Biogas · 2019. 2. 26. · Das übergeordnete Ziel im Bereich Biogas besteht darin, effiziente, emissionsarme und flexible anaerobe Verfahren für die Anforderungen des zukünftigen

1

Förderprogramm

BiogasEffizient und Flexibel

STEC

KB

RIE

FE

www.energetische-biomassenutzung.de

© MT-Energie Service GmbH

2

3

Inhaltsverzeichnis

Das Förderprogramm / Die Programmbegleitung ................................................................................................................................................................. 8

Forschen für die Optimierung der Biogasgewinnung im Förderprogramm ............................................................................................................... 1103KB005 Wissenstransfer zur Errichtung und Betrieb von Anlagen zur Nutzung von biogenen Reststoffen in Tatarstan/Russland .......................................................................................................................................................................................................................... 1203KB015 Entwicklung übertragbarer Konzepte zur nachhaltigen Erschließung biogener Rest- und Abfallstoffe für die Mikro-Biogasproduktion in Gemeinden und Landkreisen .................................................................................................................................. 1403KB018 Optgas – Verfahrenstechnische, mikrobiologische, ökologische und ökonomische Bewertung und Optimierung an großtechnischen Biogasreaktoren .............................................................................................................................................................. 1603KB022 Steigerung der Energieeffizienz bei der Verwertung biogener Reststoffe ...................................................................................... 1803KB025 RE2ALKO – Optimierung der REgionalen BioALKOholherstellung aus biogenen Reststoffen ................................................. 2003KB027 Analyse von Emissionen klimarelevanter Gase durch Biogasanlagen im Hinblick auf die ökologischeBewertung der Biogasgewinnung aus Abfällen ....................................................................................................................................................................... 2203KB029 Effizienzsteigerung von Grünlandsubstraten in der Biogasgewinnung unter Berücksichtigung naturschutzfachlicher Belange ........................................................................................................................................................................................................ 2403KB032 Bioabfallvergärung – Beiträge zur Prozessoptimierung und zur verbesserten Gasnutzung .................................................. 2603KB034 Imageanalyse und Imagewandel der Biogastechnologie unter Einbeziehung sozialwissenschaftlicher und technologischer Aspekte ........................................................................................................................................................................................................... 2803KB035 Grünlandenergie Havelland – Entwicklung von übertragbaren Konzepten zur naturverträglichen energetischenNutzung von Gras und Schilf am Beispiel der Region Havelland .................................................................................................................................. 30

4

03KB038 Biertreber – Optimierte energetische Nutzung eines nassen Abfalls (Biertreber) durch die Kombination biologischer, mechanischer und thermischer Verfahren ................................................................................................................................................... 3203KB041 Bio-SNG-Entschwefelung – Entwicklung eines neuartigen energie- und rohstoffeffizienten Entschwefelungssystems für die Erzeugung von Bioerdgas ............................................................................................................................................ 3403KB045 VESBA – Mobile Versuchsanlage zur Ertragssteigerung/Prozessoptimierung von Biogasanlagen .................................... 3603KB048 Q-BioNES – Qualitätsverbesserung der Bioerdgas-Netzeinspeisung durch Sauerstoffentfernung .................................... 3803KB050 Ligno-Biogas – Breitenwirksame, wirtschaftliche Biogasgewinnung aus hoch lignozellulosehaltigen biogenen Reststoffen ........................................................................................................................................................................................................................... 4003KB052 REMISBIO – Maßnahmen zur Reduzierung von Emissionen von Biogasanlagen ........................................................................ 4203KB059 MultiSens – Effizientere Nutzung von biogenen Reststoffen durch den Einsatz funkbasierter Multipositionssensoren in Biogasanlagen ................................................................................................................................................................................ 4403KB060 CaviCap – Verbesserte Biogasaufbereitung zu Biomethan durch ultraschallstimulierte CO2-Desorption bei niedrigen Temperaturen .............................................................................................................................................................................................................. 4603KB061 Biostrom – Steuerbare Stromerzeugung ............................................................................................................................................................ 4803KB063 Spurenelemente – Emissionsminderung durch Spurenelemente in Abfallbiogasanlagen ..................................................... 5003KB064 Pferdemist – Weiterentwicklung von Technologien zur effizienten Nutzung von Pferdemist ................................................. 5203KB067 SEVERA – Sensortechnik zur effizienten Vergärung biogener Reststoffe und Abfälle ............................................................... 5403KB068 MEGAS – Optimierung des innovativen Einsatzes eines Membranverfahrens zur Aufbereitung von Biogas zur Einspeisung ins öffentliche Erdgasnetz ..................................................................................................................................................... 5603KB070 Bioabfallmethan – Optimierte energetisch-stoffliche Nutzung biogener Abfälle in Deutschland ........................................ 5803KB071 REPOWERING – Maßnahmen zur Effizienzsteigerung für den vorhandenen Biogasanlagenbestand ............................... 6003KB072 PROKOSYS – Prozesse, Komponenten und Systeme für den flexibilisierten Betrieb von Biogasanlagen unter Nutzung biogener Rest- und Abfallstoffe ....................................................................................................................................................................... 62

5

03KB073 OptFlex – Ermittlung eines technisch-ökonomisch optimierten Betriebs von flexiblen Biogasanlagen ............................ 6403KB075 Demotreber – Demonstrationsanlage zur kombinierten Treberverbrennung/-vergärung in einer Brauerei .................. 6603KB078 LF Bio Direkt – Leitfaden Biomethan BHKW-direkt .................................................................................................................................... 6803KB080 Flex75 – Anwendung der Flexibilitätsprämie für Gülleanlagen < 75 kW .......................................................................................... 7003KB081 EFFIGEST – Effizienzsteigerung bei der Vergärung von Geflügelmist unter Nutzung modifizierter Strohfraktionen und mit prozessintegrierter Gewinnung marktfähigem Düngers ................................................................................................................................... 7203KB082 HydroCon – Flexible Anlagenkomponente zur Steigerung der Substratausnutzung in Biogasanlagen ............................ 7403KB084 ACidestion – Modifizierte VFA (Fettsäure)-Silierung zur Steuerung einer bedarfsorientierten Biogasproduktion ...... 7603KB086 Ovaler BioReakt – Biogaserzeugung aus biogenen Reststoffen in ovalen Reaktoren aus Stahlfaserbeton ................. 7803KB087 RegioBalance – Bioenergie-Flexibilisierung als regionale Ausgleichsoption im deutschen Stromnetz ............................ 8003KB089 BioPower2Gas – Demonstration und Vergleich von optimal leistungsregelbaren Biogastechnologien ........................... 8203KB094 BioMan – Entwicklung von technischen Maßnahmen zur Verbesserung des Gasmanagements ....................................... 8403KB097 Ash-to-Gas – Mikrobielle Biomethan-Erzeugung mit Wasserstoff aus der thermischen Vergasung von Biomasse mit Nährstoffen aus Vergasungsrückständen ......................................................................................................................................................................... 8603KB098 SuRIOx – Verfahrensentwicklung und Erprobung für In-Situ regenerierbare Adsoberschäume zur Entfernung vonSchwefelwasserstoff aus Biogas und Gewinnung von Schwefel ...................................................................................................................................... 8803KB099 CLEANPELLET – Entwicklung eines Verfahrens für die Erzeugung emissionsarm verbrennbarer Gärrestpellets ....... 9003KB100 FermKomp – Abgestimmte Effizienzsteigerung und Emissionsminderung der Feststofffermentation mit nachfolgender Kompostierung ......................................................................................................................................................................................................... 9203KB101 FlexFeed – Flexibilisierte Fütterung in Biogasprozessen mit Modell-basierter Prozesserkennung ..................................... 9403KB102 FlexFuture – Integration von Biogasanlagen in Netze mit hohem Anteil fluktuierender Stromerzeuger .......................... 9603KB104 BGA-IL – Biogasaufbereitung mit ionischen Flüssigkeiten ........................................................................................................................ 9803KB105 Bio-OPTI – Optimierung der Biogasausbeute durch effiziente Erfassung und Vergärung von Küchenabfällen ........ 100

6

03KB106 ELIRAS – Entwicklung eines Leitfadens zur Auswahl von standortspezifisch angepassten Rühr- und Substrataufschlussverfahren ........................................................................................................................................................................................................ 10203KB108 Bio-DYN – Hemmnisanalyse für den dynamisierten Ausbau der Vergärung kommunalen Bioguts .................................. 10403KB110 Hybridkläranlage – Anlagenkonzept zum energieautarken Betrieb von kommunalen Kläranlagen ............................... 10603KB115 OptiMand – Optimierter Einsatz von Mühlennachprodukten zur bedarfsgerechten Bioenergieproduktion durch innovative Überwachungs-, Mess- und Regelungsmethoden .......................................................................................................................... 10803KB116 STEP – Verwertung strohbasierter Energiepellets und Geflügelmist in Biogasanlagen mit wärmeautarker Gärrestveredelung ............................................................................................................................................................................................ 11003KB117 BioAuto – Optimierung der thermischen Biomassenutzung durch Autoklavierung .................................................................. 11203KB119 WAS2E – Waste and Sludge to Energy – Entsorgungskonzept für Schiffsabfälle internationaler Herkunft ................ 11403KB120 Lasersize – Laserrückreflexions-basierte Analyse der Größenverteilung von Partikeln zur Ultraschall-gestützten Optimierung der Flüssigphase in Gärprozessen .................................................................................................................. 116

Impressum ............................................................................................................................................................................................................................................... 119

7

8

Das FörderprogrammDas im Juni 2008 gestartete Programm „Energetische Biomassenutzung“ wird vom Bundesministerium für Wirtschaft und

Energie (BMWi) gefördert und war bisher mit rund 52 Millionen Euro ausgestattet. Nach fast achtjähriger Laufzeit umfasst das

Programm 115 Verbundprojekte bzw. 300 Einzelprojekte, die zum Thema Biomasse als Energieträger forschen. Im Fokus stehen

Forschungs- und Entwicklungsprojekte zur praxistauglichen Weiterentwicklung wettbewerbsfähiger Technologien, insbesondere in

den Bereichen Verbrennung, Vergasung und Vergärung von Biomasse. Weitere Forschungsschwerpunkte sind systemflexible Anla-

genkonzepte und Produkte für eine nachhaltige und effiziente Erzeugung von Strom und Wärme aus Biomasse, hier vor allem aus

biogenen Rest- und Abfallstoffen. Fördermittelempfänger sind klassische Forschungseinrichtungen, aber vor allem auch klein-

und mittelständische Unternehmen, die die Markteinführung bestimmter Technologien anstreben. Geplante Laufzeit >> bis 2019

Die ProgrammbegleitungDas Förderprogramm „Energetische Biomassenutzung“ wird von der Programmbegleitung seit 2009 mit dem Ziel der Vernetzung

und des Wissenstransfers wissenschaftlich begleitet. Die Programmbegleitung versteht sich als unabhängiges Forum und vertritt

das gesamte Förderprogramm entsprechend nach außen. Sie bildet somit eine Schnittstelle zwischen Schlüsselakteuren aus

Wissenschaft, Wirtschaft, Fachpolitik und Presse.

Die Programmbegleitung unterstützt alle beteiligten Projekte insbesondere durch• Vernetzung: zielgerichtete Vernetzung der Projekte und weiterer Akteure aus Wissenschaft, Politik und Praxis• Ergebnistransfer: Aufbereitung und Kommunikation der Ergebnisse zu den Schlüsselakteuren • Außendarstellung des gesamten Förderprogramms (Medien- und Öffentlichkeitsarbeit) • Harmonisierung von Methoden im Förderprogramm und in der Forschungsgemeinschaft

9

Kontakt Programmbegleitung

DBFZ Deutsches Biomasseforschungszentrum gemeinnützige GmbHTorgauer Straße 11604347 Leipzig

Prof. Dr.-Ing. Daniela Thrän – Projektleitung+49 (0) [email protected] Diana Pfeiffer – Projektkoordination+49 (0) [email protected]

Bianca Stur – Öffentlichkeitsarbeit+49 (0) [email protected]

Angela Gröber – Publikationen+49 (0) [email protected]

10

11

Forschen für die Optimierung der Biogasgewinnung im Förderprogramm

Das übergeordnete Ziel im Bereich Biogas besteht darin, effiziente, emissionsarme und flexible anaerobe Verfahren für die

Anforderungen des zukünftigen Energiesystems zu entwickeln und zu optimieren, sowie durch die Kopplung an Prozesse zur

stofflichen Verwertung eine höhere Wertschöpfung zu erzielen. Mit der Optimierung der Biogasgewinnung aus unterschiedlichen

biogenen Materialien kann der Anteil erneuerbarer Energien an der Strom- und Wärmeversorgung erhöht und zur Reststoff- und

Abfallverwertung beigetragen werden. Hierzu erforschen im Förderprogramm aktuell 53 von 115 Projekten primär:

• die Entwicklung eines Systems zur steuerbaren und bedarfsgerechten Stromerzeugung durch Biogasanlagen,

• die effektive Nutzbarmachung von Rest- und Abfallstoffen durch die Entwicklung innovativer Verfahrenskombination,

• die technologische Optimierung des Vergärungsprozesses und die Ausweitung der Nutzungsmöglichkeiten des Biogases

• das Repowering von Bioenergieanlagen

• Aspekte der Nachhaltigkeit, insbesondere die Reduktion von Klimagasemissionen

• die optimierte Aufbereitung von Biogas zu Biomethan mit anschließender Gaseinspeisung in das Erdgasnetz

• Erzeugung, Speicherung und wärmegeführte KWK

Neben den Einzelaktivitäten der Projekte werden aktuelle übergeordnete Forschungsfragen in den 2017 neu gestarteten

Arbeitsgruppen „Wärmemarkt 2.0“, „Strommarkt 2.0“, sowie „Normierung & Standardisierung“ diskutiert. Als gemeinsames Pro-

dukt wurde im Förderprogramm bereits die „Messmethodensammlung Biogas“ entwickelt. Diese bietet erstmalig eine Übersicht

zu den im Förderprogramm und im Biogassektor wesentlichen eingesetzten Methoden und ermöglicht Vergleiche hinsichtlich

der Eignung für spezielle Anwendungen. Die „Messmethodensammlung Biogas“, sowie weitere Publikationen zu den For-

schungsergebnissen der Projekte sind unter folgendem Link als Download abrufbar >> www.energetische-biomassenutzung.de

12

03KB005 Wissenstransfer zur Errichtung und Betrieb von Anlagen zur Nutzung von biogenen Reststoffen in Tatarstan/Russland

ZieleDas Vorhaben zielte auf die Vermittlung von Know-How bezüglich der energetischen Nutzung von Biomasse. Ziel war der Aufbau eines Informationszentrums rund um die Nutzung von Biomasse allgemein sowie eines Biogaslabors zur Bestimmung der Vergärbarkeit verschiedener Substrate biogener Herkunft.

MaßnahmenIm Zuge des Projektes wurde gemeinsam mit den russischen Partnern ein mit deutschen Maßstäben vergleichbares modernes Biogaslabor eingerichtet, in dem eigene Forschungen zur energetischen Biomassenutzung, nachhaltigen Abfallbehandlung und zur Schließung von Nährstoffkreisläufen durchgeführt werden können. Durch die Etablierung von Forschungs- und Wissens-strukturen innerhalb der Wissenschaft konnte Know-How zu Abfallbehandlung und Biomassenutzung vermittelt werden. Die gezielte Ansprache von Multiplikatoren trug zudem zur nachhaltigen Festigung des Wissens in der Lehre und Forschung bei.

ErgebnisseDer Endbericht ist auf www.energetische-biomassenutzung.de >> Projekte & Partner als Download abrufbar.

13

Laufzeit01.04.2009 - 31.07.2011

Fördersumme324.093 Euro

GesamtprojektleitungDBFZ DeutschesBiomasseforschungszentrum gGmbHwww.dbfz.de

Jan Postel +49 (0) 341 [email protected]

ProjektpartnerUniversität Rostock

ICL Ingenieur Consult(Unterauftragnehmer)

03KB005

14

03KB015 Entwicklung übertragbarer Konzepte zur nachhaltigen Erschließung biogener Rest- und Abfallstoffe für die Mikro-Biogasproduktion in Gemeinden und Landkreisen

ZieleDas Verbundvorhaben beschäftigte sich mit der Ermittlung des Potenzials nichtgenutzter, dezentral anfallender Biomasse, mit Schwerpunkt auf die Nutzung kommunaler, halmgutartiger Reststoffe sowie der Entwicklung wirtschaftlicher Konzepte zur nachhaltigen Erschließung biogener Rest- und Abfallstoffe für die dezentrale Mikro-Biogasproduktion in Gemeinden und Land-kreisen. Darüber hinaus wurde eine Machbarkeits- sowie Übertragbarkeitsanalyse zu den Konzepten erstellt. Die Realisierung der zu entwickelnden regionalen Biomassenutzungskonzepte sollte sich nicht nur betriebswirtschaftlich rechnen, sondern auch regionalwirtschaftlich positive Impulse setzen.

MaßnahmenFür die Umsetzung des Vorhabens wurden ein konkretes technisches Konzept für den Landkreis Schwäbisch Hall erstellt, sowie die Gasertragswerte zu Schnittgut von Grünflächen in kommunaler Hand erhoben und eine Machbarkeitsanalyse durchgeführt. Hierbei wurden explizit ökologische und sozio-ökonomische Aspekte mit einbezogen, um eine dauerhafte Verankerung und spätere Realisierung des Konzeptes zu ermöglichen. Dabei waren die technischen Möglichkeiten, die wirtschaftliche Tragfähig-keit, die akteursbezogenen Umsetzungsmöglichkeiten und die ökologische Verträglichkeit zentrale Gestaltungskriterien für das Konzept.


15

03KB015

Laufzeit01.07.2009 - 31.08.2011


GesamtprojektleitungZentrum für Erneuerbare Energienwww.zee-uni-freiburg.de

Dr. Chantal Ruppert-Winkel +49 (0) 761 203-3792 [email protected]

ProjektpartnerInstitut für ökologische Wirtschafts-forschung (IÖW) GmbH

Institut für Landschafts- und Pflanzenökologie der Universität Hohenheim (Unterauftragnehmer)

Energiezentrum der Wirtschafts-förderungsgesellschaft des Landkreises Schwäbisch Hall (Unterauftragnehmer)

16

03KB018 Optgas – Verfahrenstechnische, mikrobiologische, ökologische und ökonomische Bewertung und Optimierung an großtechnischen Biogasreaktoren

ZieleDas Verbundvorhaben zielte darauf ab, die Vergärung biogener Reststoffe unter dem Aspekt der Nachhaltigkeit technologisch zu optimieren und damit einen Beitrag zur Reduktion der Treibhausgasemissionen zu leisten. Eine verbesserte Prozesssteuerung und Fluiddynamik sowie die Entwicklung von Frühwarnsystemen gegen Prozessstörungen waren wesentliche Bestandteile des Verbundvorhabens. Die ökologische und ökonomische Bewertung der entwickelten Optimierungsansätze rundete die For-schungsarbeit ab.

MaßnahmenIm Verbundvorhaben wurden Frühwarnsysteme im Hinblick auf die Übersäuerung, die Schwimmschichtenbildung und die Schaumbildung entwickelt. Traceruntersuchungen ermöglichten belastbare Aussagen zur Prozesssteuerung von Biogasanlagen und zur Hygienisierung von Gärsubstraten. Mittels dieser Maßnahmen könnten nunmehr Prozessstörungen vermieden und die Technologie optimiert werden. Außerdem wurde eine verbesserte Datenbasis für die ökologische Bilanzierung der Biogas-produktion aus biogenen Reststoffen und organischen Abfällen erstellt und Empfehlungen zur ökologischen Optimierung des Anlagenbetriebes entwickelt. Eine weitere Maßnahme im Verbundvorhaben war die Analyse und Modellierung der Fluiddynamik in Biogasreaktoren zur Optimierung der Vergärung von Rest- und Abfallstoffen. Darüber hinaus schaffte das Forschungskonsorti-um die wissenschaftliche Grundlage dafür, Nährstoffkreisläufe zu schließen, Schadstoffanreicherungen in Böden zu vermeiden und die CO2-Bilanz bei der Biogasherstellung zu optimieren. Abschließend wurden Aussagen über die Wirtschaftlichkeit und Umweltfreundlichkeit des Gesamtprojektes getroffen sowie die Marktchancen der Technologien abgeschätzt.


17

03KB018Laufzeit01.08.2009 - 15.10.2012

Fördersumme1.478.705 Euro

GesamtprojektleitungHelmholtz-Zentrum PotsdamDeutsches Geoforschungszentrum GFZwww.gfz-potsdam.de

Dr.-Ing. Hilke Würdemann +49 (0) 331 [email protected]

ProjektpartnerDBFZ Deutsches Biomasseforschungszentrum gGmbH

Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung GmbH (UFZ)

Karlsruher Institut für Technologie (KIT)

Technische Universität Berlin

18

03KB022 Steigerung der Energieeffizienz bei der Verwertung biogener Reststoffe

ZieleDas Verbundvorhaben beschäftigte sich mit der Erhöhung der ökonomischen und ökologischen Wirksamkeit der Nutzung von Biomassereststoffen. Ziel war dabei die Entwicklung einer Bewertungsmatrix für den Vergleich der Energie- und Ressourcen-effizienz von Anlagen zur energetischen als auch stofflichen Verwertung von biogenen Reststoffen.

MaßnahmenAuf Basis einer umfassenden Datensammlung zur Energieeffizienz in der Verwertung biogener Reststoffe in Deutschland wurden Optimierungspotenziale identifiziert sowie Ansätze und Werkzeuge zu deren Hebung entwickelt.


19

03KB022

Laufzeit01.07.2009 - 30.06.2012


GesamtprojektleitungTechnische Universität Braunschweig Leichtweiß-Institut Abfall- und Ressourcenwirtschaft www.tu-braunschweig.de

Prof. Dr.-Ing. Klaus Fricke+49 (0) 531 [email protected]

ProjektpartnerBauhaus Universität Weimar

Fraunhofer UMSICHT-ATZ

20

03KB025 RE2ALKO – Optimierung der REgionalen BioALKOholherstellung aus

biogenen Reststoffen

ZieleIm Mittelpunkt des Forschungsinteresses stand bei dem Vorhaben RE2ALKO die Effizienz und Klimabilanz einer landwirtschaft-lichen Brennerei durch Automatisierung, optimierte Stoff- und Energiekreisläufe sowie die Nutzung von Rest- und Abfallstoffen (Biomasse: Lignocellulose) zu verbessern und eine weitestgehend CO2-neutrale Kraftstoffproduktion zu entwickeln.

MaßnahmenIm Rahmen des Projektes wurde die mechanische und thermische Vorbehandlung zum Aufschluss der Lignocellulose unter-sucht. Mit Hilfe des Einsatzes neuer Enzymsysteme und der Kombination vorhydrolysierter cellulosehaltiger Biomasse mit Triticaleschrot konnte eine nahezu vollständige Hydrolyse und Fermentation der Cellulose bei Maissilage, Topinambur- und Hanfstroh erzielt werden. Hanfstroh erwies sich dabei als bestgeeignetes Substrat.

Zudem wurden neue robustere Hefen entwickelt, die das Potenzial haben, die Ausbeute bei der Vergärung der Biomasse erheb-lich zu steigern, indem sie neben den Zuckern aus der Cellulose (Hexosen) auch die Zucker aus der Hemicellulose (Pentosen) zu Alkohol vergären. Bei der Entwicklung einer Isobutanol produzierenden Hefe wurden ebenfalls erhebliche Fortschritte erzielt. Die erreichten Ausbeuten waren zwar weiterhin relativ gering, allerdings bestehen noch vielversprechende Optimierungsansät-ze. Durch die Kombination mit einer Biogasanlage, in der auch die Schlempe vergoren werden kann, wird der gesamte Energie-bedarf in Form von Strom, Dampf und Wärme CO2-neutral produziert.

ErgebnisseDer Endbericht ist auf www.energetische-biomassenutzung.de >> Projekte & Partner abrufbar.

21

03KB025

Laufzeit01.08.2009 - 31.12.2012


GesamtprojektleitungFachhochschule Münsterwww.re2alko.de

Prof. Dr.-Ing. Christof Wetter +49 (0) 2551-962-725 [email protected]

ProjektpartnerGoethe-Universität Frankfurt a. Main

Universität Hohenheim

22

03KB027 Analyse von Emissionen klimarelevanter Gase durch Biogasanlagen im Hinblick auf die ökologische Bewertung der Biogasgewinnung aus Abfällen

ZieleDas Vorhaben beschäftigte sich mit einer umfassenden Bewertung klimarelevanter Emissionen bei der Biogaserzeugung aus Bioabfällen. Ziel war hierbei eine detaillierte Analyse der klimarelevanten Emissionen, die bei der Erzeugung von Biogas aus Bioabfällen entstehen. Darauf aufbauend sollten Ökobilanzierungen eine Bewertung der angewandten Technologie ermögli-chen. Das Optimierungspotenzial wurde in Form eines Maßnahmenkataloges für Emissionsminderungen aufgezeigt. Damit unterstützte das Vorhaben die Reduzierung von Treibhausgasen bei der Biogaserzeugung und trug zu einer klimaeffizienteren Gesamttechnologie bei.

MaßnahmenZur Erreichung der definierten Ziele wurden Emissionsmessungen durch die gewitra-Ingenieursgesellschaft für Wissenstrans-fer mbH (gewitra) an 12 repräsentativen Anlagen durchgeführt. Als Grundlage für die Überprüfung und Aktualisierung bereits bestehender Ökobilanzen wurden zudem emissionsrelevante Daten aller Anlagen erhoben. Auf diesem Wege wurde die bisher angenommene emissionsseitige Einordnung der Biogasgewinnung und -nutzung in der Abfallbehandlung präzisiert. Anhand der Ergebnisse wurde ein emissionsbezogener Vergleich dieser Technologie zu anderen Abfallbehandlungs-, Energiebereitstellungs- und Düngemittelherstellungsverfahren durchgeführt. Die Untersuchungen auf Praxisanlagen ermöglichten eine Optimierung des Prozesses hinsichtlich der Minderung eventuell festgestellter Emissionen. Zusätzlich wurden Emissionen untersucht, die bei der Ausbringung der Gärreste entstehen.


23

03KB027

Laufzeit01.09.2009 - 30.11.2012


ProjektleitungDBFZ Deutsches Biomasseforschungszentrum gGmbHwww.dbfz.de

Dr.-Ing. Jan Liebetrau +49 (0) 341-2434-438 [email protected]

Projektpartnergewitra-Ingenieursgesellschaft für Wissenstransfer mbH(Unterauftragnehmer)

24

03KB029 Effizienzsteigerung von Grünlandsubstraten in der Biogasgewinnung unter Berücksichtigung naturschutzfachlicher Belange

ZieleDas Vorhaben hatte sich zu Beginn zwei Ziele gesetzt: Zum einen sollte die Biogasausbeute der Substrate von Feuchtgrünland-flächen des BUND-Hof Wendbüdel erhöht werden, zum anderen sollte gleichzeitig die Artenvielfalt auf den Flächen durch eine angepasste Bewirtschaftung erhöht werden.

MaßnahmenUnter Berücksichtigung naturschutzfachlicher Belange wurden im Projektverlauf unterschiedliche Mahdtechniken zur Qualitätssteigerung und zur Verbesserung der Konservierung der Ernte erprobt. Zudem wurden unterschiedliche Maschinen-einsätze und Mahdintervalle auf den Feuchtwiesen des Hofes erprobt, Auswirkungen auf Flora und Fauna analysiert sowie die Bodentypen des Hofes bestimmt. Abschließend wurde eine Wirtschaftlichkeitsbetrachtung durchgeführt.


25

03KB029

Laufzeit01.09.2009 - 30.09.2011


ProjektleitungBUND - Institut für ökologisches Ressourcenmanagementwww.wendbuedel.de

Dr. Wulf Carius +49 (0) [email protected]

26

03KB032 Bioabfallvergärung – Beiträge zur Prozessoptimierung und zur verbesserten Gasnutzung

ZieleDas Vorhaben zielte darauf ab, den Betrieb von Biogasanlagen weitreichend zu optimieren und eine signifikante Verbesserung der Biogasqualität zu erreichen. Zudem sollten die Vorbehalte gegenüber der Qualität des erzeugten Biogases ausgeräumt werden. Ein weiteres Ziel des Projektes war es, die Grundlagen für die Erzeugung eines qualitativ hochwertigen Produktes Biogas mit hoher Bereitstellungssicherheit zu schaffen und damit einen Beitrag zur zunehmenden Bedeutung der erneuerbaren Energien zu leisten.

MaßnahmenIm Rahmen des Projekts wurde ein dreigliedriges Untersuchungs- und Optimierungsprogramm an Biogasanlagen zur Abfallver-gärung durchgeführt. Das Programm umfasste dabei eine analytische Substrat- und Flüssigphasencharakterisierung, Unter-suchungen zur Betriebsstabilität sowie eine umfassende Biogasanalytik im Spurengasbereich. Die Untersuchungen lieferten statistisch abgesicherte Daten zum Zusammenhang von Substratqualität, Prozessführung und Biogasqualität.


27

03KB032

Laufzeit01.10.2009 - 30.09.2011


GesamtprojektleitungFraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHTwww.umsicht.fraunhofer.de

Joachim Krassowski+49 (0) 208-8598-1162 [email protected]

Projektpartner DBFZ Deutsches Biomasseforschungszentrum gGmbH

28

03KB034 Imageanalyse und Imagewandel der Biogastechnologie unter Einbeziehung sozialwissenschaftlicher und technologischer Aspekte

ZieleFür den Energieträger Biomasse zeigt sich insgesamt eine hohe gesellschaftliche Akzeptanz. Es finden sich jedoch auch viele Gegner in der Bevölkerung. Das Vorhaben sollte die Lücke zwischen diesen Akzeptanzschwierigkeiten der Biogastechnik und der Modifikation der Darstellung und der Ausgestaltung dieser Technologie schließen. Die Ergebnisse der Imageanalyse flossen in die Entwicklung von Maßnahmen im Bereich der technischen Gestaltung als auch der Kommunikation ein.

MaßnahmenIm Rahmen einer Imageanalyse wurde ein Fragebogen zur Erhebung von Daten zu ausgewählten Biogasprojekten erstellt. Die Auswertung der Daten fand auf zwei Ebenen statt: der sozialwissenschaftlichen und der technischen Ebene. Dabei erfolgte die technische Analyse maßgeblich durch Fraunhofer UMSICHT und diente als Grundlage, geeignete Maßnahmen zur Kon-fliktbehebung und zum Imageerhalt bzw. zur Imageverbesserung der Biogastechnologie abzuleiten. Die Forschungsgruppe Umweltpsychologie der Univerisät Saarland analysierte hingegen das Image von Biogasanlagen sowie die damit verbundenen Konflikt- und Lösungspotenziale in verschiedenen relevanten Akteursgruppen, z. B. Anwohnende, Betreiber und Hersteller. Insbesondere Informations- und Kommunikationsprozesse standen als für die Meinungsbildung zentrale Faktoren im Mittel-punkt der Untersuchung. ErgebnisseDer Endbericht ist auf www.energetische-biomassenutzung.de >> Projekte & Partner als Download abrufbar.

29

03KB034

Laufzeit01.10.2009 - 31.12.2011



Dr.-Ing. Ulrike Ehrenstein+49 (0) [email protected]

Projektpartner Universität des SaarlandesForschungsgruppeUmweltPsychologie

30

03KB035 Grünlandenergie Havelland – Entwicklung von übertragbaren Konzepten zur naturverträglichen energetischen Nutzung von Gras und Schilf am Beispiel der Region Havelland

ZieleZiel des Projekts war es, übertragbare regionsspezifische Nutzungskonzepte zur Energiegewinnung (Verbrennung, Biogas) von halmgutartigem Grüngut am Beispiel der Modellregion Havelland zu erarbeiten und diese hinsichtlich ihrer Wirtschaftlichkeit und ihrer Umweltauswirkungen zu bewerten. Im Fokus stand die Verwertung von Gras aus der extensiven Bewirtschaftung von Grünlandflächen sowie von halmgutartiger Biomasse aus der Gewässerunterhaltung und Biotoppflege.

MaßnahmenVor diesem Hintergrund wurden die Biomassepotenziale für das halmgutartige Grüngut detailliert ermittelt und eine umfas-sende regionale Wärmebedarfsanalyse durchgeführt. Neben den konzeptionellen Arbeiten wurden auch Pelletierungs- und Verbrennungsversuche von Heu aus dem Untersuchungsgebiet durchgeführt. Auf Basis dieser Ergebnisse erfolgte dann die Entwicklung von Nutzungskonzepten. Deren Umsetzbarkeit wurde im Gespräch mit regionalen Akteuren ermittelt. Die weitere Bewertung der Konzepte erfolgte anhand deren Wirtschaftlichkeit, Treibhausgasminderungspotenzialen sowie ihrer Übertrag-barkeit. Abschließend wurde im Rahmen des Vorhabens ein Leitfaden mit Praxishinweisen für die Entwicklung von Gras und Schilf basierten Nutzungskonzepten zur Energiegewinnung erarbeitet.


31

03KB035

Laufzeit01.11.2009 - 31.07.2012


GesamtprojektleitungDBFZ Deutsches Biomasseforschungszentrum gGmbHwww.dbfz.de

Prof. Dr.-Ing. Daniela Thrän+49 (0) 341 [email protected]

Projektpartner Leibniz-Institut für Agrartechnik Potsdam-Bornim e. V. (ATB)

Bosch & Partner GmbH(Unterauftragnehmer)

32

03KB038 Biertreber – Optimierte energetische Nutzung eines nassen Abfalls (Biertreber) durch die Kombination biologischer, mechanischer und thermischer Verfahren

ZieleZiel des Vorhabens war es, für nasse, faserhaltige Biomasse die Biogasgewinnung mit der Verbrennung zu kombinieren. Dies wurde exemplarisch mit Biertreber (80 % H2O) untersucht.

MaßnahmenIm Zuge des Vorhabens wurden Biertreber mechanisch entwässert, um die Treber in eine Festphase (Pressrückstand) und eine Flüssigphase (Presswasser) zu fraktionieren. Ziel war die mechanische Entwässerung auf TS-Gehalte ≥ 40 % und die energetische Verwertung des entstandenen Presswassers und Pressrückstands. Das Presswasser wurde hierzu auf seine Vergärbarkeit zu Biogas getestet, der Pressrückstand wurde als Mono- und Mischbrennstoff thermisch verwertet. Die Ergebnisse dienten zur Abschätzung der Klimaschutzwirkung und ökonomischer Effekte.


33

03KB038

Laufzeit01.10.2009 - 30.09.2011


GesamtprojektleitungTechnische Universität MünchenLehrstuhl für Rohstoff- und Energietechnologiewww.rohstofftechnologie.de

Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Mayer +49 (0) 9421 187 [email protected]

ProjektpartnerFraunhofer UMSICHTInstitutsteil Sulzbach-Rosenberg(Unterauftragnehmer)

© Heike Hering / pixelio

34

03KB041 Bio-SNG-Entschwefelung – Entwicklung eines neuartigen energie- und rohstoffeffizienten Entschwefelungssystems für die Erzeugung von Bioerdgas

ZieleAlle derzeit für die Feinentschwefelung eingesetzten Verfahren sind durch einen hohen Chemikalienverbrauch und Entsor-gungskosten gekennzeichnet. Das Forschungskonsortium setzte sich daher zum Ziel, mit einem innovativen Verfahren eine signifikante Verbesserung der Energieeffizienz und Wirtschaftlichkeit der Biogasentschwefelung im Vergleich zu derzeit existierenden Entschwefelungsverfahren zu erreichen.

MaßnahmenEs sollte ein neuartiges Reinigungssystem bestehend aus einem metallischen Schaum als Trägermaterial und einer speziell zur Entschwefelung geeigneten Sorbens entwickelt werden und anschließend die Eignung dieses Systems für die Feinent-schwefelung nachgewiesen werden. Einzuhalten war der H2S-Grenzwert von 5 mg/m³.


35

03KB041

Laufzeit01.09.2010 - 31.08.2013


GesamtprojektleitungAlantum Europe GmbHwww.alantum.com

Dr.-Ing. René Poss+49 (0) 89 [email protected]

Projektpartner Fraunhofer-Institut für Fertigungs-technik und angewandte MaterialforschungInstitutsteil Dresden – IFAM-DD

Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme – IKTS

LEHMANN Maschinenbau GmbH

36

03KB045 VESBA – Mobile Versuchsanlage zur Ertragssteigerung/Prozessoptimierung von Biogasanlagen

ZieleMit dem Projekt wurde das Ziel verfolgt, durch die kleintechnische Prozesssimulation und -modellierung unmittelbar an der Biogasanlage mit den dort verfügbaren Substraten die Biogasgewinnung aus unterschiedlichen biogenen Medien zu optimieren. Darüber hinaus sollte die Effizienz und Betriebssicherheit von Biogasanlagen deutlich verbessert werden und damit der Anteil erneuerbarer Energien an der Stromversorgung erhöht werden. Damit zielte das Vorhaben darauf ab, zu einer umweltfreundlichen Energiebedarfsdeckung und Abfallverwertung beizutragen. Im Ergebnis des Verbundvorhabens sollten nicht nur ein erheblicher Energiegewinn erzielt, sondern auch die CO2-Emissionen reduziert sowie der Bedarf an landwirtschaftlichen Nutzflächen zur Energiegewinnung verringert werden.

MaßnahmenIm Rahmen des Projektes wurde eine mobile Biogas-Versuchsanlage VESBA zur Ertragssteigerung sowie Prozessoptimierung von Biogasanlagen einschließlich der Sensorik und Software zur Prozesskontrolle entwickelt und angefertigt. Zudem wurden Versuchskonzepte sowie die Prozessanalyse und -optimierung aus bioprozesstechnischer Sicht erstellt. Die Projektergebnisse aus dem Einsatz des mobilen Versuchsreaktors VESBA sowie einer innovativen In-Situ-Wasserstoffsonde wurden mit dem Stand des Wissens zur Prozessmikrobiologie verknüpft und trugen somit zur Erhöhung der Betriebssicherheit sowie zur Leistungssteigerung großtechnischer Biogasanlagen bei. Die Projektergebnisse wurden zu Betriebsempfehlungen zusammengefasst.


37

03KB045

Laufzeit01.10.2010 - 30.06.2013


GesamtprojektleitungKurt-Schwabe-Institut für Mess- und Sensortechnik e. V. Meinsbergwww.ksi-meinsberg.de

Dr. Jens Zosel+49 (0)34327 [email protected]

Projektpartner CORDES + WINTERBERG GbR

elbe bioenergie GmbH

TEB Ingenieurbüro (Unterauftragnehmer)

38

03KB048 Q-BioNES – Qualitätsverbesserung der Bioerdgas-Netzeinspeisung durch Sauerstoffentfernung

ZieleDas Q-BioNES-Projekt wurde gestartet, um effiziente Lösungen für die Entfernung von Sauerstoff aus Biomethan hervorzubrin-gen. In einem Teil des Gasnetzes sowie für grenzüberschreitende Gastranporte bestehen sehr stringente Anforderungen an den zulässigen Sauerstoffgehalt. Ziel des Projektes war die Exploration geeigneter Lösungsansätze für die Biogasaufbereitung und die Überführung in einen Demonstrator. Darüberhinaus sollen Synergieeffekte durch neue Erkenntnisse zu osteuropäischen Gasnetzregularien und auf dem Gebiet der Anwendung katalytischer Systeme generiert werden.

MaßnahmenIm Projekt wurde eine katalytische bzw. absorptive Entfernung des Restsauerstoffs in Biomethan von 0,5 % auf unter 10ppmv und die zugehörige technische Konverterbaugruppe entwickelt. Über ein Screening geeigneter katalytischer und absorptiver Stoffsysteme am Leibniz-Institut für Katalyse e. V. an der Universität Rostock (LIKAT) wurden leistungsfähige, wirtschaftlich geeignete Prozesse hervorgebracht und von der Dreyer & Bosse Kraftwerke GmbH im Pilotmaßstab technisch umgesetzt. Eine wesentliche Aktivität bestand in der Gewinnung begleitender Forschungsergebnisse durch das IBZ e. V. zu den THG-Reduktionspotenzialen der Applikation, wirtschaftlichen Effekten und regulativen Standards des Gasnetzzugangs in Osteuropa.


39

03KB048

Laufzeit01.01.2011 - 31.07.2013


GesamtprojektleitungDreyer & Bosse Kraftwerke GmbHwww.dreyer-bosse.de

Dr. Ralf Boback+49 (0)30 544 31 [email protected]

Projektpartner Leibniz-Institut für Katalyse an der Universität Rostock (LIKAT)

IBZ Innovations- und Bildungszentrum Hohen Luckow e. V.

40

03KB050 Ligno-Biogas – Breitenwirksame, wirtschaftliche Biogasgewinnung aus hoch lignozellulosehaltigen biogenen Reststoffen

ZieleIm Rahmen des Projektes „Ligno-Biogas“ erarbeiteten die Projektpartner ein praxisreifes Konzept für die komplette technolo-gische Prozessführung zur effizienten Vergärung von lignozellulosehaltigen biogenen Reststoffen. Das Hauptaugenmerk des Projektes lag dabei in der Entwicklung einer innovativen Verfahrenskombination aus mechanischer Zerkleinerung und enzyma-tischer Katalyse als Voraussetzung für eine energieeffiziente und technisch praktikable Substratvorbehandlung zur Biogaser-zeugung. Neben der Erreichung der prinzipiellen Möglichkeit, lignozellulosehaltige biogene Reststoffe im großen Maßstab in Biogas zu konvertieren, waren die Erhöhung der Methanausbeute und der Raumumsatzleistung wesentliche Zielparameter des Projektes.

MaßnahmenAusgehend von einer gezielten Stoffauswahl wurden durch Fraunhofer IKTS systematische Untersuchungen im Labormaßstab zum mechanisch-enzymatischen Aufschluss der lignozellulosehaltigen Reststoffe durchgeführt. Nach Ableitung eines Verfah-renskonzeptes erfolgte durch die LEHMANN Maschinenbau GmbH die Planung, Konstruktion und Fertigung der Ausrüstungen zur Substratvorbehandlung. Die Bewertung und Optimierung des entwickelten Verfahrens und der Technik erfolgte anschlie-ßend unter Einbeziehung der Biogas-Pilotanlage im Applikationszentrum Bioenergie (AZB) des Fraunhofer IKTS.


41

03KB050

Laufzeit01.01.2011 - 31.12.2012


GesamtprojektleitungFraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTSwww.ikts.fraunhofer.de

André Wufka+49 (0) 351 2553 [email protected]

Projektpartner LEHMANN Maschinenbau GmbH

42

03KB052 REMISBIO – Maßnahmen zur Reduzierung von Emissionen von Biogasanlagen

ZieleZiel des Vorhabens war es, ein marktfähiges Verfahren zur Reduktion von Methanemissionen aus biogasbetriebenen Block-heizkraftwerken zu entwickeln und den Effekt der Anwendung in der Praxis zu dokumentieren. Dabei stand die Entwicklung und der Einsatz eines Katalysators zur Reduzierung von Formaldehyd- und Methanemissionen im Vordergrund. Der optimierte Katalysator wurde an einer großtechnischen Anlage getestet.

MaßnahmenDas Verbundvorhaben testete während der fünfjährigen Laufzeit Katalysatoren im Labormaßstab unter idealisierten und an die Realität angelehnten Bedingungen. Zudem wurden Katalysatorprototypen in Langzeitversuchen an realen Anlagen mit realem Abgas erprobt.


43

03KB052

Laufzeit01.01.2011 - 31.12.2015



Dr.-Ing. Jan Liebetrau+49 (0) 341 [email protected]

Projektpartner MWM GmbH

Heraeus Precious Metals GmbH & Co. KG

44

03KB059 MultiSens – Effizientere Nutzung von biogenen Resstoffen durch den Einsatz funkbasierter Multipositionssensoren in Biogasanlagen ZieleIm Projekt MultiSens sollte ein drahtloses Sensorsystem entwickelt werden, welches die Realisierung einer Multipositions-sensorik in Biogasreaktoren erlaubt. Ziel war es, Messdaten zu generieren, die Gradienten in Reaktoren beschreiben und – kombiniert mit einer Regressionsanalyse – zu einer Optimierung der Prozessauslegung und -steuerung führen können.

MaßnahmenIm Forschungsvorhaben wurden bereits als Prototyp bestehende Funkverstärker mit Mikrosensoren insbesondere inFeldversuchen an einer Biogasanlage auf ihren Einsatz getestet und die Anforderungen abgestimmt. Die Schaffung einer Mehrparametermesssonde mit miniaturisierten und speziell für die Applikation optimierten Sensoren zur Bestimmung von pH-Wert, Redoxpotenzial, Temperatur sowie optional der Leitfähigkeit stellte einen zentralen Bestandteil dar. Zudem wurde ein anwendungsgerechtes System mit Sender und Empfänger zur Datenerfassung entwickelt. Gleichzeitig erfolgte eine aus-führliche Charakterisierung der Gradienten in einer realen Anlage an einem Hydrolysebecken und einem Fermenter. Alle relevanten Prozessparameter aus üblich gewonnenen Proben und zusätzlich aus Proben, die durch Lanzen aus dem Kern der Flüssigphase entnommen wurden, wurden im Labor ermittelt. Dadurch konnte ein Abbild des physiologischen Zustandes der Zelle erlangt und entscheidende Einflussparameter ermittelt werden. Mit den gewonnenen Daten wurden Überwachungs-strategien vorgeschlagen und die Nutzung des Konzeptes als prozessanalytisches Werkzeug (PAT) in einer Studie an der industriellen Anlage demonstriert.


45

03KB059

Laufzeit01.09.2011 - 31.08.2013


GesamtprojektleitungTechnische Universität Berlin Fachgebiet Bioverfahrenstechnikwww.bioprocess.tu-berlin.de

Prof. Dr. Peter Neubauer+49 (0) 30 314 [email protected]

Projektpartner Kurt-Schwabe-Institut für Mess- und Sensortechnik e. V. Meinsberg

teleBITcom gmbh

46

03KB060 CaviCap – Verbesserte Biogasaufbereitung zu Biomethan durch ultraschallstimulierte CO

2-Desorption bei niedrigen Temperaturen

ZieleZiel des Vorhabens war es, einen Prototypen zur Abtrennung von CO2 aus Biogas mittels ultraschallinduzierter CO2-Desorption zu entwickeln. Dieser wurde mit einer in Cottbus befindlichen neuartigen Biogasanlage gekoppelt. Das neue Verfahren basierte auf einer Aminwäsche, der eine CO2-Desorption mit geänderter Prozessführung bei Niedrigtemperatur (maximal bei 70°C) in einem Ultraschalldesorber nachgeschaltet war.

MaßnahmenDas definierte Ziel sollte über die Testung verschiedener Ultraschalldesorbereinrichtungen, die Testung von Lösungsmitteln, den Aufbau einer Laboranlage sowie einer Anlage im Technikumsmaßstab erreicht werden. Abschließend wurde die Wirtschaft-lichkeit des Einsatzes untersucht. Der Partner BANDELIN electronic GmbH trieb mit seiner Expertise bei der Entwicklung von Ultraschalltechnik den Aufbau und die Weiterentwicklung von geeigneten Ultraschalldesorbern voran. Die Optimierung der Pro-zessführung wurde durch Mitarbeiter der BTU Cottbus am Lehrstuhl für Luftchemie und Luftreinhaltung durchgeführt, während die Abstimmung des Gesamtprozesses im Zusammenspiel mit der Biogaserzeugung der GICON GmH oblag.


47

03KB060

Laufzeit01.07.2011 - 30.06.2014


GesamtprojektleitungGICON Großmann Ingenieur Consult GmbHwww.gicon.de

Dr. Sigrun Jank+49 (0) 341 [email protected]

Projektpartner Brandenburgische TU CottbusLehrstuhl für Luftchemie und Luftreinhaltung

BANDELIN electronic GmbH & Co. KG

48

03KB061 Biostrom – Steuerbare Stromerzeugung

ZieleDas Forschungsvorhaben zielte auf einen neuen Anwendungsbereich der Nutzung von Biogas ab. Dabei sollten bestehende Biogasanlagen in die Lage versetzt werden, steuerbar Strom erzeugen zu können. Konkret sollten verschiedene Lösungskon-zepte hinsichtlich der steuerbaren Stromerzeugung erstellt werden, woraus schließlich ein Konzept an einer bestehenden Biogasanlage umgesetzt wurde. Diese Biogasanlage wurde im Rahmen des Projektes umgerüstet und damit in die Lage versetzt, steuerbar Strom zu erzeugen. Die entwickelten und umgesetzten Maßnahmen sollten als Grundlage für deutschland-weite Umbaumaßnahmen an bestehenden und zukünftigen Biogasanlagen dienen.

MaßnahmenIm Rahmen des Vorhabens wurde in einem ersten Schritt das Potenzial der steuerbaren Stromerzeugung analysiert. Weitergehend wurden Konzepte und Systeme zur steuerbaren, bedarfsgerechten Stromerzeugung durch Biogasanlagen entwickelt und simuliert. Abschließend wurde ein Konzept implementiert und verifiziert.


49

03KB061

Laufzeit01.06.2011 - 31.10.2014


GesamtprojektleitungHochschule IngolstadtInstitut für neue Energie-Systeme (InES) www.thi.de/go/energie

Prof. Dr.-Ing. Wilfried Zörner+49 (0) 841 9348 [email protected]

Projektpartner UTS Biogastechnik GmbH

50

03KB063 Spurenelemente – Emissionsminderung durch Spurenelemente in Abfallbiogasanlagen

ZieleEs sollte die Demonstration ausgewählter Maßnahmen zur Reduktion von Klimaemissionen in der Praxis stattfinden. Der Fokus lag hierbei darin, den Gärrestanfall zu reduzieren und neue Substrate zu erschließen. Der Vorgang wurde wissen-schaftlich sowie messtechnisch durch das Forschungskonsortium begleitet. Ferner sollte der qualitative und quantitative Nachweis über die Wirksamkeit der Maßnahmen, sowie eine ökonomische Beurteilung der Kohlenstoffdioxid-Vermeidungskosten, die mit der Anwendung der Maßnahmen in der Praxis verbunden sind, erfolgen.

MaßnahmenAm DBFZ wurde der zweistufige GICON-Prozess im Labormaßstab untersucht und der notwendige Spurenelementebedarf ermittelt. Hierbei kamen unterschiedliche Analysemethoden zur Anwendung. Die GICON GmbH stellte Substrate mit Relevanz zum Forschungsprojekt zur Verfügung und überführte die Laborversuche auf den halb- bzw. großtechnischen Maßstab im GICON-Verfahren. Weiterhin wurde eine Abschätzung wirtschaftlicher Spurenstoffzugabe auf Basis notwendiger Mengen und wirtschaftlicher Randbedingungen und deren Ausbeuteverbesserungen getroffen. In der Firma P.U.S. Produktions- und Umweltservice GmbH wurde eine Auswahl von geeignetem FerroSorp® getroffen und geliefert.


51

03KB063

Laufzeit01.09.2012 - 30.08.2014



Dr.-Ing. Jürgen Pröter+49 (0) [email protected]

Projektpartner GICON Großmann Ingenieur Consult GmbH

P.U.S. Produktions- und Umwelt-service GmbH

52

03KB064 Pferdemist – Weiterentwicklung von Technologien zur effizienten Nutzung von Pferdemist

ZieleIm Forschungsvorhaben wurde versucht, den einsetzbaren Anteil von Pferdemist in Biogasanlagen zu erhöhen. Hierbei sollte der Pferdemist zerfasert werden, um seine Oberfläche und damit die Angriffsfläche für die abbauenden Mikroorganismen zu vergrößern. Es stand hierbei auch eine optimale Versorgung der Mikroorganismen mit Spurennährstoffen im Fokus. Durch systematische und verfahrenstechnische Untersuchungen im Labor sollten die speziellen Anforderungen von Pferdemist an die Gärbedingungen ermittelt werden. Weitere Untersuchungen fanden im Praxismaßstab an der Forschungsbiogasanlage der Universität Hohenheim statt. Bei diesen Untersuchungen wurde eine Energiebilanzierung des Verfahrens vorgenommen.

MaßnahmenIm ersten Schritt wurde durch Batch-Versuche das Methan-Ertragspotenzial aus der Vergärung von verschieden aufbereiteten Pferdemistsubstraten unterschiedlicher Herkunft und Zusammensetzung erfasst. Es sollte überprüft werden, ob der Gehalt an Spurenelementen bei hohem Pferdemistanteil für einen stabilen Biogasprozess ausreicht oder ggfs. ergänzt werden muss. Im zweiten Schritt wurden durch Variationen der Aufbereitung, der Substratzusammensetzung und der Prozesstemperatur optima-le Bedingungen für die Vergärung von Pferdemist im Labormaßstab ermittelt und definiert. Diese Untersuchungen wurden in kontinuierlich betriebenen Durchflussfermentern geplant.


53

03KB064

Laufzeit01.09.2011 - 30.09.2014


GesamtprojektleitungUniversität HohenheimLandesanstalt für Agrartechnik und Bioenergiewww.uni-hohenheim.de

Dr. Hans Oechsner+49 (0) 711 [email protected]

Projektpartner AVAT Automation GmbH(Unterauftragnehmer)

MEBA GmbH(Unterauftragnehmer)

Rott Biogas GbR(Unterauftragnehmer)

54

03KB067 SEVERA – Sensortechnik zur effizienten Vergärung biogener Reststoffe und Abfälle

ZieleZiel des Verbundprojekts war es, messtechnische Lösungen basierend auf bisher nicht verfügbarer neuartiger Sensortechnik zur Online-Erfassung wichtiger Prozessdaten in praxisrelevanten, vorzugsweise biogene Reststoffe und Abfälle verarbeitenden zweistufigen Biogasanlagen (Hydrolyse- und Methanstufe) einzusetzen. Die dabei gewonnenen Daten wurden als Führungs-größen zur Prozesssteuerung und -optimierung verwendet. Damit sollten der Automatisierungsgrad in Biogasanlagen weiter erhöht und neue Ansatzpunkte zur Prozessoptimierung bzw. zur Einbeziehung bisher nicht vergärbarer Ausgangsstoffe geschaffen werden.

MaßnahmenDie Partner des Verbundvorhabens entwickelten, erprobten und passten Messsysteme im GICON-Biogas-Technikum an. Darüber hinaus wurden Betriebs- und Messschaltungen entwickelt und technisch umgesetzt. Die Validierung und der Vergleich von Methoden zur Bestimmung von Schlüsselkomponenten für die Beurteilung der Stabilität mehrstufiger Gärprozesse sowie Praxisversuche in verschiedenen mehrstufigen Biogasanlagen gehörten ebenfalls zu den Maßnahmen des Vorhabens.


55

03KB067

Laufzeit01.09.2012 - 31.12.2015


GesamtprojektleitungGICON Großmann Ingenieur Consult GmbHwww.gicon.de

Michael Tietze+49 (0) 351 [email protected]

Projektpartner Kurt-Schwabe-Institut für Mess- und Sensortechnik e. V. Meinsberg

56

03KB068 MEGAS – Optimierung des innovativen Einsatzes eines Membranverfahrens zur Aufbereitung von Biogas zur Einspeisung ins öffentliche Erdgasnetz

ZieleZiel des Projektes war die Ermittlung des Klimaschutzpotenzials eines Membranverfahrens zur Aufbereitung von Biogas zu Methan sowie eine Optimierung hinsichtlich des Beitrags zum Klimaschutz, wobei auf einen Einsatz von Chemikalien möglichst verzichtet werden sollte. Dabei wurde außerdem eine hohe Wirtschaftlichkeit des Verfahrens angestrebt, um auch einen Einsatz bei kleineren Biogasanlagen zu ermöglichen. Über einen Vergleich mit bestehenden Anlagen sowie eine Abschätzung des potenziellen Einsatzbereichs des neuen Verfahrens wurde die Relevanz und das Potenzial der Biogasaufbereitung insgesamt eingeschätzt.

MaßnahmenDie Ingenieurbüro Buse GmbH untersuchte ein neues Verfahren zum Aufbereiten von Rohbiogas aus Biogasfermentern zu Biomethan mit einer Qualität zum Einspeisen in das öffentliche Erdgasnetz. Dabei wurde das neu entwickelte Verfahren hinsichtlich ökologischer und wirtschaftlicher Aspekte optimiert. Zur Durchführung wurden Messungen an einer Versuchs-anlage im industriellen Maßstab durchgeführt und der Prozess optimiert sowie die Funktionssicherheit in Langzeittests untersucht. Das Institut für ökologische Wirtschaftsforschung (IÖW) analysierte als Projektpartner gesellschaftlich relevante Aspekte wie die ökologische Performance (Treibhausgasbilanz) sowie die betriebswirtschaftlichen und regionalökonomischen Wirkungen. Der potenzielle Einsatzbereich des Verfahrens konnte aus diesen Analysen abgeleitet werden.

ErgebnisseAls Ergebnis ist die Studie „Biomethan im Energiesystem“ auf www.energetische-biomassenutzung.de >> Projekte & Partner als Download abrufbar.

57

03KB068

Laufzeit01.10.2012 - 31.12.2014


GesamtprojektleitungIngenieurbüro Buse GmbHwww.ing-buse.de

Axel Braasch+49 (0) 4171 [email protected]

Projektpartner IÖW - Institut für ökologische Wirtschaftsforschung gGmbH

58

03KB070 Bioabfallmethan – Optimierte energetisch-stoffliche Nutzung biogener Abfälle in Deutschland

ZieleEs sollte eine umsetzungsbezogene Machbarkeitsstudie zur stofflich, ökologisch und energetisch optimierten Nutzung kommunaler Bioabfälle (z. B. Biotonne) unter besonderer Berücksichtigung der Abfallwirtschaftsstrukturen, der Wirtschaftlich-keit und verfügbarer Technologien zur Biogasaufbereitung und Einspeisung in das Erdgasnetz erarbeitet werden. Die Projekt-ergebnisse sollen dabei das energetische Potenzial von Biomethan aus Bioabfällen für lokale Akteure wie Anlagenbetreiber, Entsorgungsunternehmer und Kommunalpolitiker deutlich machen. Besonders die im Projekt erstellten Checklisten und Hand-reichungen sollen die Praxisakteure dabei unterstützen, die dargestellten Modelle auf reale Vorhaben zu übertragen.

MaßnahmenNeben der Erarbeitung des spezifischen technischen Adaptionsbedarfs der vorhandenen Gasreinigungstechnik bei der Aufbereitung von bioabfallstämmigem Biogas sowie der Aufstellung von Kosten- und Erlösstrukturen wurden im Rahmen des Vorhabens die Voraussetzungen hinsichtlich der Anlagenkonfigurationen und Stoffströme zur Biogaseinspeisung ermittelt. Außerdem wurden in einer übergreifenden Hemmnisanalyse anlagenbezogene, organisatorisch strukturelle, wirtschaftliche und akzeptanzbezogene Faktoren zusammengefasst und entsprechende Maßnahmen und Empfehlungen entwickelt.


59

03KB070

Laufzeit01.10.2012 - 30.09.2014



Sabine Strauch +49 (0) 208 [email protected]

Projektpartner IZES gGmbHInstitut für ZukunftsEnergieSysteme

Witzenhausen-Institut für Abfall, Umwelt und Energie GmbH

60

03KB071 REPOWERING – Maßnahmen zur Effizienzsteigerung für den vorhandenen Biogasanlagenbestand

ZieleZiel des Projekts REPOWERING war die Ermittlung, Beschreibung und Bewertung von Technologieoptionen für die Effizienz-steigerung bestehender Biogasanlagen sowie die Erstellung von Konzepten zur Realisierung der Optionen unter Beachtung des Beitrags zum Klimaschutz und der Wirtschaftlichkeit. Weiterhin sollte das Projekt REPOWERING auch Wege öffnen, Bioabfälle in Anlagen mit zu vergären, die zum damaligen Zeitpunkt ausschließlich nachwachsende Rohstoffe zur Vergärung einsetzten.

MaßnahmenDas Forschungskonsortium entwickelte Konzepte zur Ausschöpfung der REPOWERING-Potenziale und evaluierte diese anhand von Szenarienbetrachtungen. Für die identifizierten Möglichkeiten zur Effizienzsteigerung wurden die erforderlichen Kosten der Betriebs- und Anlagenoptimierung ermittelt, den Effizienzsteigerungspotenzialen gegenübergestellt und bewertet. Es erfolgte eine Ableitung von Handlungsoptionen, die Erstellung von Leitfäden sowie die Vermittlung der Optimierungspotenziale im Rahmen von Betreiberworkshops.


61

03KB071

Laufzeit01.10.2012 - 30.09.2014



Joachim Krassowski+49 (0) 208-8598-1162 [email protected]

Projektpartner Bioreact GmbH

bonalytic GmbH

gewitra-Ingenieursgesellschaft für Wissenstransfer mbH

62

03KB072 PROKOSYS – Prozesse, Komponenten und Systeme für den flexibilisierten Betrieb von Biogasanlagen unter Nutzung biogener Rest- und Abfallstoffe

ZieleDas Verbundprojekt PROKOSYS befasste sich mit der Flexibilisierung der Biogasproduktion und -bereitstellung als Beitrag zum Ausgleich fluktuierender regenerativer Energiequellen und damit zur Stabilisierung der Energieversorgung. Die Verbindung von zeitlich gesteuerter Biogasproduktion und effektiver Aufbereitung des Biogases soll es dem Anlagenbetreiber ermöglichen, die im EEG 2012 eingeführten Markt- und Flexibilitätsprämien zu nutzen.

MaßnahmenEs wurden Komponenten, Prozesse und Systeme für die bedarfsgerechte Produktion und Bereitstellung von Biogas entwickelt. Dafür wurde einerseits ein für den Bereich landwirtschaftlicher Rohstoffe entwickeltes, dynamisch betreibbares Verfahren zur Erzeugung von Biogas auf die Verwendbarkeit für schwer abbaubare organische Reststoffe hin weiterentwickelt. Andererseits wurde die Energieverdichtung durch entwässerungsfreie und H2S-persistente Biogasaufbereitung für kleinere Gasnetze unter Nutzung von keramischen Membrantechnologien effektiviert. Mit Hilfe im Projekt weiterentwickelter Online-Analysen- und Steuerungstechniken wurden alle Einzelkomponenten zu Systemen zusammengefasst, welche hochflexibel und optimal betreibbar sind.


63

03KB072

Laufzeit01.10.2012 - 31.03.2015



Dr.-Ing. Burkhardt Faßauer +49 (0) 351 [email protected]

Projektpartner LMEngineering GmbH

DBI Gas- und Umwelttechnik GmbH

Weber Entec GmbH & Co. KG

64

03KB073 OptFlex – Ermittlung eines technisch-ökonomisch optimierten Betriebs von flexiblen Biogasanlagen

ZieleDas Projekt hatte zum Ziel zu ermitteln, wie sich bestehende Biogasanlagen durch eine technisch-ökonomisch möglichst optimierte Betriebsweise unter den bestehenden gesetzlichen Rahmenbedingungen optimal am Markt positionieren können. Parallel dazu wurden die Effekte der veränderten Betriebsweisen und Einspeisungen auf die CO2-Bilanz der Anlagen ermittelt.Ziel des Projektes war es weiter, Informationen zur praktischen Umsetzung und zur Nutzung der Flexibilitätsprämie aufzuarbeiten, zu verbreiten, sowie der Politik Empfehlungen zur Einführung des Instruments zu geben.

MaßnahmenIm Rahmen des Projektes wurden verschiedene Praxisanlagen, die die Flexibilitätsprämie nutzten bzw. planten zu nutzen, detailliert technisch und ökonomisch analysiert. Dabei wurden u. a. getätigte sowie geplante Investitionen zur Steigerung der Anlagenflexibilität ermittelt. Das DBFZ entwickelte ein Modell zur technisch-ökonomisch-ökologischen Optimierung. Zudem synchronisierte das DBFZ die vom Vorhabenspartner Next Kraftwerke analysierten unterschiedlichen Vermarktungsoptionen mit den zum Einspeisezeitpunkt erfassten Betriebsdaten der Anlagen und ermittelte, ob eine ökonomisch sinnvollere Vermark-tung im Betrachtungszeitraum möglich gewesen wäre. Im nächsten Schritt wurde untersucht, ob mit der Veränderung verschie-dener Anlagenkomponenten eine ökonomisch sinnvolle Steigerung der Flexibilität möglich ist. Zur ökologischen Bewertung wurde analysiert, wie sich anlagenspezifische Emissionen durch die angepassten Fahrweisen verändern sowie welcher systemische CO2-Effekt durch eine bedarfsgerechtere Fahrweise entsteht.


65

03KB073

Laufzeit01.09.2012 - 31.03.2015



Markus Lauer +49 (0) 341 2434-491 [email protected]

Projektpartner Next Kraftwerke GmbH

66

03KB075 Demotreber – Demonstrationsanlage zur kombinierten Treberverbrennung/-vergärung in einer Brauerei

ZieleDas Ziel bestand in der Entwicklung eines geeigneten Verfahrenskonzepts zur kombinierten Verbrennung und Vergärung von nassen, faserhaltigen Reststoffen wie Biertrebern. Das Vorhaben wies ein hohes Übertragungspotenzial auf, da noch kein zufriedenstellender Ansatz zur energetischen Verwertung von Biertrebern existierte und viele Brauereien über den Einsatz von Biomasse unter dem Aspekt Nachhaltigkeit und Imagegewinn nachdachten.

MaßnahmenAm Standort einer Brauerei wurde eine Demonstrationsanlage zur kombinierten Verbrennung und Vergärung von nassen, faserhaltigen Reststoffen wie Biertrebern umgesetzt. Hierbei wurde die Technologie der üblich verwendeten Seiherschnecken-presse für die spezielle Anwendung angepasst und in den laufenden Brauereibetrieb integriert. Die mechanische Entwässerung sollte optimiert sowie das Presswasser in kontinuierlichen Versuchsreihen co-vergoren werden. Darüber hinaus sollte eine Biomassefeuerung an den Einsatzstoff Biertreber adaptiert werden. Abschließend wurde die Klimaschutzwirkung berechnet sowie eine Wirtschaftlichkeitsabschätzung des Verfahrenskonzepts durchgeführt. ErgebnisseDer Endbericht ist auf www.energetische-biomassenutzung.de >> Projekte & Partner als Download abrufbar.

67

03KB075

Laufzeit01.10.2012 - 31.03.2015


GesamtprojektleitungTechnische Universität MünchenLehrstuhl für Rohstoff- und Energietechnologiewww.tum.de

Severin Fleischmann+49 (0) 9421 [email protected]

Projektpartner Weisses Bräuhaus G. Schneider & Sohn GmbH

Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT

Harburg-Freudenberger Maschinen-bau GmbH

68

03KB078 LF Bio Direkt – Leitfaden Biomethan BHKW-direkt

ZieleDie Arbeitsziele des Vorhabens lagen in der Analyse des Einsatzes von Biomethan in BHKWs unter technischen, wirtschaftlichen, rechtlichen und marktanalytischen Aspekten sowie in der Betrachtung der Optionen der Direktvermarktung. Dabei sollte eine umfassende Datenanalyse vorgenommen werden. Ziel des Vorhabens war es insbesondere, die ermittelten wissenschaftlichen und technischen Daten derart aufzubereiten, dass durch gezielte Informationsvermittlung und das Aufzeigen von Handlungsoptionen Marktakteuren für die Nutzung von Biomethan in KWK eine praxisnahe Unterstützung geboten wird. Abschließend wurde ein Leitfaden für den Biomethaneinsatz in BHKWs zusammengestellt und leserfreundlich aufbereitet.

MaßnahmenDer entwickelte Leitfaden informiert umfassend über die Möglichkeiten, Chancen und Herausforderungen beim Einsatz vonBiomethan in Kraft-Wärme-Kopplung. Er beschreibt eine Vorgehensweise für den Biomethaneinsatz in BHKWs, führt zahlreicheKennwerte auf und stellt erstmals verschiedene Ansätze für die Optimierung der Wirtschaftlichkeit bei Direktvermarktung deserzeugten Stroms und zusätzlicher Anlagenflexibilisierung vor. Damit richtet sich der Leitfaden sowohl an Experten aus derEnergiebranche als auch an private BHKW-Betreiber und Unternehmen, die sich über die Energieversorgung über ein mitBiomethan betriebenes BHKW informieren wollen. Im Kern betrachtet der Leitfaden möglichst umfassend relevanteGesichtspunkte, wie beispielsweise die rechtlichen Rahmenbedingen mit verstärktem Fokus auf dem EEG, Aspekte der Projektentwicklung, grundlegende Zusammenhänge, aber auch praxisnahe Sachverhalte und reale Beispiele.

ErgebnisseDer Leitfaden ist auf www.energetische-biomassenutzung.de >> Projekte & Partner als Download abrufbar.

69

03KB078

Laufzeit01.12.2012 - 31.12.2013


GesamtprojektleitungDeutsche Energie-Agentur GmbHwww.dena.de

Sandra Rostek+49 (0) 30 [email protected]

Projektpartner Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT

Fraunhofer-Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik – IWES

© W

ELTE

C BI

OPOW

ER G

mbH

70

03KB080 Flex75 – Anwendung der Flexibilitätsprämie für Gülleanlagen < 75 kW

ZieleIm Verbundprojekt sollte eine wissenschaftlich-technische Grundlage erarbeitet werden, mit der die Wirtschaftlichkeit von Gülleanlagen in der Direktvermarktung im Sinne des EEG 2012 überprüft werden kann. Im Rahmen einer wirtschaftlichen Gesamtbetrachtung sollte unter Praxisbedingungen anhand von zwei ausgewählten Gülleanlagen, die technische Nachrüstung und der erzielbare Mehrerlös durch Teilnahme am Regelenergiemarkt bewertet werden. Zum einen wurden die hierfür notwendigen Investitionskosten für die Anlagenumrüstung (Gasspeicher/BHKW), zum anderen die erzielbaren Mehrerlöse durch Teilnahme am Regelenergiemarkt (virtuelles Kraftwerk) ermittelt.

MaßnahmenIm Rahmen des Projekts sollte die maximale substituierbare fossile Regelenergie/THG-Einsparung durch Teilnahme von Gülleanlagen in der Direktvermarktung und eine Prüfung der Wirtschaftlichkeit vorgenommen werden. In der wirtschaftlichen Gesamtbetrachtung wurden unter Praxisbedingungen anhand von zwei ausgewählten Gülleanlagen, die technische Nachrüstung und die erzielbaren Mehrerlöse durch Teilnahme am Regelenergiemarkt bewertet. Die Ergebnisse lieferten Handlungsempfehlungen zur Nutzung der Flexibilitätsprämie für Gülleanlagen.


71

03KB080

Laufzeit01.07.2013 - 31.12.2014


GesamtprojektleitungFraunhofer UMSICHTInstitutsteil Sulzbach-Rosenberg www.umsicht-suro.fraunhofer.de

Dr. Matthias Franke+49 (0) 9661 [email protected]

Projektpartner OmniCert GmbH Maschinenringe Deutschland GmbH

72

03KB081 EFFIGEST – Effizienzsteigerung bei der Vergärung von Geflügelmist unter Nutzung modifizierter Strohfraktionen und mit prozessintegrierter Gewinnung marktfähigem Düngers

ZieleProjektziel war die Entwicklung einer energetisch hocheffizienten Mischung aus Geflügelmist und pelletiertem Stroh, um beides effektiver und effizienter verarbeiten und in Energie und Wärme umwandeln zu können (BHKW und Pyrolyse). Abschließend sollte aus den vorhandenen Resten Dünger hergestellt werden.

MaßnahmenIm Rahmen des Verbundvorhabens wurde eine effiziente, energetisch autarke Prozesskette bis zum Pilotmaßstab entwickelt. Die Prozesskette bestand hierbei aus einer integrierten Aufbereitungstechnologie zum Aufschluss und der Kompaktierung von Stroh. Dadurch sollte der Transport- und Handlingaufwand deutlich verbessert werden. Darüber hinaus wurde die Fermenta-tionstechnik über ein optimales Nährstoff- und Wassermanagement, effizientes Rühren und Mischen sowie die Vermeidung von Sinkschichten optimiert. Abschließend sollte innerhalb der Prozesskette durch Düngemittelproduktion und thermischer Verwertung, insbesondere Pyrolyse, der Gärrest stofflich und energetisch genutzt werden.


73

03KB081

Laufzeit01.09.2013 - 29.02.2016



Björn Schwarz +49 (0) 351 [email protected]

Projektpartner PCM Green Energy GmbH & Co. KG

Rückert NatUrgas GmbH

74

03KB082 HydroCon – Flexible Anlagenkomponente zur Steigerung der Substratausnutzung in Biogasanlagen

ZieleBestehende Biogasanlagen sollten durch einen externen Container – als eine nachrüstbare Komponente – in die Lage versetzt werden, die Hydrolysestufe des Biogasprozesses effizienter ablaufen zu lassen. Der Substratbedarf sollte reduziert sowie die Gasausbeuten erhöht werden, und die Klimaeffizienz sollte verbessert werden. Die Abtrennung dieser Stufe mittels eines Con-tainers betraf auch die jeweils entstehenden Gase: eine Biogasproduktion mit einem höheren Methananteil sollte ermöglicht werden. Eine Anpassung an bestehende bzw. an Neuanlagen sollte durch diesen kompakten und flexibel einsetzbaren Contai-ner individuell realisiert werden. Mit einer gesteuerten Zuführung des Hydrolysats in den Hauptfermenter wurde die Menge des produzierten Biogases beeinflusst. Ziel war es, damit dem schwankenden Energiebedarf auf dem Markt stärker entsprechen zu können. Das Projekt umfasste Grundlagenuntersuchungen, aber auch Praxisuntersuchungen mit einem Funktionsmuster. Anschließend sollte die Pilotlösung umgesetzt werden.

MaßnahmenIm Vorhaben wurde eine externe Baueinheit für eine Hydrolysestufe des Biogasprozesses entwickelt – Labor, Funktionsmus-ter, Pilotanlage. Damit sollte die Wirtschaftlichkeit bestehender Biogasanlagen gesteigert (erwartete Effizienzsteigerung: 10%) und die Biogasproduktion zeitlich beeinflusst werden. Außerdem wurde durch die Eliminierung bzw. starke Verringerung des Schwefelwasserstoffs im Biogas des Hauptfermenters, die Bindung des Schwefelwasserstoffs des Hydrolysegases und die Re-duzierung des Biomassebedarfs zur Reduktion der Treibhausgasemissionen und zur Erhöhung der gesellschaftlichen Akzeptanz beigetragen.


75

03KB082

Laufzeit01.08.2013 - 30.09.2015


GesamtprojektleitungSTEROS GmbHwww.steros-gmbh.de

Steffen Rosenbaum+49 (0) 3987 [email protected]

Projektpartner IBZ Innovations- und Bildungszentrum Hohen Luckow e. V.

Universität RostockAgrar- und Umweltwissenschaftliche Fakultät

76

03KB084 ACidestion – Modifizierte VFA (Fettsäure)-Silierung zur Steuerung einer bedarfsorientierten Biogasproduktion

ZieleZur Realisierung einer zeitlich regelbaren Produktion von Biogas sollen Biogasanlagen neben „normaler“ Silage zu den Bedarfs-zeiten alternativ siliertes Substrat nutzten. Dieses soll durch die Zugabe von Mikroorganismen im Silierprozess erzeugt werden, die dort flüchtige kurzkettige Fettsäuren (VFA) produzieren. VFA können im Prozess schnell zu Biogas umgewandelt werden und erhöhen nach Zugabe dieser Substrate zeitnah die Gasmenge.

MaßnahmenIm Rahmen des Vorhabens werden die Silierungsbedingungen so modifiziert, dass während des Siliervorganges vermehrt kurz-kettige Fettsäuren, besonders Buttersäure gebildet wird. Die modifizierte Silage soll anschließend in einem 1,5m3 Fermenter im Technikkumsmaßstab eingesetzt und getestet werden. Durch die modifizierte Silage soll eine erhöhte Biogasproduktion mit einer gleichzeitigen Steigerung der absoluten Methankonzentration im Biogas erreicht werden. Mit den gewonnenen Erkenntnissen aus dem Projekt wird dann eine Modellierung und Simulation eines dynamischen Verhaltens einer Biogasproduktion ermöglicht, um auf den fluktuierenden Energiestrom aus Wind und Solar reagieren zu können.

ErgebnisseDer Endbericht ist mit Veröffentlichung auf www.energetische-biomassenutzung.de >> Projekte & Partner als Download abrufbar.

77

03KB084

Laufzeit01.08.2013 - 28.02.2017


GesamtprojektleitungFachhochschule Aachenwww.fh-aachen.de

Prof. Dr.-Ing. Isabel Kuperjans+49 (0) 241 [email protected]

Projektpartner PlanET Biogastechnik GmbH

78

03KB086 Ovaler BioReakt – Biogaserzeugung aus biogenen Reststoffen in ovalen Reaktoren aus Stahlfaserbeton

ZieleZiel des Vorhabens ist die praxistaugliche Erprobung und Validierung einer neuartigen Biogas-Erzeugungstechnologie für den Ein-satz biogener Reststoffe. Durch Einführung einer ovalen Reaktorgeometrie mit effizienter Mischtechnik kann die sich ausbilden-de Umlaufströmung gezielt mit den verfahrenstechnischen Vorteilen einer Reaktionskaskade genutzt und somit die biologische Aktivität der Mikroorganismen erhöht werden. Im Ergebnis dessen sollen – im Vergleich zu traditionell betriebenen Anlagen – ein erhöhter Substratumsatz sowie Substratabbau bei gleichzeitiger Reduzierung der erforderlichen Energie zum Mischen erreicht werden. Unterstützt wird dieser Ansatz durch Nutzung spezieller Technik zur Substratvorbehandlung hoch lignozellulosehaltiger Substrate. Das Projekt soll dazu beitragen, langfristig die Biogaserzeugung als eine von den Anreizen des EEG unabhängige Variante der regenerativen Energieerzeugung zu entwickeln.

MaßnahmenIm Fokus des Projektes steht die Errichtung einer modular gestalteten Demonstrations-Biogasanlage zur Erprobung und Validie-rung einer neuartigen ovalen Reaktorgeometrie mit effizienter Mischtechnik. Ausgehend von vorliegenden Untersuchungen im Labor- und Technikumsmaßstab bietet die Einführung ovaler, mit Trennwänden unterteilter Reaktoren eine verfahrenstechnisch vorteilhafte Reaktorgeometrie, mit der im Vergleich zu traditionell errichteten Biogasanalgen eine signifikante Steigerung der Biogasausbeute erzielt werden kann. Zusätzlich zu der dargestellten Übertragung des innovativen Reaktorkonzeptes in den Praxisbetrieb soll eine weitere Leistungssteigerung der Biogaserzeugung durch den Einsatz hoch lignozellulosehaltiger biogener

Reststoffe demonstriert werden.


79

03KB086Laufzeit01.08.2013 - 14.08.2017


GesamtprojektleitungFraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme (IKTS)www.ikts.fraunhofer.de

Dr. Karin Jobst+49 (0) 351 [email protected]

Projektpartner MFPA Leipzig GmbH

Werner Stowasser Bau GmbH

LEHMANN-UMT GmbH

ATG GmbH

IWE-Ingenieurgesellschaft für Wasser und Entsorgung mbH (Unterauftragnehmer)

Biogastechnology V.B.T.S. GmbH (Unterauftragnehmer)

Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf e. V. (Unterauftragnehmer)

80

03KB087 RegioBalance – Bioenergie-Flexibilisierung als regionale Ausgleichsoption im deutschen Stromnetz

ZieleIm Vorhaben wurden für definierte Modellregionen die Leistungsfähigkeit von Bioenergieanlagen zu einer bedarfsgerechten Strombereitstellung mit dem Ziel, einen Ausgleich für schwankende Residuallasten in Verteilnetzen zu schaffen, analysiert und die Kosten solcher Bioenergieanlagen als regionale Netzausgleichsoption bewertet.

MaßnahmenZentraler Projektbestandteil war eine raumbezogene Auswertung, mit der die Möglichkeiten einer flexiblen Stromeinspeisung von Biogasanlagen bewertet und in einen räumlichen Kontext gesetzt werden konnten. Hierzu wurden bestehende Projektergeb-nisse ausgewertet, neue Anlagenkonzepte diskutiert und eine GIS-basierte Auswertung durchgeführt. Auf dieser Basis wurden Zukunftsszenarien entworfen, deren netzseitige Auswirkungen für ausgewählte Netzbereiche berechnet werden. Abschließend erfolgte eine volkswirtschaftliche Kostenbetrachtung mit dem Ziel, die Netzausgleichsoption bedarfsgerechte Strombereitstellung aus Bioenergie hinsichtlich ihrer Gesamtkosten einzuordnen. Die Ergebnisse aus den Arbeitspaketen und die gewonnenen Erkenntnisse wurden in einem Workshop zur Diskussion gestellt, um sie zu evaluieren und neue Informationen in die Projektarbeit einfließen zu lassen. Als letztes Ergebnis des Projektes wurden Handlungsempfehlungen erarbeitet, die technische, ökonomische, regulatorische und förderpolitische Aspekte einer Umsetzungsstrategie für eine regionale Bioenergie-ausgleichsoption adressieren.


81

03KB087

Laufzeit01.09.2013 - 31.01.2016



Tino Barchmann+49 (0) 341 [email protected]

Projektpartner Energy2Market GmbH

E.DIS AG(Unterauftragnehmer)

50Hertz Transmission GmbH(Unterauftragnehmer)

Uniper Technologies GmbH(Unterauftragnehmer)

82

03KB089 BioPower2Gas – Demonstration und Vergleich von optimal leistungsregelbaren Biogastechnologien

ZieleIm Fokus standen flexibilisierende Technologien für Biogas- und Biomethananlagen zur bedarfsgerechten Stromerzeugung unter den Prämissen der Direktvermarktung durch das EEG 2012. Die flexible Fahrweise der Anlagentypen Biogas-, Biomethan- und BioPower2Gas-Anlage wurden simuliert sowie zur Demonstration im Praxisbetrieb erprobt und untersucht. Eine der Praxisanlagen steht in Jühnde - das erste Bioenergiedorf Deutschlands und Vorrreiter bei der Umsetzung der Energiewende.

MaßnahmenDie BioPower2Gas-Anlage ist eine Biogasanlage, die um einen Elektrolyseur und einen weiteren Fermenter zur Biomethanerzeugung erweitert wurde. Die Anlage nimmt Spitzenstrom aus EE-Anlagen zur Netzstabilisierung auf, erzeugt Wasserstoff der mit CO2 in Bio-methan umgewandelt wird. Das gesamte erzeugte Biomethan wird in das Erdgasnetz eingespeist. Das Biomethan-Blockheizkraftwerk (BHKW) wird aus dem Erdgasnetz mit Biomethan versorgt und speist flexibel bedarfsorientiert Strom ins Netz ein. Für die Sicherstel-lung einer kontinuierlichen Versorgung des angeschlossenen Nahwärmenetzes wurde das BHKW um einen Wärmespeicher erweitert. Die flexible Biogasanlage ist eine Biogasanlage, die mit erhöhter BHKW-Leistung und einem Gas- und Wärmespeicher ausgestattet ist, um flexibel auf Bedarfs- oder Marktimpulse reagieren zu können. Neben der messtechnischen Evaluation des Demonstrations-betriebs wurde der flexible Anlagenbetrieb im Modell simuliert. Es wurden zudem Algorithmen entwickelt, die der Bereitstellung indi-viduell optimierter Betriebsfahrpläne unter Berücksichtigung der Märkte und der Restriktionen im Verteilnetz dienen. Abschließend wurden die verschiedenen Flexibilisierungsansätze hinsichtlich Treibhausgase, Wirtschaftlichkeit, regionaler Wertschöpfungseffekte, Versorgungssicherheit und Verträglichkeit im Verteilnetz bewertet sowie Geschäftsmodelle gemäß des EEG abgeleitet.


83

03KB089

Laufzeit01.09.2013 - 31.08.2016


GesamtprojektleitungIdE Institut dezentrale Energietechnologienwww.ide-kassel.dewww.biopower2gas.de

Tobias Heidrich+49 (0) 561 [email protected]

Projektpartner CUBE Engineering GmbH

EnergieNetz Mitte GmbH (ein Unternehmen der EAM)

EAM EnergiePlus GmbH

MicrobEnergy GmbH (Viessmann Group)

© S

tudi

o Bl

åfiel

d, w

ww.

blofi

eld.

de

84

03KB094 ManBio – Entwicklung von technischen Maßnahmen zur Verbesserung des Gasmanagements von Biogasanlagen

ZieleDas Vorhaben zielte im Detail auf die technische Verbesserung von Systemen zur Speicherfüllstandsmessung, und deren Einbindung in das Prozessleitsystem der Biogasanlage ab. Zur Optimierung der Prognose von verfügbaren Gasspeicherkapazitäten wurden zusätzlich Prozessdaten wie z. B. die Gasproduktionsrate, Gasverbrauch, Temperatur und Luftdruck verwendet. Die weiterentwickelten Systeme sollten mit geringem Aufwand perspektivisch an einer Vielzahl von bestehenden Biogasanlagen mit unterschiedlichen Gasspeichersystemen umgesetzt werden können und somit auch zur Verringerung von betriebsbedingten Emissionen in erheblichem Umfang beitragen.

MaßnahmenDie Grundlagen wurden in einer technischen Analyse der gebräuchlichen Systeme und wesentlicher Einflussfaktoren im Betrieb von Gasspeichersystemen geschaffen. Darauf aufbauend wurden Messsysteme modifiziert, die Einflussgrößen in einem Modell abgebildet und die Integration in die Anlagenautomatisierung vorgenommen. Die technische Umsetzung und Erprobung im Dauerbetrieb erfolgte an der Forschungsbiogasanlage des DBFZ und einer weiteren Biogasanlage, welche von dem Praxispartner der Fa. Awite Bioenergie GmbH betreut wurde.


85

03KB094

Laufzeit01.09.2014 - 28.02.2017



Mathias Stur+49 (0) 341 [email protected]

Projektpartner Awite Bioenergie GmbH

86

03KB097 Ash-to-Gas – Mikrobielle Biomethan-Erzeugung mit Wasserstoff aus der thermischen Vergasung von Biomasse mit Nährstoffen aus Vergasungsrückständen

ZieleZiel des Forschungsvorhabens ist die Untersuchung der mikrobiellen Erzeugung von Methan aus holzartiger Biomasse. Dabei soll Synthesegas (CO, Wasserstoff) aus der thermochemischen Vergasung mit Mikroorganismen und der Technologie der Fa. MicroPyros in Methan umgesetzt werden. Kernproblem dieser mikrobiologischen Methanisierung ist die Versorgung der Organismen mit Nährstoffen. Zu klären ist, ob durch die Aschen und Kokspartikel der thermischen Vergasung der Nährstoffhaushalt der Mikroorganismen einfach und effizient bereitgestellt werden kann und inwieweit CO und Teerkomponenten Wachstum und Aktivität der Mikroorganismen hemmen.

MaßnahmenAm Lehrstuhl für Energieverfahrenstechnik (EVT) der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg findet der Proof-of-Concept statt. Ein Labor-Fermenter und ein Fermenter der Fa. MicroPyros werden dabei mit Synthesegas aus einem allothermen Wasserdampflaborvergaser der TCR®-Technikumsanlage bei Fraunhofer UMSICHT versorgt. Ziel der Laboruntersuchungen ist es Fütterstrategien und Prozessbedingungen zu optimieren. Zudem wird untersucht, welche Aufreinigungsschritte notwendig sind, bevor das Produktgas des allothermen Vergasers in den Fermenter eingeleitet werden kann. Um eine Minimierung der Reinigungsschritte zu erwirken, müssen die Mirkoorganismen möglichst an die Komponenten realen Holzgases adaptiert werden. Durch die bereits bestehende Laborinfrastruktur am EVT können dafür verschiedene Aschen und synthetische Holzgase mit definierten Teerkomponenten verwendet werden.


87

03KB097

Laufzeit15.12.2014 - 14.12.2017


GesamtprojektleitungFriedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, Lehrstuhl für Energieverfahrenstechnik (EVT)www.evt.tf.fau.de

Prof. Dr.-Ing. Jürgen Karl+49 (0) 911 5302 [email protected]

Projektpartner MicroPyros GmbH

Fraunhofer UMSICHTInstitutsteil Sulzbach-Rosenberg

88

03KB098 SuRIOx – Sulfur Removal with IronOxid

ZieleZiel des Projektes SuRIOx ist - basierend auf den Ergebnissen des 2013 abgeschlossenen Projektes Bio-SNG-Entschwefelung (FKZ: 03KB041) - die verfahrenstechnische Entwicklung und Erprobung eines neuartigen Entschwefelungssystems. Es sollen Prozessparameter ermittelt sowie Verfahren für die einzelnen Schritte der Biogasentschwefelung, In-Situ Reaktivierung sowie die Ex-Situ Regeneration mit Schwefelrückgewinnung entwickelt werden. Im Vergleich zu den bestehenden Entschwefelungsver-fahren (z. B. Aktivkohle) weist das Verfahren SuRIOx mehrere ökonomische und ökologische Vorteile auf, wie die Rückgewinnung von Schwefel, geringe Entsorgungskosten und kein Lufteintrag in das Biogas. Die nach voraussichtlich langem Lebenszyklus nicht mehr einsatzfähigen Adsorberschäume können in den Wertstoff-Kreislauf zurückgeführt werden. Der gewonnene Schwefel kann zudem als Grundchemikalie vermarktet werden. Dies führt zu vergleichsweise geringeren Lebenszykluskosten.

MaßnahmenDer Schwerpunkt des IFAM-DD liegt im Bereich der Materialentwicklung und Beschichtungstechnologie sowie in der Bewertung des Adsorbermaterials hinsichtlich der Degradation und Materialanalyse. Das IKTS beschäftigt sich mit der Entwicklung und Erprobung der einzelnen Verfahrensschritte Biogasentschwefelung, In-Situ Reaktivierung sowie der Ex-Situ Regeneration. Die Herstellung der für das Projekt benötigten Trägerschäume erfolgt durch die Fa. Alantum. Emission Partner ist für die Maßstabsübertragung der Beschichtungstechnologie und Kalzinierungsprozedur sowie für die Bereitstellung beschichteter Adsorberschäume zuständig. GICON ist zum einen in der Systementwicklung der Versuchsanlage sowie in der Erprobung dieser an der Technikumsbiogasanlage zuständig.


89

03KB098

Laufzeit01.11.2014 - 30.04.2018


GesamtprojektleitungFraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme – IKTSwww.ikts.fraunhofer.de

Marc Lincke+49 (0) 351 [email protected]

Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und angewandte MaterialforschungInstitutsteil Dresden – IFAM-DDwww.ifam.fraunhofer.de

Gunnar Walther+49 (0) [email protected]

Projektpartner Alantum Europe GmbH

Emission Partner GmbH & Co. KG

GICON Großmann Ingenieur Consult GmbH

90

03KB099 CLEANPELLET – Entwicklung eines Verfahrens für die Erzeugung emissionsarm verbrennbarer Gärrestpellets

ZieleIm Rahmen von CLEANPELLET soll auf Basis von gezielt modifizierten Gärresten aus der Biogaserzeugung eine Alternative zu reinen Holzpellets entwickelt und untersucht werden. Zum jetzigen Zeitpunkt sind Brennstoffe auf Gärrestbasis jedoch in Deutschland nicht zugelassen, da sie unter anderem aufgrund verschiedener Inhaltsstoffe bei der Verbrennung Probleme wie Geruchs- und Schadstoff-emission, hoher Aschegehalt, hohe Verschlackungsneigung und schlechtes Initialzündverhalten verursachen. Ziel von CLEANPELLET ist daher die Entwicklung eines Verfahrens zur Aufbereitung der grobpartikulären Rückstande aus Gärresten.

MaßnahmenZur Konditionierung der Gärreste erfolgt eine gezielte Optimierung der Fest-Flüssig-Trennung mit anschließender Wäsche der Grobstoffe, wobei die zu oben genannten Problemen führenden Substanzen zuerst freigesetzt und dann abgetrennt werden. Zur Minimierung des Frischwassereinsatzes und der damit verbundenen Erhöhung der Wirtschaftlichkeit werden die mineralischen Verunreinigungen mit Hilfe von keramischen Membranen aus dem Waschwasser entfernt und die mögliche Nutzung des Konzentrates als Düngemittel untersucht. Weiterhin werden Untersuchungen zur Verbesserung der Pelletierbarkeit von Gärresten im Labor- und Technikumsmaßstab durchgeführt. Dabei werden neben dem Einsatz von Zuschlagstoffen auch Variationen der Prozessbedingungen während der Konditionierung und sich daraus ergebende Unterschiede in der Faserstruktur der Feststoffphase betrachtet. Die erzeugten Pellets werden abschließend auf ihre Verbrennungseigenschaften untersucht und rechtlich eingeordnet.


91

03KB099

Laufzeit01.09.2014 - 31.08.2017



Olaf Scheithauer +49 (0) 351 [email protected]


LEHMANN-UMT GmbH

© S

tudi

o Bl

åfiel

d, w

ww.

blofi

eld.

de

92

03KB100 FermKomp – Abgestimmte Effizienzsteigerung und Emissionsminderung der Feststofffermentation mit nachfolgender Kompostierung

ZieleIm Rahmen des Forschungsvorhabens FermKomp soll auf Basis einer zu ermittelnden optimierten Materialstruktur von Einsatzstoffen (Abfall) der Abbau in den anaeroben und aeroben Verfahrensstufen verbessert sowie eine effiziente Abstimmung der Prozesse aufeinander demonstriert werden.

MaßnahmenZur Umsetzung des Vorhabens wird eine praxistaugliche Methode zur Materialcharakterisierung etabliert, optimale Materialanforderungen an Substrat-/Strukturmaterialmischungen für den anaeroben und aeroben Behandlungsschritt ermittelt, sowie die erreichten Effizienzsteigerungen in der Vergärung und der Emissionsminderung in der Kompostierung quantifiziert und bewertet. Abschließend erfolgt die ökologische Bewertung der Projektergebnisse.


93

03KB100

Laufzeit01.10.2014 - 30.09.2017



Torsten Reinelt+49 (0) 341 [email protected]

ProjektpartnerDr. Reinhold & Kollegen

GICON Großmann Ingenieur Consult GmbH

© S

tudi

o Bl

åfiel

d, w

ww.

blofi

eld.

de

94

03KB101 FlexFeed – Flexibilisierte Fütterung in Biogasprozessen mit Modell-basierter Prozesserkennung im Praxismaßstab

ZieleIm Projekt FlexFeed wird die Evaluierung und Optimierung einer Strategie zum Fütterungsmanagement an Biogasanlagen angestrebt, welches innovative Sensorik in der Flüssigphase, Modell-basierte Überwachung und auf neuronalen Netzen beruhende Prognosen als methodische Ansätze vereint.

MaßnahmenIn Zusammenarbeit aller Projektpartner werden an einer Forschungsbiogasanlage Lastwechsel durchgeführt und die Auswirkungen untersucht. Durch den Einsatz verschiedener Sensorik in der Flüssigphase und einer Prozesszustandserkennung sollen Veränderungen bzw. Störungen frühzeitig erkannt werden. Dies ist insbesondere bei Änderungen der Substratzusammensetzung und bei Beladungswechseln relevant. Lanzen-basierte Probennahmesysteme sowie Sensorik an Prozess-kritischen Orten in der Flüssigphase unterstützen die Früherkennung von Störungen. Der Einsatz eines Prognoseverfahrens bei Last- und Substratwechseln mit neuronalen Netzwerken soll zu einem ganzheitlichen Ansatz aus Prognose, online-Sensorik und Modell-basierter Überwachung führen. Im Projekt werden Praxisdaten im Großmaßstab bei unterschiedlichen, sehr flexiblen und hochbelasteten Betriebszuständen generiert, die zur Optimierung und Evaluierung der entwickelten Modelle beitragen.


95

03KB101

Laufzeit01.10.2014 - 31.03.2018


GesamtprojektleitungTechnische Universität BerlinFachgebiet Bioverfahrenstechnikwww.bioprocess.tu-berlin.de

Dr. Stefan Junne+49 (0) 30 314 [email protected]

Projektpartner Universität Hohenheim

SOTA SOLUTIONS GmbH

96

03KB102 FlexFuture – Integration von Biogasanlagen in Netze mit hohem Anteil fluktuierender Stromerzeuger

ZieleZiel des Projektes ist es, an einer Biogasanlage (Zellerfeld: 1.426 kWel, mit angrenzenden PV-Anlagen: 5.000 kWP) zu zeigen, dass durch den flexiblen, netzgetriebenen Betrieb einer Biogasanlage im Verteilnetz Netzengpässe vermieden werden können und gleichzeitig ein Beitrag zur Spannungshaltung geleistet werden kann, wodurch die Integration größerer Anteile fluktuierender erneuerbarer Erzeuger in das Verteilnetz ermöglicht wird. Besonderer Fokus hierbei ist eine Betriebsweise der Biogasanlage, welche das Einspeiseprofil von PV-Anlagen einbezieht und damit die Bedürfnisse des Verteilnetzes berücksichtigt. Übergeord-netes Ziel ist die Reduzierung der Netzausbaukosten und die Vermeidung kostenintensiver Stromspeicher. Neben der flexiblen, netzgetriebenen Fahrweise der Biogasanlage steht deren Betrieb mit höchster Effizienz im Fokus des Projektes. Um dies zu erreichen wird die flexible Betriebsweise mit einer möglichst vollständigen Wärmenutzung über ein Nahwärmenetz erfolgen.

MaßnahmenIm Rahmen des Projektes soll eine innovative Steuerung zur automatisierten Fahrplangestaltung für Biogasanlagen entwickelt werden, um Verteilnetz- und Übertragungsnetzbelastungen zu reduzieren. Darüber hinaus sollen Wärmesenken zur Effizienz-steigerung der Biogasanlage Zellerfeld erschlossen werden. Ein Monitoring und die Optimierung der technischen Komponenten sowie der betrieblichen Abläufe an der Biogasanlage im flexiblen Betrieb gehören ebenfalls zu den Umsetzungsmaßnahmen des Vorhabens FlexFuture. Auf Grundlage der Ergebnisse sollen zum Ende des Projektes (politische) Handlungsempfehlungen formuliert werden.


97

03KB102

Laufzeit01.12.2014 - 28.02.2017


GesamtprojektleitungHochschule IngolstadtInstitut für neue Energie-Systeme (InES) www.thi.de/go/energie

Prof. Dr.-Ing. Wilfried Zörner+49 (0) 841 9348 [email protected]

ProjektpartnerUTS Products GmbH

PROLIGNIS Energie Consulting GmbH

Burghart GmbH & Co. KG

98

03KB104 BGA-IL – Biogasaufbereitung mit ionischen Flüssigkeiten

ZieleDas Vorhaben befasst sich mit der Entwicklung eines Verfahrens zur Aufbereitung von Rohbiogas unter Einsatz von anwendungs-optimierten chemisch-funktionalisierten ionischen Waschflüssigkeiten. Durch die Entwicklung des neuen Biogasaufbereitungs-verfahrens soll eine Steigerung der energetischen Effizienz sowie eine Reduktion der Aufbereitungskosten im Vergleich zum Stand der Technik realisiert werden.

MaßnahmenIn enger Abstimmung zwischen den beteiligten Projektpartnern werden die Anforderungen an die ionischen Waschflüssigkeiten definiert, geeignete Substanzen für den Einsatz im Rahmen der Biogasaufbereitung entwickelt und bezüglich der für die beteiligten Prozesse relevanten Stoffeigenschaften charakterisiert. Die ermittelten Daten fließen in die Modellierung des Aufbereitungsprozesses ein und dienen als Grundlage für die Optimierung der verfahrenstechnischen Verschaltung des Aufbereitungsverfahrens sowie für die Optimierung der Betriebsparameter der beteiligten Prozesse. Die vielversprechendsten Substanzen werden anschließend im Rahmen von experimentellen Untersuchungen an einer bestehenden Gasaufbereitungsanlage sowohl im Labor als auch im Feld getestet und abschließend hinsichtlich deren Eignung vor dem Stand der Technik bewertet.


99

03KB104

Laufzeit01.10.2014 - 30.09.2017


GesamtprojektleitungDVGW-Forschungsstelle am Engler-Bunte-Institut des Karlsruher Insti-tuts für Technologie (KIT)www.dvgw-ebi.de

Dr.-Ing. Frank Graf +49 (0) 721 [email protected]

ProjektpartnerIonic Liquids Technologies GmbH

Powerfarm Holding GmbH

© S

tudi

o Bl

åfiel

d, w

ww.

blofi

eld.

de

© Martin Wagenhan

100

03KB105 BioOPTI – Optimierung der Biogasausbeute durch effiziente Erfassung und Verwertung von Küchenabfällen in Deutschland

ZieleNahrungs- und Küchenabfälle privater Haushalte über die Biotonne zu erfassen, ist technisch machbar und wirtschaftlich sinnvoll. Ziel des Vorhabens war daher, eine Analyse zur Verwertung organischer Abfälle in den Bundesländern zu erstellen und auf Grundlage dessen, Defizite und Hemmnisse bei den privaten Haushalten offenzulegen sowie Lösungsansätze und die Potenziale der Biotonne aufzuzeigen. Zudem sollten geeignete Anpassungsmaßnahmen bei der Aufbereitungstechnik von Biogasanlagen für die Vergärung von Abfällen entwickelt werden.

MaßnahmenNeben einer Potenzialabschätzung für die Erfassung von Küchen- und Nahrungsabfällen in Deutschland über die Biotonnen auf Basis eigener Hausmüllanalysen und weiterer Datenquellen, wurden über die Befragung von Haushalten, der Optimierung der Erfas-sungssysteme und einer Hemmnisanalyse Optimierungsansätze zur Erfassung von Küchen- und Nahrungsabfällen in den privaten Haushalten wie auch bei den öffentlich-rechtlichen Entsorgungsträger formuliert. Zudem wurden in Bezug auf die Auswirkungen einer verstärkten Küchen- und Nahrungsabfallerfassung auf die Abfallvergärung organisatorische, logistische und technische Anpassungen für die Bereiche Annahme und Aufbereitung, Vergärung und Gärrestbehandlung abgeleitet.


101

03KB105

Laufzeit01.10.2014 - 31.10.2016


ProjektleitungWitzenhausen-Institut für Abfall, Umwelt und Energie GmbHwww.witzenhausen-institut.de

Thomas Raussen+49 (0) 5542 [email protected]

102

03KB106 ELIRAS – Entwicklung eines Leitfadens zur Auswahl von standort-spezifisch angepassten Rühr- und Substrataufschlussverfahren

ZieleZielsetzung des Projektes ist die Ermittlung objektiver und einheitlicher Bewertungskriterien zur Wirkung des Substratauf-schlusses. Dazu werden zum einen bestimmte Substrataufschlussverfahren auf potenzielle Auswirkungen für den Substrat-abbau exemplarisch untersucht. Andererseits werden hydrodynamische Effekte auf den Fermenterinhalt (Auswirkung auf die Viskosität, Partikelgröße) betrachtet und bewertet. Die Ergebnisse werden in einem Leitfaden zusammengefasst, der als Entscheidungshilfe für Anlagenbetreiber dienen soll. Die Übertragbarkeit in die Praxis wird anhand einer Demonstration des Algorithmus im großtechnischen Maßstab nachgewiesen. Übergeordnetes Ziel ist es die Gesamtenergieeffizienz von Biogasanlagen deutlich zu erhöhen und damit Emissionen z. B. aus Gärresten auf ein Minimum zu reduzieren.

MaßnahmenAufbauend auf einer Bedarfs- und Potenzialanalyse zum Substrataufschluss auf Biogasanlagen werden exemplarisch bestimmte Substrataufschlussverfahren auf potenzielle Auswirkungen auf den Substratabbau untersucht. Zudem werden weitere Effekte auf den Fermenterinhalt (Auswirkung auf die Viskosität, Partikelgröße) betrachtet und bewertet. Diese und weitere zu ermittelnde Kriterien (ökonomische und ökologische Betrachtung) und daran gekoppelte Prozess-zusammenhänge (z. B. Viskosität und Rührerauslegung) bilden die Grundlage für die Entwicklung eines öffentlich zugänglichen Leitfadens, dessen Kern ein Bewertungsalgorithmus von Substrataufschlussverfahren sein wird. Nach erfolgreicher Entwicklung erfolgt eine Demonstration des Algorithmus im Anlagenbetrieb.


103

03KB106

Laufzeit01.01.2015 - 31.12.2017



Dr.-Ing. Jürgen Pröter+49 (0) 341 [email protected]

ProjektpartnerLifetec – Systems Gesellschaft mbH

Maier Energie und Umwelt GmbH

104

03KB108 Bio-DYN – Hemmnisanalyse für den dynamisierten Ausbau der Vergärung kommunalen Bioguts in Deutschland

ZieleZur Minderung der Treibhausgasemissionen kann die Vergärung kommunalen Bioguts einen quantitativ wesentlichen Beitrag leisten. Der Ausbau ist auf kommunaler Ebene ins Stocken geraten, über die genauen Gründe ist wenig bekannt. Diese sollen im Vorhaben Bio-DYN anhand einer Studie ermittelt werden. Zentrales Anliegen ist dabei die systematische Identifikation und Analyse von Hemm-nissen, Erfahrungen und Erfolgsfaktoren mit der Vergärung von kommunalem Biogut in Verbindung mit einer akzeptanzfördernden Kommunikationsstrategie zur Dynamisierung des Ausbauprozesses.

MaßnahmenDie konkreten Maßnahmen im Vorhaben umfassen eine systematische Gegenüberstellung der Hemmnisse für (bisher) nicht umgesetzte Anlagenprojekte mit den Erfahrungen umgesetzter Projekte und deren Betrieb. Ein zusätzlicher Fokus der praxisnahen Studie soll auf der ebenfalls zögerlichen Flexibilisierung des Anlagenbetriebs liegen. Klar definierte Medien werden die Ergebnisse in der Politik (Bundes-, Länder- und Kommunalebene) sowie der Branche (Ingenieure, Anlagenhersteller und -betreiber) verbreiten und wesentlich zu einer realitätsnahen Bewertung der Projekte zur Vergärung kommunalen Bioguts beitragen.


105

03KB108

Laufzeit01.06.2016 - 31.05.2018


GesamtprojektleitungWitzenhausen-Institut für Abfall, Umwelt und Energie GmbHwww.witzenhausen-institut.de

Dr. Michael Kern+49 (0) 5542 [email protected]

ProjektpartnerIGLux Witzenhausen GmbH © VIVO Kommunalunternehmen für Abfall-Vermeidung, Information und Verwertung im Oberland, Warngau

106

03KB110 Hybridkläranlage – Anlagenkonzept zum energieautarken Betrieb von kommunalen Kläranlagen

ZieleZiel ist die Demonstration der Umsetzbarkeit der Aufrüstung kleinkommunaler Kläranlagen durch Integration eines innovativen Nutzungskonzeptes biogener Reststoffe, insbesondere Grasschnitt. Im Detail sollen Faultürme auch in den Kläranlagen kleiner Kommunen wirtschaftlich zu betreiben sein, indem Synergien mit einem anaeroben Fermentationssystem erreicht werden. Durch die Vergärung von Reststoffen, die regelmäßig in Kommunen anfallen, soll eine Methanmenge erreicht werden, welche zur Energieautarkie der Kläranlage führt und zur Auslastung eines BHKWs beiträgt.

MaßnahmenZur Umsetzung des Vorhabens werden die bisherigen Verfahren und Prozesse kleinkommunaler Kläranlagen weiterentwickelt sowie die technischen Anforderungen zur Kopplung mit bestehenden Faultürmen erarbeitet und schließlich mittels einer Demonstrations-anlage umgesetzt. Die Maßnahmen umfassen dabei neben der Planung und Konzeption der bautechnischen Umsetzung auch die Anpassung des Substratmanagements, Testläufe sowie auf Grundlage dessen, die fortlaufende Optimierung der Demoanlage.


107

03KB110

Laufzeit01.08.2016 - 31.07.2019


GesamtprojektleitungBio-H2 Umwelt GmbHwww.bio-h2.de

Olaf Luschnig+49 (0) 375 [email protected]

ProjektpartnerZweckverband Wasser und Abwasser Orla

108

03KB115 OptiMand – Optimierter Einsatz von Mühlennachprodukten zur bedarfsgerechten Bioenergieproduktion durch innovative Überwachungs-, Mess- und Regelungsmethoden

ZieleDas Projekt thematisiert die biogene Reststoffnutzung und Prozessflexibilisierung zur bedarfsgerechten Energieproduktion und zielt hierbei speziell auf eine optimierte Vergärung von Getreideabfällen sowie Mühlennachprodukten.

MaßnahmenFür die flexible Biogasproduktion auf Basis von Getreideabfällen und Mühlennachprodukten wird eine modellgestützte Prozess-regelung weiterentwickelt und im Anlagenmaßstab erprobt. Neben herkömmlichen Prozessanalysedaten sollen dafür Online-sensoren zur Erfassung flüchtiger organischer Säuren im Gasstrom sowie im Gärmedium (Halbleitersensor und mikrobielle elektrochemische Sensorplattform) eingebunden werden.


109

03KB115

Laufzeit15.09.2016 - 14.03.2019



Eric Mauky+49 (0) 341 [email protected]

ProjektpartnerS+B Service und Betrieb GmbH

ICR - International Consulting Bureaux

110

03KB116 STEP – Verwertung strohbasierter Energiepellets und Geflügelmist in Biogasanlagen mit wärmeautarker Gärrestveredelung

ZieleDas Vorhaben beschäftigt sich mit der energetischen Nutzung von Geflügelmist und Stroh auf Basis der Biogaserzeugung. Neben der energetischen Bilanz (inkl. Logistik) wird vor allem das stoffliche Potenzial der entstehenden Gärreste (Dünger und Brennstoff) berücksichtigt bzw. erschlossen. Zielsetzung ist zum einen der Nachweis der Praxistauglichkeit von strohbasierten Energiepellets in einer großtechnischen Biogasanlage und zum anderen die weitere Verbesserung der Energiebilanz bei der gezielten Aufbereitung von Gärresten zu Wertstoffen und Prozesswasser. Weiterhin soll neben der Erzeugung von Düngeprodukten ein Brennstoff aus Gärresten erzeugt werden, welcher hinsichtlich seiner Verbrennungseigenschaften für eine direkte Nutzung in Heizkesseln geeignet ist. Darüber hinaus wird die Verbrennungsstrecke in praktisch relevanten Heizkesseln hinsichtlich der Emissionsminimierung optimiert.

MaßnahmenEntlang der Wertschöpfungskette werden zunächst 250 t Stroh mit NaOH pelletiert. Diese Pellets werden anschließend in eine groß-technische BGA eingebracht und die Fermentation bilanziert sowie bewertet. Entstehende Gärreste werden mit Hilfe verschiedener Separationsverfahren behandelt, wobei der Fokus auf der Abscheidung einer möglichst hoch qualitativen Brennstofffraktion sowie auf die weitestgehende Entfernung von Feinststoffen liegt. Letzteres ist die Voraussetzung für eine effektive Verdampfung von Wasser im Vakuumverdampfer. Dieser Schritt der Nährstoffkonzentrierung wird mit Hilfe einer großtechnischen 4-stufigen Anlage untersucht und optimiert. Zum STEP-Konzept „trocken Input –> trocken Output“ gehört die Herstellung von verschiedenen Pellets, welche sowohl die Verbrennungsasche, die Nährstoffe der Verdampferkonzentrate und die getrockneten Gärprodukte enthalten sollen. Für alle Verfahrensschritte werden Versuche vom kleintechnischen bis zum großtechnischen Maßstab durchgeführt und bewertet.


111

03KB116

Laufzeit01.08.2016 - 31.01.2019



Björn Schwarz +49 (0) 351 [email protected]


Rückert NatUrgas GmbH

GM Biogas GmbH & Co. KG

ATS - Agro Trading & Solutions GmbH

A.P. Bioenergietechnik GmbH

REGEB Energieerzeugung und -ver-teilung Bersenbrück GmbH & Co. KG

Arnold & Partner Biogas- und Verfahrens-technik AG (Unterauftragnehmer)

112

03KB117 BioAuto – Optimierung der thermischen Biomassenutzung durch Autoklavierung

ZieleBei der kommunalen Entsorgung fällt eine Vielzahl biogener Stoffströme an, die derzeit nur in einem geringen Ausmaß oder gar nicht für eine energetische Nutzung zur Verfügung stehen und auch nicht zu hochwertigen Komposten aufbereitet werden. Einer weitergehenden energetischen Nutzung stehen in den meisten Fällen eine für bestimmte Einsatzfelder nicht ausreichende Brennstoffqualität und eine z. T. nur begrenzte Lagerfähigkeit entgegen. Vor diesem Hintergrund ist es das Ziel dieses Vorhabens ein innovatives Aufbereitungsverfahren auf Basis der Autoklavierung für unterschiedliche biogene Rückstände, Nebenprodukte und Abfallstoffe zu untersuchen, mit dem ein hochwertiger, entwässerter, lagerfähiger, biogener Festbrennstoff mit definierten brenn-stofftechnischen Eigenschaften erzeugt werden soll. Dazu sollen insbesondere Grün- und Rasenschnitt, Laub und weitere biogene Stoffströme, als Einsatzstoffe untersucht werden.

MaßnahmenAm IUE der Technischen Universität Hamburg werden grundlegende Verfahrensparameter der Autoklavierung im Rahmen von Vorversuchen an einer Technikumsanlage ermittelt und die erzielten Produkte charakterisiert. Anschließend werden Versuche an der Demonstrationsanlage durchgeführt, um die Ergebnisse der Vorversuche sowie der projektbegleitend durchgeführten Simulationen zu verifizieren. Abschließend werden eine Bilanzierung und Bewertung des Verfahrens durchgeführt. Die ETH Umwelttechnik GmbH führt die mechanische Vorbehandlung durch. Darüber hinaus erfolgt eine Analyse der Verfahrenskosten und des Marktpotenzials der erzeugten Festbrennstoffe auf Basis der Ergebnisse der Demonstrationsanlage. Die Stadtreinigung Hamburg als assoziierter Partner stellt die zu untersuchenden Stoffströme bereit sowie mit ihrer langjährigen Erfahrung ein umfassendes und begleitendes Know-How.


113

03KB117

Laufzeit01.12.2016 - 31.05.2019


GesamtprojektleitungTechnische Universität HamburgInstitut für Umwelttechnik und Energiewirtschaft (IUE)www.tuhh.de/iue

Prof. Dr.-Ing. Martin Kaltschmitt+49 (0) 40 [email protected]

ProjektpartnerETH Umwelttechnik GmbH

Stadtreinigung Hamburg A.ö.R. (assoziierter Partner)

© Stadtreinigung Hamburg

114

03KB119 WAS2E – Waste and Sludge to Energy – Entsorgungskonzept für Schiffsabfälle internationaler Herkunft

ZieleDas Projekt thematisiert die Entsorgung organischer Rest- und Abfallstoffe von Kreuzfahrtschiffen, die zu Lasten der Umwelt immer noch in die Meere geleitet werden. Durch die Entwicklung eines effektiven Biogas-Verfahrens soll unter Einhaltung definierter Hygieneanforderungen ein Anreiz für Reedereien zur landseitigen Abgabe der organischen Abfälle geschaffen werden, um Nährstoffeinträge in die Meere zu unterbinden und klimaneutral Energie zu erzeugen. Als Hygienisierungsstufe soll der bedarfsangepassten zweiphasigen Fermentation ein Pyrolyse- bzw. HTC-Verfahren nachgeschaltet werden, um einerseits gesundheitsgefährdende Keime abzutöten und andererseits die Wertschöpfung des Gesamtverfahrens zu steigern.

MaßnahmenDie Maßnahmen seitens des IBZ umfassen labortechnische Untersuchungen zur Lagerstabilität und Oberflächenfermentation der Substrate sowie zur Gärrestverwertung unter Berücksichtigung des geforderten Hygienisierungsgrad insbesondere zur hydrothermalen Karbonisierung und zur Pyrolyse. Parallel dazu werden vom Partner ROSOMA Vorrichtungen zur Entwässerung und Zerkleinerung der Substrate für die labortechnischen und experimentellen Untersuchungen konstruiert und gefertigt. Daneben wird ein Trocknungssystem an die für die entsprechende Gärrestverwertung notwendigen Anforderungen angepasst. Auf Grundlage der Untersuchungsergebnisse erfolgt die Konzeption und Entwicklung der anlagentechnischen Lösung. Die Maßnahmen des Partners LMS beinhalten Analysen zur Charakterisierung der Ausgangssubstrate sowie Lagerungs- und Fermentationsversuche hinsichtlich Gaspotenzial und Prozessstabilität. Die Substrate werden mit ausgewählten Leitkeimen gezielt beimpft. Entlang der Prozesskette wird die Reduzierung der Keimbelastung durch regelmäßige Analytik nachgewiesen.


115

03KB119

Laufzeit01.12.2016 - 31.11.2018


GesamtprojektleitungInnovations- und Bildungszentrum Hohen Luckow e. V.www.ibz-hl.de

Jessica Hudde+49 (0) 38295 74 [email protected]

ProjektpartnerROSOMA - Rostocker Sondermaschinen- und Anlagenbau GmbH

LMS Agrarberatung GmbH

M.E.E. GmbH (Unterauftragnehmer)

UAD Service + Vertriebs UG (Unterauftragnehmer)

STEROS GmbH (Unterauftragnehmer)

116

03KB120 Lasersize – Laserrückreflexions-basierte Analyse der Größenverteilung von Partikeln zur Ultraschall-gestützten Optimierung der Flüssigphase in Gärprozessen

ZieleIm Projekt wird ein neuartiges Verfahren zur Messung der Größenverteilung von Partikeln adaptiert, um die Aufbereitung von Substraten sowie die Behandlung der Flüssigphase des Biogasprozesses mittels Ultraschall zu optimieren. Die Lösung soll einfach in Bestandsanlagen integrierbar sein und die Online-Messung autark auswertbar sein. Durch die Maßnahmen wird eine Erhöhung der Substratflexibilität und Anlageneffizienz angestrebt. Dazu soll der Ultraschall-basierte Aufschluss von Partikeln soweit mittels Laserlicht-basierter Rückreflexion gemessen werden, dass eine In-Situ Optimierung in Echtzeit ermöglicht wird.

MaßnahmenDas Arbeitspaket der TU Berlin umfasst den Aufbau eines Laborversuchsstandes und den Einsatz der gekoppelten Aufschluss- und Analysenmethodik. Der Transfer in den Praxismaßstab erfolgt, indem die Ultraschall- und Analysentechnik im Bypass angewendet und aufbauend auf den Ergebnissen im Labormaßstab der Einsatz von Ultraschall optimiert wird. Zum Abschluss erfolgt eine Kosten-/Nutzenanalyse anhand der Praxisversuche. Die S+E Sequip GmbH modifiziert die Sensoren hardwareseitig für Applikationen zur Partikelgrößenverteilung in der Flüssigphase von Gärprozessen. Zudem nimmt die S+E Sequip GmbH zur Unter-scheidung biologisch aktiver und inaktiver Partikel anhand ihres Rückreflexionsverhaltens entsprechende Softwareanpassungen vor. Die Devad GmbH übernimmt die Entwicklung und Konstruktion eines rezirkulierenden Ultraschallsystems einschließlich dem Zerkleinern von Agglomeraten und dem Aufschluss biomechanischen Materials zur Optimierung der Flüssigphase in Gärprozessen.


117

03KB120

Laufzeit01.11.2016 - 31.10.2018


GesamtprojektleitungTechnische Universität BerlinFachgebiet Bioverfahrenstechnikwww.bioprocess.tu-berlin.de

Dr. Stefan Junne+49 (0) 30 314 [email protected]

ProjektpartnerS+E Sequip GmbH

Devad GmbH

118

119

ImpressumHerausgeberProf. Dr.-Ing. Daniela Thrän, Diana Pfeiffer

KontaktDBFZ Deutsches Biomasseforschungszentrumgemeinnützige GmbHTorgauer Straße 116D-04347 LeipzigDiana PfeifferTelefon: +49 (0)341 2434-554E-Mail: [email protected]

GeschäftsführungWissenschaftlicher Geschäftsführer: Prof. Dr. mont. Michael Nelles

Administrativer Geschäftsführer: Dipl.-Kfm. (FH) LL.M. Daniel Mayer

RedaktionProgrammbegleitung des Förderprogramms „Energetische Biomassenutzung“

FotosDie Bildrechte der zur Verfügung gestellten Fotos liegen bei den Projektpartnern, dem DBFZ, pixelio sowie MT-Energie Service GmbH (Titelbild: Biogasanlage Unsleben).

Layout & HerstellungBianca SturSIEGFRIED DESIGN

DruckOsirisDruck

FörderungErstellt mit finanziellen Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie (BMWi)

Koordiniert vonProjektträger JülichLena Panning – Geschäftsbereich Umwelt Forschungszentrum Jülich GmbH Zimmerstraße 26-27, 10969 Berlin Telefon: +49 (0) 30-20199-3132 E-Mail: [email protected] www.ptj.de/bioenergie

Für die Ergebnisdarstellung mit entsprechenden Konzepten, Schlussfolgerungen und fachlichen Empfehlungen sind ausschließlich die Autoren zuständig. Dies beinhaltet auch die Wahrung etwaiger Autorenrechte Dritter. Daher können mögliche Fragen, Beanstandungen, Rechts ansprüche u.ä.m. nur von den Autoren bearbeitet werden. Die aufgeführten Meinun-gen, Bewertungen oder Vorschläge geben nicht die Meinung des Herausgebers wieder.

Alle Rechte vorbehalten.

© DBFZ 03/2017

Gefördert durch: Projektträger: Programmbegleitung:

STEC

KB

RIE

FE

www.energetische-biomassenutzung.de

Documents

Biogas · 2019. 2. 26. · Das übergeordnete Ziel im Bereich Biogas besteht darin, effiziente, emissionsarme und flexible anaerobe Verfahren für die Anforderungen des zukünftigen