Technik Tobias Helmut Freitag Klima- und Ressourcenschutz. Hydrothermale Karbonisierung. Anwendbarkeit und Wirtschaftlichkeit für die Städtische Werke AG Kassel. Bachelorarbeit
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Tobias Helmut Freitag Klima- und Ressourcenschutz. Hydrothermale Karbonisierung. Anwendbarkeit und Wirtschaftlichkeit für die Städtische Werke AG Kassel. GRIN Verlag
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FAKULTÄT RESSOURCENMANAGEMENT GÖTTINGEN BACHELORARBEIT im Studiengang Wirtschaftsingenieurwesen Thema: Betrachtung der Anwendbarkeit und Wirtschaftlichkeit des Verfahrens der Hydrothermalen Karbonisierung für die Städtische Werke AG Kassel unter Berücksichtigung des Klima- und Ressourcenschutzes vorgelegt von Tobias Helmut Freitag am 26.05.2010
Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis Abbildungsverzeichnis III Tabellenverzeichnis...V Abkürzungsverzeichnis..VI 1 Einleitung 1 1.1 Problemstellung.1 1.2 Zielsetzung 3 2 Grundlagen.4 2.1 Das Unternehmen Städtische Werke AG Kassel....4 2.2 Erläuterung des HTC-Verfahrens... 6 2.3 Beschreibung ausgewählter Inputstoffe und ihre HTC-Eignung.11 2.3.1 Gärreste...14 2.3.2 Straßenbegleitgrün. 16 2.3.3 Landschaftpflegematerial..18 2.3.4 Weichorganik aus Grünabfall zur Kompostierung.... 20 2.4 Energiebilanz des HTC-Verfahrens. 22 3 Anwendbarkeit des Verfahrens für die Städtische Werke AG.24 3.1 Stand der Technik von HTC-Anlagen. 24 3.2 Betrachtung möglicher Produkte des HTC-Verfahrens.... 28 3.2.1 Industriekohle.. 30 3.2.2 Mittel zur Steigerung der Funktionalität von Böden.. 33 3.3 Anforderungen an Unternehmen und Auswahlverfahren. 37 [I]
Inhaltsverzeichnis 3.4 Wirtschaftlichkeitsbetrachtung.. 39 3.5 Betrachtung möglicher Einsatzbereiche. 42 3.6 Bewertung der Nutzung/ Inanspruchnahme öffentlicher Fördermittel 46 4 Betrachtung des Klima- und Ressourcenschutz 49 4.1 Nachhaltigkeit des HTC- Verfahrens... 49 4.2 Wirtschaftlichkeit unter Berücksichtigung der CO 2 - Einsparung. 52 5 Diskussion und Fazit.. 56 6 Zusammenfassung. 59 Literaturverzeichnis.IX Anhang.XVIII [II]
Abbildungsverzeichnis Abbildungsverzeichnis Abb. 1: Anteil erneuerbarer Energien am Endenergieverbrauch in Deutschland...2 Abb. 2: Einfache Darstellung der Funktionsweise einer HTC- Anlage...6 Abb. 3: Schema des Prozesses der Inkohlung...7 Abb. 4: Auswahl von Aufspaltungsverfahren von Kohlehydraten...8 Abb. 5: Mögliche Wege der Nutzung von HTC-Produkten...10 Abb. 6: Schematischer Aufbau typischer Bereitstellungsketten zur End- bzw. Nutzenergiebereitstellung aus Biomasse...11 Abb. 7: Das Potenzial an Biomasse von Hessen...19 Abb. 8: Erfasste Bio- und Grünabfallmengen.20 Abb. 9: Grobes Schema der Energiebilanz unter Angabe des Wirkungsgrades Ƞ...22 Abb. 10: Weitergehendes Schema zur Energiebilanz...23 Abb. 11: Übersicht über die Anwendung des BImSchG...24 Abb. 12: HTC- Reaktor im Technikumsmaßstab...26 Abb. 13: HTC-Kohle...31 Abb. 14: Rangfolge organischer Materie sortiert nach ihrer Bandbreite an Humusäquivalenten...35 Abb. 15: Der Datenerfassungsbogen...37 Abb. 16: Der Kohlenstoffkreislauf...49 Abb. 17: Übersicht über das HTC-Potenzial von Biomassen in Deutschland...51 Abb. 18: Vereinfachtes Prozessablaufdiagramm der Durchführung von JI- und CDM- Klimaschutzprojekten...53 Abb. 19: Grafische Darstellung von JI- Projekten...54 Abb. 20: Aufbau einer HTC-Pilotanlage...58 [III]
Abbildungsverzeichnis Abb. 21: Die Organisations- und Konzernstruktur der Kasseler Verkehrs- und Versorgungs- GmbH...XVIII Abb. 22: Geldwertrechner...XIX Abb. 23: Vereinfachtes Verfahrensbild des Herstellungsprozesses eines HTC- Produktes....XX Abb. 24: Einsatz von Energieträgern bei der Stromerzeugung von 1990 2008...XXI Abb. 25: Gehalte an organischer Substanz...XXII Abb. 26: Separierte Gärreste am Beispiel der Schwälmer Biogas GmbH & Co. KG...XXIII Abb. 27: Separationsanlage von Gärresten am Beispiel der Schwälmer Biogas GmbH & Co. KG...XXIII Abb. 28: Berechnung des Verkaufspreis einer Tonne HTC-Mutterboden mit einer kalkulatorischen Verzinsung von 5%...XXIV Abb. 29: Berechnung des Überschusses pro Jahr (Ergebnis nach Steuern)...XXV Abb. 30: Berechnung der Vorteilhaftigkeit der Investition...XXVI Abb. 31: Prozessablaufdiagramm vom Antrag bis zum Zuwendungsvertrag zum Erhalt öffentlicher Fördermittel durch die Hessen Agentur GmbH...XXVII Abb. 32: Projektverlaufsplan...XXVIII Abb. 33: Prinzip des Emissionshandels in der EU anhand eines Beispiels...XXIX [IV]