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https://doi.org/10.21256/zhaw-2648| Publication type: | Working paper – expertise – study |
| Title: | Nachhaltiges Energiekonzept für Biogasanlagen : Fallstudie Wittenbach |
| Authors: | Wild, Michael Siegwart, Muriel Stocker, Nicolas Rohrer, Jürg |
| et. al: | No |
| DOI: | 10.21256/zhaw-2648 |
| Extent: | 26 |
| Issue Date: | Feb-2024 |
| Publisher / Ed. Institution: | ZHAW Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften |
| Publisher / Ed. Institution: | Wädenswil |
| Language: | German English |
| Subjects: | Biogas; Erneuerbare Energien; Wärmepumpe; Energiekonzept |
| Subject (DDC): | 333.79: Energy |
| Abstract: | In der Schweiz gibt es ein beträchtliches, noch nicht erschlossenes Potential zur energetischen Nutzung von Hofdünger (2.75 TWh/a). Dieses soll in den kommenden Jahren genutzt werden, um hochwertiges, erneuerbares Biogas herzustellen, welches zur Dekarbonisierung des Schweizer Energiesystems beitragen kann. Erneuerbare gasförmige Treib- und Heizstoffe sind ein wichtiger Bestandteil der Energiestrategie, da sie dort zum Einsatz kommen, wo eine Elektrifizierung nur schwer möglich oder sehr unwirtschaftlich ist. Im Gegensatz zur heutigen Situation, in der ein Grossteil der landwirtschaftlichen Biogasanlagen das produzierte Gas vor Ort verstromt, sollen in Zukunft Biogasanlagen öfters direkt ins Gasnetz einspeisen. Dies bedingt jedoch eine alternative Beheizung der Fermenter, da nicht wie bei der Verstromung die grosszügig vorhandene Abwärme eines BHKW genutzt werden kann. Anhand des Fallbeispiels einer geplanten Biogasanlage in Wittenbach wurde ein Energiekonzept für eine direkt einspeisende Biogasanlage evaluiert, wobei eine innovative Kombination aus Wärmetauscher, Wärmerekuperation, sowie einer Wärmepumpe mittels einer quantitativen Simulation untersucht wurde. Dafür wurden die relevanten Wärme- und Masseströme der Biogasanlage modelliert. Unter den gewählten Bedingungen kann der gesamte Heizbedarf der Fermenter über das ganze Jahr alleine durch den Wärmetauscher, die Wärmerückgewinnung der Gasaufbereitung sowie die Wärmepumpe gedeckt werden. Die kritische Grösse der minimalen Gärgüllelager-Temperatur (5°C) wird in diesem Fall nicht verletzt, sondern mit einer Marge von >2°C eingehalten. In einer Sensitivitätsanalyse wurden verschiedene Aspekte der Modellierung und Annahmen genauer untersucht, um ihren Einfluss auf die Resultate zu quantifizieren. Dafür wurden ausgewählte Parameter in einem realistischen Umfang variiert. Es zeigte sich, dass in den meisten Fällen eine beträchtliche Marge vorhanden ist. Problematische Kombinationen zeigten sich vor allem bei hohen Wärmeaustauschen zwischen Gärgüllelager und Umwelt und stark erhöhten Heizbedarfen ohne entsprechend höheren Massedurchfluss. Während das erste Problem (schlecht gedämmtes Gärgüllelager) durch entsprechende Konstruktion verhindert werden kann, ist das zweite Problem (z.B. sehr kaltes Jahr, unerwartete Wärmeverluste) schwieriger zu lösen, profitiert jedoch auch von einer guten Dämmung. Die Simulationen zeigen, dass für den Normalbetrieb der Anlage keine zusätzliche Heizung nötig ist, ausgenommen aus Redundanzüberlegungen und für das Anfahren. |
| URI: | https://digitalcollection.zhaw.ch/handle/11475/29887 |
| License (according to publishing contract): | Licence according to publishing contract |
| Departement: | Life Sciences and Facility Management |
| Organisational Unit: | Institute of Natural Resource Sciences (IUNR) |
| Appears in collections: | Publikationen Life Sciences und Facility Management |
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| File | Description | Size | Format | |
|---|---|---|---|---|
| 2024_Wild-etal_BiogasReport_EDGE_ZHAW_DE.pdf | 3.01 MB | Adobe PDF |  View/Open | |
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Wild, M., Siegwart, M., Stocker, N., & Rohrer, J. (2024). Nachhaltiges Energiekonzept für Biogasanlagen : Fallstudie Wittenbach. ZHAW Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften. https://doi.org/10.21256/zhaw-2648
Wild, M. et al. (2024) Nachhaltiges Energiekonzept für Biogasanlagen : Fallstudie Wittenbach. Wädenswil: ZHAW Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften. Available at: https://doi.org/10.21256/zhaw-2648.
M. Wild, M. Siegwart, N. Stocker, and J. Rohrer, “Nachhaltiges Energiekonzept für Biogasanlagen : Fallstudie Wittenbach,” ZHAW Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften, Wädenswil, Feb. 2024. doi: 10.21256/zhaw-2648.
WILD, Michael, Muriel SIEGWART, Nicolas STOCKER und Jürg ROHRER, 2024. Nachhaltiges Energiekonzept für Biogasanlagen : Fallstudie Wittenbach. Wädenswil: ZHAW Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften
Wild, Michael, Muriel Siegwart, Nicolas Stocker, and Jürg Rohrer. 2024. “Nachhaltiges Energiekonzept für Biogasanlagen : Fallstudie Wittenbach.” Wädenswil: ZHAW Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften. https://doi.org/10.21256/zhaw-2648.
Wild, Michael, et al. Nachhaltiges Energiekonzept für Biogasanlagen : Fallstudie Wittenbach. ZHAW Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften, Feb. 2024, https://doi.org/10.21256/zhaw-2648.
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