Biogasanlagen. Verwertung organischer und biologischer Abfälle zur nachhaltigen Energieerzeugung.

Inhaltsverzeichnis

• Einleitung
  • Problemstellung
  • Zielstellung
  • Aktueller Stand der Technik von Biogasanlagen
• Der Biogasprozess
  • Grundlagen der Anaerobvergärung
  • Die vier Stufen der anaeroben Vergärung
  • Chemisch-physikalische Eigenschaften von Biogas
    • Die Zusammensetzung von Biogas
    • Das Dichteverhältnis Biogas zu Luft
  • Optimale Milieubedingungen der anaeroben biologischen Abbauvorgänge
    • Chemisch-physikalische Einflussgrößen
    • Hemmstoffe
  • Zwischenfazit
• Substrate und ihre Biogas-, Methan-, und Energiepotentiale
  • Bestimmung des Energiepotentials mit Vergleichswerten
  • Bestimmung des Energiepotentials über den CSB
  • Bestimmung des Energiepotentials über den Anteil an Fett, Eiweiß und Kohlenhydraten
  • Zusammenfassung der Möglichkeiten zur Bestimmung des Energiepotentials von Substraten
• Wirtschaftliche Rahmenbedingungen
  • Vergütungsmöglichkeiten nach dem EEG
  • Biogasaufbereitung und Gaseinspeisung
  • Rechtliche Regelungen für Abfallbiogasanlagen
• Marktanalyse
  • Der Energiemarkt in Deutschland
  • Abfallvergärungspotentiale in Deutschland
• Wirtschaftlichkeitsbetrachtung
  • Erlöse
    • Inputerlöse für zu verwertende Abfälle
    • Outputerlöse für produzierte elektrische Energie
    • Outputerlöse für produzierte thermische Energie
    • Outputerlöse für produzierte Nebenprodukte
    • Outputerlöse für eingespeistes Bio-Erdgas ins Erdgasnetz
    • Outputerlöse durch ein Satelliten-BHKW
    • Outputerlöse über eine Bio-Erdgas-Tankstelle
    • Outputerlöse für die Verwertung von Gärresten
  • Kosten
    • Fixe und variable Kosten
    • Kostenfunktionen der Investitionskosten
  • Wirtschaftliche Einflussfaktoren auf Gewinn und Rentabilität
    • Der Einfluss der Prozessgeschwindigkeit
    • Das EEG und der Einfluss der Inflation

Zielsetzung und Themenschwerpunkte

Die vorliegende Diplomarbeit befasst sich mit der wirtschaftlichen und verfahrenstechnischen Betrachtung mehrstufiger Biogasanlagen unter besonderer Berücksichtigung von Abfallsubstraten. Ziel ist es, die Potenziale und Herausforderungen der Biogasproduktion aus Abfallmaterialien aufzuzeigen und die wirtschaftliche Rentabilität dieser Anlagen zu analysieren. Die Arbeit konzentriert sich dabei auf die relevanten Aspekte der Biogastechnologie, einschließlich der Prozessstufen, Substrate und wirtschaftlichen Rahmenbedingungen.

• Analyse des Biogasprozesses und seiner Einflussfaktoren
• Bewertung der Eignung verschiedener Abfallsubstrate für die Biogasproduktion
• Wirtschaftliche Analyse von Biogasanlagen, einschließlich der Kosten und Erlöse
• Bewertung der Auswirkungen des EEG und anderer rechtlicher Regelungen auf die Biogasproduktion
• Identifizierung von Potenzialen und Herausforderungen für die zukünftige Entwicklung von Biogasanlagen

Zusammenfassung der Kapitel

Die Einleitung führt in die Thematik der Biogasproduktion aus Abfallsubstraten ein und stellt die Problemstellung sowie die Zielsetzung der Arbeit dar. Kapitel 2 gibt einen Überblick über den aktuellen Stand der Technik von Biogasanlagen, einschließlich der verschiedenen Verfahrensstufen, der Einsatzmöglichkeiten von Biogas und der wichtigsten Einflussfaktoren auf den Biogasprozess. Kapitel 3 befasst sich mit den Grundlagen der anaeroben Vergärung und den chemisch-physikalischen Eigenschaften von Biogas. Kapitel 4 analysiert verschiedene Substrate und deren Biogas-, Methan- und Energiepotentiale. Kapitel 5 beleuchtet die wirtschaftlichen Rahmenbedingungen der Biogasproduktion, einschließlich der Vergütungsmöglichkeiten nach dem Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) und der rechtlichen Regelungen für Abfallbiogasanlagen. Kapitel 6 widmet sich der Marktanalyse des Energiemarktes in Deutschland sowie der Abfallvergärungspotentiale. Kapitel 7 befasst sich mit der Wirtschaftlichkeitsbetrachtung von Biogasanlagen, einschließlich der Erlöse und Kosten.

Schlüsselwörter

Biogas, Abfallsubstrate, Anaerobe Vergärung, Biogasanlage, Wirtschaftlichkeit, Erneuerbare Energien, EEG, Prozessstufen, Energiepotenzial, Marktanalyse, Wirtschaftlichkeitsberechnung.