Biomasse Teil 1

  1. Was versteht man unter dem Begriff „Biomasse“?
    • Stoffmasse von Lebewesen im Allgemeinen.
    • Energetisch gesehen nur die energetisch Nutzbare Biomasse, in kg Stoffmasse
  2. Nennen und beschreiben Sie die Nutzungsmöglichkeiten von Biomasse! Ordnen Sie die energetische Nutzung ein!
    • Nutzung als Lebens- und Futtermittel
    • Stoffliche Nutzung:
    • werkstofflich -> Baumaterial, Faserstoff
    • rohstofflich -> Zellulose, Stärke, Öle und Fette
    • Energetische Nutzung:
    • Ernährung -> Nahrungs- und Futtermittel
    • Energieträger: Flüssig- und Festbrennstoffe
  3. Worin unterscheiden sich stofflich und nichtstoffliche regenerative Energiequellen?
    • Stofflich:
    • -Biomassen, nachwachsende Rohstoffe, Bioabfall
    • -benötigen Aufbereitung vor energetischer Nutzung
    • -müssen „erzeugt“ werden (Nutzwald, KUP, Felder bedürfen Pflege, Bioabfall muss gesammelt werden)
    • -Grundlastfähig
    • Nichtstofflich:
    • -Sonne, Wind, Thermik, Wasser, Geothermie
    • -relativ direkte Umwandlung in therm. oder el. Energie
    • -nutzen natürliche Phänomen (Sonne, Wind)
    • -teilweise grundlastfähig (Wasser, Geothermie, aber Wind und Sonne eher weniger)
  4. Welche Aspekte würden Sie bei der Diskussion energetische gegen stoffliche Nutzung von Biomasse als bedeutend ansehen?
    • Kaskadierte Nutzung.
    • Wertholz sollte Stofflich genutzt werden.
    • Energetische Nutzung für Ernährung sollte nicht durch Energiegewinnung verdrängt/beeinflusst werden (Tank oder Teller Konkurrenz)
    • Stoffliche Nutzung ist auf Biomasse angewiesen, für Energie gibt es Alternativen
    • Energetische Nutzung sollte der letzte Schritt der Wertschöpfungs- bzw. Nutzungskette sein
  5. In welchen Beziehungen sind Umwandlungsverluste in Nutzungsketten zur energetischen Nutzung von biogenen Primärrohstoffen und denen bei fossilen Rohstoffen unterschiedlich zu bewerten?
    • Umwandlungsverluste sind bei fossilen Energieträgern immer eine Verschwendung von endlichen Ressourcen
    • Bei biogenen Primärrohstoffen senken die Umwandlungsverluste „nur“ den Nettoenergieertrag
    • Aber nur bis zu einem gewissen Grad sinnvoll
  6. Nennen Sie biogene Energieträger! Aus welchen Rohstoffen werden diese gewonnen?
    • Reinalkohol ->Zucker und Stärke von Gräsern, Samen,
    • Früchten…
    • Biomethan->Zucker, Stärke aus Gräsern
    • Schwachgas->über Pyrolyse aus Holz
    • Festbrennstoff->Holz
    • Pflanzenöl->Samen, Früchte, Rüben mittels Ölpressen
    • Biodiesel-> Veresterung aus Pflanzenölen
  7. Warum war es notwendig, gesetzliche Regelungen zur Gewinnung von Energie aus alternativen Quellen, hier speziell Biomasse, zu erlassen?
    Zum Erreichen der 20-20-20 Ziele müssen 20 % mehr erneuerbare Energie erzeugt werden. Grundlegende Voraussetzungen schaffen: Einbindung in Energienetze ermöglichen, Abnahmepflicht, ökonomische Chancen schaffen, feste Vergütung
  8. Welches Gesetz kann man als zentral bezüglich der energetischen Biomassenutzung bezeichnen? Was sind seine wichtigsten Regelungen!
    • EEG -> Biomasseverordnung
    • Biomassenstrom-Nachhaltigkeitsverordnung
    • EEG: Einspeisung und Vorrang von Strom aus erneuerbaren Quellen mit Einspeisevergütung, EEG Umlage, Ausbaukorridore
  9. Worin besteht der Zweck der Biomasseverordnung?
    Regelung der Erzeugung von Strom aus Biomasse
  10. Nenne Sie Beispiele für Materialien, die nach Biomasseverordnung als Biomasse gelten!
    • Pflanzenteile-/Bestandteile,
    • Abfälle und Nebenprodukte pflanzlicher oder tierischer Herkunft (Land, Forst und Fischwirtschaft)
    • Aus diesen Hergestellte Gase oder Alkohole
  11. Welche Stoffe werden von der Biomasseverordnung ausgeschlossen?
    • Fossile Brennstoffe,
    • Torf,
    • Altholz,
    • Siedlungsabfälle,
    • Papier,
    • Klärschlamm,
    • Textilien,
    • Tierkörperteile, Klärgas
  12. Was versteht man unter einem primären Biomasserohstoff?
    Speziell für Energetische Nutzung angebaute Biomassen, die bei ihrer Gewinnung noch keine weitere Bearbeitung erfahren haben
  13. Was versteht man unter einem sekundären Biomasserohstoff?
    Energetisch nutzbare Biomassen mit Rohstoffqualität, die in anderen Prozessen angefallen sind und sonst entsorgt werden müssten.
  14. Was versteht man unter einem biogenen Energieträger?
    Stoffe biologisch organischer Herkunft deren Energiegehalt für Energieumwandlungsprozesse nutzbar ist
  15. Welche Anforderungen muss ein biogener Energieträger erfüllen?
    • Lagerfähig (stofflich beständig)
    • Versorgungssicherheit (Menge und Zeitpunkt)
  16. Worin besteht der Unterschied zwischen einem Kraftstoff und einem Treibstoff?
    • Kolbenmotor -> Kraftstoff
    • Gasturbine, Raketentriebwerk -> Treibstoff
  17. Wie heißen die beiden Hauptsubstanzen, die Holz seinen Energiegehalt verleihen?
    Zellulose 16 MJ/kg, Lignin 23 MJ/kg (20 % - 30 %)
  18. Welche einzelnen Schritte umfasst der Begriff „Nutzungskette“? Erläutern Sie diese am Beispiel der Erzeugung von Holzhackschnitzeln aus einer KUP für die Nutzung in einer Hackschnitzelheizung!
    • - Stecklinge ernten und setzen
    • - Holzernte
    • - Trocknung
    • - Zerkleinerung
    • - Lagern und gegebenenfalls weitere Trocknung
    • - Verbrennung als Feststoff
    • - Thermische Energie + Asche
    • - Heizung/Stromerzeugung + Düngemittel
  19. Welche Bedingungen müssten erfüllt sein, um Biomassen nachhaltig als Energieträger einsetzen zu können? Nennen Sie Biomassen, für die dies zumindest überwiegend praktisch umgesetzt werden könnte!
    • - der bewirtschafteten Fläche nur so viel zu entnehmen, wie auch in der selben Zeit wieder nachwachsen kann.
    • - Anbaufläche für Biomasse darf sich nicht negativ auf die Bedürfnisse dieser und kommender Generationen auswirken (Tank oder Teller)
    • - Holz aus Wäldern, weil die Böden unangetastet bleiben, Überdüngung findet nicht statt
    • - Sekundärbiomasse wie Altholz und Abfall für Energiegewinnung
  20. Nennen Sie die zwei mengenmäßig bedeutendsten in Primärbiomassen vorkommenden Stoffe!
    • Lignin und Zellulose
    • Kohlenhydrate (Stärke, Zucker)
    • Öle
  21. Wie wird vom Gesetzgeber die Biomasse Holz (sowohl als Primär- als auch als Sekundärbiomasse) eingestuft?
    • Naturbelassenes Holz (Scheitholz, Hackschnitzel, Industrierestholz -> Primär
    • Reste aus Verarbeitung, Altholz-> Sekundär
  22. Welchen Zweck hat die Altholzverordnung?
    Unterteilung von Altholz nach Belastung in Kategorien, Regelung der Entsorgung/Energetischer Nutzung um umweltschädliche Emissionen zu vermeiden
  23. Beschreiben Sie, was man unter den Altholzqualitäten A I bis A IV versteht!
    • A I – naturbelassenes Holz welches nur mechanisch belastet wurde
    • A II – verleimtes, gestrichenes, beschichtetes, lackiertes, oder anderweitig behandeltes Altholz (ohne Holzschutzmittel)
    • A III – Altholz mit halogenorganischen Verbindungen in der Beschichtung ohne Holzschutzmittel
    • A IV – mit Holzschutzmitteln behandeltes Altholz, ausgenommen PCB Holz
  24. Welche Folge hat die Einordnung eines Altholzes in die Qualität A IV?
    Darf nur in Anlagen >1 MW, die nach 17. BImSchV zertifiziert sind, verwertet werden
  25. Welche ökologischen Auswirkungen hat der Anbau einjähriger Pflanzen für die energetische Nutzung?
    Intensiverer Anbau führt zu einer Nährstoffverarmung der Böden, höhere Energieaufwendungen während des Anbaus, weniger Ackerfläche für regionalen Nahrungsmittelanbau -> zusätzliche CO2-Emissionen durch Transport
  26. Nennen Sie jeweils einen Energieträger auf Basis Biomasse, der besonders wenige und einen, der besonders viele Behandlungs- und Umwandlungsschritte erfordert!
    • Schwachgas aus Holz, Holz als Festbrennstoff
    • Ernte, Trockung, Zerkleinerung, Pyrolyse/Vergasung, Aufbereitung
  27. Warum spielen Verluste bei der Gewinnung von Biogas einmal aus Maissilage und einmal aus kommunalen Bioabfällen so eine unterschiedliche Rolle?
    • Biogas aus Maissilage: Primärbiomasse: nur für Energiegewinnung angebaut, Rohstoff teuer, stattdessen könnten auch Nahrungsmittel angebaut werden, jeder Verlust senkt den relativen Heizwert und ist zu vermeiden
    • Biogas aus Abfällen: Rohstoff kostenlos, jeder Umsatz ist reiner Gewinn und hat Anteil an der Deckung des Energiebedarfs
  28. Nennen Sie die drei in Deutschland wichtigsten Getreidearten, die zur Erzeugung von Energieträgern eingesetzt werden! Welche Energieträger werden daraus gewonnen?
    • Weizen, Roggen, Gerste: Reinalkohol
    • Mais: alkoholische Gärung-> Biogas
    • Raps: Biodiesel
  29. Welche technischen Einrichtungen sind erforderlich, um Getreidekörner auch für die Verarbeitung zu Energieträgern ganzjährig zur Verfügung zu haben? Die Ernten finden ja nur im Sommer statt.
    Reinigung, technische Trocknung, Silo mit Kühleinrichtung, Feinreinigung
  30. Welcher Methode bedient man sich, um Maishäcksel von einem Erntezeitpunkt bis zum nächsten für die Nutzung in Biogasanlagen zu lagern? Beschreiben Sie kurz die Vorgehensweise!
    Silierung: durch Luftabgeschlossene Lagerung vergärt das vorher Zerkleinerte (Oberflächenvergrößerung) Material, es wird Milchsäure aus Zucker gebildet, die den PH-Wert auf 4,5 absinken lässt. Schütz vor Fäulnis
Author
Quintus
ID
341332
Card Set
Biomasse Teil 1
Description
Auswendig
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