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Systemanalyse biogene Gase (SNG)

Systemanalyse biogene Gase (SNG)
Projektteam:

Leible, Ludwig (Projektleitung); Beate Fürniß; Stefan Kälber; Gunnar Kappler; Oliver Hurtig

Förderung:

Ministerium für Ernährung und Ländlichen Raum (MLR), Stuttgart

Starttermin:

2008

Endtermin:

2013

Projektpartner:

Universität Stuttgart (IER und IVD), Universität Karlsruhe (DVGW), Universität Hohenheim (IAT) und ZSW Stuttgart

Forschungsgruppe:

Nachhaltigkeit und Umwelt; Energie - Ressourcen, Technologien, Systeme

Beschreibung des Projekts

Die Bioenergie nimmt aufgrund der bedeutenden Rohstoffpotenziale, der vielfältigen Nutzungsmöglichkeiten und der damit einhergehenden Bedeutung für Energiewirtschaft und Klimaschutz eine besondere Rolle bei der Entwicklung einer nachhaltigen Energieversorgung ein. Unter den Konversions- und Nutzungsmöglichkeiten wird den gasförmigen biogenen Brennstoffen derzeit erhöhte Aufmerksamkeit von Seiten der Forschung und Entwicklung geschenkt. Diese Brennstoffe bieten Möglichkeiten einer verbesserten Handhabung, unterschiedliche Optionen der Konversion bzw. Weiterverarbeitung und sie weisen ein hohes Potenzial für eine effizientere Nutzung der Biomasse auf. Über die Aufbereitung des Biogases bzw. der thermochemisch gewonnenen Gase auf Erdgasqualität und deren Einspeisung in das bestehende Erdgasnetz wird eine effiziente Verteilung und energetische Nutzung angestrebt.

Ziel des Projektes war es, das Potenzial und die Perspektiven der Erzeugung und energetischen Nutzung von biogenen Gasen als Erdgas-Substitut (SNG, Substitute Natural Gas) unter den Rahmenbedingungen Baden-Württembergs zu untersuchen und systemanalytisch zu bewerten. Hierbei stand die Analyse der Erzeugung und Nutzung von Biogas und von thermochemisch erzeugten Gasen aus Biomasse im Vordergrund. Diese Verfahren wurden mit denen einer direkten energetischen Nutzung von Biomasse zur Strom- und Wärmeerzeugung verglichen. Weiterhin wurde die Bedeutung und Rolle der Nutzung biogener Gase für die energiewirtschaftliche Situation in Baden-Württemberg analysiert.

Hierzu wurden die wesentlichen Verfahrensschritte der Erzeugung und Nutzung biogener Gase im Hinblick auf technische, ökonomische und umweltrelevante Parameter untersucht. Des Weiteren erfolgten ein technologieübergreifender Vergleich und eine Einordnung der Verfahren in die energiewirtschaftliche Situation Baden-Württembergs. Darüber hinaus wurde hierdurch die Arbeit der Bioenergie-Forschungsplattform Baden-Württemberg wissenschaftlich begleitet und (mit)gestaltet.

Die systemanalytischen Untersuchungen von ITAS zu diesem Projekt konzentrierten sich insbesondere auf folgende Bereiche:

  • Konversionstechnologien: Analyse der Technologien zur Erzeugung biogener Gase (Biogas und thermochemischer Pfad)
  • Aufbereitung und Einspeisung ins Erdgasnetz: Analyse der Technologien zur Aufbereitung und Einspeisung biogener Gase als SNG
  • Strom-, Wärme- und Kraftstoffbereitstellung aus SNG: Vergleich der Nutzung von SNG mit der direkten energetischen Nutzung der biogenen Gase

 

Titelbild

Endbericht zum Projekt:
Systemanalyse zur "Erzeugung und Nutzung biogener Gase in Baden-Württemberg"
- Schlussbericht -
Teil I: Kurzfassung und Empfehlungen
Teil II: Langfassung/Materialband
Volltext/pdf

Publikationen


2014
Vorträge
Kappler, G.; Leible, L.; Kälber, S.
Verwendung von Biomethan und Erdgas als Kraftstoff im Güter- und Personentransport. Eine kritische Einordnung.
2014. ProcessNet-Jahrestagung und 31. DECHEMA-Jahrestagung der Biotechnologen 2014, Aachen, 30. Septemer - 2. Oktober 2014 Chemie Ingenieur Technik, 86(2014) (Abstract) 
Kappler, G.; Leible, L.; Kälber, S.
Systemanalysen zu innovativen Energiekonzepten - Ausgewählte Beispiele.
2014. Sommersymposium ’Energie für Europa - Dezentrale Konzepte zum Erfolg’, Sulzbach-Rosenberg, 3. Juli 2014 
Kappler, G.; Leible, L.; Kälber, S.
Biomethan als Kraftstoff: Eine Einordnung.
2014. Tagung ’Biogene Gase für die Energiewende in Baden-Württemberg’, Geislingen, 20. Februar 2014 
Leible, L.; Kappler, G.; Kälber, S.
Bereitstellung von Biomethan über Biogas und Biomassevergasung. Eine techno-ökonomische und umweltrelevante Bewertung.
2014. ProcessNet-Jahrestagung und 31. DECHEMA-Jahrestagung der Biotechnologen 2014, Aachen, 30. Septemer - 2. Oktober 2014 Chemie Ingenieur Technik, 86(2014) (Abstract) 
Poster
Kälber, S.; Leible, L.; Kappler, G.
Erzeugung und Einspeisung von SNG - Eine systemanalytische Betrachtung der Bereitstellung über Biogas und Vergasung.
2014. Workshop ’SNG als Schlüssel für künftige Energiesysteme Power-to-Gas und Biomass-to-Gas’, Garching, 9. Mai 2014 
Kappler, G.; Leible, L.; Kälber, S.
Verwendung von Biomethan und Erdgas als Kraftstoff im Güter und Personentransport. Eine kritische Einordnung.
2014. ProcessNet-Jahrestagung und 31. DECHEMA-Jahrestagung der Biotechnologen 2014, Aachen, 30. Septemer - 2. Oktober 2014 
Kappler, G.; Leible, L.; Kälber, S.
Nutzung von SNG aus Biomasse im Wärme-, Strom- und Kraftstoffsektor - Eine techno-ökonomische Einordnung.
2014. Workshop ’SNG als Schlüssel für künftige Energiesysteme Power-to-Gas und Biomass-to-Gas’, Garching, 9. Mai 2014 
2013
Dissertationen
Proceedingsbeiträge
Hurtig, O.; Leible, L.; Spicher, U.
Perspektiven der Biomasse im Mobilitätssektor. Ein techno-ökonomischer Vergleich der Verwendung von Strom, SNG und FT-Diesel für den Pkw-Antrieb.
2013. Chancen der Energiewende : wissenschaftliche Beiträge des KIT zur 1. Jahrestagung des KIT-Zentrums Energie, 19.06.2012. Hrsg.: W. Breh, 89–94, KIT Scientific Publishing, Karlsruhe 
Forschungsberichte/Preprints
Eltrop, L.; Stenull, M.; Leible, L.; Kälber, S.; Kappler, G.; Lansche, J.; Müller, J.; Poboss, N.; Zieba, M.; Stürmer, B.; Kelm, T.; Köppel, W.
Systemanalyse zur “Erzeugung und Nutzung biogener Gase in Baden- Württemberg”. Schlussbericht - Teil I: Kurzfassung und Empfehlungen Teil II: Langfassung/Materialband.
2013. Univ. Hohenheim, Stuttgart 
Vorträge
Kappler, G.; Leible, L.; Kälber, S.; Hurtig, O.
Erzeugung und Nutzung von SNG aus Biomasse - Mit Ausblick auf den Transport- und Mobilitätssektor.
2013. 6. Ruhr Symposium zur Zukunft der Mobilität, Recklinghausen, 9. Juli 2013 
2012
Zeitschriftenaufsätze
Kappler, G.; Hurtig, O.; Kälber, S.
Perspektiven für Bio-Erdgas. Teil II: Bereitstellung von Wärme, Strom und Kraftstoff.
2012. BWK - Das Energie-Fachmagazin / Sonderdruck aus BWK 5+6/2012, 64 (6), 9–16 
Leible, L.; Kälber, S.; Kappler, G.
Perspektiven für Bio-Erdgas. Teil I: Bereitstellung aus nasser und trockener Biomasse.
2012. BWK - Das Energie-Fachmagazin, 64 (5), 21–27 
Vorträge
Kappler, G.; Leible, L.; Kälber, S.
Energie aus Biomasse. Ein Einblick in systemanalytische Untersuchungen: Biomasseaufkommen und -bereitstellung.
2012. Blockvorlesung ’Stoffliche und energetische Nutzung vo Biomasse’, Karlsruhe, 14.Februar 2012 
Leible, L.; Kappler, G.; Kälber, S.
Energie aus Biomasse. Ein Einblick in systemanalytische Untersuchungen: Wärme, Strom und Kraftstoffe.
2012. Blockvorlesung ’Stoffliche und energetische Nutzung vo Biomasse’, Karlsruhe, 14.Februar 2012 
Poster
Hurtig, O.; Leible, L.; Spicher, U.
Perspektiven der Biomasse im Mobilitätssektor. Ein techno-ökonomischer Vergleich von Strom, SNG und FT-Diesel für Pkw.
2012. Chancen der Energiewende : 1.Jahrestagung des KIT-Zentrums Energie, Karlsruhe, 19.Juni 2012, 1. Jahrestagung des KIT-Zentrums Energie (2012), Karlsruhe, Deutschland, 19. Juni 2012 
Kaelber, S.; Leible, L.; Kappler, G.
Perspectives of biogenic gases as substitute for natural gas (SNG).
2012. 5th International Freiberg Conference on IGCC & XtL Technologies (IFC 2012), Leipzig, May 21-24, 2012 
2011
Zeitschriftenaufsätze
Proceedingsbeiträge
Hurtig, O.; Leible, L.; Kälber, S.; Kappler, G.
Biomass based fuels for passenger cars a (cost-)efficient solution for GHG reduction?.
2011. Faulstich, M. [Hrsg.] 19th European Biomass Conf. : From Research to Industry and Markets ; Proc.of the Internat.Conf.held in Berlin, June 6-10, 2011 DVD S. ?? - ?? Firenze : ETA-Florence Renewable Energies, 2011 
Vorträge
Hurtig, O.; Leible, L.; Kälber, S.; Kappler, G.
Biomass based fuels for passenger cars a (cost-)efficient solution for GHG reduction?.
2011. 19th European Biomass Conf.and Exhibition, Berlin, June 6-10, 2011 
Kälber, S.; Kappler, G.; Leible, L.
Thermochemische Erzeugung biogener Gase und Vergleich mit Biogas. Techno-ökonomische Analyse.
2011. Status-Seminar der Bioenergieforschungsplattform Baden-Württemberg, Eningen, 11.November 2011 
Kappler, G.; Leible, L.; Kälber, S.; Hurtig, O.
Prozessketten der Bereitstellung und Nutzung von SNG.
2011. Statusseminar der Bioenergieforschungsplattform Baden-Württemberg, Stuttgart, 18.März 2011 
Kuhn, D.; Isele, J.; Leible, L.
Energieeinsparung und CO₂-Minderung durch Stoffstrom- und Ressourcenanalyse in der Stadt Detmold.
2011. Vortr.: Stadtverwaltung/Stadtwerke Detmold, 28.Juli 2011, Vortrag, Stadtverwaltung Detmold (2011), Detmold, Deutschland, 28. Juli 2011 
Leible, L.
Bioenergie - Einordnung und Perspektiven.
2011. Vortr.: Rotary Club Sinsheim, 26.September 2011 
Leible, L.; Kälber, S.; Kappler, G.; Hurtig, O.
Bereitstellung und Nutzung von SNG.
2011. 5.Kolloquium Sustainable BioEconomy, KIT, Karlsruhe, 1.-2.Dezember 2011 Volltext Volltext der Publikation als PDF-Dokument
Leible, L.; Kälber, S.; Kappler, G.; Hurtig, O.
Energy from biogenic residues on a national and regional scale.
2011. Start-Up of IRENA Deutschland, Presentation of the Systems Analysis Institutions in the HGF, Berlin, May 4, 2011 
Leible, L.; Kappler, G.; Kälber, S.; Hurtig, O.
Vergleich biogener Gase in der Nutzung.
2011. Perspektiven biogener Gase in Baden-Württemberg : Tagung, Stuttgart, 4.Juli 2011 
Poster
Kappler, G.; Kälber, S.; Leible, L.
Biomassevergasung zur Bereitstellung von Fischer-Tropsch-Kraftstoff in Baden-Württemberg.
2011. Perspektiven biogener Gase in Baden-Württemberg : Tagung, Stuttgart, 4.Juli 2011 
2010
Zeitschriftenaufsätze
Hurtig, O.; Leible, L.; Kappler, G.; Kälber, S.
Innovative Kraftstoff- und Antriebskonzepte der Automobilindustrie seit der ersten Ölkrise 1973.
2010. Chemie - Ingenieur - Technik, 28.DECHEMA-Jahrestagung der Biotechnologen und ProcessNet-Jahrestagung 2010, Aachen, September 21-23, 2010, (Abstract), 82 (9), 1594–1595 
Leible, L.; Kälber, S.; Kappler, G.; Hurtig, O.; Fürniß, B.
Bereitstellung von Biogas und thermochemisch erzeugtem Rohgas zur Produktion von Erdgas-Substitut (SNG).
2010. Chemie - Ingenieur - Technik, 28.DECHEMA-Jahrestagung der Biotechnologen und ProcessNet-Jahrestagung 2010, Aachen, September 21-23, 2010, (Abstract), 82, 1596 
Thrän, D.; Leible, L.; Simon, S.; Pütz, S.; Kälber, S.; Geiss, C.; Schillings, C.
Bioenergie und nachhaltige Landnutzung.
2010. Technikfolgenabschätzung - Theorie und Praxis, 19 (3), 65–74 
Vorträge
Hurtig, O.
Nachhaltige Mobilität? Strom, Substitut Natural Gas und Fischer-Tropsch-Kraftstoff aus Biomasse im Vergleich.
2010. 6. Ökobilanz-Werkstatt (2010), Darmstadt, Deutschland, 29. September–1. Oktober 2009 
Hurtig, O.; Leible, L.; Kappler, G.; Kälber, S.
Innovative Kraftstoff- und Antriebskonzepte der Automobilindustrie seit der ersten Ölkrise 1973.
2010. 28.DECHEMA-Jahrestagung der Biotechnologen und ProcessNet-Jahrestagung 2010, Aachen, September 21-23, 2010 Chemie Ingenieur Technik, 82(2010) (Abstract) 
Kappler, G.; Kälber, S.; Leible, L.
Thermochemische Erzeugung biogener Gase und Vergleich mit Biogas.
2010. Status-Seminar Bioenergieforschungsplattform Baden-Württemberg (2010), Stuttgart, Deutschland, 6. Oktober 2010 
Leible, L.; Kälber, S.; Kappler, G.
Energie aus Biomasse - ein Einblick in systemanalytische Untersuchungen.
2010. Blockvorlesung ’Stoffliche und energetische Nutzung von Biomasse’ im Rahmen des Studienmodells 18 ’Regenerative Energien’, KIT, Karlsruhe, 27.Mai 2010 
Leible, L.; Kälber, S.; Kappler, G.; Hurtig, O.; Fürniß, B.
Bereitstellung von Biogas und thermochemisch erzeugtem Rohgas zur Produktion von Erdgas-Substitut (SNG).
2010. 28.DECHEMA-Jahrestagung der Biotechnologen und ProcessNet-Jahrestagung 2010, Aachen, September 21-23, 2010 Chemie Ingenieur Technik, 82(2010) (Abstract) 
Leible, L.; Kappler, G.
Rolle und Bedeutung der Bioenergie innerhalb der Erneuerbaren.
2010. Jahrestagung der Forstverwaltung Baden-Württemberg, Rust, 24.November 2010 

Kontakt

Dr. Ludwig Leible
Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
Institut für Technikfolgenabschätzung und Systemanalyse (ITAS)
Postfach 3640
76021 Karlsruhe

Tel.: 0721 608-24869
E-Mail