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Verfahren zur Optimierten Biomethan-Erzeugung, Aufbereitung und –Nutzung

Arbeitsgruppe:AG Optimierung und Optimale Steuerung
Leitung: Prof. Dr. Christof Büskens ((0421) 218-63861, E-Mail: bueskens@math.uni-bremen.de)
Bearbeiter: Dr. Bodo Blume
Projektförderung: ProInno BMBF
Projektpartner: Enable Energy Solutions GmbH, Bad Rothenfelde
Lehrstuhl Verfahrenstechnik der Wertstoffrückgewinnung, Universität Bremen
Laufzeit: 01.05.2007 - 31.03.2010
Bild des Projekts Verfahren zur Optimierten Biomethan-Erzeugung, Aufbereitung und –Nutzung
Eine verstärkte Nutzung erneuerbarer Energien ist ein wichtiger Baustein für den Aufbau von zukunftsfähigen Energiesystemen. Hierbei gewinnt auch die Biomasse in Form von nachwachsenden Rohstoffen bzw. in Form von Nebenprodukten und Reststoffen der Landwirtschaft und Nahrungsmittelindustrie zunehmend an Bedeutung. Besondere Potentiale der Biomasse liegen in der fast weltweiten Verfügbarkeit sowie der in der Regel guten Speicherbarkeit.
Auf nationaler wie internationaler Ebene wird der Energieträger Biomasse bislang meist in Bezug auf die Vergärung von Rückständen aus der Landwirtschaft und nachwachsenden Rohstoffen für eine lokale Stromerzeugung am Ort der Biogasanlage diskutiert. In Zukunft können sich weitere Perspektiven für Biogas ergeben, wenn das Gas aufbereitet und in das Erdgasnetz eingespeist werden kann. Hierdurch können neue Verbraucher erschlossen werden, die nicht zwangsläufig in direkter Nähe der das Gas produzierenden Anlage befinden. Angesichts dieser Aussichten gewinnt das Thema Biogaseinspeisung in der deutschen Energiepolitik an Bedeutung, da hierdurch die Abhängigkeit von fossilen Energieträgern, ausländischen Energielieferungen und der Kernenergie verringert werden kann und gleichzeitig ein Beitrag zum Erreichen der in internationalen Abkommen vereinbarten Klimaschutzziele geleistet wird.
Ziel des Projektes ist die Formulierung und Generierung von Modellen für Komponenten der Biogasanlagen mit Hilfe von vorliegenden Messdaten. Ein wesentlicher Arbeitsbereich ist die Entwicklung und Implementierung schneller Algorithmen zur Erzeugung datenbasierter Modelle. In einem weiteren Schritt werden Update-Techniken entwickelt, um neue Datensätze zügig in ein vorhandenes Modell integrieren zu können. Ebenso wird eine Gewichtung der Datensätze untersucht, um den aktuellen Zustand des Systems innerhalb des Modells stärker zu berücksichtigen als bereits weiter in der Vergangenheit liegenden Daten. Weiterhin wird die nachträgliche Reduktion von Datensätzen bzgl. des erzeugten Modells untersucht. Die Herleitung der Modelle erfolgt mit Hilfe von z.T. umfangreichen Realdaten von (Komponenten von) Biogasanlagen.
Anhand der erstellten Modelle ist eine Vorhersage über das Verhalten der modellierten Anlagen möglich. Insbesondere wird es möglich sein, das Verhalten der Anlage bei unterschiedlicher Einflussnahme auf die Anlage zu untersuchen. Die Modelle werden in weiteren Schritten analysiert und einer Sensitivitätsanalyse unterworfen. Hierdurch wird es möglich, eine Anlagensteuerung eines realen Systems in Echtzeit zu berücksichtigen. Mit geeigneten Zielvorgaben lässt sich das Verhalten der Einzelkomponenten sowie der Gesamtanlage mit entsprechenden Algorithmen optimieren.

Publikationen

  1. B. Blume, C. Büskens.
    Verfahren zur optimierten Biomethan-Erzeugung, -Aufbereitung und Nutzung.
    Projektbericht, Zentrum für Technomathematik, Universität Bremen, Juli 2010.