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Potenziale, Kosten und Emissionen entlang des Technologiepfades der Biogaseinspeisung

Regionale Bilanzierung unter Anwendung einer GIS-Applikation
 
: Dresen, Boris
: Lehmkuhl, Frank; Voth, Andreas

:
Fulltext urn:nbn:de:hbz:82-rwth-2016-050653 (10 MByte PDF)
MD5 Fingerprint: e00e566dcbc3e0b6a953a10913afd5d8
Created on: 9.5.2017


Aachen, 2015, V, 230 pp.
Aachen, TH, Diss., 2015
German
Dissertation, Electronic Publication
Fraunhofer UMSICHT Oberhausen ()
Geoinformationssystem (GIS); Kosten; Potenzial; Emission; Ökobilanz; Eutrophierung; Versauerung; Treibhauseffekt; Niederrhein; Deutschland; Biomasse; Bioenergie; biogas; Biomethan; biogas feed-in

Abstract
Raumbezogene Analysen sind die Kernfunktionalität von Geoinformationssystemen. Die Berechnung von regionalisierten Potenzialen, ökologischen und ökonomischen Bilanzen mittels Geoinformationstechnologien ist daher eine naheliegende Anwendung, die bislang jedoch nicht realisiert wurde. Mit der vorliegenden Ausarbeitung ist am Beispiel des Technologiepfades der Biogaseinspeisung die Funktionsweise exemplarisch demonstriert worden. Der gewählte Technologiepfad eignet sich aus Sicht der Geoinformation für technische und methodische Demonstrationen, da alle Klassen von geografischen Objekten und Datenformaten für die GIS-Applikation genutzt werden mussten und sinnvoll eingesetzt werden konnten. Flächenhafte Informationen des landwirtschaftlichen Anbaus, punktförmige Informationen der Tierhaltung und Anlagenstandorte werden über linienförmige Strukturen der Substrattransporte miteinander verknüpft. Vektor- und Rasterdaten sind für die Modellierung genutzt worden. Um die Bilanzierungen zu ermöglichen, sind die notwendigen Sachdaten und Algorithmen mittels Skripten und Datenbankverknüpfungen in das GIS integriert worden. Die vorgestellte GIS-Applikation ermöglicht eine anlagenspezifische Ermittlung real verfügbarer Biomassepotenziale für die Biogaseinspeisung. Gleichzeitig werden mit den unterschiedlich hohen Potenzialen verbundene Biomethangestehungskosten ermittelt und die ökologische Bilanzierung der Wirkungskategorien Treibhausgas, Versauerungs- und Eutrophierungs-potenzial durchgeführt. Die Ergebnisse zeigen, dass die getroffenen Annahmen zur Flächenverfügbarkeit der wichtigste Faktor bei der Bestimmung der Höhe und räumlichen Verteilung des Biomethanpotenzials sind. Die quantitative Erfassung der regionalen Flächenverfügbarkeit zur Produktion von Biogassubstraten ist in mehreren Schritten unter Verwendung ausgewählter deutschlandweit verfügbarer Sekundärliteraturdaten erfolgt. Der Fokus lag auf der Bereitstellung von nachhaltig und wirtschaftlich erschließbarer Biomasse für die Biomethanproduktion. Mit der BMU-Leitstudie, dem Agrarsektormodell RAUMIS und weiteren umweltschutz-rechtlichen Annahmen sind entsprechende Rahmenbedingungen gewählt worden, um den Zielen gemäß die Anforderungen auch abbilden zu können. Im Vergleich zu anderen bio-massebezogenen Potenzialstudien, die räumliche Aussagen nur über administrative Gliederungen erzielen können, ist es mit GIS-Analysen möglich, die Beiträge zur Reduzierung der Treibhausgasemissionen und resultierenden Vermeidungskosten von einer bestimmten Anlage, einschließlich der im Einzugsgebiet genutzten Substrate von Anbauflächen und Tierhaltungsstandorten, zu identifizieren. Diese Funktionalität kann gleichzeitig für unterschiedlich große Räume angewandt werden, sodass eine Vielzahl an Anlagen und damit ganze Regionen auf einmal analysiert werden können. Die angewandte Methodik kann auf andere Bioenergieformen ausgeweitet oder auf Produkte abseits des Bioenergiesektors angewandt werden, insbesondere wenn die eingesetzten Rohstoffe einen räumlichen Bezug aufweisen und dieser kleinräumig variiert. Die grundlegenden Arbeiten für weitere Anwendungen sind mit der vorliegenden Dissertation gelegt worden.

: http://publica.fraunhofer.de/documents/N-442593.html