Methode zur Bewertung von Biogasanlagen
Verfahrenstechnische Mängel und Fehler beim Management können die Wirtschaftlichkeit einer Biogasanlage beeinträchtigen und negative Effekte auf die Umwelt verstärken. Um dies zu vermeiden, bedarf es einer Methode zur kontinuierlichen und reproduzierbaren Bewertung der Prozesseffizienz von Biogasanlagen.
Die Hypothese für diese Arbeit war, dass eine solche Methode auf einem System wohldefinierter Kennzahlen basiert werden kann. Hierbei stellten sich die folgenden Fragen:
Die Hypothese für diese Arbeit war, dass eine solche Methode auf einem System wohldefinierter Kennzahlen basiert werden kann. Hierbei stellten sich die folgenden Fragen:
- Welche Kennzahlen beschreiben die Leistungsfähigkeit bzw. Effizienz von Biogasanlagen?
- Wie sind diese Kennzahlen zu gewichten und zu aggregieren?
- Wie können unterschiedliche Biogasanlagen absolut und im Vergleich zueinander bewertet werden?
Zielsetzung
- Entwicklung einer Methode für die auf Kennzahlen basierende Bewertung von Biogasanlagen, die eine anlagenindividuelle Schwachstellenanalyse und einen Vergleich unterschiedlicher Biogasanlagen ermöglicht sowie
- Umsetzung dieser Methode in eine Web-Anwendung für die Kontrolle und Verbesserung der Effizienz des Betriebes von Biogasanlagen.
Ergebnisse
Im Zuge der Entwicklung der Bewertungsmethode für Biogasanlagen wurden verschiedene Methoden der Prozessanalyse und der multikriteriellen Entscheidungsfindung geprüft. Die verschiedenen Ansätze wurden an den bayerischen Pilotbetrieben zur Biogasproduktion geprüft und evaluiert.
Das Ergebnis der Entwicklungsarbeit ist eine Bewertungsmethode für die technische Effizienz von Biogasanlagen als Kombination von Elementen aus Fuzzy-Sets und Expertensystemen.
Die Bewertung basiert auf einem System von vier Kennzahlen, die in Kombination insgesamt sieben Bewertungen ergeben: technische Anlageneffizienz, Biogasproduktion (BP), relative Biogasausbeute, Methanproduktivität, Biogasverwertung (BV), Arbeitsausnutzung, Methan-Nutzungsgrad.
Das Ergebnis der Entwicklungsarbeit ist eine Bewertungsmethode für die technische Effizienz von Biogasanlagen als Kombination von Elementen aus Fuzzy-Sets und Expertensystemen.
Die Bewertung basiert auf einem System von vier Kennzahlen, die in Kombination insgesamt sieben Bewertungen ergeben: technische Anlageneffizienz, Biogasproduktion (BP), relative Biogasausbeute, Methanproduktivität, Biogasverwertung (BV), Arbeitsausnutzung, Methan-Nutzungsgrad.
Anhand dieser sieben Bewertungen werden die Anlagen jeweils in vier Effizienklassen eingeordnet, die an Schulnoten angelehnt sind: „sehr gut“, „gut“, „ausreichend“ und „ungenügend“.
Zusätzlich werden drei „Effizienzwerte“ (zwischen 0 und 100) für die Bereiche Biogasproduktion und Biogasverwertung sowie die zusammenfassende Bewertung der Anlagentechnik ausgegeben. Anhand dieser Effizienzwerte können mehrere Anlagen in eine Rangfolge gebracht werden.
Aufbauend auf dieser „Effizienzanalyse“ wurde ein Verfahren entwickelt, das auf Basis von Expertenwissen die wahrscheinlichen Schwachstellen der zu bewertenden Anlage benennt und Vorschläge für Verbesserungsmaßnahmen unterbreitet („Ursachenforschung“).
Für die Umsetzung der Bewertung in eine EDV-Anwendung („Biogas-Doc“) wurde ein webbasierter Ansatz gewählt. Diese Anwendung besteht aus drei Modulen:
- Anlagenreport zur Ermittlung der Kennzahlen und Beurteilung des Anlagenstatus
- Bewertung der Anlageneffizienz („Effizienzanalyse“)
- Identifikation der wahrscheinlichen Schwachstellen und Empfehlung von Verbesserungsmaßnahmen („Ursachenforschung“)
Die Alpha-Version der webbasierten Anwendung „Biogas-Doc“ mit den Modulen 1 und 2 wird derzeit in der staatlichen Beratung getestet. Das dritte Modul ist noch in Bearbeitung.
Veröffentlichungen
- Abschlussbericht Benchmarksystem Biogas 2013
1,4 MB
- ĐATKOV, Đ.; M. EFFENBERGER; A. LEHNER; M. MARTINOV; M. TEŠIĆ; A. GRONAUER: New method for assessing the performance of agricultural biogas plants. Renewable Energy 2012. 40(1): 104-112
- EFFENBERGER, M.; A. BUSCHMANN; J. SCHOBER; Đ. ĐATKOV: Webbasierte Schwachstellenanalyse an landwirtschaftlichen Biogasanlagen. Landtechnik 2014. 69(2): 90-96
- ĐATKOV, Đ.; M. EFFENBERGER; M. MARTINOV: Method for assessing and improving the efficiency of agricultural biogas plants based on fuzzy logic and expert systems. Applied Energy 2014. 134: 163–175
Projektinformation
Projektleitung: Dr. Mathias Effenberger
Projektbearbeiter: Andreas Buschmann, Djordje Djatkov, Josef Schober
Laufzeit: 2009 bis 2013
Finanzierung: Bayerisches Staatministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Forsten
Projektpartner: Universität Novi Sad, Lehrstuhl für Agrarsystemtechnik
Projektleitung: Dr. Mathias Effenberger
Projektbearbeiter: Andreas Buschmann, Djordje Djatkov, Josef Schober
Laufzeit: 2009 bis 2013
Finanzierung: Bayerisches Staatministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Forsten
Projektpartner: Universität Novi Sad, Lehrstuhl für Agrarsystemtechnik
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