bachelorarbeit - umweltbildung.at · ii abstract durch den zunehmenden bedarf an energie aus...
Post on 05-Sep-2019
8 Views
Preview:
TRANSCRIPT
Berechnung der Energieeffizienz von ausgewählten Bioenergieträgern und Konzeption eines
Fachvortrages
BACHELORARBEIT aus Agrarpädagogik
zur Erlangung des akademischen Grades
Bachelor of Education (BEd)
an der
Hochschule für Agrar- und Umweltpädagogik
vorgelegt von
Reinhard Hinterhofer Bakk.techn.
0982851
Wien, Juni 2010
II
Abstract
Durch den zunehmenden Bedarf an Energie aus nachwachsenden Rohstoffen
gewinnt diese Form der Energieversorgung immer mehr an Bedeutung. Im Vergleich
zu fossilen Energieträgern ist die Energiedichte in diesen Rohstoffen vergleichsweise
niedrig. Der Trend bei der Verarbeitung von Biomasse geht in Richtung zentraler,
großer Anlagen. Dadurch kommt es zu regionalen Engpässen und großen
Massentransporten über weite Strecken. Angesichts dieser Tatsachen wurden
Biogas, Bioethanol und verschiedene feste Brennstoffe für die Errechnung von
Energiebilanzen herangezogen um die maximale, energetisch noch sinnvolle
Transportentfernung für die Rohstoffe dieser Energieträger zu berechnen.
Aufgrund der errechneten Werte wird eine Bildungsveranstaltung in Form eines
Fachvortrages konzipiert. Hier wird auf die einzelnen Schritte von der
Ausgangsituation über die Zielsetzung und Zielgruppe bis hin zur Vortragstechnik und
zum Veranstaltungsablauf eingegangen. Abschließend wird eine Evaluierung dieses
Fachvortrages mit Hilfe eines Feedbackbogens durchgeführt.
Summary
By the increased requirements to energy of renewable resource this form of energy
supply gains more and more in importance. Compared to fossil fuels the energy
density of this raw material is comparatively low. The trend with the processing of
biomass is toward central big facilities. Thus it comes to regional shortage and big
mass transportation over long distances. In light of these facts biogas, bioethanol and
several solid fuels were consulted for the calculation of energy balances to assess the
maximum still expedient haul distance for the raw material of these energy sources.
Based on the calculated values an educational seminar in the form of a lecture is
going to be prepared. There is agreed to the single steps from the initial situation over
the goal and target audience to the presentation skills and proceedings. Concluding
an evaluation of this lecture via feedback questionnaire is accomplished.
III
Danksagung
Die Hochschule für Agrar und Umweltpädagogik ist Projektpartner beim „Projekt
Biokraftstoffe“ des Umweltbundesamtes. Dieses Projekt steht unter der Leitung von
Peter Zulker. Das Projekt unterteilt sich im Wesentlichen in 5 Module, hat 2008
begonnen und wird voraussichtlich 2011 abgeschlossen werden. Diese
Bachelorarbeit wurde in das Projekt implementiert und die Ergebnisse über die
Forschungs- und Bildungskooperation kommuniziert. Ich möchte mich ganz herzlich
für die Zusammenarbeit bei Frau Dr. Anna Streissler und dem gesamten Team des
Umweltbundesamtes bedanken.
Inhaltsverzeichnis
Abstract ...................................................................................................................................II
Summary .................................................................................................................................II
Danksagung ...........................................................................................................................III
Inhaltsverzeichnis................................................................................................................. IV
Abbildungsverzeichnis ........................................................................................................ VI
Tabellenverzeichnis............................................................................................................. VII
1 Einleitung ........................................................................................................................8
1.1 Allgemeine Energiesituation..................................................................................8
1.1.1 Energieverbrauch in Österreich ............................................................................8
1.1.2 Anteil der Energieträger in Österreich...................................................................9
1.1.3 Anteil der Energieträger an der inländischen Primärenergieproduktion..............10
1.1.4 Bioenergie in Österreich......................................................................................11
1.1.5 Die Zusammensetzung der Primärenergieproduktion in der EU.........................12
1.1.6 Veränderung des Anteils der Energieträger bis 2100 weltweit ...........................13
1.1.7 Ausblick und politische Perspektiven der Energiesituation .................................13
1.2 Problemstellung und Zielsetzung........................................................................14
2 Bioethanolproduktion ..................................................................................................15
2.1 Rohstoffe ...............................................................................................................15
2.2 Eigenschaften von Bioethanol.............................................................................16
2.3 Energiebilanz.........................................................................................................16
2.4 Zukunft der Bioethanolerzeugung.......................................................................18
3 Biogasproduktion .........................................................................................................19
3.1 Rohstoffe ...............................................................................................................20
3.2 Eigenschaft von Biogas .......................................................................................21
3.3 Energiebilanz.........................................................................................................22
4 Feste Biomasse ............................................................................................................25
4.1 Eigenschaften von Heizmaterialien.....................................................................25
V
4.2 Energiebilanz.........................................................................................................26
4.3 Zukunft der festen Biomasse...............................................................................28
5 Kalkulation für energetisch sinnvolle Transportentfernungen ................................29
5.1 Bioethanolproduktion...........................................................................................29
5.1.1 Weizen ................................................................................................................29
5.1.2 Mais.....................................................................................................................29
5.1.3 Zuckerrübe ..........................................................................................................30
5.1.4 Zuckerrohr ...........................................................................................................30
5.2 Biogasproduktion .................................................................................................31
5.2.1 Silomais...............................................................................................................31
5.2.2 Roggen-Ganzpflanzensilage (GPS)....................................................................31
5.3 Feste Biomasse.....................................................................................................32
5.3.1 Waldhackgut .......................................................................................................32
5.3.2 Pappel .................................................................................................................32
5.3.3 Miscanthus ..........................................................................................................33
5.3.4 Stroh....................................................................................................................33
5.3.5 Weizenkorn .........................................................................................................34
6 Planung einer Bildungsveranstaltung ........................................................................35
6.1 Ausgangssituation und Anlass ...........................................................................35
6.2 Zielgruppe und Zuhörerkreis ...............................................................................35
6.3 Gesamtziel und Ziel der Veranstaltung...............................................................36
6.4 Lehr- und Arbeitsmittel.........................................................................................37
6.5 Vortragstechnik.....................................................................................................39
6.6 Veranstaltungsablauf............................................................................................40
6.7 Vortrag ...................................................................................................................46
6.8 Evaluierungsbogen...............................................................................................55
7 Schlussfolgerung und Zusammenfassung ................................................................58
Literaturverzeichnis..............................................................................................................59
Eigenhändig unterfertigte Erklärung ..................................................................................66
VI
Abbildungsverzeichnis Abbildung 1: Abteil der Energieträger in Österreich (STATISTIK AUSTRIA, 2009) ................. 9
Abbildung 2: Anteil der Energieträger an der Primärenergieproduktion in Österreich (STATISTIK AUSTRIA 2009) .......................................................................................... 10
Abbildung 3: Anteil der erneuerbaren Energie und brennbaren Abfälle an der Primärenergieproduktion in Österreich (STATISTIK AUSTRIA 2009) ............................ 10
Abbildung 4: Entwicklung der Primärenergieproduktion in Österreich (in PJ) (STATISTIK AUSTRIA 2009)............................................................................................................... 11
Abbildung 5: Anteil der Energieträger an der Primärproduktion in der EU-27 (STATISTIK AUSTRIA 2009)............................................................................................................... 12
Abbildung 6: Anteil der Energieträger und Energiebedarf bis 2010 weltweit (SOLARWIRTSCHAFT 2008) ......................................................................................... 13
Abbildung 7: Schematische Darstellung der Ethanolproduktion (vgl. AGRANA, 2009) ......... 16
Abbildung 8: Schematische Darstellung der Biogasproduktion (vgl. BMLFU, 2008).............. 20
Abbildung 9: Methanhektarertrag in Abhängigkeit des Methan- und Trockenmasseertrags.. 21
Abbildung 10: Energiebilanz Silomaisproduktion (vgl. PUCHAS, 2005) ................................ 22
Abbildung 11: Energiebilanz für 1 ha Silomais zu Biogas (vgl. PUCHAS, 2005) ................... 23
Abbildung 12 Zielgruppe (vgl. DINGENOTTO, 2007)............................................................. 36
VII
Tabellenverzeichnis Tabelle 1: Eigenschaften von Bioethanol (vgl. FRIEDL 2007).................................................. 16
Tabelle 2: Energiebilanz Ethanolproduktion ........................................................................... 18
Tabelle 3: Bestandteile von Biogas (vgl. BMLFUW, 2008) ..................................................... 21
Tabelle 4: Parameter von Biogas (vgl. BMLFUW, 2008)........................................................ 22
Tabelle 5: Energiebilanz Silomais........................................................................................... 23
Tabelle 6: Energiebilanz GPS................................................................................................. 24
Tabelle 7: Heizwerte und Dichte (vgl. AGRAR PLUS, 2010).................................................. 26
Tabelle 8: Energiebilanz Waldhackgut ................................................................................... 27
Tabelle 9: Energiebilanz Pappel ............................................................................................. 27
Tabelle 10: Energiebilanz Pappel ........................................................................................... 27
Tabelle 11: Energiebilanz Stroh.............................................................................................. 27
Tabelle 12: Energiebilanz Weizenkorn ................................................................................... 28
Tabelle 13: Kalkulation Bioethanolproduktion – Weizen ........................................................ 29
Tabelle 14: Kalkulation Bioethanolproduktion – Mais ............................................................. 29
Tabelle 15: Kalkulation Bioethanolproduktion – Zuckerrübe .................................................. 30
Tabelle 16: Kalkulation Bioethanolproduktion - Zuckerrohr .................................................... 30
Tabelle 17: Kalkulation Biogasproduktion – Silomais ............................................................. 31
Tabelle 18: Kalkulation Biogasproduktion – GPS................................................................... 31
Tabelle 19: Kalkulation Feste Biomasse – Waldhackgut........................................................ 32
Tabelle 20; Kalkulation Feste Biomasse – Pappel ................................................................. 32
Tabelle 21: Kalkulation Feste Biomasse – Miscanthus .......................................................... 33
Tabelle 22: Kalkulation Feste Biomasse – Stroh .................................................................... 33
Tabelle 23: Kalkulation Feste Biomasse – Weizenkorn.......................................................... 34
8
1 Einleitung
1.1 Allgemeine Energiesituation
Die Bedeutung der Energiepolitik hat sowohl in Österreich als auch auf internationaler
Ebene in den letzten Jahren stark zugenommen. Durch die steigenden Energiepreise
und den Klimawandel rückt das Thema Energie immer stärker in den Vordergrund.
Rahmenbedingungen der Energiepolitik werden heute weitgehend auf internationaler
Ebene festgelegt. Grund dafür ist die Globalisierung und die damit verbundene
Vernetzung der einzelnen Länder. Österreich verfügt nur über geringe
Energieressourcen und stellt dadurch einen zunehmenden Standortnachteil dar.
Für die Beschreibung des Energieeinsatzes lassen sich grundsätzlich zwei zentrale
Bilanzgrößen heranziehen, die wie folgt lauten:
• Bruttoinlandsverbrauch
• Energetische Endverbrauch
Der Bruttoinlandsverbrauch gibt die im Inland verfügbare Energie an und setzt sich
aus der im Inland erzeugten Rohenergie, dem Außenhandelssaldo und den
Veränderungen des Lagerbestands zusammen. Erdöl und Erdölprodukte machen mit
40,8% immer noch den mit Abstand größten Teil am Bruttoinlandsverbrauch aus.
Der energetische Endverbrauch gibt die Energiemenge an, die dem Endverbraucher
für die Umsetzung in Nutzenergie zur Verfügung steht. Der größte inländische
Verbraucher am energetischen Endverbrauch ist der Verkehr. Dieser hat einen Anteil
von etwa 35%.
1.1.1 Energieverbrauch in Österreich
Der Bruttoinlandsverbrauch in Österreich ist stark von den Witterungsbedingungen
abhängig. Im Jahr 2007 betrug er 1.421.029 TJ.
9
1.1.2 Anteil der Energieträger in Österreich
Abbildung 1: Abteil der Energieträger in Österreich (STATISTIK AUSTRIA, 2009)
Bei der Gliederung nach Nutzenergiekategorien zählen Raumheizung und
Klimatisierung zusammen mit dem Verkehr zu den Energieverbrauch bestimmenden
Bereichen. Mit 61,9% machen sie einen Großteil des energetischen Endverbrauchs
aus.
Österreich ist stark von ausländischen Energiebezügen abhängig. So kann die
österreichische Volkswirtschaft ihren Energiebedarf nur zu knapp einem Drittel aus
heimischer Erzeugung decken. 76,4% der inländisch erzeugten Rohenergie wird
dabei von erneuerbaren Energieträgern gewonnen.
10
1.1.3 Anteil der Energieträger an der inländischen Primärenergieproduktion
Abbildung 2: Anteil der Energieträger an der Primärenergieproduktion in Österreich (STATISTIK AUSTRIA 2009)
Die wichtigste heimische Energiequelle ist die Wasserkraft, dieser Anteil ist allerdings
stark vom Wasserdargebot des jeweiligen Jahres abhängig.
Abbildung 3: Anteil der erneuerbaren Energie und brennbaren Abfälle an der Primärenergieproduktion in Österreich (STATISTIK AUSTRIA 2009)
11
Die biogenen Brenn- und Treibstoffe umfassen die zum Einen auf Holz basierenden
Energieträgern wie z.B. Scheitholz, Hackschnitzel, Pellets und Rinde zum Anderen
Ablaugen der Papier- und Zellstoffindustrie, Biogase und die biogenen Kraftstoffe,
Klärschlämme und Tiermehle.
Im Zeitverlauf ist der Anstieg der im Inland erzeugten Rohenergie insbesondere auf
die erneuerbaren Energieträger zurückzuführen. Die Erdölförderung und die
Braunkohleförderung waren im Inland hingegen leicht rückläufig. (vgl. STATISITK
AUSTRIA, 2009, S. 4f.)
Abbildung 4: Entwicklung der Primärenergieproduktion in Österreich (in PJ) (STATISTIK AUSTRIA 2009)
1.1.4 Bioenergie in Österreich
Österreich zählt mit einem Waldanteil von 46% zu den dicht bewaldetsten Ländern in
Europa. Derzeit hat die Biomasse gerade im ländlichen Raum mehr Bedeutung. Im
städtischen Bereich wurden die biogenen Energieträger weitgehend durch fossile
Energieträger wie Erdgas und Heizöl ersetzt. Derzeit liegt der Anteil der Biomasse am
Primärenergieverbrauch bei rund 10%. Mehr als zwei Drittel der Biomasse werden im
12
Niedertemperaturbereich genutzt. Kleinverbraucher bedienen sich der Verbrennung
von Holz, Hackschnitzel oder Pellets in Einzelöfen bzw. Zentralheizungskesseln.
Biomasse-Nahwärmeanlagen verbrennen vor allem biogene Brennstoffe wie Rinde,
Sägenebenprodukte, Hackschnitzel und Stroh. (vgl. Energieprojects)
1.1.5 Die Zusammensetzung der Primärenergieproduktion in der EU
Abbildung 5: Anteil der Energieträger an der Primärproduktion in der EU-27 (STATISTIK AUSTRIA 2009)
Ein Großteil der Rohölproduktion der EU-27 stammt aus dem Vereinigten Königreich
und aus Dänemark. Auch an der Erdgasproduktion ist das Vereinigte Königreich mit
einem Anteil von knapp 40% an erster Stelle gefolgt von den Niederlanden mit ca.
32%. Der Kohlebergbau wird mit einem Anteil von 33,2% von Polen dominiert, gefolgt
von Deutschland mit 29,2% und Tschechien mit 12,7%.
Bei der Produktion von erneuerbaren Energieträgern steht mit 20,3% Deutschland an
erster Stelle, gefolgt von Frankreich mit 13,4% und Schweden mit 11,3%. Österreich
nimmt bei der Gewinnung von erneuerbarer Energie den siebenten Platz ein. (vgl.
STATISITK AUSTRIA, 2009, S. 4f.)
13
1.1.6 Veränderung des Anteils der Energieträger bis 2100 weltweit
Wie die sich an der folgenden Grafik erkennen lässt, wird der weltweite Energiebedarf
im Jahr 2100 fast viermal so hoch sein wie derzeit. Der Photovoltaik und der
Solarthermik wird der größte Anteil der Energieerzeugung zugeschrieben. (vgl.
SOLARWIRTSCHAFT, 2008)
Abbildung 6: Anteil der Energieträger und Energiebedarf bis 2010 weltweit (SOLARWIRTSCHAFT 2008)
1.1.7 Ausblick und politische Perspektiven der Energiesituation
Aus Gründen der Versorgungssicherheit, Unabhängigkeit und des Umweltschutzes
werden zu den aktuellen Schwerpunkten der europäischen Energiepolitik folgende
Maßnahmen gesetzt.
14
• Verringerung der Treibhausgase um mindestens 20% bis 2020 gegenüber
dem Niveau von 1990
• Reduzierung des Verbrauchs durch eine Erhöhung einer Energieeffizienz um
20% bis 2020 im Energiesektor und auch bei den Endverbrauchern
• Die Erhöhung des Anteils erneuerbarer Energien auf 20% europaweit und auf
34% österreichweit bis 2020
• Die Anhebung des Anteils an Biokraftstoffen an den fossilen Kraftstoffen auf
10% bis 2020
Durch diese Maßnahmen soll auch ein Beitrag zur Entkoppelung der Energiekosten
zum Ölpreis geleistet und die Importabhängigkeit gesenkt werden.
1.2 Problemstellung und Zielsetzung
Der Einsatz von erneuerbaren Energieträgern hat in den letzten Jahren stark an
Bedeutung gewonnen. Im Vergleich zu fossilen Energieträgern ist die Energiedichte
in Bioenergieträgern relativ niedrig. Dadurch sind größere Massetransporte
notwendig und eine entsprechend angepasste Logistik erforderlich. Der Trend zur
Verarbeitung von Biomasse geht in Richtung größere Anlagen und verursacht damit
regionale Engpässe in der Bereitstellung von Biomasse. Um die
Verarbeitungsanlagen ausreichend mit Bioenergieträgern zu versorgen sind weitere
Transportstrecken notwendig.
Durch die große Bedeutung von erneuerbaren Energieträgern und den steigenden
Bedarf, wird es notwendig dieses Thema an Interessenten zu kommunizieren. Eine
Aufklärung in Form von Fachvorträgen und Informationsveranstaltungen wird
notwendig, damit eine Aufklärung zu diesem Thema stattfindet.
Die Fragestellung dieser Arbeit ist die Errechnung der maximalen
Transportentfernung ausgewählter Bioenergieträger bei noch positiver Energiebilanz.
15
2 Bioethanolproduktion Bioethanol wird ausschließlich aus nachwachsender Rohstoffen (organische
Biomasse) oder Teilen von biologisch abbaubaren Abfällen hergestellt. Verwendet
wird Bioethanol als Kraftstoff und Treibstoff vor allem im Verkehr und in der Luftfahrt.
Bioethanol Kraftstoffe werden als Energieträger in Verbrennungsmotoren und
Brennstoffzellen verwendet. Insbesondere der Einsatz als Ersatz bzw. -Zusatz in
Kraftfahrzeugen und neuerdings auch Flugzeugmotoren hat in den letzten Jahren an
Bedeutung gewonnen (vgl. HILLER, 2008).
2.1 Rohstoffe Für die Herstellung von Bioethanol werden meist Rohstoffe mit hohem Zuckergehalt,
hohem Stärkegehalt oder lignozellulosehaltige Rohstoffe wie Stroh verwendet.
Vorzugsweise werden regional verfügbare Pflanzen zur Verarbeitung zu Bioethanol
herangezogen.
Hauptrohstoffe sind in Europa für die Bioethanolerzeugung Weizen und Zuckerrüben.
In Südamerika kommt vielfach Zuckerrohr und die daraus gewonnene
Zuckerrohrmelasse zum Einsatz. Mais dient vor allem in Nordamerika als
Hauptrohstoff.
Neben diesen Kulturen werden aber auch Triticale, Zuckerhirse und Maniok zu
Bioethanol verarbeitet.
Um Bioethanol zu gewinnen, muss eine alkoholische Vergärung von Zuckersaft
(Zuckerrohr, Zuckerrüben) bzw. Stärke (Kartoffel, Roggen u.a.) erfolgen bzw. ein
enzymatischer Aufschluss von Cellulose (Stroh, Holz) vorgeschaltet werden. Der
Aufwand bezogen auf Aufschluss, Vergärung, Destillation und Verabsolutierung des
Rohalkohols ist gegenüber der Biogas-Herstellung nochmals größer (BFE, 2009).
16
Abbildung 7: Schematische Darstellung der Ethanolproduktion (vgl. AGRANA, 2009)
2.2 Eigenschaften von Bioethanol Aggregatzustand Flüssig Chemische Formel C2H5 OH Dichte 0,789 kg/dm3 (20°C) Heizwert 8 kWh/kg Brennwert 21,17 MJ/l Oktanzahl 102 ROZ Siedepunkt 78,32 °C Flammpunkt Unter -21 °C Zündtemperatur 385 °C Tabelle 1: Eigenschaften von Bioethanol (vgl. FRIEDL 2007)
2.3 Energiebilanz
Für die Bestimmung der Energiebilanz sind folgende Faktoren entscheidend:
• die im Ethanol enthaltene Energie
• die Energie der Nebenprodukte, die während der Ethanolherstellung erzeugt
werden
• die Energie, der Ethanolgewinnung verloren geht
17
• die Energie zum Anbau der Biomasse (z. B. Diesel für Traktoren, oder
Stickstoff-Düngemittel)
• die Prozessenergie für die Destillation
Um eine aussagekräftige Energiebilanz zu ermitteln, müssen alle Verfahrensschritte
gesondert ermittelt und bewertet werden. Die folgenden Energiebilanzberechnungen
der Kulturen Weizen, Mais, Zuckerrübe und Zuckerrohr wurde auf Grundlage von
KTBL Werten (Kuratorium für Technik und Bauwesen in der Landwirtschaft)
durchgeführt.
Weizen 6 t, 150 kg N MJ/t MJ/ha Produktion 1441 8650 Lagerung ,Produktion 150 900 Ethanol Produktion 2500 15000 Schlempetrocknung/Transport 2400 14400 Gesamte Produktion 6491 38950 Energiegehalt Ethanol 9000 54000 Energiegewinn 2508 15050 Mais 12 to, 200 kg N MJ/t MJ/ha Pflanzliche Produktion 900 10800 Lagerung 200 1500 Ethanol Produktion 2300 27600 Schlempetrocknung/Transport 2300 27600 Gesamte Produktion 5625 67500 Energiegehalt Ethanol 7750 93000 Energiegewinn 2125 25500 Rübe 55 to, 150 kg N MJ/t MJ/ha Pflanzliche Produktion 187 10290 Lagerung 200 4000 Ethanol Produktion 636 35000 Schlempetrocknung/Transport 618 34000 Gesamte Produktion 1514 83290 Energiegehalt Ethanol 2400 132000 Energiegewinn 885 48710 Zuckerrohr 100 t MJ/t MJ/ha Pflanzliche Produktion 80 8000 Lagerung 90 9000 Ethanol Produktion 350 35000 Schlempetrocknung/Transport 340 34000
18
Gesamte Produktion 860 86000 Energiegehalt Ethanol 1370 137000 Energiegewinn 510 51000
Tabelle 2: Energiebilanz Ethanolproduktion
2.4 Zukunft der Bioethanolerzeugung
Zellulose
Angestrebt wird zunehmend die Nutzung von kostengünstigen pflanzlichen
Reststoffen wie Stroh, Holzresten, kommunale Abfälle und Papierzellstoff. Auch
Energiepflanzen wie Rutenhirse und Miscanthus, können für die Bioethanolproduktion
verwendet werden.
Für die Herstellung von Bioethanol muss die Zellulose vom Pflanzenmaterial
biochemisch abgetrennt werden, Enzyme bauen dann Zellulose zu Zucker ab. Die
Energiebilanz für Zelluloseethanol liegt je nach Produktionsmethode zwischen 1:2 bis
1:36. (vgl. HILLER, 2008)
Algen
Die idealen Pflanzen für die Ethanolproduktion sind Algen, wobei sich
Süßwasseralgen besser eignen als Salzwasseralgen.
Algen nehmen in Kunststoffschläuchen CO2 von Kraftwerken auf. Theoretisch kann
man von einem ha Algen 45000 l Bioethanol erzeugen. (vgl. HILLER, 2008)
19
3 Biogasproduktion
Als Biogas bezeichnet man ein Gasgemisch, welches beim Abbau organischer
Masse unter Sauerstoffabschluss mit Hilfe von Mikroorganismen entsteht. Diesen
Gärprozess (Fermentation) nützen Biogasanlagen zur energetischen Erzeugung.
Durch den hohen Energiegehalt ist die häufigste Form der Biogasnutzung ist die
kombinierte Erzeugung von Strom und Wärme im Blockheizkraftwerk (BHKW). Bei
der Stromproduktion wird der erzeugte Strom in das öffentliche Stromnetz
eingespeist. Die dabei anfallende Wärme kann zu Prozess- und Heizzwecken in
Gebäuden oder sonstigen Zwecken verwendet werden. Eine weitere
zukunftsträchtige Nutzungsmöglichkeit von Biogas bietet die Einspeisung in
bestehende Erdgasnetze oder der Einsatz als Treibstoff in Fahrzeugen. (vgl. HILLER,
2008)
Neben der Biogasproduktion fällt als Nebenprodukt Biogasgülle an, welches als
wertvoller Dünger in der Landwirtschaft Verwendung findet. Die nachfolgende
Abbildung zeigt ein Schema der Biogasproduktion.
20
Abbildung 8: Schematische Darstellung der Biogasproduktion (vgl. BMLFU, 2008)
3.1 Rohstoffe
In der landwirtschaftlichen Biogasproduktion werden hauptsächlich tierische
Exkremente (z.B. Rinder- und Schweinegülle) als Grundsubstrat verwendet. Zur
Steigerung der Biogasproduktion werden zusätzlich nachwachsende Rohstoffe aus
der landwirtschaftlichen Produktion eingesetzt. Als nachwachsende Rohstoffe dienen
zum Beispiel Maissilage, Grassilage, Ganzpflanzensilage (GPS), Sonnenblume,
Hirse und sonstige Energiepflanzen. Der Trockenmasseertrag und die Inhaltsstoffe
der einzelnen Substrate sind die entscheidenden Faktoren für den Biogasertrag. Für
eine optimale Biogasausbeute sollte der Tim-Gehalt der Substrate 30-35 % betragen.
Kohlenhydrate, Fette und Protein sind die so genannten „Energiebringer“ in den
Substraten. In der unten angeführten Abbildung sind die Trockenmasseerträge und
Methanerträge der einzelnen Substrate dargestellt (vgl. Scholwin et.al., 2006).
21
Abbildung 9: Methanhektarertrag in Abhängigkeit des Methan- und Trockenmasseertrags
3.2 Eigenschaft von Biogas
Biogas ist ein Gasgemisch aus Methan, Kohlendioxid, Schwefelwasserstoff, Stickstoff
und sonstigen Stoffen. Für die Biogasproduktion ist der Anteil von Methan im Biogas
entscheidend.
Bestandteile Anteil [Vol.-%] Methan 50 – 80 Kohlendioxid 20 - 50 Stickstoff 0 – 3 Schwefelwasserstoff 0 – 2 Wasserstoff 0 – 1 Sauerstoff 0 – 1 Ammoniak 0 – 0,5 Tabelle 3: Bestandteile von Biogas (vgl. BMLFUW, 2008)
22
Parameter Einheit Methan Biogas 1) Heizwert [kWh/m³] 10 6 Dichte [kg/m³] 0,72 1,2 Rel. Dichteverhältnis zu Luft 0,55 0,9 Zündtemperatur [°C] 595 700 Max. Verbrennungsgeschw. [m/s] 0,47 0,25 Zündgrenze Gas in Luft [Vol.-%] 5-15 6-12 Theoretischer Luftbedarf [m³/m³] 9,5 5,7 Taupunkt der Abgas [°C] 60 60-160 1) Biogas = 60 Vol.-% Methan und 40 Vol.-% Kohlendioxid Tabelle 4: Parameter von Biogas (vgl. BMLFUW, 2008)
3.3 Energiebilanz
Silomais
Bei der Silomaisproduktion benötigt man für den Anbau und Ernte (inklusive
Silierung) ca. 5.750 kWh (20.700 MJ) (vgl. Puchas, 2005). In der nachfolgenden
Abbildung wird die Energiebilanz der Silomaisproduktion dargestellt.
Abbildung 10: Energiebilanz Silomaisproduktion (vgl. PUCHAS, 2005)
23
Wie man aus der Grafik erkennen kann, ist der Energieeinsatz für Treibstoff (32,8 %)
und die Düngemittel (29,3 %) bei der Silomaisproduktion am höchsten.
Wenn man ein ha Silomais zu Biogas umwandelt, so benötigt man insgesamt ca.
12.000 kWh (43.200 MJ). Der Energieeinsatz für die Silomaisproduktion (48,1 %) und
der Energieeinsatz zur Umwandlung von Silomais zu Biogas (51,9 %) sind fast
ausgeglichen.
Abbildung 11: Energiebilanz für 1 ha Silomais zu Biogas (vgl. PUCHAS, 2005)
Zur Berechnung der Energiebilanz werden Daten nach Puchas und KTBL verwendet.
Frischmasseertrag: 45 to/ha MJ/to MJ/ha Primärenergie Biomasse 4.032 181.440 Produktion Rohstoff 262 11.800 Produktion Biogas 417 18.750 Gesamte Produktion 679 30.550 Energiegewinn ohne Transport 3.353 150.890
Tabelle 5: Energiebilanz Silomais
24
Roggen – Ganzpflanzensilage (GPS)
Frischmasseertrag: 10 to/ha MJ/to MJ/ha Primärenergie Biomasse 3.101 93.020 Produktion Rohstoff 271 8.140 Produktion Biogas 417 12.500 Gesamte Produktion 688 20.640 Energiegewinn ohne Transport 2.413 72.380
Tabelle 6: Energiebilanz GPS
25
4 Feste Biomasse
Die energetische Nutzung Fester Biomasse wird hauptsächlich für die Produktion von
Wärme verwendet. In größeren Anlagen wird ein Teil dieser Energie aber auch für die
Produktion von elektrischem Strom verwendet und die dabei anfallende Abwärme für
die Wärmenutzung herangezogen.
Für Heizzwecke werden hauptsächlich folgende nachwachsende Materialien
verwendet:
Waldhackgut
Kurzumtriebsflächen auf Ackerland (Pappel, Weide)
Miscanthus
Stroh
Getreidekörner
4.1 Eigenschaften von Heizmaterialien Waldhackgut
Dichte 250 kg/m³
Heizwert 14,4 GJ/t
Pappel /Weide
Dichte 160 kg/m³
Heizwert 12,87 GJ/t
Miscanthus
Dichte 90 kg/m³
Heizwert 14,01 GJ/t
26
Stroh
Dichte 90 kg/m³
Heizwert 14,8 GJ/t
Getreidekörner
Dichte 750 kg/m³ (Weizen)
Heizwert 14,62 GJ/t
Tabelle 7: Heizwerte und Dichte (vgl. AGRAR PLUS, 2010)
4.2 Energiebilanz Für die Bestimmung der Energiebilanz sind folgende Faktoren entscheidend:
• Energieinhalt des Ausgangsmateriales
• Produktionsenergie (z. B. Diesel für Traktoren und Erntetechnik, Pflanzgut,
Düngemittel)
• Transportenergie
• Heizkesselverluste
Berechnung der Energiebilanz
Um eine aussagekräftige Energiebilanz ermitteln zu können, müssen alle
Verfahrensschritte gesondert ermittelt und bewertet werden. Die folgenden
Energiebilanzberechnungen der Kulturen Waldhackgut, Kurzumtriebsflächen auf
Ackerland (Pappel, Weide), Miscanthus, Stroh, Ganzpflanzen und Getreidekörner
wurde auf der Grundlage von KTBL Werten (Kuratorium für Technik und Bauwesen in
der Landwirtschaft) durchgeführt.
27
Tabelle 8: Energiebilanz Waldhackgut
Tabelle 9: Energiebilanz Pappel
Tabelle 10: Energiebilanz Pappel
Tabelle 11: Energiebilanz Stroh
Waldhackgut GJ/t Energiegehalt 14,4 Produktion - 0,128 Wirkungsgrad Kessel (90 %) - 0,144 Nettoenergiegewinn 14,13
Pappel, 2 Jährige Umtrieb, Ernte mit Feldhäcksler 22,9 t Ertrag bei 70 % TM GJ/t GJ/ha Energiegehalt 12,87 294,95 Produktion 0,174 3,984 Wirkungsgrad Kessel ( 90%) 0,128 2,949 Nettoenergiegewinn 12,56 287,8
Miscanthus, Ertragsniveau mittel 18,8 t/ha, Ernte mit Mähwerk und Quaderballenpresse GJ/t GJ/ha Energiegehalt 14,01 264,7 Produktion 0,204 3,835 Wirkungsgrad Kessel ( 90%) 0,140 2,647 Nettoenergiegewinn 13,66 256,8
Getreidestroh, Ertrag mittel 9 t/ha Ernte Mähdrescher, Quaderballenpresse GJ/t GJ/ha Energiegehalt 14,8 133,13 Produktion 0,510 4,59 Wirkungsgrad Kessel ( 90%) 0,148 1,33 Nettoenergiegewinn 14,14 127,21
Weizenkorn, Ertrag mittel 7,89 t/ha Ernte Mähdrescher, GJ/t GJ/ha Energiegehalt 14,61 115,35
28
Tabelle 12: Energiebilanz Weizenkorn
4.3 Zukunft der festen Biomasse In größeren Anlagen wird feste Biomasse mit Dampfturbinen verstromt. Dadurch
erhalte ich eine hochwertige Energiequelle die leicht transportiert werden kann. Die
anfallende Wärme wird über Fernwärmeleitungen in ein Netz eingespeist. Es gibt
auch kleine Hausanlagen die mittels Stirlingmotor zusätzlich zur Wärme einen kleinen
Anteil Strom erzeugen. Es werden auch kleine Hausanlagen entwickelt die mittels
Dampfmaschine Strom erzeugen. Der Wirkungsgrad ist höher als beim Stirlingmotor.
Diese Entwicklung klingt viel versprechend und verbessert die Wirkungsgrade der
Heizkessel.
Produktion 0,427 3,37 Wirkungsgrad Kessel ( 90%) 0,146 1,15 Nettoenergiegewinn 14,04 110,83
29
5 Kalkulation für energetisch sinnvolle Transportentfernungen
Die folgenden Kalkulationen der Transportentfernungen wurden auf Grundlage von
Werten des Kuratoriums für Technik und Bauwesen in der Landwirtschaft erstellt.
5.1 Bioethanolproduktion
5.1.1 Weizen MJ/t max. Transportstrecke (km) Nettoenergieertrag Rohstoff pro t (ohne Transport) 2510 Transport MJ/km LKW (34 l/100km bei 25 t Nutzlast) 1360 2307 Traktor + Anhänger (55 l/100km bei 20 t Nutzlast) 2200 1426 Energieverlust durch Transport 0,10% 0,50% 1% 2% 5%
Km Transport LKW 2,3 11,5 23,1 46,1 115,3
Km Transport Traktor 1,4 7,1 14,3 28,5 71,3
Tabelle 13: Kalkulation Bioethanolproduktion – Weizen
5.1.2 Mais MJ/t max. Transportstrecke (km) Nettoenergieertrag Rohstoff pro t (ohne Transport) 2130 Transport MJ/km LKW (34 l/100km bei 25 t Nutzlast) 1360 1958 Traktor + Anhänger (55 l/100km bei 20 t Nutzlast) 2200 1210 Energieverlust durch Transport 0,10% 0,50% 1% 2% 5%
Km Transport LKW 1,96 9,79 19,58 39,15 97,89
Km Transport Traktor 1,21 6,05 12,10 24,20 60,51
Tabelle 14: Kalkulation Bioethanolproduktion – Mais
30
5.1.3 Zuckerrübe MJ/t max. Transportstrecke (km) Nettoenergieertrag Rohstoff pro t (ohne Transport) 890 Transport MJ/km LKW (34 l/100km bei 25 t Nutzlast) 1360 818 Traktor + Anhänger (55 l/100km bei 20 t Nutzlast) 2200 506 Energieverlust durch Transport 0,10% 0,50% 1% 2% 5%
Km Transport LKW 0,82 4,09 8,18
16,36
40,90
Km Transport Traktor 0,51 2,53 5,06
10,11
25,28
Tabelle 15: Kalkulation Bioethanolproduktion – Zuckerrübe
5.1.4 Zuckerrohr MJ/t max. Transportstrecke (km) Nettoenergieertrag Rohstoff pro t (ohne Transport) 510 Transport MJ/km LKW (34 l/100km bei 25 t Nutzlast) 1360 469 Traktor + Anhänger (55 l/100km bei 20 t Nutzlast) 2200 290 Energieverlust durch Transport 0,10% 0,50% 1% 2% 5%
Km Transport LKW 0,47 2,34 4,69
9,38 23,44
Km Transport Traktor 0,29 1,45 2,90
5,80 14,49
Tabelle 16: Kalkulation Bioethanolproduktion - Zuckerrohr
31
5.2 Biogasproduktion
5.2.1 Silomais MJ/t max. Transportstrecke km Nettoenergieertrag Rohstoff pro t (ohne Transport) 3353 Transport MJ/km LKW (34 l/100km bei 25 t Nutzlast) 1360 3082 Traktor + Anhänger (55 l/100km bei 20 t Nutzlast) 2200 1905 Energieverlust durch Transport 0,10% 0,50% 1% 2% 5%
Km Transport LKW 3,1 15,4 30,8
61,6
154,1
Km Transport Traktor 1,9 9,5 19,1
38,1
95,3
Tabelle 17: Kalkulation Biogasproduktion – Silomais
5.2.2 Roggen-Ganzpflanzensilage (GPS) MJ/t max. Transportstrecke km Nettoenergieertrag Rohstoff pro t (ohne Transport) 2413 Transport MJ/km LKW (34 l/100km bei 25 t Nutzlast) 1360 2218 Traktor + Anhänger (55 l/100km bei 20 t Nutzlast) 2200 1371 Energieverlust durch Transport 0,10% 0,50% 1% 2% 5%
Km Transport LKW 2,2 11,1 22,2
44,4
110,9
Km Transport Traktor 1,4 6,9 13,7
27,4
68,6
Tabelle 18: Kalkulation Biogasproduktion – GPS
32
5.3 Feste Biomasse
5.3.1 Waldhackgut MJ/t max. Transportstrecke km Nettoenergieertrag Rohstoff pro t (ohne Transport) 13200 Transport MJ/km LKW (34 l/100km bei 25 t Nutzlast) 1360 12.132 Traktor + Anhänger (55 l/100km bei 20 t Nutzlast) 2200 7.500 Energieverlust durch Transport 0,10% 0,50% 1% 2% 5%
Km Transport LKW 12
61
121
243
607
Km Transport Traktor 8
38
75
150
375
Tabelle 19: Kalkulation Feste Biomasse – Waldhackgut
5.3.2 Pappel MJ/t max. Transportstrecke km Nettoenergieertrag Rohstoff pro t (ohne Transport) 11425 Transport MJ/km LKW (34 l/100km bei 25 t Nutzlast) 1360 10.501 Traktor + Anhänger (55 l/100km bei 20 t Nutzlast) 2200 6.491 Energieverlust durch Transport 0,10% 0,50% 1% 2% 5%
Km Transport LKW 11
53
105
210
525
Km Transport Traktor 6
32
65
130
325
Tabelle 20; Kalkulation Feste Biomasse – Pappel
33
5.3.3 Miscanthus MJ/t max. Transportstrecke km Nettoenergieertrag Rohstoff pro t (ohne Transport) 12425 Transport MJ/km LKW (34 l/100km bei 25 t Nutzlast) 1360 11.420 Traktor + Anhänger (55 l/100km bei 20 t Nutzlast) 2200 7.060 Energieverlust durch Transport 0,10% 0,50% 1% 2% 5%
Km Transport LKW 11
57
114
228
571
Km Transport Traktor 7
35
71
141
353
Tabelle 21: Kalkulation Feste Biomasse – Miscanthus
5.3.4 Stroh MJ/t max. Transportstrecke km Nettoenergieertrag Rohstoff pro t (ohne Transport) 12861 Transport MJ/km LKW (34 l/100km bei 25 t Nutzlast) 1360 11.821 Traktor + Anhänger (55 l/100km bei 20 t Nutzlast) 2200 7.307 Energieverlust durch Transport 0,10% 0,50% 1% 2% 5%
Km Transport LKW 12
59 118
236
591
Km Transport Traktor 7
37 73
146
365
Tabelle 22: Kalkulation Feste Biomasse – Stroh
34
5.3.5 Weizenkorn MJ/t max. Transportstrecke km Nettoenergieertrag Rohstoff pro t (ohne Transport) 12773 Transport MJ/km LKW (34 l/100km bei 25 t Nutzlast) 1360 11.740 Traktor + Anhänger (55 l/100km bei 20 t Nutzlast) 2200 7.257 Energieverlust durch Transport 0,10% 0,50% 1% 2% 5%
Km Transport LKW 12
59
117
235
587
Km Transport Traktor 7
36
73
145
363
Tabelle 23: Kalkulation Feste Biomasse – Weizenkorn
35
6 Planung einer Bildungsveranstaltung
6.1 Ausgangssituation und Anlass
Durch den vermehrten Einsatz an erneuerbaren Energieträgern in den letzten Jahren
wurde deren Bedeutung vor allem in der Landwirtschaft immer größer. Im Vergleich
zu fossilen Energieträgern ist jedoch die Energiedichte in Bioenergieträgern relativ
niedrig. Aus diesem Grund sind große Massetransporte notwendig und eine
entsprechend angepasste Logistik erforderlich. Der Trend zur Verarbeitung von
Biomasse geht in Richtung große, zentrale Anlagen und verursacht dadurch
regionale Engpässe in der Bereitstellung von Biomasse. Um diese
Verarbeitungsanlagen mit Bioenergieträgern ausreichend zu versorgen, sind immer
weitere Transportstrecken notwendig.
Seitens der Beratung soll durch diesen Fachvortrag zum Thema „Energieeffizienz der
Biomasselogistik“ Transparenz bezüglich Energiegehalte geschaffen werden und
gleichzeitig im Hinblick auf eine Erzielung eines möglichst hohen
Gesamtwirkungsgrades über regionale Verarbeitungsmöglichkeiten hingewiesen
werden.
6.2 Zielgruppe und Zuhörerkreis
Eine Zielgruppe ist in sich homogen und nach außen heterogen. Auf ein bestimmtes
Angebot hin, hat die Zielgruppe ähnliche Erwartungshaltungen beziehungsweise
Verhaltensweisen und hat auf ein bestimmtes Angebot bestimmte Ziele. Diese Ziele
müssen mit dem Vorhaben übereinstimmen. Zielgruppen können nach Alter,
Einkommen, Lebensstil, Kommunikationsverhalten, Werte und Ideale definiert
werden. Bei der Auswahl der Zielgruppe sind diesbezügliche Überlegungen
anzustellen. Dazu kommen noch die Sponsoren und Multiplikatoren. Ohne diese sind
heutzutage erfolgreiche Projekte kaum durchführbar. (vgl. DINGENOTTO, 2007)
36
Abbildung 12 Zielgruppe (vgl. DINGENOTTO, 2007)
Die Zielgruppe für den Vortrag zum oben angeführten Thema stellt sich wie folgt
zusammen:
• Land- und Forstwirte
• Mitarbeiter, Obmänner und Geschäftsführer von Biomasseheizwerken und
Biogasanlagen
• Mitglieder von Waldwirtschaftsgemeinschaften
• Interessenten die selbst in der Biomasseerzeugung tätig sind oder werden
wollen
• Interessenten der Nutzung regionaler Ressourcen
• Multiplikatoren in der Land- und Forstwirtschaft
Es handelt sich um einen Teilnehmerkreis von ca. 40 Interessenten aller Altersstufe
aus der Region St. Pölten mit Vorwissen bez. Biomasseproduktion.
6.3 Gesamtziel und Ziel der Veranstaltung
Ziel der Präsentation ist es, eine Zielgruppe zu überzeugen und zu informieren. Für
die Vorbereitung einer Präsentation sind zwei Hauptgedanken ausschlaggebend. Das
Ziel muss klar definiert sein und die Einstellung, Vorstellungen und Interessen der
Zielgruppe müssen bedacht werden. (vgl. ENGELMAYER, 2004, S. 7)
37
Die Teilnehmer sollen:
• Die Vorteile der Bioenergieträger kennen lernen
• Einblick in die Produktion und Herstellung von Biogas, Bioethanol und festen
Biomasse bekommen
• Die möglichen Rohstoffe der einzelnen Energieträger kennen lernen
• Über Energieinhalte und Energiebilanzen der einzelnen Rohstoffe und
Energieträger informiert werden
• Vor- und Nachteile der einzelnen Energieträger erkennen
• Relevanz von nachhaltiger Ressourcennutzung von der Region erkennen
• Bedeutung der autarken Energieversorgung bewusst machen
• Einen Ausblick über die Zukunft von Bioenergieträgern erhalten
6.4 Lehr- und Arbeitsmittel
Ein Bild sagt mehr als tausend Worte. Der Mensch ist unumstritten ein „Augentier“
und somit visuelle Typen. Durch bildhafte Darstellung (Bilder, Symbole,
geschriebenes Wort) gewinnt der Inhalt um 30% mehr an Behalten. (vgl. SEIFERT,
2994, S. 11)
• Flipchart (für Begrüßung und zusätzliche Erläuterungen)
• Beamer und Laptop
• OH-Projektor
• Pinnwand
• Frageordnung (Evaluierung)
• Anschauungsmaterial und Folder
38
Das Flipchart stellt einen großen Notizblock auf einem Metallgestell dar. Methodisch
hat dieses Arbeitsmittel ähnliche Möglichkeiten wie eine Tafel oder wie
Transparentfolie. Das Flipchart kann den Vortragenden durch Notizen oder Skizzen
unterstützen. Es können Grafiken und Texte bereits vorbereitet oder halb vorbereitet
präsentiert werden. Fragen oder Beiträge der Teilnehmer können notiert werden.
Dadurch, dass der Bogen auch flexibel aufgehängt werden kann, ist das Flipchart
sehr gut bei Übersichten und der Tagesplanung einsetzbar. Auch das
Aneinanderreihen mehrerer Bögen ist möglich und dadurch beim Einsatz von
Arbeitsergebnissen und Kleingruppen sinnvoll. (vgl. WEIDENMANN (2002), S. 139f.)
Dieses Arbeitsmittel ist dazu gedacht, dass Kärtchen mittels Nadeln oder Pinnstiften
befestigt werden. Verwendet wird dieses Medium zum anheften von Überschriften,
zum zuordnen von Kärtchen, zum Gruppieren und Gewichten von Themen und zum
organisieren weiterer Arbeiten. (vgl. WEIDENMANN (2002), S. 145f.)
Im Falle des geplanten Vortrages werden die Kärtchen für die Sammlung von Ideen
und Vorschläge der Teilnehmer eingesetzt und diese Ideen gruppiert und behandelt.
Der Projektor oder Beamer ist heutzutage aus kleinen Seminar oder Klassenzimmer
wegzudenken. Dieses Arbeitsmittel zeigt Schriften und Bilder in hoher Qualität und
gibt Raum für besondere Gestaltung durch Formen, Farben und Schriften. Auch
Spezialeffekte können eingesetzt werden. Ein besonderer Vorteil von Folien ist, dass
diese für die Teilnehmer Augedruck oder kopiert werden können. (vgl.
WEIDENMANN (2002), S. 83f.)
Die Pinnwand ist braun oder weiß und wird mit speziellen Stiften beschrieben. Dieses
Medium eignet sich besonders für eine Gruppe mit max. 20 Teilnehmern. (vgl.
SEIFERT, 2004, S. 15)
39
6.5 Vortragstechnik
Beim Vortragen sind einige wichtige Grundregeln zu beachten. Die Hände sollen
während des Redens in Hüfthöhe gehalten werden. Der Blickkontakt zu den Zuhörern
wird möglichst oft gehalten und während des Ablesens im Manuskript ist eine
langsame Sprache zu verwenden, so dass die Zeit bleibt nachzulesen und doch
immer wieder aufzuschauen. Kleine Pausen können gemacht werden um sich zu
sammeln. (vgl. WEIDEMANN, 2002, S. 61)
Strukturiertes Vorgehen bei der Präsentation ist von großer Bedeutung. Es hilft,
zielorientiert auf das gewünschte Ergebnis einer Präsentation zu erarbeiten. Um den
Anspruch nach Effektivität und Effizienz zu erfüllen, ist die Darstellung des Themas
entsprechen in Hauptphasen aufzubauen. Es soll der Rahmen der Präsentation
definiert werden, die Struktur, Kernaussage, Argumentationen und Inhalte durchdacht
sein. Die Umsetzung und Visualisierung der Inhalte sind vorzubereiten. (vgl.
HÜTTER, DEGENER, 2003, S. 8)
40
6.6 Veranstaltungsablauf
Ablaufplan „Energieeffizienz der Biomasselogistik“
Gliederung
Bildungsziele Zeitlicher Ablauf
Inhaltlicher Ablauf (Teilabschnitte)
Methodischer Ablauf
Vorbereitung des Vortrages 08:00 – 08:30 Uhr Vorbereitungen
Atmosphäre schaffen Materialen herrichten
• Lüften des Raumes um ein positives und angenehmen Raumklima zu schaffen
• Vorbereitung und Probelauf der Medien um eine reibungslose Veranstaltung zu gewährleisten
• Sessel werden in Stellung gebracht
– es wird darauf geachtet, dass die Teilnehmer genügend Platz haben
• Schreibmaterial (Block und
Schreibstift) wird auf jeden Sessel zur Verfügung gestellt
• Wassergläser stehen den
Teilnehmer während der Veranstaltung zur Verfügung
TEIL A
41
Begrüßung und Theoretischer Input Begrüßung, Vorstellung, Einführung 9:00 – 9:20 Uhr 08:30 – 09:00 Uhr
Eintreffen der Teilnehmer Vortragender begrüßt Teilnehmer persönlich mittels Handschlag Um 09:00 Uhr Teilnehmer werden gebeten ihre Plätze einzunehmen, da der Vortrag in Kürze beginnt 09:00 – 09:10 Uhr Allgemeine Begrüßung der Teilnehmer, Vorstellung des Referenten und Einführung in die Thematik (Relevanz der Themenstellung für die Region und die Zeit) 09:10 – 09:20 Uhr Überblick über den Tag der Bildungsveranstaltung (Festlegung der Pausen, Hinweis auf die Mittagspause und die Möglichkeit der Nutzung der Kantine der Landwirtschaftskammer Niederösterreich)
Durch den visuellen Willkommensgruß auf dem Flipchart „Herzlich Willkommen“ werden die Teilnehmer begrüßt. Durch die persönliche Begrüßung der Teilnehmer kann sich der Vortragende bereits einen Überblick über die Teilnehmer verschaffen. Durch Smalltalk erkennt dieser die Interessen und die Motivation für den Vortragsbesuch und kann somit Inhalte und Interessen bereits vorab erkennen, welche anschließend bei der Veranstaltung eingebracht werden können. Tagesablauf auf Flipchart (Zeit und vorgesehene Tätigkeiten, Pausen), bleibt während der gesamten Bildungsveranstaltung präsent
Theoretischer Input Kurzreferat
Einführung in die Thematik Verwendete Medien: • Powerpoint • Flipchart
42
• Pinnwand Powerpoint-Präsentationen; direkte Einbindung der Diskussion in die Vorträge; Fragen auf Flipchart festhalten; Einbinden der TeilnehmerInnen durch gezieltes Fragen
9:20 – 9:50 Uhr Ziel Den TeilnehmerInnen sollen die Arten von Bioenergieträgern und deren Energiebilanzen näher gebracht werden
1. Arten der Bioenergieträger und deren Energiebilanzen
Material: Powerpoint Präsentation • Folien unterstützen mit Bildern und
aktuellen statistischen Daten • Eingehen auf die Knappheit fossiler
Energieträger und die Bedeutung der Regionen für die Energieversorgung (Stichwort Dezentralisierung)
• auf Fragen wird während des
Vortrages eingegangen 9:50 – 10:15 Uhr Ziel Die TeilnehmerInnen sollen über die Vor- und Nachteile von den verschiedenen erneuerbaren Energieträgern informiert werden.
2. Vor- und Nachteile von erneuerbaren Energieträgern
Material: Powerpoint-Präsentation • Aufzeigen der verschiedenen
Möglichkeiten zur Nutzung von erneuerbaren Energien
• welche Vor- und Nachteile haben die einzelnen Energieträger
• best-practice Beispiele
43
verschiedene Regionen • auf Fragen während des Vortrags
wird eingegangen 10:15 – 10:35 Uhr Pause 10:35 – 12:00 Uhr Ziel Die TeilnehmerInnen sollen die Relevanz und einen Ausblick auf die zukünftige Nutzung erhalten
3. Ausblick aus derzeitiger Sicht betreffend steigender Nutzung nachhaltiger Rohstoffe
Material: Powerpoint-Präsentation • Potenzial des
Energiepflanzenanbaues in Österreich
• Wie hoch ist der nutzbare Holzanteil
in Österreich? • Ausblick auf die Situation der
erneuerbaren Energie in Österreich 12:00 – 13:00 Uhr Mittagspause Kantine der Landwirtschaftskammer
Niederösterreich TEIL B Praktisches Beispiel
13:00 – 14:30 Uhr Ziel Entwicklung von Strategien und Szenarien um den zukünftigen Rohstoffbedarf zu decken
Diskussionen, Stand der Technik
Material: Flipchart, Pinnwand, Kärtchen • Teilnehmer werden aufgefordert
mögliche Entwicklungen und Strategien zum Rohstoffbedarf zu entwickeln
• Teilnehmer verfassen diese Ideen
44
auf Kärtchen und befestigen diese auf Pinnwand
• Referent fasst fachlich ähnlich
gelagerte Themen zu Themengebieten zusammen, bespricht die einzelnen Punkte und notiert diese auf einem Flipchart in übersichtlicher und gut gegliederter Form
14:30 – 14:45 Uhr Pause 14:45 – 15:30 Uhr Zusammenfassung der Kernaussagen
der Diskussion Material: Flipchart, Pinnwand, Kärtchen • Eindrücke clustern und
Zusammenfassung der Kernaussagen anhand dieses Ergebnisses
• Einladung des Vortragenden zur Diskussion und Besprechung diverser Themen und Erfahrungen der Teilnehmer aus der Praxis
15:30 – 15:50 Uhr Evaluierung der Bildungsveranstaltung Material: Feedbackbögen,
Kugelschreiber Austeilen der Feedbackbögen zur anonymen Evaluierung dieses Vortrags um zukünftig Themen, Wünsche und Verbesserungsvorschläge aufzugreifen und zu optimieren.
45
Eine Selbstreflexion wird anschließend durchgeführt
15:50 – 16:00 Uhr
Schlussstatement, Aufforderung zum Handeln!, Verabschiedung, Danke für die Teilnahme
16:00 Uhr Ende der Veranstaltung • Smalltalk • Vortragende steht für Fragen und
Gespräche der Teilnehmer noch zu Verfügung
• Verabschiedung der Teilnehmer durch Handschlag
55
6.8 Evaluierungsbogen
Fragebogen zur Bildungsveranstaltung „Energieeffizienz der Biomasselogistik “
Wir bitten sie diesen Fragebogen auszufüllen und wieder abzugeben. Es handelt sich um eine anonyme Befragung, geben Sie also frei Ihre ehrliche Meinung ab. Der Fragebogen soll uns helfen, unsere Information und Beratung an Ihren Wünschen zu orientieren. Durch Ihre Meinung können wir uns ein Bild über uns selbst machen und versuchen uns zukünftig Ihren Wünschen entsprechend zu verbessern. Bei den meisten Fragen haben wir zu Ihrer Erleichterung Antworten vorgegeben. Sie brauchen dabei also nur das Zutreffende anzukreuzen. Vielen Dank für Ihre Mithilfe im Voraus!
Wodurch wurden Sie auf die Veranstaltung aufmerksam?
Persönliche Einladung durch Veranstalter
schriftliche Einladung
Anzeige in Landwirtschaftszeitungen
Durch Bekannte oder Freunde
Sonstige
Anmerkungen:
Bitte beurteilen Sie Ihren Gesamteindruck des Vortrags
Der Vortrag war lehrreich.
Anmerkungen:
56
Welche Inhalte waren Ihnen besonders wichtig:
Die im Programm definierten Inhalte wurden vollständig behandelt.
Die Unterlagen waren hilfreich und verständlich.
Wie schätzen Sie den Nutzen für Ihre zukünftigen Vorhaben ein.
Welche Inhalte würden Sie noch hinzufügen.
Bitte beurteilen Sie mit untenstehenden Fragen Ihren Vortragenden/Ihre Vortragende
Name der/des Vortragenden:
Der Vortragende/die Vortragende war fachlich kompetent.
Der Vortragsstil war gut.
Der Vortragende/die Vortragende geht auf Fragen der Teilnehmer ausreichend ein.
Der Vortragende/die Vortragende fördert die Mitarbeit und den Erfahrungsaustausch.
Der Vortragende/die Vortragende bringt viele neue Ideen.
Der Vortragende/die Vortragende stellt die Inhalte mit viel Enthusiasmus dar.
Der Vortragende/die Vortragende erklärt gut.
Der Vortragende/die Vortragende weckt Interesse, sich mit dem Thema tiefer gehend zu beschäftigen.
Der Vortragende/die Vortragende illustrierte die Inhalte durch anschauliche Beispiele.
Insgesamt war ich mit der/dem Vortragenden zufrieden.
Was hat Ihnen bei der/dem Vortragenden am besten gefallen.
Was hat Ihnen bei der/dem Vortragenden am wenigsten gefallen.
57
Wen würden Sie zu diesem Thema noch gerne als Vortragenden hören?
Anmerkungen zu der/dem Vortragenden
Bitte beurteilen Sie die Organisation der Weiterbildungsveranstaltung.
Die Organisation der Veranstaltung war gut.
Die Informationen im Vorfeld der Veranstaltung waren ausreichend.
Anmerkungen zur Organisation:
Sonstiges:
Der Methodeneinsatz war gut auf die Inhalte abgestimmt.
Die Handouts/Unterlagen waren gut aufbereitet und am Arbeitsplatz verwendbar.
Die Inhalte der Unterlagen waren passend.
Die Atmosphäre in der Arbeitsgruppe war angenehm und motivierend.
Die Dauer der Veranstaltung war passend.
Wenn nein, welche Dauer würden Sie bevorzugen?
Welche Themen schlagen Sie für zukünftige Veranstaltungen vor?
Was möchten Sie uns sonst noch mitteilen?
58
7 Schlussfolgerung und Zusammenfassung
Nachwachsende Rohstoffe gewinnen aufgrund des steigenden Bedarfs immer mehr
an Bedeutung. In den nächsten Jahren wird der Bedarf stetig steigen wodurch neue
Möglichkeiten der Beschaffung und der Nutzung erarbeitet werden müssen. Die
Energiedichte in diesen Rohstoffen ist vergleichsweise zu den fossilen Energieträgern
relativ niedrig. Durch die Verarbeitung der Biomasse in großen Anlagen kommt es zu
regionalen Engpässen wodurch Massentransporte über weite Strecken notwendig
werden.
Ein Problem bei diesen Massentransporten stellt der Energieverlust dar. Durch diese
in der Arbeit angestellten Berechnungen hat sich allerdings gezeigt, dass Biomasse
für Energieerzeugung trotz des großen Transportvolumens aus energetischer Sicht
beachtlich weit transportiert werden kann. Interessant sind vor allem die Unterschiede
der maximalen Transportentfernung hinsichtlich der Kulturarten und der
Produktionsmethoden. Diese sind vor allem von der Energiedichte der Frischmasse
der Kulturen und dem Wirkungsgrad der Produktionsmethode bzw. der Energieform
abhängig.
Trotz dieser Ergebnisse ist für die Erreichung eines höchst möglichen
Gesamtwirkungsgrades die Transportentfernung der Biomasse so gering wie möglich
zu halten.
Um dieses Thema an Interessenten zu transportieren und Eckdaten und Fakten zu
vermitteln, wurde dieses Thema in der Arbeit auf Basis einer Bildungsveranstaltung in
Form eines Fachvortrages aufgearbeitet und vertieft. Wichtig hierbei ist vor allem die
klare Definition der Zielgruppe um den Fachvortrag den Interessenten
dementsprechend anzupassen. Eine klare Struktur durch die Vorbereitung eines
Veranstaltungsablaufs ist notwendig. Durch die Evaluierung der Teilnehmer am Ende
der Veranstaltung mittels Feedbackbogen bietet den Vortragenden die Möglichkeit
zur Reflexion.
59
Literaturverzeichnis
AGRANA BIOETHANOL GMBH (2009): Vortrag Bioethanol, www.agrana.at, Zugriff:
28.12.2009
BUNDESAMT FÜR ENERGIE SCHWEIZ – BFE (2008): Bericht über Bioethanol.
Selbstverlag: Bern, www.energie-schweiz.ch
BUNDESMINISTERIUM FÜR LAND- UND FORSTWIRTSCHAFT, UMWELT UND
WASSERWIRTSCHAFT – BMLFUW (2008): Biogas – Energieträger der Zukunft. Linz:
Selbstverlag.
DINGENOTTO C. (2007): Zielgruppen definieren und wählen, www.cultural-
business.com, Zugriff: 08.06.2010
ENERGIEPROJECTS: Biomasse in Österreich, Österreichische Energieagentur,
http://www.energyprojects.at/biomasseinfo.php, Zugriff: 03.02.2010
ENGELMAYER E. (2004): Präsentationstechnik, Sechs Schritte zu einer Erfolgreichen
Präsentation, Gabalverlag, Offenbach am Main
FRIEDL A. (2007): Eigenschaften von Ethanol und Möglichkeiten der Verwendung,
Institut für Verfahrenstechnik, Umwelttechnik und Techn. Biowissenschaften,
Technische Universität Wien
HILLER A. (2008): Nutzung von Biomasse, Fakultät für Maschinenwesen, Institut
Energietechnik, Professur VWS, Technische Universität Dresden
60
HUTTER H., DEGENER M. (2003): Praxishandbuch Power-Point Präsentation, 1.
Auflage, Gabalverlag, Wiesbaden
KURATORIOM FÜR TECHNIK UND BAUWESEN IN DER LANDWIRTSCHAFT – KTBL (2008):
Betriebsplanung Landwirtschaft. 21 Auflage, Darmstatdt: Landwirtschaftsverlag
Gmbh.
PUCHAS, K. (2005): Stand der Technik bei der NAWARO-Vergärung;
www.energytech.at/biogas/portrait/artikel-3.de.html
SCHOLWIN, F., WEIDELE, T., GATTERMANN, H. (2006): Gasaufbereitung und
Verwertungsmöglichkeiten. In: Handreichung Biogasgewinnung und –nutzung,
Endbericht, Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V., Gülzow
SEIFERT J. (2004): Visualisieren, Präsentieren, Moderieren, Das Standardwerk, 21.
Auflage, Gabalverlag, Offenbach
SOLARWIRTSCHAFT DE: Veränderung des weltweiten Energiemixes bis 2010; Zugriff
03.02.2010
STATISTIK AUSTRIA (2009): Energiesituation in Österreich im Jahr 2007, mit
Statistischen Übersichten und Kennzahlen, Statistik Austria Direktion Raumwirtschaft
und Energie 2009
WEIDENMANN B. (2002): Erfolgreiche Kurse und Seminare, Professionelles Lernen mit
Erwachsenen, 5. Auflage, Beltz Verlag
WEIDENMANN B. (2002): Gesprächs- und Verhandlungstechnik, Für alle Trainer,
Lehrer, Kursleiter und Dozenten, Beltz Verlag
66
Eigenhändig unterfertigte Erklärung
„Ich erkläre, dass ich die vorliegende Bachelorarbeit selbst verfasst habe und dass
ich dazu keine anderen als die angeführten Behelfe verwendet habe. Außerdem habe
ich die Reinschrift der Bachelorarbeit einer Korrektur unterzogen und ein
Belegexemplar verwahrt.“
Reinhard Hinterhofer
top related