BACHELORARBEIT - umweltbildung.at · II Abstract Durch den zunehmenden Bedarf an Energie aus...

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%


9,38 23,44


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%


61,6

154,1


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%


44,4

110,9


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


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


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


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


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

46

6.7 Vortrag

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

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28.12.2009

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BUNDESMINISTERIUM FÜR LAND- UND FORSTWIRTSCHAFT, UMWELT UND

WASSERWIRTSCHAFT – BMLFUW (2008): Biogas – Energieträger der Zukunft. Linz:

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DINGENOTTO C. (2007): Zielgruppen definieren und wählen, www.cultural-

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KURATORIOM FÜR TECHNIK UND BAUWESEN IN DER LANDWIRTSCHAFT – KTBL (2008):

Betriebsplanung Landwirtschaft. 21 Auflage, Darmstatdt: Landwirtschaftsverlag

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PUCHAS, K. (2005): Stand der Technik bei der NAWARO-Vergärung;

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SEIFERT J. (2004): Visualisieren, Präsentieren, Moderieren, Das Standardwerk, 21.

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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

61

Anhang Bioethanolproduktion

63

Biogasproduktion

64

Feste Biomasse

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

BACHELORARBEIT - umweltbildung.at · II Abstract Durch den zunehmenden Bedarf an Energie aus...

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