Optimierung von Biogasanlagen<\/p>\n
Der Ausbau der landwirtschaftlichen Biogaserzeugung in Deutschland seit dem Jahr 2000 wurde wesentlich durch den Einsatz nachwachsender Rohstoffe erm\u00f6glicht. Mit der Erwartungshaltung, dass Biogas eine Rolle im Energiesystem der Zukunft einnimmt, wurden Anlagen zur gekoppelten Strom- und W\u00e4rmeerzeugung, zur Einspeisung ins Erdgasnetz und zur Bereitstellung von Systemdienstleistungen errichtet. Der Betrieb dieser Anlagen wird bis heute den Anforderungen, welche an einen Kraftwerksprozess gestellt werden, nicht gerecht. So fehlen einheitliche Bewertungsma\u00dfst\u00e4be und daraus abgeleitete Richtlinien, welche die Biogasanlage auch als Kraftwerk im engeren Sinne analysieren und Optimierungsans\u00e4tze bieten. Insbesondere im Bereich der anlagenbezogenen Energiebilanzen besteht ein Wissensdefizit.<\/p>\n
Mit der vorliegenden Arbeit soll diese L\u00fccke geschlossen werden, indem eine Analyse der Energiefl\u00fcsse von Biogasanlagen vorgenommen wird und Methoden der Energie- und Kraftwerkstechnik auf den Biogassektor \u00fcbertragen werden. Da anaerobe Abbauprozesse in Abh\u00e4ngigkeit von der chemischen Beschaffenheit der Inputstoffe nur einen Teil der Organik umsetzen k\u00f6nnen, wird ein Korrekturfaktor f\u00fcr das anaerob nutzbare Energiepotenzial vorgeschlagen. Dieser dient der besseren Vergleichbarkeit von Biogasanlagen mit verschiedenen Substratkonzepten. F\u00fcr Betreiber von Biogasanlagen wird damit eine Bewertung des Anlagenbetriebs erm\u00f6glicht, die leicht in die Betriebsdatenauswertung und auch in das Prozessleitsystem der Anlage integriert werden kann.<\/p>\n
Die Analyse der Energiefl\u00fcsse zeigte, dass selbst bei gut funktionierenden Anlagen etwa 25\u00a0% der mit dem Substrat zugef\u00fchrten Energie ungenutzt im G\u00e4rrest verbleiben. Dieser Anteil stellt zusammen mit der oftmals ungenutzten Abw\u00e4rme das vorrangige Ziel f\u00fcr Anlagenoptimierungen dar. Lediglich 20\u00a0% des Energiepotenzials k\u00f6nnen in elektrische Energie \u00fcberf\u00fchrt werden. In Bezug auf die zugef\u00fchrte Substratenergie spielen thermische Energiefl\u00fcsse und der Eigenstrombedarf eine untergeordnete Rolle.<\/p>\n
Der mittlere Brennstoffausnutzungsgrad einer Biogasanlage wurde mit maximal 40,5\u00a0% berechnet. Im Vergleich mit Biogasanlagen der Biogasmessprogramme I & II kann ein mittlerer Brennstoffausnutzungsgrad von 20,0\u00a0%, f\u00fcr Anlagen die keine oder nur geringe W\u00e4rmenutzungsgrade aufweisen, als Richtwert angenommen werden. Bei optimaler Aussch\u00f6pfung des Substratpotenzials und vollst\u00e4ndiger W\u00e4rmenutzung ist ein theoretischer mittlerer Brennstoffausnutzungsgrad von 50\u00a0% denkbar.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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