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04-05 | 2019

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Markt Projekte FNR

Markt Projekte FNR Schwankende Erzeugung von Sonne und Wind optimal ausgleichen Ein Forschungsverbund der Universität Hohenheim, der Hochschule Reutlingen und der Novatech GmbH will eine automatische Steuerung für Biogasanlagen entwickeln, die die schwankende Erzeugung von Sonne und Wind optimal ausgleicht und sich an der Energienachfrage orientiert. Ein Ansatz, Windund Sonnenstrom durch Biogas zu ergänzen, ist die variable, bedarfsgerechte Fütterung von Biogasanlagen: Bei hoher Stromnachfrage kommen viele und schnell vergärbare Substrate in den Biogasfermenter, bei geringem Strombedarf wenige und langsam vergärbare. Allerdings reagieren die Mikroorganismen in der Biogasanlage für den Ausgleich sehr kurzzeitiger Lastschwankungen zu träge auf Fütterungsumstellungen, diese Leistungsvariation soll stattdessen der Gasspeicher der Biogasanlage ermöglichen. Schnell abbaubare Substrate wie Zuckerrübensilage oder Getreidebrei sind aber immer dann gefragt, wenn ein zu starkes Absinken des Füllstandes im Gasspeicher droht. Um diesen Ansatz zu optimieren, entwickeln die Forscher in Powerland 4.2 eine Algorithmen basierte, selbstlernende Steuerung für die Fütterungstechnik und die Stromerzeugung durch das Blockheizkraftwerk (BHKW). Bestandteile der Steuerung werden Prognosemodelle sein, die für jeweils 48 Stunden den Strombedarf und die Solar- und Windstromerzeugung in einem bestimmten Versorgungsgebiet vorhersagen können. Diese Daten fließen in eine intelligente Biogasanlagensteuerung ein, die die notwendigen Substratmengen berechnen und den Fer- Die Lindenhöfe der agrarwissenschaftlichen Versuchsstation der Universität Hohenheim – für diesen Standort wird die Steuerung modellhaft entwickelt und dort erprobt. mentern automatisch zuführen kann. Insgesamt soll die Steuerung mit Hilfe heuristischer Algorithmen permanent den optimalen Zustand zwischen den Anforderungen Strom- und Wärmebedarf und einem effizienten Betrieb mit hohem Volllastanteil ermitteln. In Powerland 4.2 wird sie grundsätzlich für einen stromoptimierten Betrieb der Biogasanlage ausgelegt, das heißt die Priorität liegt auf einem möglichst hohen Grad bei der erneuerbaren Stromversorgung der Abnehmer. Doch der Bedarf eines mit der BHKW-Abwärme versorgten Wärmenetzes stellt einen begrenzenden Faktor dar: Ist der Wärmespeicher leer, muss das BHKW anlaufen, auch wenn gerade kein Strom benötigt wird. Hier erweist sich die Struktur der Erneuerbaren in Süddeutschland als vorteilhaft: In Bayern und Baden- Württemberg dominieren im ländlichen Raum Biogas- und Photovoltaik(PV)-Anla- gen. Die Jahreslastkurve der PV-Anlagen mit einem starken Peak im Sommer lässt sich im Winterhalbjahr, wenn auch der Wärmebedarf hoch ist, durch eine verstärkte Erzeugung von Biogasstrom und -wärme ausgleichen. Die Steuerung wird zunächst modellhaft für den Standort Lindenhöfe entwickelt und dort erprobt. Dieser gehört zur agrarwissenschaftlichen Versuchsstation der Universität Hohenheim und verfügt über eine Biogas- und eine PV-Anlage sowie über ein internes Wärme- und Stromnetz. Der Jahresenergiebedarf entspricht in etwa dem eines 150-Einwohner-Dorfes. Damit ist die Steuerung später auch auf ähnliche Standorte im ländlichen Raum deutschlandweit übertragbar. Gefördert wird das Vorhaben vom Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft über den Projektträger Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e. V.. www.fnr.de Bild: Landesanstalt für Agrartechnik und Bioenergie, Uni Hohenheim Forschungskooperation Audi und Umicore entwickeln Kreislauf für das Batterie-Recycling Audi und Umicore haben die erste Phase ihrer strategischen Forschungs-Kooperation für Batterie-Recycling erfolgreich abgeschlossen. Die beiden Partner entwickeln einen geschlossenen Kreislauf für Bestandteile von Hochvoltbatterien, die dadurch immer wieder von neuem nutzbar sind. Besonders wertvolle Materialien sollen von einer Rohstoffbank abrufbar sein. Bereits vor dem Start der Zusammenarbeit mit Umicore im Juni 2018 hatte Audi die Batterien im Plug-in-Hybrid-Auto A3 e-tron analysiert und Wege für ein Recycling definiert. Gemeinsam mit den Materialtechnologie-Experten bestimmte der Automobilhersteller anschließend die möglichen Recycling-Quoten für Batteriebestandteile wie Cobalt, Nickel und Kupfer. Das Ergebnis: Mehr als 95 Prozent dieser Elemente lassen sich im Labortest wiedergewinnen und neu einsetzen. Jetzt entwickeln die Partner konkrete Recycling-Konzepte. Im Mittelpunkt steht der „Closed-Loop-Ansatz“. In einem solchen geschlossenen Kreislauf flie- ßen wertvolle Elemente aus Batterien am Ende ihres Lebenszyklus in neue Produkte ein und werden somit weiter genutzt. Diesen Ansatz wenden die Ingolstädter auf die Hochvoltbatterien im neuen Elektroauto Audi e-tron an. So sollen Erkenntnisse über den Reinheitsgrad der wiedergewonnenen Stoffe, zur Recycling-Quote und der wirtschaftlichen Machbarkeit von Konzepten wie einer Rohstoffbank gewonnen werden. Versorgungssicherheit und kürzere Wege sind das Ziel. www.audi.de 38 UmweltMagazin April - Mai 2019

Wasser Die Käranlage Vechta: Zahlreiche Einleiter tragen zu einer problematischen Abwasserfracht bei, insbesondere eine 7,7 km lange Druckrohrleitung, in der das Abwasser bis zu einem Tag lang steht. Gerüche einfach weggefiltert Noch vor drei Jahren rümpften die Anwohner die Nase, weil der Abwassergeruch überhandnahm. Auch für die Angestellten war das Arbeiten im Klärwerk nicht angenehm. Doch dann fand die Stadt Vechta eine neue und zugleich umweltfreundliche Lösung. Im westlichen Niedersachsen, im Städtedreieck Osnabrück, Oldenburg und Bremen, liegt Vechta. Mit etwa 33.000 Einwohnern ist die Universitäts- und Reiterstadt die größte Gemeinde des Landkreises und von einem schönen, durch reichlich Natur und Agrarwirtschaft geprägten Landstrich, umgeben. Draußen in der Feldmark betreibt die Kreisstadt Vechta auch ihre Kläranlage. Doch aus einem nahen Wohngebiet kamen immer wieder Beschwerden, weil der Wind den Abwassergeruch bis zu zwei Kilometer weit in die Siedlung trug – und Schwefel riecht wirklich nicht angenehm, erinnert er doch stark an faule Eier. Auch für den Abwassermeister mit seinen sechs Mitarbeitern und einem Auszubildenden war die Situation nicht schön. Doch das sollte sich 2016 mit der probeweisen Installation einer neuartigen Filteranlage ändern: „Für uns hat sich die Arbeitssituation eindeutig verbessert: Durch die neue Absaugtechnik haben wir jetzt keine unangenehmen Gerüche mehr im Büro und im Rechengebäude. Und auch die Anwohner rufen uns nicht mehr an, um sich zu beschweren“, berichtet Abwassermeister Frank Sieve. Denn die Kontaktdaten des Klärwerks stehen für jeden Bürger zugänglich im Telefonbuch. Neue Filter, mehr Lebensqualität Die 1954 errichtete und mehrfach erweiterte Kläranlage am Bokerner Damm ist auf 60.000 Einwohner ausgelegt. Die Abwässer fließen durch ein Trennkanalnetz von insgesamt 330 Kilometern, das von 135 Pumpstationen gespeist wird. Die Tagesabwassermenge beträgt rund 6.000 Kubikmeter. Zahlreiche Einleiter – Haushalte, Unternehmen, aber auch Intensivproduktionen – hatten in Kombination mit langen Druckrohrleitungen, in denen das Wasser leicht anfaulen kann, zu einer echten Herausforderung in Sachen Geruchsemissionen in Vechta geführt: „Früher hatten wir zwei Lüfter, die von morgens bis abends liefen und die Gerüche aus der Feinrechenanlage nach außen abzogen. Das war auf Dauer nicht mehr vertretbar für die Umgebung“, bestätigt auch Mitarbeiter Thomas Ecke die Ausgangssituation.

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