2.: EU Klimarat (Gabriel): bis % Biokraftstoffanteil, 20% EE an Energieverbrauch gesamt, 20 % Energieeffizienzerhöhung, Verringerung der THG Emissionen bis 2020 um 20 resp. 30% gegenüber 1990 Kyoto-Protokoll: EU CO2-Reduktion um 8 % gegenüber 1990, Dtld.. 21 % bis 2012 (bislang erreicht: 18%) Schweden: ab 2020 kein fossiler Kraftstoff mehr, stattdessen Bioethanol und Biogas 9

10 Forschungsausgaben des Bundes für F & E Davon 34,5 Mio für Bioenergie Quelle: Bundesverband BioEnergie e.v. 10

11 Strom aus Biomasse mittels Dampfkraftwerk Biomassekraftwerk Lünen (bei Dortmund) Leistung: 20 MW el. 150 Mio. kwh/a Strom (für ca Haushalte) t Altholz Vermeidung t CO 2 Ca. 120 Holz(heiz)kraftwerke In Deutschland Quelle: Steag-Saarenergie 11

12 Bioethanolanlagen Quelle: Spiegel Spezial 1/ große Anlagen in Dtld m 3 /a Ca kleine Brennereien (ges m 3 /a) USA: Bioethanol als Freedom Fuel, bereits 1/5 der Ackerfläche für diesen Anbau genutzt 12

13 Biodiesel Produktionskapazität: 3 Mio. t, Absatz: 2,5 Mio t, Rapsfläche: 1,5 Mio. ha) Quelle: FNR 13

14 Wärmegewinnung aus Biomasse Holzpelletsanlagen Produktionskapazität Holzpellets: t/a; 300 Holzpelletshändler 9 Mio. Kleinfeuerungsanlagen mit insges MW 1100 Biomasseheizwerke mit einer jew. Leistung von >500 kw 14 Quelle: Spiegel Spezial 1/2007

15 Synthetische Kraftstoffe aus Biomasse - BtL Anlage geplant: 16,5 Mio. l 15

16 Große Zukunft: Biogas 16

17 Biogasprozess Energiereiche organische Substrate Bakterienzelle Stoffwechsel- Endprodukte Enzyme Fettsäuren Alkohole Kohlendioxid Wasserstoff oder Methan 17

18 Berechnung der Biogasproduktion 1 ha Mais ( m 2 ) 100 Milchkühe (50 60 l Gülle/Kuh) Ca. 50 t Frischmasse (mit % Trockenmasse) Bei 200 m 3 Biogas/t m 3 Gas mit 52 % Methan 5-6 m 3 Gülle (mit 8-10 % Trockenmasse) Bei 25 m 3 Biogas/m m 3 Gas mit 60 % Methan Bei 5,2 kwh/m 3 Bei 5,5 kwh/m 3 52 MWh pro Jahr 825 kwh/d 300 MWh pro Jahr 18

19 Biogasgewinnung im großen Stil Biogasanlage in Penkun (poln. Grenze, Nawaro AG, EnviTec): 20 MW 40 Fermenter mit 28 m Durchm., 40 BHKWs t Mais aus 6000 ha (aus einem Umkreis von 40 km) Reststoffe zu Trockendünger oder Brennstoff (Ersatz von l Heizöl/ha) Quelle: Spiegel Spezial 1/

20 Biogasanlage in Linköping, Schweden Biogastankstelle 20

21 Biogasanlage in Linköping, Schweden Stadtbusse fahren ausschließlich mit Biogas 21

22 Projekt: Biogasgewinnung aus Nawaros Vergärungsversuche mit Silomais und Grünroggensilage an der FH Köln in einer quasi-kontinuierlichen Biogasanlage im Verbundprojekt Entwicklung von Anbaufolgen zur Erzeugung von Biomasse für die Biogaserzeugung Gefördert vom Ministerium für Umwelt und Naturschutz, Landwirtschaft und Verbraucherschutz des Landes Nordrhein-Westfalen, Düsseldorf Projektleitung: Fachhochschule Südwestfalen, Fachbereich Agrarwirtschaft Soest Prof. Dr. N. Lütke Entrup, Dr. F.-F. Gröblinghoff Kooperationspartner: Landwirtschaftskammer Nordrhein-Westfalen, LVA Haus Düsse, Prof. Dr. W. Buchner, Zentrum für nachwachsende Rohstoffe Dr. K. Block und LVA Haus Riswick, Frau Dr. C. Berendonk Universität Bonn, Institut für Pflanzenernährung, Dr. J. Clemens Fachhochschule Köln, Biologische Energie- und Stofftechnik, Frau Prof. C. Rieker Laufzeit des Projektes:

23 Testanlagen zur Biogasgewinnung Batchversuche Kontinuierliche Vergärungsanlage 23

24 Projekt zur Emissionsmessung an Biomassefeuerungsanlagen an der FH Köln /Haus Düsse Messung an kleinen Feuerungsanlagen zur Verbrennung von Stroh-Pellets bzw. Getreide (<150 kw th ) im Schwerpunkt: Energetische Nutzung von festen Bioenergieträgern, insbesondere von Getreide, Stroh und anderen nachwachsenden Rohstoffen außer Holz sowie Felduntersuchungen zum Nachweis der Genehmigungsfähigkeit im Bereich dezentraler Wärmeerzeugungsanlagen <1 MWth Antragsteller und Projektleitung: Fachhochschule Köln, Institut für Landmaschinentechnik und Regenerative Energien, Prof. Dr. Christiane Rieker Kooperationspartner Landwirtschaftskammer Westfalen-Lippe, Zentrum für Nachwachsende Rohstoffe - ZNR, Passat Dr. Karsten Block Laufzeit des Projektes:

25 Untersuchte Stroh & Getreide-Heizkessel Passat Guntamatic Biokompakt Gerlinger Heizomat Passat Ökotherm Agroflamm, System Boos 25

26 Biomasse-Potentiale - Nawaros (in Mio. ha landwirtschaftliche Nutzfläche) Quelle: Spiegel Spezial 1/2007 Fussballfeld: 0,735 ha) Bei 25 MWh/(ha a) Biomasseertrag und 50 % Nutzung: ergibt 62 PWh/a = 220 EJ/a FAO: ca. 5 Mia. ha erschlossenes Acker- und Weideland weltweit In der EU ernährt 1 ha ca. 2,5 25 Menschen (Fleischkonsumenten/ Vegetarier) 26

27 Derzeitige Biomassepotentiale in Deutschland Holzartige Reststoffe: ca. 300 PJ/a 27 Quelle: Hartmann/Kaltschmitt, 2002, überarbeitet FNR

28 Bioenergiedorf Jühnde (Niedersachsen) 1300 ha landw. Nutzfläche (25 % für Bioenergie genutzt) 800 ha Wald (7 % des jährlichen Holzaufwuchses für Bioenergie) 9500 m 3 Gülle Passat 28 Quelle:

29 Bioenergiedorf Jühnde: Versorgungskonzept Nahwärmenetz Hausanschlussstation Versorgungskonzept Quelle: 29

30 Biogas als Energieträger im Bioenergiedorf Jühnde Ernte der Biomasse Biogasfermenter mit BHKW Passat Silierte Biomasse 30 Quelle:

Ein Dorf heizt mit Holz: Lieberhausen bei Gummersbach Hackschnitzelheizkraftwerk WVT Typ V 9 E Leistung:900 kw Gefördert: Ende 2001 Betreiber:

76 Häuser werden mit Fernwärme beheizt Fläche: ca. 6820 m² Brennstoff: Holzhackschnitzel Besichtigung: auf Anfrage Quelle: www.oberberg-aktuell.

31 Ein Dorf heizt mit Holz: Lieberhausen bei Gummersbach Hackschnitzelheizkraftwerk WVT Typ V 9 E Leistung:900 kw Gefördert: Ende 2001 Betreiber: Energiegenossenschaft Lieberhausen Bernd Rosenbauer PLZ/Ort: Gummersbach Telefon: / Besonderheit: ca. 76 Häuser werden mit Fernwärme beheizt Fläche: ca m² Brennstoff: Holzhackschnitzel Besichtigung: auf Anfrage Quelle: Eine FH heizt mit Holz: FH Köln, Campus Gummersbach! Frühjahr 2007: Inbetriebnahme der Holzhackschnitzelheizung auf dem neuen Gelände der FH Köln, Campus Gummersbach Passat 31

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