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Staubemissionen

Im Dokument Virtuelles Biogas (Seite 163-172)

2.4 Potenzialanalyse

3.4.4 Staubemissionen

Tabelle 72 und Tabelle 73 zeigen die Ergebnisse für die Staubemissionen bei der Biomethannutzung in einem PKW zur Bereitstellung einer Transportdienstleistung im Vergleich zu Referenzsystemen.

Tabelle 72 - Staubemissionen einer PKW-Transportdienstleistung mit Biomethan im Vergleich zu Benzin, Diesel und Erdgas. Prozesswärmebereitstellung für Biomethanerzeugung mit fester Biomasse.

Summe [mg/PKW-km]

Benzin 34

Diesel 41

Erdgas 36

800 Nm³/h_85% Energiefruchtfolge+15% Gülle 49 800 Nm³/h_87% Int. Fruchtfolge+13% Gülle 50

500 Nm³/h_100% Reststoffe 59

400 Nm³/h_70% Zwischenfrüchte+30% Stroh* 42 250 Nm³/h_40% Mais+52% Gülle+8% Reststoffe 67 300 Nm³/h_10% Mais+60% Gülle+30% Reststoffe 58 250 Nm³/h_52% Int. Fruchtfolge+6% Stroh+43% Gülle* 72

27 Nm³/h_50% Wiesengras+50% Gülle 44

27 Nm³/h_25% Schweinegülle+75% Rindergülle 46 7 Nm³/h_56% Schweinegülle+44% Hühnermist 28

* zukünftige Technologie Staub

Tabelle 73 - Staubemissionen einer PKW-Transportdienstleistung mit Biomethan im Vergleich zu Benzin, Diesel und Erdgas. Prozesswärmebereitstellung für Biomethanerzeugung mit Biogas.

600 Nm³/h_85% Energiefruchtfolge+15% Gülle 41

400 Nm³/h_100% Reststoffe 59

130 Nm³/h_52% Int.Fruchtfolge+6% Stroh+43% Gülle* 44

22 Nm³/h_50% Wiesengras+50% Gülle 38

20 Nm³/h_25% Scheinegülle+75% Rindergülle 29

* zukünftige Technologie Staub

3.4.4.2 Wärmebereitstellung

Tabelle 74 und Tabelle 75 zeigen die Ergebnisse für die Staubemissionen bei der Biomethannutzung in einem Brennwertkessel zur Wärmebereitstellung im Vergleich zu Referenzsystemen.

Tabelle 74 - Staubemissionen der Wärmebereitstellung mit Biomethan im Vergleich zu Pellet, Öl und Erdgas. Prozesswärmebereitstellung für Biomethaner-zeugung mit fester Biomasse.

Summe [mg/kWh]

Pellet 156

Öl 20

Erdgas 9

800 Nm³/h_85% Energiefruchtfolge+15% Gülle 31 800 Nm³/h_87% Int. Fruchtfolge+13% Gülle 33

500 Nm³/h_100% Reststoffe 44

400 Nm³/h_70% Zwischenfrüchte+30% Stroh* 22 250 Nm³/h_40% Mais+52% Gülle+8% Reststoffe 54 300 Nm³/h_10% Mais+60% Gülle+30% Reststoffe 43 250 Nm³/h_52% Int. Fruchtfolge+6% Stroh+43% Gülle* 61

27 Nm³/h_50% Wiesengras+50% Gülle 24

27 Nm³/h_25% Schweinegülle+75% Rindergülle 28 7 Nm³/h_56% Schweinegülle+44% Hühnermist 3

* zukünftige Technologie Staub

Tabelle 75 - Staubemissionen der Wärmebereitstellung mit Biomethan im Vergleich zu Pellet, Öl und Erdgas. Prozesswärmebereitstellung für Biomethaner-zeugung mit Biogas.

600 Nm³/h_85% Energiefruchtfolge+15% Gülle 21

400 Nm³/h_100% Reststoffe 44

130 Nm³/h_52% Int.Fruchtfolge+6% Stroh+43% Gülle* 25

22 Nm³/h_50% Wiesengras+50% Gülle 16

20 Nm³/h_25% Scheinegülle+75% Rindergülle 5

* zukünftige Technologie Staub

3.4.4.3 Strombereitstellung

Tabelle 76 und Tabelle 77 zeigen die Ergebnisse für die Staubemissionen bei der Biomethannutzung in einem Erdgas GuD-Kraftwerk zur Strombereitstellung im Ver-gleich zu einem erdgasbetriebenen Referenzsystem.

Tabelle 76 - Staubemissionen der Strombereitstellung mit Biomethan im Vergleich zu Erdgas. Prozesswärmebereitstellung für Biomethanerzeugung mit fes-ter Biomasse.

Summe [mg/PKW-km]

Erdgas 15

800 Nm³/h_85% Energiefruchtfolge+15% Gülle 57 800 Nm³/h_87% Int. Fruchtfolge+13% Gülle 60

500 Nm³/h_100% Reststoffe 82

400 Nm³/h_70% Zwischenfrüchte+30% Stroh* 40 250 Nm³/h_40% Mais+52% Gülle+8% Reststoffe 100 300 Nm³/h_10% Mais+60% Gülle+30% Reststoffe 79 250 Nm³/h_52% Int. Fruchtfolge+6% Stroh+43% Gülle* 113

27 Nm³/h_50% Wiesengras+50% Gülle 44

27 Nm³/h_25% Schweinegülle+75% Rindergülle 50 7 Nm³/h_56% Schweinegülle+44% Hühnermist 3

* zukünf tige Technologie Staub

Tabelle 77 - Staubemissionen der Strombereitstellung mit Biomethan im Vergleich zu Erdgas. Prozesswärmebereitstellung für Biomethanerzeugung mit Biogas

Summe [mg/kWh]

Erdgas 15

600 Nm³/h_85% Energiefruchtfolge+15% Gülle 36

400 Nm³/h_100% Reststoffe 81

130 Nm³/h_52% Int.Fruchtfolge+6% Stroh+43% Gülle* 44

22 Nm³/h_50% Wiesengras+50% Gülle 28

20 Nm³/h_25% Scheinegülle+75% Rindergülle 6

* zukünf tige Technologie Staub

3.4.4.4 Strom- und Wärmebereitstellung

Tabelle 78 zeigt die Ergebnisse für die Staubemissionen bei der Biomethannutzung in einer Mikro-KWK-Anlage mit Gasturbine zur Strom- und Wärmebereitstellung im Vergleich zu einem erdgasbetriebenen Referenzsystem bei 100%iger Wärmenut-zung. Tabelle 79 und Tabelle 80 zeigen die Ergebnisse für die Nutzung Biogas in

einem Biogas-BHKW zur Strom- und Wärmebereitstellung für 100%ige Wärmenut-zung und einen Gesamtanlagewirkungsgrad von 60%.

Tabelle 78 - Staubemissionen für die Strom- und Wärmebereitstellung mit Biome-than in einer Mikro-KWK (Gasturbine) im Vergleich zu Erdgas

Summe

[mg/kWh Strom+Wärme]

Erdgas Mikro KWK 17

800 Nm³/h_85% Energiefruchtfolge+15% Gülle 48

400 Nm³/h_100% Reststoffe 65

20 Nm³/h_25% Schweinegülle+75% Rindergülle 11 Staub

Tabelle 79 - Staubemissionen für ein Biogas-BHKW mit 100% Wärmenutzung im Vergleich zu Erdgas. Werte nicht direkt vergleichbar, da unterschiedliche Verhältnisse von Strom- zu Wärmenutzung

Summe

[mg/kWh Strom+Wärme]

Erdgas BHKW 15

1500 Nm³/h_85% Energiefruchtfolge+15% Gülle 28

800 Nm³/h_100% Reststoffe 69

450 Nm³/h_52% Int.Fruchtfolge+6% Stroh+43% Gülle* 39

45 Nm³/h_50% Wiesengras+50% Gülle 23

45 Nm³/h_25% Scheinegülle+75% Rindergülle 10

* zukünftige Technologie Staub

Tabelle 80 – Staubemissionen für ein Biogas-BHKW mit 60% Gesamtnutzungsgrad im Vergleich zu Erdgas. Werte nicht direkt vergleichbar, da unterschied-liche Verhältnisse von Strom- zu Wärmenutzung

Summe

[mg/kWh Strom+Wärme]

Erdgas BHKW 21

1500 Nm³/h_85% Energiefruchtfolge+15% Gülle 44

800 Nm³/h_100% Reststoffe 86

450 Nm³/h_52% Int.Fruchtfolge+6% Stroh+43% Gülle* 49

45 Nm³/h_50% Wiesengras+50% Gülle 35

45 Nm³/h_25% Scheinegülle+75% Rindergülle 16

* zukünftige Technologie Staub

3.4.5 Fossiler Primärenergiebedarf 3.4.5.1 Transportdienstleistung

Tabelle 81 und Tabelle 82 zeigen die Ergebnisse für den Beitrag zur Versauerung bei Biomethannutzung in einem PKW zur Bereitstellung einer Transportdienstleis-tung im Vergleich zu Referenzsystemen.

Tabelle 81 – Fossiler Primärenergiebedarf einer PKW-Transportdienstleistung mit Biomethan im Vergleich zu Benzin, Diesel und Erdgas. Prozesswärmebe-reitstellung für Biomethanerzeugung mit fester Biomasse

Summe [kWh/PKW-km]

Benzin 0,90

Diesel 0,72

Erdgas 0,95

800 Nm³/h_85% Energiefruchtfolge+15% Gülle 0,26 800 Nm³/h_87% Int. Fruchtfolge+13% Gülle 0,26

500 Nm³/h_100% Reststoffe 0,37

400 Nm³/h_70% Zwischenfrüchte+30% Stroh* 0,23 250 Nm³/h_40% Mais+52% Gülle+8% Reststoffe 0,24 300 Nm³/h_10% Mais+60% Gülle+30% Reststoffe 0,22 250 Nm³/h_52% Int. Fruchtfolge+6% Stroh+43% Gülle* 0,24

27 Nm³/h_50% Wiesengras+50% Gülle 0,23

27 Nm³/h_25% Schweinegülle+75% Rindergülle 0,18 7 Nm³/h_56% Schweinegülle+44% Hühnermist 0,15

* zukünftige Technologie Fossiler Primärenergiebedarf

Tabelle 82 – Fossiler Primärenergiebedarf einer PKW-Transportdienstleistung mit Biomethan im Vergleich zu Benzin, Diesel und Erdgas. Prozesswärmebe-reitstellung für Biomethanerzeugung mit Biogas

Summe [kWh/PKW-km]

Benzin_2008 0,90

Diesel_2008 0,72

Erdgas_2008 0,95

600 Nm³/h_85% Energiefruchtfolge+15% Gülle 0,13

400 Nm³/h_100% Reststoffe 0,29

130 Nm³/h_52% Int.Fruchtfolge+6% Stroh+43% Gülle* 0,14

22 Nm³/h_50% Wiesengras+50% Gülle 0,14

20 Nm³/h_25% Scheinegülle+75% Rindergülle 0,11

* zukünftige Technologie

Fossiler Primärenergiebedarf

3.4.5.2 Wärmebereitstellung

Tabelle 83 und Tabelle 84 zeigen die Ergebnisse für die Treibhausgasemissionen bei Biomethannutzung in einem Brennwertkessel zur Wärmebereitstellung im Vergleich zu Referenzsystemen.

Tabelle 83 – Fossiler Primärenergiebedarf der Wärmebereitstellung mit Biomethan im Vergleich zu Pellet, Öl und Erdgas. Prozesswärmebereitstellung für Biomethanerzeugung mit fester Biomasse.

Summe [kWh/kWh]

Pellet 0,16

Öl 1,27

Erdgas 1,16

800 Nm³/h_85% Energiefruchtfolge+15% Gülle 0,25 800 Nm³/h_87% Int. Fruchtfolge+13% Gülle 0,25

500 Nm³/h_100% Reststoffe 0,39

400 Nm³/h_70% Zwischenfrüchte+30% Stroh* 0,21 250 Nm³/h_40% Mais+52% Gülle+8% Reststoffe 0,23 300 Nm³/h_10% Mais+60% Gülle+30% Reststoffe 0,20 250 Nm³/h_52% Int. Fruchtfolge+6% Stroh+43% Gülle* 0,22

27 Nm³/h_50% Wiesengras+50% Gülle 0,22

27 Nm³/h_25% Schweinegülle+75% Rindergülle 0,16 7 Nm³/h_56% Schweinegülle+44% Hühnermist 0,11

* zukünftige Technologie

Fossiler Primärenergiebedarf

Tabelle 84 – Fossiler Primärenergiebedarf der Wärmebereitstellung mit Biomethan im Vergleich zu Pellet, Öl und Erdgas. Prozesswärmebereitstellung für Biomethanerzeugung mit Biogas.

600 Nm³/h_85% Energiefruchtfolge+15% Gülle 0,09

400 Nm³/h_100% Reststoffe 0,29

130 Nm³/h_52% Int.Fruchtfolge+6% Stroh+43% Gülle* 0,10

22 Nm³/h_50% Wiesengras+50% Gülle 0,10

20 Nm³/h_25% Scheinegülle+75% Rindergülle 0,06

* zukünftige Technologie

Fossiler Primärenergiebedarf

3.4.5.3 Strombereitstellung

Tabelle 85 und Tabelle 86 zeigen die Ergebnisse für den fossilen Primärenergiebe-darf bei der Biomethannutzung in einem Erdgas GuD-Kraftwerk zur Strombereit-stellung im Vergleich zu einem erdgasbetriebenen Referenzsystem.

Tabelle 85 – Fossiler Primärenergiebedarf der Strombereitstellung mit Biomethan im Vergleich zu Erdgas. Prozesswärmebereitstellung für Biomethaner-zeugung mit fester Biomasse.

Summe [kWh/kWh]

Erdgas 2,17

800 Nm³/h_85% Energiefruchtfolge+15% Gülle 0,44 800 Nm³/h_87% Int. Fruchtfolge+13% Gülle 0,44

500 Nm³/h_100% Reststoffe 0,72

400 Nm³/h_70% Zwischenfrüchte+30% Stroh* 0,36 250 Nm³/h_40% Mais+52% Gülle+8% Reststoffe 0,39 300 Nm³/h_10% Mais+60% Gülle+30% Reststoffe 0,35 250 Nm³/h_52% Int. Fruchtfolge+6% Stroh+43% Gülle* 0,39

27 Nm³/h_50% Wiesengras+50% Gülle 0,39

27 Nm³/h_25% Schweinegülle+75% Rindergülle 0,26 7 Nm³/h_56% Schweinegülle+44% Hühnermist 0,18

* zukünftige Technologie

Fossiler Primärenergiebedarf

Tabelle 86 – Fossiler Primärenergiebedarf der Strombereitstellung mit Biomethan im Vergleich zu Erdgas. Prozesswärmebereitstellung für Biomethaner-zeugung mit Biogas.

Summe [kWh/kWh]

Erdgas 2,17

600 Nm³/h_85% Energiefruchtfolge+15% Gülle 0,13

400 Nm³/h_100% Reststoffe 0,52

130 Nm³/h_52% Int.Fruchtfolge+6% Stroh+43% Gülle* 0,16 22 Nm³/h_50% Wiesengras+50% Gülle 0,14 20 Nm³/h_25% Scheinegülle+75% Rindergülle 0,09

* zukünftige Technologie

Fossiler Primärenergiebedarf

3.4.5.4 Strom- und Wärmebereitstellung

Tabelle 87 zeigt die Ergebnisse für den fossilen Primärenergiebedarf bei der Biome-thannutzung in einer Mikro-KWK-Anlage mit Gasturbine zur Strom- und Wärmebe-reitstellung im Vergleich zu einem erdgasbetriebenen Referenzsystem bei 100%iger Wärmenutzung. Tabelle 88 und Tabelle 89 zeigen die Ergebnisse für die Nutzung Biogas in einem Biogas-BHKW zur Strom- und Wärmebereitstellung für 100%ige Wärmenutzung und einen Gesamtanlagewirkungsgrad von 60%.

Tabelle 87 – Fossiler Primärenergiebedarf für die Strom- und Wärmebereitstellung mit Biomethan in einer Mikro-KWK (Gasturbine) im Vergleich zu Erdgas

Summe [kWh/kWh]

Erdgas Mikro KWK 1,58

800 Nm³/h_85% Energiefruchtfolge+15% Gülle 0,32

400 Nm³/h_100% Reststoffe 0,38

20 Nm³/h_25% Schweinegülle+75% Rindergülle 0,06 Fossiler Primärenergiebedarf

Tabelle 88 – Fossiler Primärenergiebedarf für ein Biogas-BHKW mit 100% Wärme-nutzung im Vergleich zu Erdgas. Werte nicht direkt vergleichbar, da un-terschiedliche Verhältnisse von Strom- zu Wärmenutzung.

Summe [kWh/kWh]

Erdgas BHKW 1,48

600 Nm³/h_85% Energiefruchtfolge+15% Gülle 0,08

400 Nm³/h_100% Reststoffe 0,39

130 Nm³/h_52% Int.Fruchtfolge+6% Stroh+43% Gülle* 0,12

22 Nm³/h_50% Wiesengras+50% Gülle 0,05

20 Nm³/h_25% Scheinegülle+75% Rindergülle 0,00

* zukünftige Technologie

Fossiler Primärenergiebedarf

Tabelle 89 – Fossiler Primärenergiebedarf für ein Biogas-BHKW mit 60% Gesamt-wirkungsgrad im Vergleich zu Erdgas. Werte nicht direkt vergleichbar, da unterschiedliche Verhältnisse von Strom- zu Wärmenutzung.

Summe [kWh/kWh]

Erdgas BHKW 2,03

600 Nm³/h_85% Energiefruchtfolge+15% Gülle 0,12

400 Nm³/h_100% Reststoffe 0,49

130 Nm³/h_52% Int.Fruchtfolge+6% Stroh+43% Gülle* 0,15

22 Nm³/h_50% Wiesengras+50% Gülle 0,07

20 Nm³/h_25% Scheinegülle+75% Rindergülle 0,00

* zukünftige Technologie

Fossiler Primärenergiebedarf

4 Betriebswirtschaftliche Analyse und Bewertung

4.1 Aufgabenstellung

Die Aufgabenstellungen dieses Arbeitspaketes sind:

1. Festlegung der wirtschaftlichen Rahmenbedingungen und Kalkulationsparameter und Adaption des Berechnungswerkzeugs

2. Definition der notwendigen Datengrundlage – Kommunikation mit den Arbeits-paketen des Leitprojekts

3. Ökonomische Beschreibung der Biogasnutzungspfade (max. 20). Einbindung der Ergebnisse aus AP 10.2

4. Kalkulation und Abschätzung der kapital-, betriebs- und verbrauchsgebundenen Kosten => Ableitung von Vollkosten

5. Kalkulation von spezifischen Kenngrößen wie Biogas-, Strom-, Wärme- Geste-hungskosten, CO2-Vermeidungskosten, …

6. Analyse der Kostenstruktur

7. Durchführung von Sensitivitätsanalysen

8. Vergleich mit anlegbaren Marktpreisen als Referenz => Ableitung von Kriterien zur wirtschaftlichen Optimierung

9. Schlussfolgerungen und Empfehlungen

4.2 Methodik

Die Analyse und Bewertung der Nutzungspfade wird mit einem wirtschaftlichen Va-riantenvergleich auf Basis Vollkosten in Anlehnung an die VDI 2067 bzw. die Ö-Norm M 7140 [vgl. ÖNORM M7140] durchgeführt, wobei auch die Kalkulation von spezifischen Gestehungskosten, die Analyse der Kostenstrukturen und die Durch-führung von Sensitivitätsanalysen enthalten sind. Die internen und externen Dis-kussionen der Ergebnisse stellen einen wichtigen Teil dar.

Die wirtschaftlichen Rahmenbedingungen wurden wie folgt im Rahmen des Projekt-konsortiums festgelegt:

Basis der schwankenden Kosten bzw. Preisen: Mittelwert des Jahres 2008;

Konkrete Anlagenbeispiele und kein Technologievergleich;

Analyse und Bewertung der definierten Nutzungspfade und keine Projektopti-mierung;

Beheizung der Fermenter und der Gas-Aufbereitung mit Offgas aus Aufbereitung (soweit Wärme rückgewinnbar ist) und ergänzend entweder Hackgut- bzw. Pel-lets-Heizkessel oder Biogas-BHKW;

Förderungen (zB Umweltförderung im Inland KPC) wurden nur dort berücksich-tigt, wo explizit darauf verwiesen ist;

Die einzelnen Komponenten der Nutzungspfade stellen abgeschlossene Systeme dar, dh alle Inputs und Outputs wurden finanziell bewertet soweit dies möglich war.

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