Projekte 2022

Hofdünger ist ein wertvoller Ausgangsstoff zur Herstellung von Biogas. Im Vergleich zur direkten Ausbringung hat die Vergärung von Gülle zu Biogas eine Reduktion der Emissionen zur Folge. Im Rahmen einer Studie der Carbotech AG wurden die Vergärung der Gülle und die sich daraus ergebenden Ökobilanzen neu berechnet. Die Studie wurde gemeinsam von Ökostrom Schweiz und dem FOGA in Auftrag gegeben.

Bei der Gewinnung von Biogas aus Jauche und Mist reduzieren sich sowohl die Klimaauswirkungen als auch die Umweltbelastungspunkte erheblich. Daher wäre es aus ökologischer und energetischer Sicht sehr nutzbringend, wenn möglichst viel der anfallenden Gülle in einer Vergärungsanlage verwertet würde. Das Potenzial ist gross, denn aus einem Kubikmeter Gülle lassen sich bis zu 30 Kubikmeter Biogas gewinnen. Insbesondere zwei wichtige Vorteile der Vergärung sind:

• Durch die stark verkürzte Lagerung der Gülle in einem geschlossenen System reduzieren sich die Emissionen von Methan, Ammoniak und Lachgas erheblich.
• Mit der Vergärung der Gülle zu Biogas lassen sich Methanemissionen um knapp 80 Prozent reduzieren.

Das Gärgut kann im Anschluss als Düngerersatz ausgebracht werden, wie auch die unvergorene Gülle. Hofdünger, der in der Schweiz in beachtlichen Mengen anfällt, kann in der zukünftigen Energieversorgung der Schweiz eine wichtige Rolle einnehmen. Denn die Vergärung von Hofdünger zu Biogas bietet einige gewichtige energetische und ökologische Vorteile.

Beim Projekt MOSTCH4 (Mini Onsite System To valorize manure in methane) geht es darum, eine kostengünstige und leicht ans Gasnetz anschliessbare Vergärungsanlage für die Landwirtschaft zu entwickeln. Damit sollen die Produktion und Einspeisung von Biogas auch für kleinere Betriebe, wie sie insbesondere in der Schweiz vorkommen, wirtschaftlich interessant werden. Ziel des Projekts ist die Entwicklung und Erprobung eines Systems zur Umwandlung von Gülle in Methan mit einem Wirkungsgrad, der eine Anlage für kleinere Betriebe wirtschaftlich macht. Um den Zielwert zu erreichen, werden zwei Aspekte berücksichtigt: eine Erhöhung der Vergärbarkeit von Hofdünger und ein optimiertes Reaktordesign.

In Laborversuchen wurden zwei geeignete Vorbehandlungsmethoden für die Gülle ausgewählt, welche die Ausbeute der Biogasproduktion erhöhen. Diese beiden Vorbehandlungsmethoden, wie auch das optimierte Reaktordesign wurden nun in eine Pilotanlage integriert und auf einem Bauernhof bereits in Betrieb gesetzt. Die ersten Ergebnisse sind ermutigend. Die detaillierte Auswertung der Pilotanlage, in der beide Vorbehandlungsmethoden parallel zur Referenz (ohne Vorbehandlung) gleichzeitig gefahren werden, wird nun in einem Nachfolgeprojekt weiterverfolgt.

Hauptziel des Projekts «Nutzung von LBG (Liquefied Biogas) für den Schweizer Schwerlasttransport» ist die Untersuchung, ob und wie LBG ökologisch und ökonomisch sinnvoll in der Schweiz im Schwerlastverkehr eingesetzt werden kann. Aus diesem Grund hat Lidl Schweiz und das Logistikunternehmen Krummen Kerzers AG ein Forschungsprojekt durchgeführt, um die Technik und den Bio-Treibstoff wissenschaftlich fundiert zu analysieren. Für Forschungszwecke werden in regelmässigen Abständen Lastwagen mit verflüssigtem Biogas eingesetzt und gemeinsam mit der Fachhochschule OST in Rapperswil (SG) untersucht.

Das Projektteam analysierte im Rahmen einer Well-to-Wheel-Analyse den Energiebedarf und die Emissionen während der ganzen Wertschöpfungskette: von der Produktion des LBG über den Transport und die Lagerung bis hin zur Verwendung im Fahrzeug. Am Beispiel von LBG aus einer Verflüssigungsanlage in Nordskandinavien wurde ermittelt, dass bei einer fossilfreien Produktion des Biogases gesamthaft eine Reduktion der Treibhausgasemissionen gegenüber Diesel von über 70 Prozent erreicht wird. Dabei entfällt etwa die Hälfte der verbleibenden Emissionen in der Well-to-Wheel-Bilanz auf den Transport des LBG. Mit dem Import des verflüssigten Biogases von naheliegenden Produktionsstandorten oder sogar einer LBG-Produktion in der Schweiz sowie der Verhinderung, dass beim Tanken Treibstoff in die Luft entweicht, sind weitere Emissionsreduktionen möglich.

EnergyScope ist ein von der EPFL in Lausanne entwickeltes Online-Berechnungsprogramm. Es ermöglicht die umfassende Simulation von Übergangsszenarien für die Schweizer Energiestrategie. Der Rechner bildet die vom Bundesamt für Energie (BFE) im Rahmen der Energieperspektiven erarbeiteten Szenarien ab und ermöglicht einen offenen Zugang zu den Modellinputparametern. Das Ziel des vorliegenden Projekts war, EnergyScope mit einer Darstellung der Energienetzinfrastruktur zu erweitern, wobei die Leistungsfähigkeit des Rechners erhalten bleiben sollte. Neben dem Stromnetz wird die EPFL auch die Gas- und Wärme-/Kältenetze sowie die Abfallströme modellieren, die in einem zunehmend dezentralisierten Energiesystem von wachsender Bedeutung sind. Das Projekt wird durch das BFE und den Kanton Waadt mitfinanziert.

Der Einfluss der Netzparametrisierung auf die Modellergebnisse wurde ausgewertet und Fallbeispiele untersucht. Die Ergebnisse für das Jahr 2050 zeigen, dass eine autarke und klimaneutrale Schweiz möglich ist. Dabei führt der hohe Zubau an Wind und Photovoltaik dazu, dass das Stromverteilungsnetz um 61 bis 82 Prozent verstärkt werden muss. Die saisonale Variation wird durch Speicherkraftwerke, die Windkraft sowie Methan aus Biomasse (4,8 bis 6 TWh) unter Nutzung der bestehenden Gasinfrastruktur und möglichen Gasspeichern ausgeglichen. Die Modellergebnisse zeigen, dass die heutige Gasinfrastruktur und die Methanspeicherung eine wichtige Rolle beim Umbau des Energiesystems spielen können.

GreenGas ist ein Projekt, das im Bereich der Sektorkopplung angesiedelt ist mit dem Schwerpunkt der Erzeugung erneuerbarer Gase sowie dem Aufbau einer Forschungsplattform. Gaznat unterstützt seit mehreren Jahren verschiedene Entwicklungsprojekte bei der EPFL. Im Rahmen des GreenGas-Projekts werden auf dem Gelände des Leitungs- und Überwachungszentrums in Aigle (VD) verschiedene Anlagen installiert, um Gas aus erneuerbaren Energien zu erzeugen und ins Netz einzuspeisen. Zwei neue Technologien sollen getestet und in Betrieb genommen werden: ein Methanisierungsreaktor und Membranen zur Abscheidung von CO₂ aus Verbrennungsgasen. Diese beiden Technologien sind ausgereift, sodass sie im industriellen Umfeld in Betrieb genommen werden können.

In Aigle wird über eine PV-Anlage Wasserstoff mit Zwischenspeicherung hergestellt. Der Wasserstoff reagiert im Methanisierungsreaktor zusammen mit dem CO₂, das aus den Verbrennungsgasen des Blockheizkraftwerks abgeschieden wird, zu synthetischem Methan. Neben dem Test von zwei neuen Technologien, der CO₂-Abscheidung durch Membranen und der Methanisierung, wird der Standort in Aigle künftig als «InnovationLab» dienen. Dabei soll diese Plattform zu Testzwecken von weiteren neuen Technologien im Bereich Sektorkopplung, Erzeugung und Speicherung erneuerbarer Gase offenstehen.

Eine neue Studie soll mögliche Regulierungs- und Förderinstrumente für Wasserstoff in der Schweiz unter Berücksichtigung konkreter Projekte beurteilen. Basis sind eine Bestandsaufnahme der für den Wasserstoffhochlauf relevanten Voraussetzungen im Strom- und Gassektor sowie Szenarien zur Angebots- und Nachfrageentwicklung. Die Studie soll der Branche eine sachliche Einordnung der Instrumente ermöglichen, die in der Schweiz und der EU eingesetzt oder diskutiert werden. Sie soll Alternativen aufzeigen und die konstruktive Mitgestaltung und Weiterentwicklung eines effizienten Regulierungs- und Förderrahmens für Wasserstoff ermöglichen.