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Gesamtwirtschaftliche Machbarkeit: Ökobilanz ausgewählter Biogasanlagen - Erfolgsfaktoren zur nachhaltigen Nutzung der Biogastechnologie am Beispiel ausgewählter Biogasanlagen

Projektleitung
Kirchmayr Roland, BOKU Projektleiter/in
Laufzeit:
01.06.2008-30.04.2010
Programm:
Energiesysteme der Zukunft (Impulsprogramm Nachhaltig Wirtschaften)
Art der Forschung
Angewandte Forschung
Projektpartner*innen
Bundesanstalt für alpenländische Landwirtschaft, Altirdning 11, 8952 Irdning, Österreich.
Kontaktperson: Dr. Erich Pötsch;
Funktion des Projektpartners: Partner
Joanneum Research, Institut für Energieforschung, Elisabethstraße 5, 8010 Graz, Österreich.
Kontaktperson: Dr. Reinhard Padinger; Dr. Gerfried Jungmeier;
Funktion des Projektpartners: Koordinator
Mitarbeiter*innen
Beteiligte BOKU-Organisationseinheiten
Institut für Umweltbiotechnologie
Gefördert durch
FFG - Forschungsförderungsgesellschaft, Sensengasse 1, 1090 Wien, Österreich
Abstract
Um die Umsetzung und Verbreitung der Biogastechnologien zu unterstützen, wird eine Ökobilanzierung für ausgewählte Biogasprozessketten erstellt. Basierend auf einer Lebenszyklusanalyse werden die ökologischen Auswirkungen der Produktion bzw. Sammlung der Rohstoffe, deren Vergärung in der Biogasanlage, die energetische Nutzung des Biogases sowie die stoffliche Nutzung der Gärreste untersucht und quantifiziert. Es werden die ökologischen Auswirkungen der Errichtung, des Betriebes sowie der Entsorgung der Komponenten einer Biogasanlage untersucht.
Neben dem ökologischen Vergleich von unterschiedlichen Biogasprozessketten untereinander erfolgt eine Gegenüberstellung der Biogastechnologie zu „Referenzsystemen“ (konventionelle Energiesysteme, konventionelle Nutzung der Agrarflächen und Ausgangssubstrate). Neben der vergleichenden Bewertung nach den 7 Leitprinzipien nachhaltiger Technologieentwicklung werden Emissionen in die Luft (z. b. Treibhausgasemissionen), der kumulierte Primärenergiebedarf sowie ökologische Auswirkungen auf den Boden untersucht.
Hierzu werden ausgewählte Prozessketten für die Produktion von Biogas und dessen Nutzungsoptionen zu analysiert. Die Betrachtung erstreckt auf die verwendeten Ausgangssubstraten, (landwirtschaftliche Produktion und/oder abfallwirtschaftlicher Herkunft) auf den Biogasprozess selbst, sowie auf unterschiedliche Arten der Gasnutzung und die Verwertung und/oder Entsorgung der Gärreste.
Für die Erstellung der Ökobilanzen werden drei Grundvarianten von Biogasanlagen und die jeweils zu betrachtenden Referenzsysteme auf Basis von Praxiserfahrungen untersucht:
1. Biogasanlage mit ausschließlich landwirtschaftlichen Gärssubstraten
2. Biogasanlage mit Kovergärung
3. Biogasanlage mit rein abfallwirtschaftlichen Substraten
Als Datengrundlagen für die Bilanzierung der einzelnen Prozessketten wird auf Praxisdaten zurückgegriffen. In der Bilanzierung wird die gesamte Prozesskette der drei Biogasanlagen im Hinblick auf Umweltauswirkungen betrachtet:
• Kumulierter Endenergie- und Primärenergie-Bedarf
• Treibhauseffekt von CO2, CH4, N2O in CO2-Äquivalent
• Versauerung von SO2, NOx in SO2-Äquivalent
• bodennahe Ozonbildung von CO, NMVOC, NOx, CH4 in C2H4-Äquivalent
• Partikel/Staub-Emissionen
• Flächenbedarf
• Auswirkungen auf den Boden in Stickstoffbilanz, Kohlenstoffbilanz und Schadstoffeintrag durch Gärrestverwertung
Bei den ökologischen Auswirkungen auf den Boden, werden anhand der zu erstellenden Stickstoff- und Kohlenstoff-Bilanzen Aspekte der Düngung, (z. B. Mineralstoffdüngung und/oder Düngung durch Gärrestverwertung), sowie die möglichen Auswirkungen auf das Grundwasser und den Boden (Schadstoffeinträge etc.) analysiert und bewertet. Zur Erstellung der Öko-Bilanz wir das Modell GEMIS (Global Emission Modell for Integrated Systems, www.oeko.de/service/gemis) verwendet, wobei basierend auf den bereits bestehenden österreichischen Datensätzen vom Umweltbundesamt und von Joanneum Research neue Datensätze für dieses Projekt erstellt werden. Die Ergebnisse werden es ermöglichen, den ökologischen Nutzen von Biogasanlagen zu bewerten und im praktischen Betrieb zu maximieren.
Schlagworte
Umwelttechnologie; Umweltökonomie; Erneuerbare Energie (auch: Energieträger, Rohstoffe); Erneuerbare Energie (auch: Energieträger, Rohstoffe); Nachwachsende Rohstoffe; Umweltforschung; Systemanalyse; Umweltökonomie;
biogas; ökobilanz;
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