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Beseitigung technischer, rechtlicher und ökonomischer Hemmnisse bei der Einspeisung biogener Gase in das Erdgasnetz zur Reduzierung klimarelevanter Emissionen durch Aufbau und Anwendung einer georeferenzierten Datenbank. Bd.1: Kurzfassung

Abschlussbericht für das BMBF-Verbundprojekt "Biogaseinspeisung"
 
: Urban, W.; Zeidler-Fandrich, B.
: Bundesministerium für Bildung und Forschung -BMBF-; Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik -UMSICHT-, Oberhausen

Oberhausen: Fraunhofer UMSICHT, 2009, 92 S.
Deutsch
Bericht
Fraunhofer UMSICHT Oberhausen ()
biogas utilisation; emission reduction; geographical information system (GIS); model region; regional economy; Biogasnutzung; Emissionsminderung; Geoinformationssystem (GIS); Modellregion; Regionalwirtschaft

Abstract
Durch die Einspeisung aufbereiteten Biogases in Erdgasnetze kann das Biomasseangebot von der Energienachfrage entkoppelt und ein größerer Anteil des Biomassepotenzials klimaschonend erschlossen werden. Gleichzeitig eröffnen sich neue Nutzungsarten, wie die Verstromung in modernen KWK-Anlagen, die Verwendung als alternativer Kraftstoff oder die Nutzung in privaten Haushalten.
In dem BMBF-geförderten Verbundprojekt "Biogaseinspeisung" sollten die Möglichkeiten und Potenziale der Biogaseinspeisung realitätsnah bestimmt werden, indem Hemmnisse bei der Erzeugung, Aufbereitung, Einspeisung und Verteilung von Biogas über das Erdgasnetz identifiziert und Lösungsansätze zu ihrem Abbau entwickelt wurden. Zentrales Element der Arbeiten war der Aufbau eines Geoinformationssystems (GIS) und dessen Anwendung auf die beiden Modellregionen Niederrhein und Altmark. In einem interdisziplinären Team aus Ökonomen, Ökologen, Ingenieuren, Juristen, Raumplanern und Geographen wurden Aspekte wie
* das naturräumlich gegebene Biomassepotenzial für einen nachhaltigen Energiepflanzenanbau,
* die Logistik von Biomassetransporten,
* die Optimierung von Standorten für Biogasanlagen, ihre Substratversorgung und mögliche Einspeispunkte,
* die Auswirkungen der Biogaseinspeisung auf das Erdgasnetz,
* die politischen, rechtlichen und sozio-ökonomischen Rahmenbedingungen einer nachhaltigen Biogaseinspeisung und
* die für die Erzeugung, Aufbereitung und Einspeisung von Biogas erforderlichen Technologien
untersucht.
Im Rahmen der Arbeiten wurden Technologien zur fermentativen sowie thermochemischen Erzeugung und Aufbereitung von Erdgassubstituten evaluiert und die mit deren Umsetzung verbundenen Kosten bilanziert. Ferner wurden die Möglichkeiten zur dynamischen Biogasproduktion sowie die mit der Biogaseinspeisung verbundenen rechtlichen Rahmenbedingungen untersucht.
Parallel wurde ausgehend von einer analytischen Beschreibung und Bilanzierung des Technologiepfades "Biogaseinspeisung" eine geeignete GIS-Applikation konzeptioniert und aufgebaut. Dazu wurden verschiedene Datensätze (landwirtschaftliche Flächen, Tierhaltungsstandorte, Straßennetzwerke, Daten zur aktuellen Flächennutzung sowie zum Natur- und Landschaftsschutz, Daten zur Gasnetzinfrastruktur sowie Einspeisepunkten) in Datenbanken zusammengetragen und mit statistischen Kennzahlen zu landwirtschaftlichen Erträgen, verfahrenstechnischen Parametern, sowie aktuellen Kenndaten zu Kosten und Emissionen kombiniert.
Die so entstandene Applikation ermöglicht erstmals eine anlagenbezogene Bilanzierung der Treibhausgasemissionen (THG), der real verfügbaren Biomassepotenziale und der Kosten für deren Erschließung. Zusätzlich können Aussagen zum THG-Minderungspotenzial, Biogaspotenzial sowie des nötigen Investitionsbedarfs für ganze Regionen abgeleitet werden.
Aus Sicht des Klimaschutzes ist die Ausweitung nachwachsender Rohstoffe als Substrat für Biogasanlagen und die Aktivierung von landwirtschaftlichen Reststoffen wie Wirtschaftsdünger oberstes Gebot. Über den gesamten Prozess betrachtet sind insbesondere im Bereich Biomasseanbau (Düngung), Biogaserzeugung, aber auch bei der Biogasaufbereitung weitere THG-Minderungseffekte erreichbar. Demgegenüber spielen Transporte bei der Emissionsbilanz nur eine untergeordnete Rolle. Weiterhin sind große Biogasanlagen mit Gaseinspeisung energieeffizienter und klimafreundlicher als kleinere Anlagen.
Als Grundlage zur Entwicklung einer langfristigen Biomethan-Strategie wurden Szenariorechnungen bis zum Jahr 2050 durchgeführt, wobei die Annahmen zur Änderung auf der Angebotsseite zur Biogaserzeugung als auch der Nachfrageseite im Energiesystem an das BMU-Leitszenario angelehnt sind. Die Betrachtungen zeigen, dass über den Betrachtungszeitraum bis 2050 viele Optionen existieren, Biomethan so einzusetzen, dass Treibhausgasemissionen vermieden und ein Beitrag zum Klimaschutz geleistet werden kann.
Für Deutschland wurde unter Beachtung der Nachhaltigkeitskriterien aus dem BMU-Leitszenario sowie agrarökonomischer Gegebenheiten ein Biomasseeinspeisepotenzial für von 3,9 Mrd. m3/a für 2020 und 7 Mrd. m3/a für 2030 abgeleitet. Das hiermit verbundene Minderungspotenzial liegt abhängig vom gewählten Nutzungspfad - KWK, Fahrzeugkraftstoff oder Wärmeerzeugung - zwischen 6 und 17 Mio. t CO2-Äquivalenten im Jahr 2020 (2030: zwischen 9,7 und 30 Mio. t) Gelingt es nicht, das Wirtschaftsdüngerpotenzial zu erschließen, sinken die erzeugbare Menge Biogas auf 2,1 Mrd. m3 (2030: 6,4 Mrd. m3) sowie das Klimaschutzpotenzial auf Werte zwischen 4 und 15 Mio. t CO2-Äquivalente (2030: zwischen 7 und 25 Mio. t).
Infrastrukturelle Hemmnisse bei der Erschließung des deutschlandweiten Biogaspotenzials existieren nach heutigem Kenntnisstand nicht, bzw. sind durch sorgfältige und detaillierte Planung grundsätzlich zu überwinden.

: http://publica.fraunhofer.de/dokumente/N-120074.html