Wagner | Potential der Biomassenutzung für Nahwärmenetze in Europa | E-Book | sack.de
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E-Book, Deutsch, 78 Seiten

Wagner Potential der Biomassenutzung für Nahwärmenetze in Europa

E-Book, Deutsch, 78 Seiten

ISBN: 978-3-346-64072-7
Verlag: GRIN Verlag
Format: PDF
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Bachelorarbeit aus dem Jahr 2017 im Fachbereich Ingenieurwissenschaften - Bauingenieurwesen, Note: 2,0, Hochschule für Technik Stuttgart, Sprache: Deutsch, Abstract: Die folgende Bachelorarbeit untersucht das Potential für Biomassenutzung für Nahwärmenetze in Europa. Diese Arbeit soll Erkenntnisse für das EU geförderte Forschungsprojekt 'NewTREND' (New integrated methodology and Tools for Retrofit design towards a next generation of ENergy efficient and sustainable buildings and Districts) liefern. Das drei jährige Projekt befasst sich mit der Optimierung der Energieeffizienz des europäischen Gebäudebestands auf Gebäude- und Quartiersebene. Dabei soll ein webbasiertes Simulationstool entwickelt werden, welches anhand von ortspezifischen Daten, Szenarien für verschiedene Sanierungsmöglichkeiten durch die Integration von erneuerbaren Energien, berechnet. Ziel der Arbeit ist es, für die drei Standorte des NewTREND - Projekts, Ungarn (Budapest), Finnland (Seinäjoki) und Spanien (Sant Cugat des Valles) das Potential von Biomasse für die Nutzung in Nahwärmenetzen aufzuzeigen. Hierbei wurde zunächst geprüft, welche Eigenschaften typisch für verschiedene Arten der Biomasse sind und welche Standortfaktoren günstige Auswirkungen auf das Wachstum dieser besitzen. Anhand von Detailanalysen, wurde erst für ganz Europa und später ortspezifisch für die drei Standorte, die aktuelle Situation der Biomassenutzung erörtert und daraufhin ein Ausblick für die Möglichkeiten der zukünftigen energetischen Verwendung der Biomasse gegeben. Der letzte Bearbeitungsschritt befasst sich mit einer überschlägigen Auslegung eines Nahwärmenetzes mit dazugehörigem Biomasse-Wärmeerzeuger am Standort Budapest. Dieses wurde schließlich mit der dort üblichen konventionellen Wärmebereitstellung durch Gas verglichen.
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4.       Bioenergie in Europa
  4.1.         Bioenergiepotential
  Bioenergie ist weltweit die am meisten genutzte regenerative Energiequelle. Die Potentiale sind beträchtlich, jedoch insgesamt begrenzt. Grundsätzlich gilt für die Nutzung der landwirtschaftlichen Flächen: „Nahrung zuerst“; die Flächen sollen also vorrangig der Produktion von Nahrung dienen und erst an zweiter Stelle der Produktion von Energiepflanzen dienen. Deshalb ist es für die Beurteilung der Zukunft von Energie aus Biomasse in Europa wichtig, eine Potentialanalyse durchzuführen, die zeigt welche Möglichkeiten und Grenzen in der Bioenergiebereitstellung herrschen.   Nachfolgend werden die allgemeinen energetischen Potentialformen kurz erläutert, um anschließend auf das aktuelle Bioenergiepotenzial im europäischen Raum einzugehen. Anschließend ein Überblick auf das, Studien nach zur Folge, mögliche Entwicklungspotenzial in den kommenden Jahren.   4.1.1.      Allgemeine Potenzialanalysen
  Bei den energetischen Potentialanalysen unterscheidet man zwischen theoretischen, technischen, wirtschaftlichen, erschließbaren und den nachhaltig nutzbaren Potentialen.   ·         Theoretisches Potential ·         Das theoretische Potential gibt an, wie viel theoretisch physikalisch nutzbare Energie zur Verfügung stehen würde. Diese Potentialform ist die absolute Obergrenze, die jedoch durch unüberwindbare Schranken, wie aus technischer oder ethischer Sichtweise, nur geringfügig erreicht werden können. ·         Technisches Potential ·         Das technische Potential ist der Anteil aus dem theoretischen Teil, welches die durch Beschränkungen möglich ist. Schranken können durch technische, strukturelle oder politische Bedingungen erfolgen. Das technische Biomassepotenzial beschreibt folglich den zeit- und ortsabhängigen, primär aus technischer Sicht möglichen Beitrag. Da es im Gegensatz zum wirtschaftlichen Potential allerdings hauptsächlich an die technischen Faktoren geknüpft ist, wird es oft aus Einfachheitsgründen erhoben und daher in vielen Studien als Richtwert benutzt. ·         Wirtschaftliches Potential ·         Das wirtschaftliche Potential ist der Anteil am technischen Potential, der unter Berücksichtigung der wirtschaftlichen und zeitabhängigen Kriterien erschließbar ist. Hierbei unterscheidet man zwischen volkswirtschaftlichen und betriebswirtschaftlichen Sichtweisen, die verschiedene Betrachtungsweisen erzeugen und sich stetig ändernden Stellgrößen unterzogen sind. Sich kurzfristig ändernde Kenngrößen, wie z.B. eine Ölpreisveränderung kann enorme Auswirkungen auf das wirtschaftliche Potential nehmen und macht es somit schwierig dieses zu quantifizieren. ·         Erschließbares Potential ·         Darunter versteht man den Anteil am technischen Potential, der auf eine gewisse wirtschaftliche Zeit tatsächlich nutzbar ist. Auf längere Zeit betrachtet nähert es sich dem wirtschaftlichen Potential an. Doch auch hier kann es durch kurzfristige Ereignisse zu schnellen Änderungen kommen, wodurch die Aussagekraft und damit auch die Berechnung und Anwendung des erschließbaren Potential abnimmt. ·         Nachhaltiges (nutzbares) Potential ·         Auch das Nachhaltigkeitspotential wird vom technischen Potential abgeleitet. Nachhaltigkeitsbeschränkungen sind Nutzungseinschränkungen auf Grund von z.B. Klimaschutzüberlegungen oder Sicherung der Ernährungsversorgung. Durch unterschiedliche Prioritäten der Einflüsse, kann diese Potentialeinschätzung sehr variieren.   Die Abgrenzungen zwischen den einzelnen Potentialen sind nicht immer ersichtlich und eine präzise Einschätzung oft nur schwer möglich. Potentialanalysen basieren jedoch grundsätzlich auf den Ergebnissen aus der technischen Potentialeinschätzung. Hier fließen ebenfalls wirtschaftliche Faktoren als auch verschiedene Nachhaltigkeitsaspekte mit in die Berechnung mit ein und spiegelt somit am ehesten die Realität wieder.   4.2.         Bioenergie im europäischen Energiesystem
  Insbesondere seit der Jahrtausendwende haben zwei wesentliche Gründe zum Anstieg der Biomassenutzung in Europa geführt: Zum einen die politische und finanzielle Förderung der erneuerbaren Energien und zum anderen der Anstieg des Ölpreises. Beide Gründe bewirkten, dass viele Waldbesitzer auf dem Markt für ihre bisher ungenutzte Biomasse tätig wurden.   Um die Möglichkeiten der Biomassenutzung in Europa zum jetzigen Zeitpunkt und wichtiger auch für die Zukunft bestimmen zu können, müssen die Potentiale untersucht und bestimmt werden. Die Potentiale für die Zukunft in der EU stammen aus verschiedenen Studien, die teils sehr unterschiedliche Ergebnisse zeigen. Dadurch lässt sich eine genaue Potentialanalyse nur ansatzweise darlegen. Die Studien betrachten bis auf wenige Schnittmengen, nicht dieselben Ressourcen und sind dadurch nur schwer untereinander vergleichbar.   Zunächst wird jedoch auf die Biomassenutzung aus dem Jahr 2013, sowie aus dem Jahr 2020 geblickt. Die Daten stammen von der Homepage von „eurostat“ deren aktuellsten vollständig vorliegenden Ergebnisse aus dem Jahr 2013 stammen.   Der Primärenergieverbrauch, also der Energiegehalt aller im Inland eingesetzten Energieträger, lag 2013 in der EU-28 bei 71,1 EJ. Die Primärerzeugung aus allen Primärenergieträgern, also aus allen fossil biogenen und fossil mineralischen und aus den regenerativen Energien betrug dabei 33 EJ. Die Einfuhren an Primärenergie in der EU-28 betrug 60,5 EJ. Zieht man nun davon die Exporte von ca. 22,4 EJ ab, errechnet sich der anfallende Primärenergiebedarf. Der Bruttoinlandsenergieverbrauch entspricht der Primärerzeugung plus den Einfuhren, den wiedergewonnenen Produkten sowie den Bestandsveränderungen, abzüglich Ausfuhren und Brennstoffversorgung von Bunkern (für internationale Hochseeschiffe). Somit gibt er die gesamte Energiemenge an, die benötigt wird, um den Inlandsverbrauch, innerhalb der Grenzen des nationalen Gebietes, abzudecken. Er betrug im Jahr 2013 69,8 EJ in der EU-28. Die Abhängigkeit der Europäischen Union von Energieeinfuhren aus Drittländern am Bruttoenergieverbrauch im Jahr 2013 betrug entsprechend 53,2%. Dieser errechnet sich aus den Nettoeinfuhren (Einfuhren abzüglich der Ausfuhren) dividiert durch den Bruttoverbrauch (Bruttoinlandsverbrauch einschließlich Bunkern für internationale Hochseeschiffe). 2003 lag die Abhängigkeitsquote noch bei 48,8%, ein Trend der besorgniserregend ist. Da fossile Brennstoffe in der EU-28 ohnehin nur noch sehr begrenzt vorhanden sind und man der Klimaerwärmung entgegenwirken muss, muss der Anteil an erneuerbaren Energien am Bruttoenergieverbrauch, erhöht werden. Im Jahr 2013 stammen etwa 8 EJ der Primärerzeugnisse aus erneuerbaren Energien. Das macht einen Anteil von etwa 24,3%, also fast ein Viertel der Primärerzeugnisse der EU-28.     Abbildung 6: Primärenergieerzeugung in der EU-28 im Jahr 2013 (M. Wagner)   Im folgenden Diagramm werden die Erzeugnisse aus Erneuerbaren Energien detailliert aufgeschlüsselt.     Abbildung 7: Anteil der EE an den Primärerzeugnissen der EU-28, 2013 (M. Wagner)   Am deutlichsten trägt mit 64,3% bzw. 5,2 EJ die Biomasse bei und bildet somit die wichtigste erneuerbare Quelle. Deutschland hat an der Primärerzeugung von Biomasse einen Anteil von knapp 20% mit 999 PJ gefolgt von den Ländern Frankreich mit 603 PJ, Italien 445,5 PJ, Schweden 445,2 PJ und Finnland 366,7 PJ. Schlusslicht des EU-28 Länder Vergleichs ist Malta, die nur etwa 102 TJ aus Biomasse primär erzeugen.   Der Anteil der erneuerbaren Energien am Bruttoendenergiebedarf lag 2013 bei 15% und 2014 bereits bei 16%. Bis 2020 strebt die EU an, diesen Anteil auf 20% zu erhöhen. Hierzu muss in Europa unteranderem das Potential von Biomassenutzung überprüft werden. Um das Ziel zu erreichen muss ein höherer Ertrag hieraus generiert werden und damit der Endenergiebedarf...


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