Biogas: Erzeugung, Aufbereitung, Einspeisung
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| Format: | Book |
|---|---|
| Language: | German |
| Published: |
München
Oldenbourg Industrieverl.
2011
|
| Series: | Edition GWF, Gas, Erdgas
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| Online Access: | Inhaltstext Inhaltsverzeichnis |
| Item Description: | Literaturangaben |
| Physical Description: | XXI, 383 S. Ill., graph. Darst., Kt. 210 mm x 145 mm 1 CD-ROM (12 cm) |
| Format: | Systemvoraussetzungen der CD-Beil.: ab Windows 2000 SP4/XP SP2 bzw. Mac OS X4, Browser mit Internetverbindung, PDF-Reader ab PDF 1.6 (Acrobat 7) |
| ISBN: | 9783835631977 3835631977 |
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IMAGE 1
XIII
INHALTSVERZEICHNIS
1 EINLEITUNG 1
1.1 HISTORISCHER UEBERBLICK 3
1.2 POLITISCHE ZIELVORGABEN 5
1.3 STAND DER BIOGASNUTZUNG IN DEUTSCHLAND IM JAHR 2010 8
1.4 AUFBEREITETES BIOGAS ALS KRAFTSTOFF 13
1.5 LITERATUR 14
2 POTENZIALE IN DEUTSCHLAND UND EUROPA 17
2.1 EINLEITUNG 17
2.2 ROHSTOFFPOTENZIALE 17
2.2.1 DEUTSCHLAND 19
2.2.2 EUROPA 27
2.3 BIOGAS-/BIOMETHANPOTENZIALE 29
2.3.1 DEUTSCHLAND 31
2.3.2 EUROPA 32
2.4 NUTZUNGSPOTENZIALE 34
2.4.1 EINSATZGEBIETE VON BIOMETHAN 34
2.4.2 NUTZUNGSKONKURRENZEN 36
2.4.2.1 FLAECHENKONKURRENZEN 37
2.4.2.2 NUTZUNGSKONKURRENZEN UM BIOMASSEN 37
2.5 LITERATUR 38
2.6 ABKUERZUNGEN 40
3 RECHT DER BIOGASEINSPEISUNG 41
3.1 EINLEITUNG 41
3.2 ZIELE DES GESETZGEBERS 42
3.3 DIE BIOGASAUFBEREITUNG 42
3.3.1 NETZANSCHLUSSBEGEHREN 43
3.3.2 VERANTWORTLICHKEITEN UND KOSTENTRAGUNG BEIM NETZANSCHLUSS 45 3.4
NETZNUTZUNG FUER DEN TRANSPORT VON BIOGAS 46
3.4.1 GRUNDREGELUNGEN DER NETZNUTZUNG BEI BIOGAS 46
3.4.2 EINSPEISEENTGELT NACH § 20A GASNEV 48
3.4.3 KOSTENWAELZUNG, § 20B GASNEV, KOV III ANLAGE 4 49
3.5 HANDEL MIT BIOGAS - TRANSPORTMODELL UND ZERTIFIKATEMODELL 50
BIBLIOGRAFISCHE INFORMATIONEN HTTP://D-NB.INFO/998501492
DIGITALISIERT DURCH
IMAGE 2
XIV INHALTSVERZEICHNIS
3.6 VERTRAGSSTRUKTUREN 51
3.7 NUTZUNGSPFADE BEI DER GASEINSPEISUNG 52
3.7.1 BIOGAS IM MOBILITAETSSEKTOR 52
3.7.2 BIOGAS IM WAERMEMARKT 53
3.7.3 BIOGAS IN DER KWK-NUTZUNG 54
3.8 FAZIT 55
3.9 LITERATUR 55
4 B I O G A S E I N S P E I S U NG - DAS T E C H N I S C HE R E G E L W
E R K . . . 57
4.1 REGELN DER TECHNIK FUER BIOGASANLAGEN - DIE ENTWICKLUNG 57
4.2 REGELWERK FUER DIE BIOGASEINSPEISUNG - WAS GIBT ES? 57
4.2.1 REGELWERK DES DVGW 57
4.2.2 ANDERE REGELWERKE FUER BIOGAS 58
4.3 DIE REGELN DER TECHNIK IM EINZELNEN 60
4.3.1 DVGW-ARBEITSBLATT G 260 60
4.3.2 DVGW-ARBEITSBLATT G 262 62
4.3.3 DVGW-ARBEITSBLATT G 685 64
4.3.4 DVGW PRUEFGRUNDLAGE VP 265-1 64
4.3.5 DVGW-MERKBLATT G 265-2 66
4.3.6 DVGW-REGELWERK - EIN AUSBLICK 67
4.3.7 DWA-MERKBLATT M 212 68
4.3.8 DWA-MERKBLATT M 363 68
4.3.9 DWA-MERKBLATT M 376 69
4.3.10 DWA-MERKBLATT M 380 69
4.3.11 RICHTLINIEN DES VDI 69
4.3.12 KAS MERKBLATT 12 70
4.3.13 TI4 DER LANDWIRTSCHAFTLICHEN BERUFSGENOSSENSCHAFTEN 71 4.3.14
PTB-RICHTLINIE G 14 71
4.4 REGELWERKE FUER BIOGAS IM DEUTSCHSPRACHIGEN AUSLAND 72
4.5 BIOGAS ALS KRAFTSTOFF 73
4.6 EUROPAEISCHE KOMMISSION UND BIOGAS 73
5 BIOGASERZEUGUNG 75
5.1 EINLEITUNG 75
5.2 BIOLOGIE DES BIOGASPROZESSES 76
5.2.1 GRUNDLAGEN 76
5.2.2 PROZESSCHRITTE DER BIOGASERZEUGUNG 77
5.2.3 EIGNUNG VERSCHIEDENER SUBSTRATE ZUR BIOGASGEWINNUNG 80 5.3
EINFLUSSGROESSEN AUF DEN BIOGASPROZESSES 84
5.3.1 PROZESSTEMPERATUR 84
IMAGE 3
INHALTSVERZEICHNIS XV
5.3.2 SCHWEFELWASSERSTOFF 85
5.3.3 AMMONIUMSTICKSTOFF 88
5.3.4 MAKRONAEHRSTOFFE 88
5.3.5 MIKRONAEHRSTOFFE 89
5.4 PROZESSKONTROLLE BEI DER BIOGASERZEUGUNG 90
5.4.1 ENDPRODUKTKONTROLLE 91
5.4.2 ZWISCHENPRODUKTKONTROLLE 92
5.4.3 MILIEUKONTROLLE 93
5.5 VERFAHRENSTECHNIK DER BIOGASERZEUGUNG 94
5.5.1 EINLEITUNG 94
5.5.2 VERFAHRENSTECHNIK DER BIOGASERZEUGUNG AUS ABWAESSERN 98 5.5.3
BIOGASERZEUGUNG AUS WIRTSCHAFTSDUENGER, NACHWACHSENDEN ROH- STOFFEN UND
ABFALLSTOFFEN 99
5.5.4 BESONDERHEITEN BEI DER VERWERTUNG VON BIOGENEN ABFALLSTOFFEN 106
5.5.5 PLANUNGSGROESSEN FUER DEN BAU VON BIOGASANLAGEN AUF CSTR-BASIS 107
5.5.6 ZWEIPHASIGE SYSTEME ZUR ERZEUGUNG VON BIOGAS AUS WIRTSCHAFTS-
DUENGERN, NACHWACHSENDEN ROHSTOFFEN UND ABFALLSTOFFEN 110
IMAGE 4
XVI INHALTSVERZEICHNIS
5.5.7 EIGENSTROMBEDARF VON BIOGASANLAGEN AUF CSTR-BASIS 111
5.5.8 EIGENWAERMBEDARF VON BIOGASANLAGEN AUF CSTR-BASIS 113 5.6
ZUSAMMENFASSUNG 114
5.7 LITERATUR 115
6 TRANSPORT VON ROHBIOGAS 119
6.1 EINLEITUNG 119
6.2 TRANSPORTKONZEPTE FUER ROHBIOGAS 120
6.3 KORROSIONSVERHALTEN UND MATERIALSCHAEDIGUNGEN 123
6.3.1 KORROSIONSVERHALTEN 123
6.3.2 SCHAEDIGUNGEN DURCH MIKROORGANISMEN 127
6.3.2.1 BIOFILMBILDUNG 127
6.3.2.2 MIKROBIELLE KORROSION 128
6.3.2.3 KORRODIERENDE ORGANISMEN 129
6.3.2.4 BIOFOULING 130
6.4 MATERIALAUSWAHL 130
6.5 ROHBIOGASTEILAUFBEREITUNG UND VERDICHTUNG VOR DEM TRANSPORT 131
6.5.1 ENTSCHWEFELUNG 131
6.5.2 ENTFEUCHTUNG 131
6.5.2.1 TROCKNUNG UND VERDICHTUNG VOR DEM TRANSPORT 133
6.5.2.2 ABSCHEIDUNG DES WASSERS WAEHREND DES TRANSPORTS 134
6.6 GEFAHREN BEIM UMGANG MIT ROHBIOGAS 135
6.7 ANZUWENDENDES REGELWERK FUER TRANSPORTLEITUNGEN VON ROHBIOGAS 137 6.8
LITERATUR 138
7 BIOGASAUFBEREITUNG 139
7.1 EINLEITUNG 139
7.2 ANFORDERUNGEN AN DIE GASAUFBEREITUNG 139
7.2.1 REGULATORISCHE UND TECHNISCHE ANFORDERUNGEN 139
7.2.2 PRINZIPIELLER AUFBAU EINER GASAUFBEREITUNGSSTRECKE FUER BIOGAS 143
7.3 VERFAHRENSTECHNISCHE GRUNDLAGEN DER BIOGASAUFBEREITUNG 144 7.3.1
ADSORPTION 145
7.3.2 ABSORPTION 147
7.3.2.1 PHYSIKALISCHE WAESCHEN 150
7.3.2.2 CHEMISCHE WAESCHEN 151
7.3.3 PERMEATION 152
7.3.4 KRYOGENVERFAHREN 155
7.4 ENTSCHWEFELUNGSVERFAHREN 156
7.4.1 BIOLOGISCHE ENTSCHWEFELUNG 156
7.4.2 BIOFILTER 159
IMAGE 5
INHALTSVERZEICHNIS XVII
7.4.3 CHEMISCHE ENTSCHWEFELUNG - ADSORPTION UND FAELLUNG 160
7.4.4 CHEMISCHE ENTSCHWEFELUNG - (FEIN-)ENTSCHWEFELUNG MIT AKTIVKOHLEN
. 162 7.4.5 CHEMISCH/BIOLOGISCHE ENTSCHWEFELUNG 163
7.5 CO 2 -ENTFERNUNG DURCH DRUCKWECHSELADSORPTION 163
7.6 CO 2 -ENTFERNUNG MIT WAESCHEN 164
7.6.1 PHYSIKALISCHE WAESCHEN 166
7.6.2 CHEMISCHE WAESCHEN 171
7.7 WEITERE VERFAHREN ZUR GASAUFBEREITUNG 179
7.7.1 MEMBRAN-BIOGASAUFBEREITUNG 180
7.7.2 KRYOGEN-BIOGASAUFBEREITUNG 181
7.8 GASTROCKNUNG 182
7.9 ENTFERNUNG WEITERER STOERKOMPONENTEN AUS DEM BIOGAS 184
7.9.1 SAUERSTOFFENTFERNUNG/STICKSTOFFENTFERNUNG 184
7.9.1.1 EIGNUNG DER DRUCKWECHSELADSORPTION (DWA) ZUR O 2 - UND N 2
-ENTFERNUNG 186 7.9.1.2 EIGNUNG DER DRUCKWASSERWAESCHE (DWW) ZUR O 2 -
UND N 2 -ENTFERNUNG. 187 7.9.1.3 EIGNUNG DER MONOETHANOLAMIN-WAESCHE
(MEA) ZUR O 2 - UND N 2 -ENTFERNUNG 187
7.9.1.4 WEITERE VERFAHREN ZUR ENTFERNUNG VON O 2 188
7.9.2 ENTFERNUNG VON SILOXANEN UND AMMONIAK 190
7.9.2.1 SILOXANE 190
7.9.2.2 AMMONIAK 191
7.9.3 AUFBEREITUNG BEI DER RUECKSPEISUNG VON BIOGAS IN NETZE HOEHERER
DRUCKSTUFE 191
7.10 SCHWACHGASBEHANDLUNG 193
7.11 ABSCHLIESSENDE BEWERTUNG 199
7.11.1 CHEMISCHE WAESCHE (DEA) 200
7.11.2 DRUCKWASSERWAESCHE (DWW) UND GENOSORB-WAESCHE (GW) 201 7.11.3
DRUCKWECHSELADSORPTION (DWA) 202
7.12 LITERATURANGABEN 202
8 KONDITIONIERUNG VON AUFBEREITETEN BIOGASEN
ZUR EINSPEISUNG INS ERDGASNETZ 209
8.1 EINLEITUNG 209
8.2 GRUNDBEGRIFFE UND REGELWERK 210
8.2.1 DVGW-ARBEITSBLATT G 260 UND G 262 210
8.2.2 DIE *GASABRECHNUNG" NACH ARBEITSBLATT G 685 DES DVGW-REGELWERKES.
213 8.2.3 DAS ARBEITSBLATT G 486 *GASMENGENMESSUNG, REALGASFAKTOREN UND
KOMPRESSIBILITAETSZAHLEN VON ERDGASEN, BERECHNUNG UND AN- WENDUNG" DES
DVGW-REGELWERKES 214
8.2.4 FLUESSIGGAS ZUR KONDITIONIERUNG (PROPAN/BUTAN) 216
IMAGE 6
XVIII INHALTSVERZEICHNIS
8.2.5 ASPEKTE DES ENERGIEWIRTSCHAFTSGESETZES (ENWG) UND DER GASNETZ-
ZUGANGSVERORDNUNG (GASNZV) 216
8.3 DATENBASIS 217
8.3.1 DATEN DER GRUNDGASE 218
8.3.2 DATEN FUER AUFBEREITETE BIOGASE 219
8.3.3 ANFORDERUNGEN AN REGELKONFORMES, AUFBEREITETES BIOGAS 219 8.4
MOEGLICHKEITEN ZUR HERSTELLUNG REGELKONFORMER GASE 221
8.4.1 ZIELBESCHAFFENHEIT: NORDSEE I H-GAS 221
8.4.2 ZIELBESCHAFFENHEIT: WESER EMS L-GAS 224
8.4.3 ZIELBESCHAFFENHEIT: HOLLAND II L-GAS 228
8.5 KONDENSATIONSLINIEN UND METHANZAHLEN 231
8.6 ZUSAMMENFASSUNG 233
8.6.1 KONDITIONIERUNG: ZIEL H-GAS 233
8.6.2 KONDITIONIERUNG: ZIEL L-GAS 236
8.7 LITERATUR 237
9 EINSPEISUNG VON BIOGAS IN NETZE DER OEFFENT- LICHEN GASVERSORGUNG -
ANLAGENTECHNIK 241 9.1 EINLEITUNG 241
9.2 ALLGEMEINE ANFORDERUNGEN AN DIE BGEA 241
9.3 FUNKTIONALE ANFORDERUNGEN AN BGEA 242
9.4 ABSICHERUNG GEGEN UNZULAESSIGE QUALITAETSZUSTAENDE 244
9.5 ANFORDERUNGEN AN ANLAGEN, BAUTEILE UND BAUGRUPPEN 244
9.6 BAU UND AUSRUESTUNG 245
9.7 PRUEFUNGEN 255
9.8 INBETRIEBNAHME 256
9.9 BETRIEB EINER BGEA 256
9.10 ZUSAMMENFASSUNG 262
10 MESSTECHNIK UND ABRECHNUNG 263
10.1 EINLEITUNG 263
10.2 GESETZLICHE ANFORDERUNGEN: *IST-ZUSTAND" FUER DIE EINSPEISUNG VON
BIOMETHAN IN DAS ERDGASNETZ 263
10.3 LOESUNGSANSAETZE 265
10.4 MESSUNG VON ROHBIOGAS 269
10.5 FELDINSTALLATIONEN 271
10.6 ABRECHNUNG 274
10.7 AUSBLICK 274
10.8 LITERATUR 275
IMAGE 7
INHALTSVERZEICHNIS XIX
11 MESSPROGRAMME UND BETRIEBLICHE ERFAHRUNGEN
*BIOGASERZEUGUNG- UND -AUFBEREITUNG" 277 11.1 EINLEITUNG 277
11.2 BETRIEBLICHE ERFAHRUNGEN BEI DER BIOGASERZEUGUNG 277
11.2.1 SUBSTRATEINSATZ UND -LAGERUNG 281
11.2.1.1 EINSATZ LANDWIRTSCHAFTLICHER SUBSTRATE 281
11.2.1.2 EINSATZ VON RUECKSTAENDEN UND ABFAELLEN 284
11.2.1.3 BIOGASERTRAEGE UND KENNZAHLEN 285
11.2.1.4 SUBSTRATMARKT 286
11.2.2 SUBSTRATAUFBEREITUNG UND -EINBRINGUNG IN DIE ANLAGE 287 11.2.3
GAERRESTVERWERTUNG 288
11.3 MONITORING VON EINSPEISEANLAGEN 290
11.3.1 UNTERSUCHTE ANLAGEN 291
11.3.2 VERSUCHSAUFBAU 292
11.3.3 MESSTECHNIK UND MESSMETHODEN 294
11.3.4 DATENAUSWERTUNG 297
IMAGE 8
XX INHALTSVERZEICHNIS
11.3.5 ERGEBNISSE ROHBIOGAS 298
11.3.6 ERGEBNISSE AUFBEREITETES BIOGAS 303
11.3.7 ERGEBNISSE SCHWACHGAS 306
11.3.8 METHANEMISSIONEN DER GESAMTEN PROZESSKETTE 309
11.3.9 ERGEBNISSE MIKROBIOLOGIE 310
11.4 AUSBLICK 312
11.5 LITERATUR 312
12 UMWELTEFFEKTE DER BIOGASPRODUKTION 315
12.1 EINLEITUNG 315
12.2 ASPEKTE DER OEKOLOGISCHEN NACHHALTIGKEITSDISKUSSION 316
12.3 POTENTIELLE UMWELTWIRKUNGEN DER ENERGIEPFLANZENPRODUKTION FUER DIE
BIOGASERZEUGUNG 317
12.3.1 BODENEROSION 317
12.3.2 HUMUSBILANZ 318
12.3.3 PFLANZENSCHUTZMITTEL UND DUENGEMITTELEINSATZ 318
12.3.4 BIODIVERSITAET 320
12.4 POTENTIELLE UMWELTWIRKUNGEN DER BIOGASPRODUKTION - FOKUS
BIOGASANLAGE 321
12.5 METHODIK DER THG-BILANZIERUNG UND GRUNDSAETZLICHEN ANNAHMEN 322
12.5.1 SUBSTRATBEREITSTELLUNG 325
12.5.2 FERMENTATION 326
12.5.3 GAERREST 328
12.5.4 BIOGASNUTZUNG IM BHKW 329
12.5.5 ZUSAMMENFUEHRUNG DER ERGEBNISSE AUS DER BEISPIELRECHNUNG 331
12.5.6 BIOGASAUFBEREITUNG, EINSPEISUNG UND VERSTROMUNG 332
12.6 LITERATUR 335
12.7 ABKUERZUNGEN 337
13 ENERGIEPFLANZENANBAU UND GEWAESSERSCHUTZ 339
13.1 EINLEITUNG 339
13.2 ANBAUFLAECHEN 339
13.3 FOLGEN FUER DIE GEWAESSER DURCH DEN ENERGIEPFLANZENANBAU 34T 13.4
INHALTSSTOFFE VON GAERRESTEN 346
13.4.1 NAEHRSTOFFE 346
13.4.2 SCHADSTOFFE ' 347
13.4.2.1 SCHWERMETALLE -.347
13.4.2.2 ORGANISCHE SCHADSTOFFE 348
13.4.2.3 HYGIENISCHE QUALITAET DER GAERRESTE 350
IMAGE 9
TNHALTWPR7PRHNK XXI
13.5 AUSBRINGUNG VON GAERRESTEN IN DER LANDWIRTSCHAFT 351
13.5.1 KLASSIFIZIERUNG DER GAERRESTE 351
13.5.2 GUETESIEGEL FUER GAERRUECKSTAENDE 356
13.5.3 AUFBEREITUNG VON GAERRESTEN 356
13.6 FORDERUNGEN FUER EINEN NACHHALTIGEN ENERGIEPFLANZENANBAU 359 13.7
GEFAEHRDUNGSPOTENZIALE BEI BIOGASANLAGEN 360
13.8 BIOGASEINSPEISUNG 361
13.8.1 VERFAHRENSTECHNIK 362
13.8.2 SCHWEFEL UND SCHWERMETALLE IM GAERREST 363
13.9 FAZIT 365
13.10 LITERATUR 366
STICHWORTVERZEICHNIS 371
ALPHABETISCHES FIRMENVERZEICHNIS 379
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