ReSource 2011_1

Abfall · Rohstoff · Energie. Fachzeitschrift für nachhaltiges Wirtschaften

ISSN: 1868-9531
Veröffentlicht: Februar 2011, 24. Jahrgang. Auflage, Einband: geheftet, Seiten 56, Format DIN A4, Gewicht 0.22 kg
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ReSource 2011_1

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Inhaltsübersicht Heft 1/2011

 

SCHWERPUNKT: ERNEUERBARE ENERGIEN

Sie halten das erste Heft dieses Jahres mit neuem Layout in den Händen. Wir wollen die Lesbarkeit verbessern: Die Schrifttype ist neu, die Schrift ist größer und die Artikel werden in zwei Spalten gedruckt. Bitte lassen Sie uns wissen, ob Sie diese Änderungen als Verbesserung im Hinblick auf den Lesekomfort wahrnehmen. Schwerpunkt dieses Hefts sind Beiträge über erneuerbare Energien. Als wir das Heft planten, konnten wir die durch die Ereignisse in Japan beförderte Aktualität des Themas noch nicht ahnen. Durch den offensichtlich jetzt in Deutschland forcierten Ausstieg aus der Kernenergie werden die Anstrengungen zur Umstrukturierung der Energieversorgung einschließlich des Netzumbaus neuen Auftrieb erhalten. Mehrere Artikel dieses Hefts befassen sich mit solarthermischen Kraftwerken mit integriertem Wärmespeicher für flexible Stromversorgung, mit nationalen und internationalen Vorhaben zur Nutzung der Windenergie und mit der Integration der neuen Energien ins Stromnetz. Die Stromnetze müssen für die Umstellung auf erneuerbare Energien umgebaut werden. In diesem Zusammenhang wird über den Strombinnenmarkt und das Erfordernis des umfassenden Ausbaus der Stromnetze berichtet. Das Thema Netze wird durch ein Interview mit Professor Gerd Becker von der Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik der Hochschule für angewandte Wissenschaften in München ergänzt. Die Forschungsinitiative RAVE führt, wie Durstewitz und Lange berichten, im Offshore­Windpark Alpha Ventus ein umfangreiches wissenschaftliches Programm durch, mit dem grundlegende Erfahrungen für die kommerzielle Nutzung dieser Energieerzeugung gesammelt werden sollen. Einen weiteren Schwerpunkt dieses Heftes stellt die Abfallwirtschaft mit Beiträgen über Null-Abfall-Geschäftsmodelle eines vierköpfigen Autorenkollektivs und die Abfallvermeidung bei Straßenfesten dar. In regelmäßigen Abständen werden die Themen Pyrolyse und Vergasung von Abfällen mit mehr oder minder neuen Konzepten diskutiert. Markus Gleis vom Umweltbundesamt nimmt für die verschiedenen Regionen Europas unter Beachtung der rechtlichen Randbedingungen, der Technik und Wirtschaftlichkeit sowie der Zuverlässigkeit ausführlich Stellung zur unterschiedlichen Akzeptanz dieser Verfahren. Abfallverbrennungsanlagen werden in Bezug auf Energieeffizienz und Emissionsreduzierung weiter entwickelt. Über die Minderung der Stickoxidemissionen durch primäre und sekundäre Maßnahmen referiert Dr. Oliver Gohlke, Leiter der Forschung und Entwicklung bei der Martin GmbH.
Im Namen von Redaktion und Verlag wünsche ich Ihnen eine informative Lektüre.
Karl J. Thomé-Kozmiensky


RUBRIK: ENERGIE

Energie auf Vorrat
Solarthermische Kraftwerke mit integriertem Wärmespeicher ermöglichen eine flexible Stromversorgung

Seite 4 - 9

Die Energieversorgung Europas hängt heute stark von der kostengünstigen Verfügbarkeit konventioneller Energieträger wie Erdgas, Öl und Kohle ab. Es besteht inzwischen weitgehend politischer Konsens, dass das System der Energieerzeugung dringend umgestellt werden muss. Die Gründe hierfür sind bekannt: Die Vorräte an Öl und Gas sind begrenzt. Auch andere Rohstoffe wie Uran oder Kohle sind endlich. Außerdem verursacht die konventionelle Energieerzeugung durch die Emission klimaschädlicher Gase, vor allem Kohlendioxid, eine dramatische Erwärmung des Klimas. Hinzu kommt, dass der weltweite Energieverbrauch weiterhin stark steigt; nach Einschätzung der Internationalen Energieagentur (IEA) bis 2030 um 50 Prozent [1] und nach einer Studie des Weltenergierates bis 2050 sogar um 70 bis 100 Prozent [2]. Hilfreich könnten Einsparmaßnahmen sein, zum Beispiel durch energieeffizientere Elektrogeräte und Maschinen. Gleichzeitig muss die globale Energieerzeugung auf eine nachhaltige Basis umgestellt werden, und zwar durch den massiven Einsatz erneuerbarer Energien.

Autor: Dipl.-Ing. Lars Schnatbaum-Laumann ist Leiter der Abteilung Solar Tower–Plant Integration and Performance bei der Solar Millennium AG, D-50678 Köln; Dipl.-Ing. Nils Gathmann ist Leiter der Prozessentwicklung bei der  Flagsol GmbH, D-50678 Köln.


Starke Leistung im Verbund
Nationale und internationale Vorhaben steigern die Nutzung von Windenergie und die Integration von  Erneuerbaren Energien in das Stromnetz

Seite 10 - 12

Die größten Ausbaupotenziale unter den erneuerbaren Energien im Strombereich liegen derzeit bei der Windenergie. Die installierte Gesamtleistung in Deutschland betrug Ende 2010 rund 27.204 Megawatt. Damit wurden im Jahr 2010 rund 36,5 Milliarden Kilowattstunden Strom erzeugt, die fast ausschließlich aus der Windenergienutzung an Land gewonnen wurden. Dies entspricht einem Anteil an der deutschen Stromerzeugung von gut 6 Prozent sowie einem Anteil an der Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien von 35,9 Prozent, was auf ein relativ schwaches Windjahr zurückzuführen ist.

Autor: Dipl.-Volkswirt  Kai Schlegelmilch ist stellvertretender Referatsleiter des Referats  KI III 3 Wasserkraft, Windenergie, Netzintegration der Erneuerbaren Energien beim Bundesumweltministerium, D-10178 Berlin.


Zu Land und zu Wasser
Die Forschungsinitiative RAVE führt im ersten deutschen  Offshore-Windpark alpha ventus ein umfangreiches,  wissenschaftliches Programm durch

Seite 13 - 21

Etwa 45 Kilometer nördlich der Insel Borkum wurden für den Offshore-Windpark alpha ventus im Jahre 2009 zwölf Windenergieanlagen der 5-Megawatt-Klasse in einer Wassertiefe von 30 Metern auf hoher See unter echten Offshore-Bedingungen errichtet. Mit alpha ventus sollen grundlegende Erfahrungen für die kommerzielle Nutzung der Offshore-Windenergie in Deutschland gesammelt werden. Mit einer Gesamtleistung von 60 Megawatt (MW) wird ein jährlicher Energieertrag von etwa 220 Gigawattstunden erwartet. Das entspricht etwa dem Jahresbedarf von 50.000 Haushalten. Alpha ventus wird gemeinsam von den drei Energieversorgungsunternehmen EWE AG, E.ON Climate & Renewables Central Europe GmbH und Vattenfall Europe  Windkraft GmbH betrieben, die unter dem Namen Deutsche Offshore-Testfeld und Infrastruktur GmbH & Co. KG – kurz DOTI – firmieren.

Autor: Dipl.-Ing. Michael Durstewitz ist beim Fraunhofer Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik IWES zuständig für die  RAVE­F&E­Koordination alpha ventus, D-34119 Kassel; Dr. Bernhard Lange ist Projektleiter der Abteilung „Offshore­Labore und Windmessnetz“ beim Fraunhofer Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik IWES, D-34119 Kassel.


Frischer Wind
Das Wachstum erneuerbarer Energien und ein europäischer Strombinnenmarkt erfordern den umfassenden Ausbau der Stromnetze

Seite 22 - 25

Der Boom erneuerbarer Energien, vor allem der Windkraft, hat deutlich gemacht, dass der politisch gewünschte Umbau der Stromerzeugung nur durch einen massiven Ausbau der Energie-Infrastruktur gelingen kann. Seit dem Jahr 2000 stieg die installierte Leistung für in Deutschland genutzte Windkraft von etwa 6.000 auf über 26.000 Megawatt (MW). Wenn Windstrom vor allem in windreichen aber bevölkerungsarmen Küstenregionen gewonnen wird, muss Strom über große Entfernungen zum Verbraucher transportiert werden. Um die Erneuerbaren in das elektrische System zu integrieren, ist eine neue, leistungsstarke Übertragungstechnik notwendig. Ohne einen europaweiten Ausbau der Ferntransportnetze (220 bis 380 kV) für Strom wird die Energiewirtschaft die künftigen Herausforderungen nicht bewältigen können. Die intelligente Steuerung des Nachfrageverhaltens, zum Beispiel durch Smart Metering/Smart Grids [11] oder E-Mobility, erhöht die Energieeffizienz und erleichtert den Umstieg in eine regenerative Energieversorgung aus Wind und Sonne. Der Ausbau der Stromnetze ist hierfür jedoch eine notwendige Bedingung.

Autor: Dr. Christian Schneller ist Leiter Public Affairs der TenneT TSO GmbH, D-95448 Bayreuth.


RUBRIK: ASK-MAGAZIN

Seite 26 - 29

Liebe Leserinnen und Leser, das ASK­MAGAZIN, das Ihnen hier erstmals präsentiert wird, ergänzt die Fachbeiträge der Zeitschrift ReSource mit Informationen von und über Personen. Tatsächlich handelt es sich um Experten. Denn wer es geschafft hat, mit einem Artikel etwa zum Thema Stromnetze in ReSource oder einem der vielen anderen ASK Content­Partner aus Wissenschaft und Praxis aufgenommen zu werden, ist wahrlich ein Experte zum Thema. Im Wissens­ und Expertennetzwerk ASK sind es schon 20.000 Personen aus über 120 Ländern. Ein enormer Fundus, aus dem geschöpft werden kann, um den einen oder anderen aus der Cleantech Community hier vorzustellen. Versuchen Sie doch mal eine Suche in www.ask­eu.de oder auf den englischen und spanischen Bruderseiten! Als ReSource­Abonnent haben Sie in ASK ganz besondere Vorteile.

Autor: Werner P. Bauer (V.i.S.d.P. für ASK MAGAZIN), D­81371 München.


RUBRIK: ABFALLVERMEIDUNG

Nachhaltiger Nutzen
Beispiele für ein „Null-Abfall“-Geschäftsmodell zeigen den Weg in eine Ökonomie der Werterhaltung auf

Seite 30 - 36

Wieder- und Weiterverwendungskonzepte für gebrauchte Produkte bieten neben Effizienz- und Suffizienzstrategien eine nachhaltige Alternative, um Klimawandel und Ressourcenproblemen zu begegnen. Die Strategie einer Anpassung der Ökonomie an die Erfordernisse einer nachhaltigen Entwicklung gewinnt in den Industrieländern an Akzeptanz. In diesem Beitrag werden Beispiele für eine Ökonomie der Werterhaltung in verschiedenen Produktbereichen vorgestellt und die Probleme erörtert, die es auf dem Weg zu einer umfänglichen Null-Abfall-Wirtschaft zu lösen gilt. Zunächst werden anhand der Elektro-Altgeräte (EAG) die Abfallproblematik und das ihr zugrunde liegende Konsumentenverhalten beleuchtet. Anschließend werden das ZEROWASTE-Geschäftsmodell, dessen rechtlicher Rahmen sowie Umsetzungsbeispiele aus den Bereichen Elektro-Altgeräte, Restholznutzung und Bepflanzungssyteme vorgestellt. Zuletzt werden die konkreten Beispiele durch die Einführung des Konzepts der Werterhaltungsnetzwerke im Rahmen einer Post-Wachstumsökonomie diskutiert. Wie die Autoren zeigen, reichen Effizienzsteigerungen oftmals nicht aus, um den Ressourcenverbrauch deutlich zu reduzieren, da Rebound-Effekte die erreichbaren Gewinne zunichtemachen. Mit Blick auf tatsächliche Lösungen von Ressourcen- und Umweltproblemen ist vielmehr eine Kombination verschiedener Strategien notwendig. Anhand der vorgestellten Praxisbeispiele wird deutlich, dass (Unternehmens-)Netzwerke und innovative Projekte besonders gut dafür geeignet sind, diese Strategien umzusetzen, da viele unterschiedliche Gruppen der Gesellschaft auf die ökonomische Praxis Einfluss nehmen können.

Autor: Dipl.-Volkswirt Frank Becker ist wissenschaftlicher Mitarbeiter an der Technischen Universität Berlin in der Zentraleinrichtung Wissenschaftliche Weiterbildung und Kooperation (ZEWK), D-10587 Berlin; Dipl.-Ing. Johannes Dietrich ist wissenschaftlicher Mitarbeiter an der Technischen Universität Berlin in der Zentraleinrichtung Wissenschaftliche Weiterbildung und Kooperation (ZEWK), D-10587 Berlin; Dipl.-Ing. Ute Mai ist Projektleiterin bei  BAUFACHFRAU Berlin e.V., D-13086 Berlin; Dipl.-Ing. Gerhard Kast ist Geschäftsführer der UP GmbH, D-03046 Cottbus.


Paradebeispiele
Bei Straßenfesten können Kommunen und Veranstalter  auf vorbildliche Weise Abfälle vermeiden

Seite 37 - 42

In den 1980er Jahren experimentierten zahlreiche deutsche Kommunen mit Vorgaben zur Vermeidung von Abfällen. Einige Kommunen richteten ihr Augenmerk auf den Verpackungsmüll öffentlicher Großveranstaltungen, allen voran den Straßenfesten. Da auf solchen Veranstaltungen relativ viel Abfall in kurzer Zeit auf geringem Raum anfällt, können Vermeidungsaktivitäten sehr wirkungsvoll in der Öffentlichkeit vermittelt werden. So ergab eine Auswertung des Abfallaufkommens von 34 unterschiedlichen Großveranstaltungen in Deutschland, dass sich durch die Nutzung von Mehrweggebinden das Abfallaufkommen um circa 30 Prozent vermeiden lässt [Mund 1999, S. 147]. Wenn Straßenfeste in Federführung der öffentlichen Hand durchgeführt werden, ist ein Engagement zur Vermeidung von Abfällen von doppelter Bedeutung. Die Kommunen sparen nicht nur Abfallentsorgungskosten. Sie handeln auch im Sinne des Kreislaufwirtschafts- und Abfallgesetzes, das sie zu vorbildlichem Umwelthandeln verpflichtet. Darüber hinaus haben abfallarme Veranstaltungen einen pädagogischen Effekt, der sich nachhaltig auf das Alltagsverhalten auswirken kann.

Autor: Dr.-Ing. habil. Norbert Kopytziok ist Geschäftsführer vom Büro für Umweltwissenschaften, D-10555 Berlin.


RUBRIK: THERMISCHE VERFAHREN

Alter Wein in neuen Schläuchen
Die „neuen“ Pyrolyse- und Vergasungsverfahren stellen nur unter bestimmten Voraussetzungen eine sinnvolle Ergänzung dar

Seite 43 - 49

Die Pyrolyse oder die Vergasung scheinen in Deutschland spätestens seit der Jahrtausendwende nur noch Auslaufmodelle zu sein. Anders stellt sich die Situation in Gesamteuropa und insbesondere im anglo-amerikanischen Sprachraum dar. Beratungsunternehmen wie Juniper Consultancy Services prognostizieren dort seit Jahrzehnten den Durchbruch für Vergasung und Pyrolyse als Behandlungstechniken für Abfälle. Bislang besitzen diese Prognosen jedoch nur einen begrenzten Aussagewert. Der beispielsweise im Sommer 1997 für die Pyrolyse und Vergasung prognostizierte Marktanteil von 20 Prozent an der thermischen Abfallbehandlung bis 2007 in Europa, insbesondere in Deutschland und in Frankreich, hat sich nicht bewahrheitet. In diesem Zeitraum ist der Hoffnungsträger Thermoselect genauso vom europäischen Markt verschwunden, wie es vor Jahrzehnten mit Andco Torrax der Fall war. Bei der Frage nach dem aktuellen Status von Pyrolyse und Vergasung muss die wirtschaftliche und politische Entwicklung in der Europäischen Union berücksichtigt werden. Es fällt dabei auf, dass sich aufgrund der Industrieemissionsrichtlinie (Industrial Emission Directive – IED), die als Novelle die IVU-Richtlinie (IPPC-Directive) ersetzt, und zweier aktueller Gerichtsurteile Änderungen bei der rechtlichen Würdigung von Pyrolyse und Vergasung von Abfällen abzeichnen könnten.

Autor: Dipl.-Ing. Markus Gleis ist Wissenschaftlicher Mitarbeiter des Fachgebietes III 2.4 „Abfalltechnik, Abfalltechniktransfer“ mit dem Schwerpunkt der thermischen Abfallbehandlung im Umweltbundesamt in Dessau/Berlin, D-06844 Dessau-Roßlau.


Fortschrittliche Feuerungstechnik
Das „Very Low NOx“-Verfahren ermöglicht geringe Stickoxid-Emissionen bei hohem energetischen Wirkungsgrad

Seite 50 - 53

Mit zunehmenden Ansprüchen an die Schonung der Umwelt werden die Grenzwerte immer weiter gesenkt. Für die Luftreinhaltung bedeutet dies, dass die Emissionsgrenzwerte verringert werden und zusätzliche Reinigungsaggregate notwendig werden. Für die energetische Nutzung von Abfall in Müllverbrennungsanlagen hat dies zum Beispiel insbesondere in den 1990er Jahren dazu geführt, dass immer mehr Aggregate zur Abgasreinigung zusammengeschaltet wurden. In extremer Ausführung, beispielsweise in Japan, führte dies bei einigen Anlagen auf Basis von Technologien mit Vergasung und Nachverbrennung dazu, dass die gesamte Stromproduktion für den Eigenverbrauch aufgewendet wurde. In diesem Beitrag wird gezeigt, dass sich Forschung und Entwicklung auch mit der Vereinfachung von Prozessen beschäftigen sollten. Dies wird am Beispiel der Entwicklung des „Very Low NOx“-Verfahrens (VLN) verdeutlicht. Grundlage für die Entwicklung waren wissenschaftliche Erkenntnisse bei den Mechanismen der Bildung von Stickoxiden ( NOx) und die Verfügbarkeit von neuen korrosionsbeständigen Materialien. Mit Hilfe des VLN Verfahren können die primären NOx-Emissionen deutlich reduziert werden. Die ab 2012 geltenden reduzierten NOx-Werte der 17. BImSchV von 100 Milligramm pro Kubikmeter unter Standardbedingungen (mg/m3s) können bei erhöhter Energieeffizienz erreicht werden, ohne dass nachgeschaltete Katalysatoren mit selektiver Reduktion (SCR) eingesetzt werden müssen.

Autor: Dr. Oliver Gohlke ist Leiter der Forschungs­ und Entwicklungsabteilung der Martin GmbH  für Umwelt­ und Energietechnik, D-80807 München.


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