Transcript Der ökologische nutzen alternativer Kraftstoffe - Bsp

1. Oktober 2010
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Der ökologische Nutzen
alternativer Kraftstoffe
Beispiel Biomethan
Aleksandar Lozanovski
Abt. Ganzheitliche Bilanzierung (GaBi)
Lehrstuhl für Bauphysik (LBP)
Universität Stuttgart
1. Oktober 2010
2
Übersicht

Übersicht über verwendete Wirkungskategorien

Ökobilanz von Biomethan für Kfz
–
–
–
–
–
–
Übersicht Produktsystem
Rohstoffe
Vergärung
Upgrading
Verteilung
Nutzung
3
Ökobilanz – Umweltwirkungen

„Umwelt“ mehr als nur Klima

Wirkungskategorien in Biogasmax
–
–
–
–
–

Treibhauspotential (GWP100)
Eutrophierungspotential (EP)
Versauerungspotential (AP)
Photooxidantienbildungspotential (POCP)
Primärenergiebedarf (PE)
Präsentation beschränkt auf Treibhauspotential
– Siehe Abschlussbericht 2010 für Details
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Produktsystem Biomethan
Rohstoff
Vergärung
Upgrading
Verteilung
Nutzung
Druckwasserwäsche
Abfall
LKW
Schlamm
Biomasse
Gärung
Aminwäsche
Kfz
Pipeline
Druckwechseladsorption
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GWP [kg CO2 Äquivalent]
Klimawirkung Biomethan
Rohstoff
Produktion
Upgrading
Verteilung
Nutzung
6
Klimawirkung Biomethan
GWP [kg CO2 Äquivalent]
„Tail pipe emissions“
„Life cycle emissions“
Rohstoff
Produktion
Upgrading
Verteilung
Nutzung
7
Rohstoffe

Bioabfälle
– Umweltlasten werden vorangegangenem
Produktsystem zugewiesen
– Abfälle “lastenfrei” im Produktystem Biomethan

Klärschlamm
– Wie Bioabfälle

Energiepflanzen
– Produktion nur für die Treibstoffproduktion
– Umweltlasten zählen zu Produktsystem Biomethan
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GWP [kg CO2 Äquivalent]
Klimawirkung Biomethan
Rohstoff
Produktion
Upgrading
Verteilung
Nutzung
9
GWP [kg CO2 Äquivalent]
Klimawirkung Biomethan
Rohstoff
Produktion
Upgrading
Verteilung
Nutzung
Biogenes CO2 = Teil des natürlichen Kohlenstoffhaushalts
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GWP [kg CO2 Äquivalent]
Klimawirkung Biomethan
Abgabe derselben Menge
CO2 an die Atmosphäre
Rohstoff
Produktion
Upgrading
Verteilung
Nutzung
Aufnahme von CO2
aus der Atmosphäre
Biogenes CO2 = Teil des natürlichen Kohlenstoffhaushalts
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Produktion (Vergärung)

Wärmemanagement
– Trockenmasseanteil bestimmt Heizwärmebedarf
– Wirkung abhängig von Brennstoff, Wirkungsgrad

Biogasverlust aus Fermenter
– Potentiell relevant für GWP und POCP

Reststoffverwertung  Gutschriften
– Biodünger
– Brennstoff
– Inertmaterial
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GWP [kg CO2 Äquivalent]
Klimawirkung Biomethan
Schlammeindickung
Rohstoff
Produktion
Upgrading
Verteilung
Nutzung
13
GWP [kg CO2 Äquivalent]
Klimawirkung Biomethan
Rohstoff
Produktion
Upgrading
Verteilung
Nutzung
14
GWP [kg CO2 Äquivalent]
Klimawirkung Biomethan
Methanverlust?
Rohstoff
Produktion
Upgrading
Verteilung
Nutzung
15
GWP [kg CO2 Äquivalent]
Klimawirkung Biomethan
Rohstoff
Produktion
Upgrading
Verteilung
Nutzung
Reststoffverwertung
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GWP [kg CO2 Äquivalent]
Klimawirkung Biomethan
Rohstoff
Produktion
Upgrading
Verteilung
Nutzung
Reststoffverwertung
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GWP [kg CO2 Äquivalent]
Klimawirkung Biomethan
Rohstoff
Produktion
Upgrading
Verteilung
Nutzung
18
Produktion (Vergärung)

Fernwärme
– Hauptsächlich Abwärme aus Industrie
– Umweltlasten der Erzeugung größtenteils der
primären Wirkung des erzeugenden Prozesses
zugewiesen

Deponiegas
– Enthält ca. 40% Methan und viele Verunreinigungen
– Verbrennung zur Wärmegewinnung gegenüber
Upgrading bevorzugt
– Umweltlasten der Deponie größtenteils der Funktion
“Abfallentsorgung” zugewiesen
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GWP [kg CO2 Äquivalent]
Klimawirkung Biomethan
Abwärme bzw. Wärme
aus Sekundärbrennstoff
Rohstoff
Produktion
Upgrading
Verteilung
Nutzung
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GWP [kg CO2 Äquivalent]
Klimawirkung Biomethan
Rohstoff
Produktion
Upgrading
Verteilung
Nutzung
21
Upgrading

Druckwasserwäsche, Druckwechseladsorption
– Stromverbrauch entscheidend

Aminwäsche
– Wärmebedarf entscheidend

Methanverlust
– Bedeutsame Emission für GWP und POCP
– Diverse Vermeidungstechniken verfügbar
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GWP [kg CO2 Äquivalent]
Klimawirkung Biomethan
Methanelimination
aus Abgas
Rohstoff
Produktion
Upgrading
Verteilung
Nutzung
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GWP [kg CO2 Äquivalent]
Klimawirkung Biomethan
Rohstoff
Produktion
Upgrading
Verteilung
Nutzung
24
Verteilung

Transport per Pipeline oder LKW?
– Transport per Pipeline hat grundsätzlich geringeren
Einfluss
– Methanverlust potentiell relevant für GWP, POCP

Tankstellen
– Geringer Einfluss auf das Gesamtergebnis
– Einfluss des Strombedarfs abhängig vom Strombedarf
– Methanverlust potentiell relevant für GWP, POCP
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GWP [kg CO2 Äquivalent]
Klimawirkung Biomethan
Rohstoff
Produktion
Upgrading
Verteilung
Nutzung
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GWP [kg CO2 Äquivalent]
Klimawirkung Biomethan
Methanverlust?
Rohstoff
Produktion
Upgrading
Verteilung
Nutzung
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Nutzung

Fahrzeuge
– Busse
– Nutzfahrzeuge, z.B. Müllfahrzeuge
– Taxen, private PKW
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GWP [kg CO2 Äquivalent]
Klimawirkung Biomethan
Motoremissionen, z.B. NOX, CO
Biogenes CO2
Rohstoff
Produktion
Upgrading
Verteilung
Nutzung
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GWP [kg CO2 Äquivalent]
Klimawirkung Biomethan
Rohstoff
Produktion
Upgrading
Verteilung
Nutzung
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GWP [kg CO2 Äquivalent]
Klimawirkung Biomethan
Rohstoff
Produktion
Upgrading
Verteilung
Nutzung
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GWP [kg CO2 Äquivalent]
Klimawirkung Biomethan
Biomethan
gesamt
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GWP [kg CO2 Äquivalent]
Klimawirkung Biomethan
Biomethan
gesamt
33
Diesel
Erdgas
Biomethan
Biomethan
Biomethan
Biomethan
Biomethan
GWP (kg CO2 equiv)
Environmental impact (climate)
GWP gesamt
1.6
1.4
1.2
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
0.0
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Environmental impact (climate)
GWP
combustion
2
distribution
1
0
upgrading
-1
production
-2
CO2 credit
Diesel
Erdgas
Biomethan
Biomethan
Biomethan
Biomethan
-3
Biomethan
GWP (kg CO2 equiv)
3
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Zusammenfassung Ökobilanz

Klimaneutralität von Biomethan
– Geringe Klimawirkung, allerdings nicht 100% klimaneutral
– Deutliches Optimierungspotential (Technologie noch
verhältnismäßig jung)

Kritische Punkte für Klimawirkung
–
–
–
–

Herkunft der Rohstoffe
Effizienter Einsatz von Energie
Verwertung von Reststoffen/Coprodukten
Vermeidung von Methanverlust
Präsentation beschränkt auf Klimawirkung
– Andere Wirkungskategorien verhalten sich anders
– Biogasmax Abschlussbericht Ende 2010
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Kontakt
Dipl.-Ing. Aleksandar Lozanovski
Abt. Ganzheitliche Bilanzierung (GaBi)
Lehrstuhl für Bauphysik (LBP)
Universität Stuttgart
Hauptstr. 113
70771 Echterdingen
Tel. +49-711-489999-32
Fax +49-711-489999-11
E-mail [email protected]
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