Projekte
Erschließung neuer Biogas-
Potentiale
Biogas-Kleinanlagen für die umweltfreundliche Nutzung von Gülle
Kleinanlagenentwicklung zur Erhöhung des landwirtschaftlichen Einkommens und zum Klimaschutz.
Nachhaltige und rückbaufähige Konstruktion.
Wirtschaftlichkeit durch hohen Automatisierungs- und Standardisierungsgrad.
Live Energies ist technischer Partner in zwei FNR-geförderten Projekten, welches sich mit der Entwicklung und Umsetzung von Kleinbiogasanlagen beschäftigt.
Im ersten Projekt wird in Zusammenarbeit mit renommierten Universitäten eine digitalisierte Kleinbiogasanlage zur Vergärung von Flüssigmist für landwirtschaftliche Betriebe mit einem Tierbestand ab ca. 170 Großvieheinheiten (GV) mit einer elektrischen Leistung des angeschlossenen BHKW von weniger als 50 kW entwickelt.
Diese Anlagengröße zielt auf kleinere Betriebe ab, für welche bisher eine Biogasanlage finanziell nicht in Frage kommt. Die Erschließung dieses Rohstoffpotentials ist ein übergeordnetes Ziel des Projekts. Solche Anlagen müssen also sowohl in Bezug auf die Investitionskosten als auch auf die Betriebskosten sehr effizient geplant werden, um die Wirtschaftlichkeit des Konzepts zu gewährleisten. Gleichzeitig wird bei der Projektanlage großer Wert auf die nachhaltige Bauweise gelegt. Dies bedeutet, dass bei der Auswahl der Baustoffe ein hoher Anteil nachwachsender Rohstoffe verwendet wird und dass die Anlage im Falle eines Rückbaus größtenteils wiederverwendbar ist.
- Allein in Deutschland fallen durch die Erzeugung von tierischen Produkten jährlich ca. 150–190 Mio. Tonnen tierische Exkremente an.
- Davon wird aktuell nur etwa ein Drittel energetisch in Biogasanlagen genutzt.
- Durch die Lagerung oder Ausbringung von Gülle entweichen jährlich 250.000 Tonnen Methan in die Umwelt.
Das Problem
Methan ist in seiner klimaschädlichen Wirkung etwa 80-mal belastender als CO2.
Abb: 3D-Konstruktionsansicht der KLAWIR-Versuchsanlage (Quelle: Universität Hohenheim & Blumer-Lehmann AG)
Die Live Energies GmbH ist bei diesem Projekt verantwortlich für das Design und die Realisierung des Fermenters und setzt auf den Werkstoff Holz in Verbindung mit einer Wärmedämmung, sodass weniger Energie zum Aufheizen des Substrats benötigt wird, was den Ertrag an einem vermarktbaren Energieträger steigert.
Für diese Forschungsarbeit im Rahmen des von der FNR finanzierten Projekts KLAWIR, wurde das Unternehmen von der Bescheinigungsstelle Forschungszulage als forschendes Unternehmen zertifiziert.
Im zweiten Kooperationsprojekt wird ein Biogas–Nachrüst–Kit für die Ertüchtigung von alten Güllelagern entwickelt.
Dies senkt sowohl die Investitionskosten, die Hürde bei Genehmigungen als auch die Emissionen beim Bau einer Biogasanlage. Gleichzeitig wird im Projekt die Verwertung von Schweinegülle mit dem Ziel der Biogaserzeugung adressiert, welche aufgrund der geringen Energiedichte bisher selten genutzt wird. Somit ergibt sich auch hier ein großes Rohstoffpotential, welches mit der Projektentwicklung erschlossen werden soll.
Zusammenfassung
- Methan, als Bestandteil von tierischen Exkrementen, ist ein Gas mit einem sehr hohen Treibhauspotenzial.
- Die Verwertung der Gülle für die Produktion von Biogas ist daher ein wichtiger Baustein der Energie- und auch der Klimawende.
- Kleinanlagen (< 50 kWel) sind aktuell aber wirtschaftlich noch nicht attraktiv genug.
- Die Live Energies GmbH beteiligt sich als technischer Partner an zwei FNR geförderten Projekten zur Entwicklung innovativer Kleinbiogasanlagen.
- Im ersten Projekt entsteht eine digitalisierte Anlage zur Vergärung von Flüssigmist, die für kleinere landwirtschaftliche Betriebe ab 170 GV ausgelegt ist. Der Fokus liegt auf einer nachhaltigen Bauweise und hoher Energieeffizienz. Live Energies verantwortet dabei das Design des Fermenters aus Holz mit Wärmedämmung zur Optimierung des Energieertrags.
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Im zweiten Projekt wird ein Nachrüst-Kit für bestehende Güllelagersysteme entwickelt, um kostengünstig und emissionsarm Biogasanlagen zu realisieren. Besonderes Augenmerk liegt auf der Nutzung von Schweinegülle, deren bisher ungenutztes Energiepotenzial erschlossen werden soll.
Die abgebildete Versuchsstation „Unterer Lindenhof“ der Universität Hohenheim ist ein idealer Kooperationspartner für die Erforschung der nachhaltigen Umwandlung von Biomasse aus der landwirtschaftlichen Produktion in Energie zur Biogas-, Strom-, Kraftstoff- und Wärmeerzeugung.
Biogas aus CAM-Pflanzenbiomasse (Crassulacean Acid Metabolism) von Brachland-Plantagen
Biogas bietet eine nachhaltige Lösung für die Energieknappheit in Entwicklungsländern.
In Kenia wurden Opuntia ficus-indica und Euphorbia tirucalli auf degradiertem Buschland getestet.
Die Pflanzen zeigten hohes Biogaspotenzial und gelten als wirtschaftlich und technologisch geeignet.
Die Europäische Union und mehrere andere Länder haben Programme zur Förderung von Biogas als Kraftstoff aufgelegt, die in den letzten Jahren zu einer deutlichen Steigerung der Produktionskapazitäten geführt haben.
Die Verfahren zur Biogaserzeugung werden mittlerweile in mittleren und großen Anwendungen eingesetzt, wohingegen Lösungen im kleinen Maßstab für eigenständige und abgelegene Systeme entwickelt wurden.
Biogas könnte eine Lösung für die Energieknappheit in abgelegenen Gebieten vieler Entwicklungsländer sein, wenn genügend geeignete Ausgangsstoffe identifiziert werden.
Eine Versuchsplantage mit Opuntia ficus-indica (L) Mill. (Cactaceae) und Euphorbia tirucalli L. (Euphorbiaceae) wurde auf degradiertem Buschland in Kenia angelegt, um deren Eignung als Biogas-Rohstoff in den semi-ariden Tropen zu testen.
Dieses Projekt untersuchte das Potenzial des intensiven Anbaus bei verschiedenen Pflanzdichten auf ertragsarmen Flächen und verglich das spezifische Methanproduktionspotenzial ihrer Biomasse. Die geernteten Ausgangsstoffe wurden mit dem Hohenheimer Biogas-Test (HBT) auf ihr Biogas-/Methan-Ertragspotenzial hin untersucht und für technologisch und wirtschaftlich tragfähig befunden.
Abb.: Opuntia ficus indica in einer Parzelle in Kenia.
Opuntia ficus-indica ist ein verzweigter, bis zu 2 Meter hoher Kaktus und die häufigste kultivierte Opuntienart. Sie hat eine hohe Biomasseproduktion, bei gleichzeitig geringem Wasserbedarf, was sie zu einem vielversprechenden Energielieferanten für Biogas macht.
Abb.: Euphorbia tirucalli Plantage in Kenia.
Der Bleistiftstrauch (Euphorbia tirucalli) wird auch Milchbusch oder Gummihecke genannt und kann in seinen tropischen Heimatgebieten eine Höhe von mehreren Metern erreichen. Botanisch zählt er zu der Familie der Wolfsmilchgewächse (Euphorbiaceae).
Die Ergebnisse
Opuntia ficus-indica
266.667 Pflanzen / ha
Methanertrag pro ha:
≈ 1791 m³ t
Euphorbia tirucalli
20.000 Pflanzen / ha
Methanertrag pro ha:
≈ 1860 m³ t
Für beide nachwachsenen Planzen gilt:
hohe Pflanzdichten beeinträchtigten das Wachstum nicht.
Zusammenfassung
- In Kenia wurden Opuntia ficus-indica und Euphorbia tirucalli auf degradiertem Buschland intensiv kultiviert, um ihr Potenzial als Biogas-Rohstoffe zu testen. Die Versuchsflächen umfassten jeweils 900 m², und die Pflanzen wurden in unterschiedlichen Dichten angebaut.
- Die Biomasseproben – sowohl von Wildpflanzen als auch von kultivierten Beständen – wurden hinsichtlich ihrer Zusammensetzung analysiert und mit dem Hohenheimer Biogas-Test (HBT) auf Methanertrag geprüft.
- Die Ergebnisse zeigen, dass hohe Pflanzdichten das Wachstum nicht beeinträchtigen und innerhalb von vier Monaten Methanerträge von etwa 1791 m³ t (Opuntia ficus-indica) bzw. 1860 m³ t (Euphorbia tirucalli) pro Hektar erzielt werden.
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Das Projekt wurde von der EnBW AG finanziert und gemeinsam mit der Live Energies GmbH, Live Energies (Kenya) Ltd., Osiris GmbH und der Universität Hohenheim durchgeführt.
Publication
Krümpel, J., George, T., Gasston, B., Francis, G., & Lemmer, A. (2020). Suitability of Opuntia ficus-indica (L) Mill. and Euphorbia tirucalli L. as energy crops for anaerobic digestion. Journal of Arid Environments, 174, 104047. >>>
Projekte
Karboniserung ↵
Jatropha ↵
Biogas
