Prof. Dr. rer. nat. Corinna Klapproth
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31.05.2022

Im Rahmen der Durchführbarkeitsstudie konnte in Absprache mit den Projektbeteiligten ein Energie-versorgungskonzept basierend auf einer flexiblen, biogasbasierten Energieversorgung erstellt werden. Hierzu wurde ein zeitabhängiges Simulationsmodell aufgebaut, das die vorliegende energetische Infrastruktur und die Modellierung des Biogasprozesses umfasst und auf den realen Verbrauchs- und Betriebsdaten basiert. In den parallel dazu durchgeführten Laborversuchen zeigte sich, dass eine substratbasierte flexible Biogasproduktion in einem gewissen Rahmen technisch und biologisch definitiv möglich ist, die erreichbare Variabilität ist dabei von den eingesetzten Technologien (Trocken- oder Nassfermentation) abhängig. Durch begleitende Laborversuche konnten zudem die entwickelten Simulationsmodelle validiert werden. Die Ergebnisse der Simulationen zeigten, dass eine Erhöhung des biogasbasierten Bioenergieanteils zur Versorgung der dörflichen Infrastruktur (esn) von 36 % auf bis zu 85 % erreicht werden kann. Dabei stellte sich das Konzept in der auf den Simulationsergebnissen basierenden Wirtschaftlichkeitsanalyse und Treibhausgasbilanz ökonomisch wie auch ökologisch als vorteilhaft heraus. Die entwickelten Modelle und Bewertungsmethoden lassen sich problemlos zur Untersuchung weiterer Energieversorgungskonzepte ähnlicher oder alternativer Infrastrukturen einsetzen, da sie entsprechend an verschiedene lokale Gegebenheiten anpassbar sind. Der Ansatz des Projektes schafft damit eine zukunftsorientierte Entscheidungsgrundlage bei der Etablierung eines Energieversorgungskonzepts für alle beteiligten Personen, Instanzen und Institutionen.

Ziel der Durchführbarkeitsstudie war es, ein Energieversorgungskonzept für eine ländliche Region, repräsentativ dargestellt durch die Evangelische Stiftung Neuerkerode (esn), zu entwickeln, das wesentlich auf dem Baustein der Bioenergie basiert. Das Konzept sollte dazu beitragen, dass zum einen der Bioenergieanteil und der Autarkiegrad in den Sektoren Strom, Wärme und Mobilität deutlich erhöht wird und zum anderen eine zukünftige wirtschaftliche Betriebsweise der versorgenden Biogasanlage auch nach dem Auslaufen der bislang erfolgten staatlichen Förderung auf Basis des Erneuerbare-Energien-Gesetzes möglich ist. Die Ziele sollten durch eine an den schwankenden Energiebedarf angepasste Biogasproduktion durch eine variable Fütterung der Biogasanlage erreicht werden. Hierzu wurde die flexible Betriebsweise der Biogas-anlage sowohl mit Hilfe von dynamischen Simulationen als auch experimentell im Labor- und im Pilotanlagenmaßstab untersucht. Im Rahmen des Konzeptes sollte die existierende energetische Infrastruktur der esn modifiziert werden, um das Biogas noch effizienter nutzen zu können. Neben der Strom- und Wärmebedarfsdeckung wurde auch der Sektor Mobilität durch die verstärkte Nutzung von E-Fahrzeugen und deren Einbindung in das entwickelte Energieversorgungskonzept untersucht.