@techreport{HaeringSonnleitnerZoerneretal.2011, author = {H{\"a}ring, Georg and Sonnleitner, Matthias and Z{\"o}rner, Wilfried and Br{\"u}gging, Elmar and B{\"u}cker, Christin and Wetter, Christof and Vogt, Regine}, title = {{\"O}kologische und {\"o}konomische Optimierung von bestehenden und zuk{\"u}nftigen Biogasanlagen}, subtitle = {Abschlussbericht im Vorhaben ; BGA_OPT}, institution = {Fachhochschule M{\"u}nster ; IFEU Heidelberg}, pages = {221}, year = {2011}, abstract = {Im Rahmen des Projekts „{\"O}kologische und {\"o}konomische Optimierung von bestehenden und zuk{\"u}nftigen Biogasanlagen" wurden je 10 typische Biogasanlagen in Bayern und Nordrhein-Westfalen hinsichtlich Effizienz und Betriebsweise intensiv untersucht. Ziel des vom Bundesministerium f{\"u}r Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit gef{\"o}rderten Vorhabens war es, konkrete, auf den Ergebnissen der Anlagenuntersuchung basierende, technische, in die Praxis umsetzbare L{\"o}sungsans{\"a}tze zu erarbeiten und diese verst{\"a}ndlich f{\"u}r Planer, Hersteller und Anlagenbetreiber darzustellen. Die im Projekt entstandenen Konzepte zielen darauf ab, einerseits die Wirtschaftlichkeit von bestehenden und zuk{\"u}nftigen Biogasanlagen zu erh{\"o}hen und andererseits die Treibhausgasemissionen zu minimieren und damit die {\"O}kologie von Biogasanlagen zu verbessern. Die Kurzfassung der Ergebnisse wurde bereits in der „Handreichung zur Optimierung von Biogasanlagen" ver{\"o}ffentlicht. Im vorliegenden Bericht wird zun{\"a}chst die Vorgehensweise bei der Datenerhebung und -auswertung dargelegt. Dabei werden die durchgef{\"u}hrten Messungen (z.B. Eigenenergieverbrauch, Biogasleckstellen) detailliert beschrieben und es wird auf die herangezogenen Kennzahlen zur Bewertung von Effizienz, Wirtschaftlichkeit und Klimagasbilanz eingegangen. Anschließend werden die 20 untersuchten Biogasanlagen hinsichtlich ihrer Betriebsweise und Effizienz beschrieben. Dabei werden allgemeine Kenndaten, der Substrateinsatz, die Funktionsweise, die Strom- und W{\"a}rmenutzung und die Steuerung bzw. messtechnische Ausr{\"u}stung der jeweiligen Biogasanlagen betrachtet. Anhand der im Rahmen der Anlagenuntersuchung erfassten Daten findet eine Bewertung des Ist-Stands statt, die in eine Schwachstellenanalyse m{\"u}ndet. Zur Identifikation von Defiziten und Problemen werden die jeweiligen Bewertungsbereiche gem{\"a}ß des Prozessablaufs gegliedert und die 20 untersuchten Biogasanlagen gegen{\"u}ber gestellt. Nach der Identifikation von Schwachstellen werden diese anhand eines Bewertungssystems auf deren Potenzial hinsichtlich {\"O}konomie, {\"O}kologie und Umsetzung eingestuft und schließlich 10 Konzepte zur {\"o}kologischen und {\"o}konomischen Optimierung von Biogasanlagen ausgearbeitet. Die 10 bedeutsamsten Verbesserungskonzepte sind: • Verk{\"u}rzen der Transportwege zwischen Substratlager und Feststoffeinbringung, • Auswahl des optimalen Entfeuchtungsverfahrens, • Erh{\"o}hen der Substratausnutzung durch den Einsatz hocheffizienter Blockheizkraftwerke, • Erh{\"o}hen der Substratausnutzung durch Vermeiden von Biogasleckstellen, • Emissionsminderung und Erh{\"o}hen der Substratausnutzung durch Abdecken des Endlagers, • Verringern des Eigenenergieverbrauchs bei der Entschwefelung per Lufteinblasung, • Verringern des Eigenenergieverbrauchs bei der Feststoffeinbringung, • Erh{\"o}hen der W{\"a}rmenutzung durch strukturierte Vorgehensweise bei der Planung, • Erh{\"o}hen der W{\"a}rmenutzung durch Nachr{\"u}sten von W{\"a}rmemengenz{\"a}hlern, • Erh{\"o}hen des Auslastungsgrads des Blockheizkraftwerks.}, language = {de} } @techreport{HaeringSonnleitnerZoerneretal.2010, author = {H{\"a}ring, Georg and Sonnleitner, Matthias and Z{\"o}rner, Wilfried and Br{\"u}gging, Elmar and B{\"u}cker, Christin and Wetter, Christof and Vogt, Regine}, title = {Handreichung zur Optimierung von Biogasanlagen}, institution = {Fachhochschule M{\"u}nster ; IFEU Heidelberg}, pages = {31}, year = {2010}, abstract = {Mit der Verabschiedung des Erneuerbare Energien-Gesetzes (EEG) im Jahr 2000 und den Novellierungen in den Jahren 2004 und 2009 wurde die Voraussetzung f{\"u}r den wirtschaftlichen Betrieb von Biogasanlagen geschaffen. Jedoch erf{\"u}llen nicht alle Biogasanlagen die Erwartungen einer nachhaltigen und klimaschonenden Energieerzeugung. {\"U}bereilt durchgef{\"u}hrte und damit unvollst{\"a}ndige Planung und qualitativ fragw{\"u}rdige Ausf{\"u}hrung stellen die Hauptprobleme bei Biogasanlagen dar. Die Auswirkungen finden sich sowohl im {\"o}konomischen als auch im {\"o}kologischen Bereich (Sonnleitner und Z{\"o}rner 2008). Im Rahmen des Projekts „{\"O}kologische und {\"o}konomische Optimierung von bestehenden und zuk{\"u}nftigen Biogasanlagen" wurden je 10 typische Biogasanlagen in Bayern (BY) und Nordrhein-Westfalen (MS) intensiv untersucht. In dieser Handreichung werden 10 konkrete, auf den Ergebnissen der Anlagenuntersuchungen basierende, technische, in die Praxis umsetzbare L{\"o}sungsans{\"a}tze detailliert und verst{\"a}ndlich f{\"u}r Planer, Hersteller und Anlagenbetreiber dargestellt. Die Konzepte zielen darauf ab, einerseits die Wirtschaftlichkeit von bestehenden und zuk{\"u}nftigen Biogasanlagen zu erh{\"o}hen und andererseits die Treibhausgasemissionen zu minimieren und damit die {\"O}kologie von Biogasanlagen zu verbessern.}, language = {de} } @article{DotzauerPfeifferLaueretal.2019, author = {Dotzauer, Martin and Pfeiffer, Diana and Lauer, Markus and Pohl, Marcel and Mauky, Eric and B{\"a}r, Katharina and Sonnleitner, Matthias and Z{\"o}rner, Wilfried and Hudde, Jessica and Schwarz, Bj{\"o}rn and Faßauer, Burkhardt and Dahmen, Markus and Rieke, Christian and Herbert, Johannes and Thr{\"a}n, Daniela}, title = {How to measure flexibility}, volume = {134 (2019)}, journal = {Renewable Energy}, subtitle = {Performance indicators for demand driven power generation from biogas plants}, publisher = {Elsevier}, address = {Amsterdam}, issn = {0960-1481}, doi = {https://doi.org/10.1016/j.renene.2018.10.021}, pages = {135 -- 146}, year = {2019}, abstract = {Flexible power provision from biogas can significantly contribute to energy systems with high shares of renewables. However, the characteristics and demands for this flexibility are not clearly defined or measured. In this paper eight indicators are defined to shape "flexibility" and perform a downstream investigation of eight research projects focusing on flexible energy provision of biogas plants. The indicators are structured in three dimensions (1) velocity (ramps) by which the system can be modulated, (2) power range (bandwidth) and (3) duration for specific load conditions. Based on these indicators bottlenecks for the flexibility potential were identified. One crucial result shows that short-term flexibility of biogas plants is mainly driven by properties of the combined heat and power unit (velocity and bandwidth). The long-term flexibility depends mainly on gas storage, mode of operation and ability for modulation of the target gas production.}, language = {en} } @article{SaidiContiSonnleitneretal.2018, author = {Saidi, Abdessamad and Conti, Fosca and Sonnleitner, Matthias and Goldbrunner, Markus}, title = {Membrane separation process for small scaled partial biogas upgrading}, volume = {2018}, pages = {012012}, journal = {IOP Conference Series: Materials Science and Engineering}, number = {446}, publisher = {IOP Publishing}, address = {London}, issn = {1757-899X}, doi = {https://doi.org/10.1088/1757-899X/446/1/012012}, year = {2018}, abstract = {Biogas upgrading is actually limited to the production of biomethane as natural gas substitute. To realize the according gas quality a cost intensive methane enrichment is required, wherefore biogas upgrading is actually merely cost-efficient in case of high production rates. Since the energy and cost effort disproportionately increases with the required product gas purity partial biogas upgrading for decentralized utilization represents a promising utilization approach for farm based applications. Among the available technologies for CO2-separation the gas permeable membrane has high potential for small scaled biogas upgrading. Within the present study a model based analysis to determine the savings potential of a membrane based upgrading system is performed.}, language = {en} } @inproceedings{ContiWiedemannSaidietal.2018, author = {Conti, Fosca and Wiedemann, Leonhard and Saidi, Abdessamad and Sonnleitner, Matthias and Goldbrunner, Markus}, title = {Mixing of a Model Substrate in a Scale-down Laboratory Digester and Processing with a Computational Fluid Dynamics Model}, booktitle = {EUBCE 2018 Online Conference Proceedings}, publisher = {ETA s.r.l.}, address = {Florenz}, isbn = {978-88-89407-18-9}, issn = {2282-5819}, doi = {https://doi.org/10.5071/26thEUBCE2018-2CV.5.34}, pages = {811 -- 815}, year = {2018}, language = {en} } @article{WiedemannContiSaidietal.2018, author = {Wiedemann, Leonhard and Conti, Fosca and Saidi, Abdessamad and Sonnleitner, Matthias and Goldbrunner, Markus}, title = {Modeling Mixing in Anaerobic Digesters with Computational Fluid Dynamics Validated by Experiments}, volume = {41}, journal = {Chemical Engineering \& Technology}, number = {11}, publisher = {Wiley}, address = {Weinheim}, issn = {1521-4125}, doi = {https://doi.org/10.1002/ceat.201800083}, pages = {2101 -- 2110}, year = {2018}, language = {en} } @article{ContiWiedemannSonnleitneretal.2017, author = {Conti, Fosca and Wiedemann, Leonhard and Sonnleitner, Matthias and Goldbrunner, Markus}, title = {Thermal behaviour of viscosity of aqueous cellulose solutions to emulate biomass in anaerobic digesters}, volume = {42}, journal = {New Journal of Chemistry}, number = {2}, publisher = {RSC}, address = {London}, issn = {1369-9261}, doi = {https://doi.org/10.1039/C7NJ03199H}, pages = {1099 -- 1104}, year = {2017}, language = {en} } @article{ContiWiedemannSonnleitneretal.2018, author = {Conti, Fosca and Wiedemann, Leonhard and Sonnleitner, Matthias and Saidi, Abdessamad and Goldbrunner, Markus}, title = {Monitoring the mixing of an artificial model substrate in a scale-down laboratory digester}, volume = {2019}, journal = {Renewable Energy}, number = {132}, publisher = {Elsevier}, address = {Amsterdam}, issn = {0960-1481}, doi = {https://doi.org/10.1016/j.renene.2018.08.013}, pages = {351 -- 362}, year = {2018}, language = {en} }