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Regionales Innovationszentrum für Energietechnik

Regionales  Innovtionsszentrum für Energietechnik Hochschule Offenburg Neubau Aussenansicht

Mit dem Projekt RegioWIN, gefördert vom Land Baden-Württemberg und der EU im gleichnamigen Förderprogramm, verfügt die Region Südbaden über eine wichtiges Instrument, um die nachhaltige Wettbewerbsfähigkeit und Innovationsbereitschaft der regionalen Industrie zu stärken. Das Gemeinschaftsprojekt RegioWIN wird getragen vom Verein Klimapartner Oberrhein und unterstützt durch den badenova Innovationsfonds. Das Leuchtturmprojekt „Vernetzte Energie“ bringt Partner aus Industrie und Forschung zusammen und investiert in Infrastruktur und Wissenstransfer. Ein weiterer Baustein von RegioWIN ist das Regionale Innovationszentrum für Energietechnik (RIZ), getragen von der RIZ-Energiestiftung, an der mehrere regionale Unternehmen, darunter auch badenova beteiligt sind.

Zukünftiger Sitz des RIZ-Energie ist ein neues Gebäude mit großem Technikum auf dem Hauptcampus der Hochschule Offenburg. Das im Passivhausstandard entstehende Gebäude deckt seinen Energiebedarf für Heizen, Kühlen, Lüften und Beleuchtung ausschließlich über die eigene Photovoltaikanlage und verfügt über eine Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung. Nach der geplanten Eröffnung 2019 können Wissenschaftler und Studenten hier an 40 innovativen Arbeitsplätzen forschen und neue Entwicklungen in den Bereichen Energie, Umwelt und Ressourceneffizienz verfolgen. Besondere Schwerpunkte setzt die Hochschule bei den Themen regenerative Energiesysteme, Wasserstofftechnik, Gasanalytik, Biomasse, Strömungsmechanik und energieeffiziente Antriebskonzepte.

Mit dem RIZ-Energie bauen die Hochschule Offenburg und die stiftenden Unternehmen die regionalen Forschungskapazitäten im Bereich Umwelt- und Energiewissenschaften weiter aus und tragen zur internationalen Wettbewerbsfähigkeit bei.

Mehr Informationen auf der Webseite des RIZ-Energie.

Projektdaten

Projektnummer 2015-14
Projektart Forschung und Studien
Projektträger
Laufzeit
Zuschuss 100.000 €

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Ihre Ansprechpartner

Richard Tuth

Richard Tuth

Innovationsfonds Klima- & Wasserschutz

T: 0761-279-29 84

E-Mail: richard.tuth@badenova.de

Michael  Artmann

Michael Artmann

Innovationsfonds Klima- & Wasserschutz

T: 0761-279-22 53

E-Mail: michael.artmann@badenova.de

Einblicke in weitere Förderprojekte:

Gärrestaufbereitung nach ARTOR-Verfahren
Offenburg

Kombinierte Gärresttrocknung und Abgasreinigung bei Biogasanlagen

Beim Vergären von Substrat in einer Biogasanlage bleibt der sogenannte Gärrest übrig, also eine Masse, die zwar energetisch ausgelaugt aber noch voller Nährstoffe ist. Deshalb ist der Gärrest ein wertvoller Dünger, den der Anlagenbetreiber jedoch zuerst platzaufwändig in Silos lagern muss. In vielen Biogasanlagen verbrennen Blockheizkraftwerke (BHKW) das Biogas, um so Strom und Wärme zu produzieren. Um mit ihren Abgasen die Grenzwerte für Luftschadstoffe einzuhalten, benötigen die BHKW oft teure Filter und Katalysatoren, die zudem häufig ausgetauscht werden müssen. Für beides hat die Firma Artor eine innovative Lösung entwickelt. Aus dem Gärrest wird ohne vorgeschalteter Fest-Flüssig-Trennung ein flüssiges Stickstoffkonzentrat mit geringem Volumen und ein mineralienreicher Feststoffdünger gewonnen. Die Anlage besteht aus zwei Einzelkomponenten. Die Erste entfernt das Ammoniak aus dem Gärrest und konzentriert es in einem Kondensat. Dieser Flüssigdünger erwies sich in ersten Feldversuchen als sehr pflanzenverträglich und wachstumsfördernd. In der zweiten Anlagenkomponente strömt das BHKW-Abgas durch den Gärrest. Dabei reichern sich das Formaldehyd und die Stickstoffoxide aus dem Abgas im Gärrest an. Während Stickstoff und Formaldehyd in der Luft zu den Schadstoffen zählen, dienen sie im Boden den Pflanzen als Nährstoff. Das Verfahren bietet noch einen weiteren Vorteil: Durch die Hitze aus dem Abgas verdunstet das in der Masse vorhandene Wasser. Das Ergebnis ist ein kompakterer, leichterer und mit pflanzenverfügbarer Stickstoffverbindung (Dünger) angereicherter Gärrest. Damit reichen kleinere Lagersilos aus und die Landwirte sparen beim Ausbringen auf die Felder Zeit und Kraftstoff. Nach ersten erfolgreichen Laborversuchen an der HS Offenburg entwickelte Artor eine Pilotanlage, optimierte die einzelnen Komponenten und entwickelte einen markttauglichen Prototypen. Für die Betreiber der etwa 8.000 Biogasanlagen in Deutschland bietet das Artorverfahren eine innovative Option um die Kombination Biogasanlage – BHKW – Düngung weiter zu optimieren. Das Konzept ist flexibel: Benötigen die Landwirte rund um eine Biogasanlage den Gärrest nicht als Dünger, kann ihn die Anlage auch zu einem festen Brennstoff für Heizkraftwerke trocknen. Drei wesentliche Projektergebnisse: Die Entstickung des Gärrestes verringert den Stickstoffeintrag in die Umwelt. Der gewonnen Flüssigdünger erwies sich in ersten Feldversuchen als sehr pflanzenverträglich und wachstumsfördernd. Durch die Kombination von Biogasanlage und Gärrestaufbereitung zu Dünger entsteht eine regionale Wertschöpfungskette mit nachhaltigem Nährstoffmanagement und flexibler Nutzung.

Energetische Nutzung von brennwertarmem Deponieschwachgas durch Reformierung mit Biogas
Freiburg

Biogas soll die sinkende Deponiegasmenge ersetzen

Beim biologischen und chemischen Abbau von organischem Abfall entsteht Methan, das sich in einem Blockheizkraftwerk in Strom und Wärme umwandeln lässt. Seit 2005 ist es in Deutschland aber verboten, Abfälle einzulagern ohne sie vorzubehandeln, so dass kaum noch organisches Material auf den Deponien anfällt. Diese an sich erfreuliche Entwicklung führt dazu, dass die Menge des Deponiegases sinkt und seine stärker schwankende Qualität Probleme beim Verbrennen bereitet. In den 300 bereits oder bald geschlossenen deutschen Deponien entstehen gleichzeitig in den nächsten Jahren noch etwa 180 Mio. Kubikmeter Deponiegas, das die Betreiber wegen seiner minderen Qualität oft abfackeln müssen. Die badenova Wärmeplus zusammen mit der Abfallwirtschaft und Städtereinigung Freiburg (ASF) und der Firma Remondis BKF lösten das Problem mit einem innovativen Verfahren, das schwaches Deponiegas mit Biogas aufwertet. Anschließend verwertet das Blockheizkraftwerk Landwasser das neue Gasgemisch zur Erzeugung von Strom und Heizwärme und erbringt so in zehn Jahren 101.500 Megawattstunden mehr als unkombinierte Verfahren. Das Biogas dafür stammt aus der Biogasanlage der Firma Remondis in der Freiburger Tullastraße, die den Bioabfall aus der Biotonne verarbeitet. Weil Regel- und Verfahrenstechnik noch unerprobt waren prüfte der Testlauf in verschiedenen Phasen unterschiedliche Gasgemengen, um den Prototyp zu optimieren. Mindestens 45 weitere Deponien in Deutschland eignen sich für das Verfahren und lassen mit einem Potential von 27 Millionen Kubikmetern Deponiegas eine Ausbeute von 100 Gigawattstunden klimafreundlicher Strom- und Wärmeerzeugung erwarten. Weiterführende Informationen zum Vorhaben und den Ergebnissen aus dem Projekt finden Sie im beigefügten Abschlussbericht. Spannende Hintergründe zu weiteren ökologischen Aktivitäten finden Sie unter anderem in einem aktuellen Förderprojekt zur Verwertung biogener Abfälle . Darstellung dreier wesentlicher Erkenntnisse aus dem Projekt Die Brennstoffzusammensetzung hat einen großen Einfluss auf die Wirtschaftlichkeit des Anlagenbetriebs. Je nach Brennstoffzusammensetzung ergeben sich sehr unterschiedliche Brennstoffmischkosten (Reformgas, Biogas, Biomethan) und weiterhin wird der eingespeiste Strom entsprechend den Brennstoffbestandteilen unterschiedlich hoch vergütet. Die schnell schwankenden Änderungen der Brennstoffzusammensetzung und der Brennstoffmenge, als auch die fehlende Versorgungssicherheit bei Ausfall einer Gasproduktionsstätte führen zu höheren Stillstandszeiten im Vergleich zu erdgasgasversorgten BHKW-Konzepten. Zur Regelung der Brennstoffzusammensetzung ist ein MSR-System erforderlich, welche die Druckverhältnisse, Heizwerte und Mengenanteile so aufeinander abstimmt, dass sämtliche Anlagen innerhalb ihrer vorgegebenen Parameter betrieben werden können.

PV-Wechselrichter für Mini-PV-Anlagen
Freiburg

PV-Anlagen für die Steckdose

Normal große Solarstromanlagen (PV-Anlagen) bestehen aus mehreren technischen Komponenten, die eine funktionale Einheit bilden. Dazu gehören die meist mehrere Quadratmeter großen Solarmodule, die auf den Dächern oder als Freiflächenanlagen installiert werden, ein oder mehrere Wechselrichter, die den erzeugten Gleichstrom in nutzbaren Wechselstrom umwandeln, die Installationsvorrichtung einschließlich Einspeisungszähler und die Kabelverbindungen zwischen Modulen, Wechselrichtern und der Einspeisestelle. Was eine herkömmliche Solarstromanlage in Groß ist, versucht man bei einer Mini-Anlage in Klein zu realisieren. Es handelt sich dabei um eine kleine, einfache(re) Ausgabe großer Solaranlagen mit ein bis zwei Solarmodulen. Anders als für die großen Anlagen braucht man für diese Anlagen nicht unbedingt ein Solardach, sondern kann sie im Garten, auf der Terrasse, auf dem Balkon, an der Fassade, auf einem Carport oder Garagendach installieren. Installation und Inbetriebnahme der Mini-Anlagen soll besonders einfach sein, wobei die Mini-PV-Anlagen in der Regel nur zur Einspeisung ins Hausstromnetz oder eine kleinere Batterie konzipiert sind. Dazu ist der Wechselrichter der Mini-Anlage meist herstellerseitig integriert, so dass die Anlage darüber direkt an das 230-Volt-Stromnetz der Hausinstallation angeschlossen und der Solarstrom ins Haushaltsstromnetz eingespeist und dort verbraucht werden kann. Das Projekt sollte die technische Realisierbarkeit von Mini-PV-Systemen in der Region demonstrieren. Dabei stehen die Handhabung, die Einsatzmöglichkeiten und die wirtschaftliche Seite der Nutzung von Mini-PV im Fokus. Darüber hinaus wurden Handlungsempfehlungen für die vom Anlagenbetrieb Betroffenen Akteure (Anlagenverkäufer, Netzbetreiber, Vermieter, Feuerwehr, …) erarbeitet. Dazu wurden im Projekt Anwendungsgebiete gesucht, in denen ein Mini-PV-System beispielgebend installiert wurde. Anhand dessen wurden neben einer öffentlichkeitswirksamen Berichterstattung und Maßnahmen zur Aufklärung der interessierten Öffentlichkeit und relevanter Stakeholder, auch mögliche Geschäftsmodelle für die badenova im Hinblick auf Mini-PV geprüft, um eine weitere, aber sichere Verbreitung der Mini-Anlagen zu ermöglichen. Die beispielhaften, unterschiedlichen Anwendungsgebiete (geplant waren eine Aufstellung im Garten, eine Nutzung auf einem Carport oder einer Gartenscheune, eine Montage an einem Südbalkon im Mehrfamilien-Mietshauses, eine Nutzung in einer öffentlichen Einrichtung/Schule, eine Installation in einem Außengebäude der badenova sowie weitere in unterschiedlichen Mietswohnungen) dienten als Testfälle, bei denen auf der einen Seite alle technisch notwendigen Komponenten installiert, sowie dokumentiert wurden und auf der anderen Seite überprüft wurde, ob sich diese Komponenten gemäß der Spezifikation verhalten. Zusätzlich dazu wurde ein mobiles Mini-PV-System zu Demonstrations- und Aufklärungszwecken aufgebaut. Ziel des Vorhabens ist es somit, die Rahmenbedingungen für eine effiziente, reibungsfreie Skalierung der Balkonsolaranlagen zu erörtern und maßgeblich zu unterstützen. Neben der funktionierenden technischen Lösung, gilt es die Prozesse zu optimieren, die Schwachstellen transparent zu machen und Potenziale aufzuzeigen. Denn nur wenn der gesamte Prozess von der Idee einer eigenen Mini-PV Anlage über Kauf, Anmeldung, elektrischer Montage, baulicher Anbringung und Inbetriebnahme möglichst reibungsfrei funktioniert, kann die Technologie das volle Potenzial entfalten. Kaum eine andere Lösung befähigt eine so breite Nutzergruppe ökologisch aktiv in der Energiezeugung mitzuwirken, Strom direkt vor Ort zu erzeugen und so einen Beitrag für eine ökologische Energieerzeugung zu leisten. Das Projekt lieferte durch den gewählten breiten Ansatz und der schon während dem Projekt geplanten Öffentlichkeitsarbeit kontinuierlich Ergebnisse, welche neben den veröffentlichten Zwischenberichten auch auf weiteren Seiten Informationen rund um die Balkon PV Anlagen lieferten. Wie einfach sich eine Balkonsolaranlage anzumelden ist, erklärt Energiepionier Hannes Fugmann anschaulich im Videobeitrag - Balkonsolaranmeldung kurz erklärt! Weiterführende Informationen finden sich unter anderem auf: bnNETZE - Informationen zu der Anmeldung von Balkonsolaranlagen beim regionalen Netzbetreiber. balkon.solar Informationen zu Anschaffungskosten und Installation pvplug.de Übersicht und Bewertung unterschiedlicher am Markt erhältlicher Anlagen Dieses Innovationsfonds Projekt hat sehr viel Aufmerksamkeit bei Endanwendern geweckt, so das bereits andere Städte ebenfalls den Weg zu Balkonsolar ebnen. Die Hochschule Offenburg will nun noch einen Schritt weitergehen und auf diesem Projekt aufbauend, die Mini-PV Anlage um einen Batterie-Kleinspeicher erweitern. Darstellung drei wesentlicher Erkenntnisse aus dem Projekt: Der Kauf einer Mikro-PV-Anlage geht schnell und ist leicht. Umso wichtiger ist es, vorher zu prüfen, ob der Vermieter oder die Miteigentümer der Installation zu¬stimmen, eine Einspeisesteckdose vorhanden ist, der Aufstell- oder Montageort für die Mikro-PV-Anlage geeignet ist, die eigenen Kompetenzen und Fähigkeiten für eine Installation ausreichen und/oder eine Fachkraft zur Installation hinzuzuziehen ist. Siehe dazu auch den Leitfaden für die Inbetriebnahme einer Mini-PV-Anlage im Anhang zum Projekt-Abschlussbericht. Über einen notwendigen Zählerwechsel und die Anmeldung beim Netzbetreiber wird viel diskutiert. In der Praxis aber bieten immer mehr Netzbetreiber ein vereinfachtes Anmeldeverfahren an und der Zählerwechsel ist fast immer nur dann problematisch, wenn nicht nur der Zähler sehr alt ist, sondern auch die gesamte sonstige Elektro-installation des Hauses. Mit dem weiteren Rollout von modernen Messeinrichtungen, die ein kluger Netzbetreiber von sich aus gleich als Ein- und Ausspeisezähler para-metriert, wird sich die Abstimmung mit dem zuständigen Netzbetreiber weiter verein-fachen, ebenso bei Netzbetreibern, die einen Zählerwechsel zu einer modernen Messeinrichtung kostenlos anbieten. Am Markt erhältliche Mini-PV-Anlagen sind oft nur auf den ersten Blick günstig, sicher und für ihren Anwendungszweck optimiert. Die häufig verkauften, schweren Aufdachmodule sind an einem Balkongeländer oft nur schwer zu befestigen, teuer im Transport und für Über-Kopf-Installationen und bei Verschattungen ungeeignet. Zeit und Kosten sind für Handwerker, Montage und Anmeldungen einzukalkulieren. Wer vor allem auf die Wirtschaftlichkeit seine Mini-PV-Anlage aus ist, sollte vor dem Erwerb der Anlage eine Gesamtkostenbetrachtung bzw. einen Vergleich verschie-dener Anlagenvarianten durchführen – und natürlich auch den Zeitaufwand für diesen Vergleich berücksichtigen.