Die Nutzung von Biomasse zur Biogaserzeugung erfährt seit dem Beginn des 21. Jahrhunderts einen erheblichen Bedeutungsgewinn in Deutschland.
In der vorliegenden Arbeit werden nach einer Abgrenzung der Biogaserzeugung im Rahmen des Themenkomplexes der erneuerbaren Energien aufgezeigt, wie mit Hilfe von Geographischen Informationssystemen (GIS) ein Beitrag zum Klimaschutz geleistet werden kann. Hierbei wird am Beispiel der Vorderpfalz eine Methode zur Standortanalyse von Biogasanlagen ausgearbeitet, um deren heterogene Standort-faktoren (ökologische, ökonomische und soziale) anhand einer Multikriterienanalyse dezidiert auszuwerten. Durch die Zusammenarbeit mit der RLP AgroScience kann dies auf der Basis von aktuellen standardisierten (Geo-)Daten erfolgen.
Um den hervorragenden Verwertungsmöglichkeiten von Biogas gerecht zu werden, werden Standorteignungsgrade in der Vorderpfalz für die beiden bedeutendsten Nut-zungswege von Biogas, die Vor-Ort-Verstromung und die Gaseinspeisung in das öffentliche Erdgasnetz, berechnet.
Abschließend wird beispielhaft dargelegt, welche interaktiven und auch GIS-basierten Möglichkeiten zur adäquaten Ergebnisfortführung dieser Standortanalyse geeignet sind.
Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung
1.1 Fragestellung und Zielsetzung
1.2 Aufbau und Gliederung
2 Energie aus Biomasse – Grundlagen der Biogaserzeugung
2.1 Vorteile der Biogaserzeugung und Anlagenbestand
2.2 Entstehung von Biogas
2.3 Geeignete Substrate
2.4 Biogasanlagen – Verfahren
2.4.1 Substrathandling und Biogasgewinnung
2.4.2 Biogas- und Gärrestverwertung
3 Rechtliche und wirtschaftliche Rahmenbedingungen
3.1 Standortrelevante Rechtsnormen für Biogasanlagen
3.1.1 Immissionsschutzrecht
3.1.2 Bauplanungsrechtliche Zulässigkeit
3.1.3 Wasserrecht
3.2 Standortrelevante Faktoren der Wirtschaftlichkeit
4 Material und Methoden
4.1 Geographische Informationssysteme
4.2 Daten
4.2.1 Darstellung von Geodaten im Vektor- und Rastermodell
4.2.2 Geobasisdaten und amtliche Datensysteme
4.3 Methoden
4.3.1 Multikriterienanalyse
4.3.2 Analytic Hierarchy Process
5 Der Untersuchungsraum Vorderpfalz
5.1 Abgrenzung
5.2 Relief und Klima
5.3 Landschaftsnutzung und Bevölkerung
6 Multikriterienanalyse
6.1 Kriterienfestlegung
6.1.1 Restriktive Standortfaktoren
6.1.2 Selektive Standortfaktoren
6.2 Ausschlusskarte
6.3 Faktorbezogene Eignungskarte
6.3.1 Benachteiligende selektive Standortfaktoren
6.3.2 Begünstigende selektive Standortfaktoren (Gunstfaktoren)
6.3.3 Faktorengewichtung mittels AHP
6.4 Gesamteignungskarte
7 Auswertung
7.1 Globale Standortanalyse
7.2 Zonale Standortanalyse am Beispiel der Landkreise
7.3 Beispielkalkulation für geeignete Flächen
8 Diskussion
8.1 Methodenkritik
8.2 Vergleich mit weiteren Studien
8.3 Möglichkeiten der Ergebnisfortführung
9 Fazit und Ausblick
Zielsetzung & Themen
Das primäre Ziel dieser Arbeit ist die Entwicklung und Anwendung eines Instruments zur Standortanalyse für Biogasanlagen in der Region Vorderpfalz mittels Geographischer Informationssysteme (GIS), um die Standortsuche zu vereinfachen und ökologische sowie ökonomische Fehlplanungen zu vermeiden.
- Grundlagen der Biogaserzeugung und rechtliche Rahmenbedingungen
- Methodik der Multikriterienanalyse (MKA) und des Analytic Hierarchy Process (AHP)
- Bestimmung restriktiver und selektiver Standortfaktoren
- Berechnung und Auswertung von Standorteignungsgraden für Vor-Ort-Verstromung und Gaseinspeisung
- Prüfung der Fortführbarkeit durch interaktive Ergebnisdarstellung (Web-GIS, ArcReader)
Auszug aus dem Buch
1.1 Fragestellung und Zielsetzung
Um Biogas möglichst effizient und das Klima begünstigend produzieren zu können, stellt sich die Frage nach optimalen Produktionsbedingungen bzw. Standortvoraussetzungen von Biogasanlagen. Die grundlegende Intention dieser Arbeit ist es, genau dieser Fragestellung nachzugehen. Am Beispiel der Biomasseverwertung zu Biogas soll damit ein Beitrag zur Förderung erneuerbarer Energien geleistet werden.
Als übergeordnetes Ziel soll am Beispiel der Region Vorderpfalz ein Instrument zur Standortanalyse für Biogasanlagen konzipiert und angewendet werden, um die Standortsuche zu vereinfachen und ökologische wie auch ökonomische Fehlplanungen auszuschließen. Gleichzeitig werden Standorte bestehender Biogasanlagen bewertet, sodass auf Optimierungspotenziale aufmerksam gemacht wird.
Da für Biogasanlagen unterschiedlichste Standortfaktoren von Belang sind, dient eine Multikriterienanalyse als methodisches Grundgerüst. Letztendlich kommt die Methode einem Bewertungsverfahren bzw. einem Entscheidungsassistenten zur Standorteignung von Biogasanlagen gleich. Um dabei ein möglichst optimales Resultat zu erzielen, werden bestehende methodische Ansätze kritisch hinterfragt. So soll aus deren Mängeln gelernt werden.
Zusammenfassung der Kapitel
1 Einleitung: Einführung in die Relevanz von Biomasse zur Erzeugung erneuerbarer Energien und Darlegung der Fragestellung und Zielsetzung der Diplomarbeit.
2 Energie aus Biomasse – Grundlagen der Biogaserzeugung: Erläuterung der technischen Prozesse der Biogasgewinnung sowie der Bedeutung von Wirtschaftsdüngern und Energiepflanzen.
3 Rechtliche und wirtschaftliche Rahmenbedingungen: Darstellung der Genehmigungsverfahren nach Bau- und Immissionsschutzrecht sowie der wirtschaftlichen Einflussfaktoren auf die Standortwahl.
4 Material und Methoden: Beschreibung der GIS-Funktionalitäten, der Datenquellen und der methodischen Vorgehensweise mittels Multikriterienanalyse und AHP.
5 Der Untersuchungsraum Vorderpfalz: Vorstellung des Untersuchungsgebiets hinsichtlich reliefbedingter, klimatischer und landwirtschaftlicher Voraussetzungen.
6 Multikriterienanalyse: Detaillierte Durchführung der Standortanalyse durch Kriterienfestlegung, Erstellung von Ausschluss- und Eignungskarten sowie Gewichtung der Faktoren.
7 Auswertung: Analyse und Interpretation der ermittelten Eignungsgrade sowie Beispielkalkulation für potenzielle Anlagenstandorte.
8 Diskussion: Kritische Reflexion der verwendeten Methoden, Vergleich mit anderen Studien und Aufzeigen von Möglichkeiten zur Ergebnisfortführung.
9 Fazit und Ausblick: Zusammenfassende Bewertung der erreichten Ziele und zukünftige Potenziale der Standortanalyse.
Schlüsselwörter
Biogasanlagen, Standortanalyse, Vorderpfalz, Geographische Informationssysteme, GIS, Multikriterienanalyse, MKA, Analytic Hierarchy Process, AHP, Erneuerbare Energien, Biomasse, Standorteignung, Klimaschutz, Raumplanung.
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Arbeit grundsätzlich?
Die Arbeit befasst sich mit der Entwicklung einer GIS-basierten Methode zur Standortanalyse für Biogasanlagen, beispielhaft angewendet auf die Region Vorderpfalz.
Was sind die zentralen Themenfelder?
Zentrale Themen sind die technische Biogaserzeugung, rechtliche Genehmigungsvoraussetzungen, wirtschaftliche Standortfaktoren und der Einsatz von Geoinformationssystemen in der räumlichen Planung.
Was ist das primäre Ziel der Forschungsarbeit?
Ziel ist es, ein Planungsinstrument zu konzipieren, das die Standortsuche für Biogasanlagen durch ökologische und ökonomische Bewertung transparent macht und Fehlplanungen minimiert.
Welche wissenschaftliche Methode wird verwendet?
Die Arbeit nutzt die Multikriterienanalyse (MKA) in Verbindung mit dem Analytic Hierarchy Process (AHP), um heterogene Standortfaktoren zu gewichten und räumlich auszuwerten.
Was wird im Hauptteil behandelt?
Der Hauptteil umfasst die detaillierte Kriterienfestlegung, die Erstellung von Ausschluss- und Eignungskarten sowie eine abschließende Auswertung und Plausibilitätsprüfung der Ergebnisse.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
Biogasanlagen, GIS, Standortanalyse, Vorderpfalz, Multikriterienanalyse und erneuerbare Energien.
Warum wurde die Vorderpfalz als Untersuchungsraum gewählt?
Die Vorderpfalz wurde ausgewählt, da sie als landwirtschaftlich geprägte Region mit bedeutenden Biomassepotenzialen (insbesondere Weinbau-Reststoffe) hinsichtlich der Biogasnutzung bisher kaum erschlossen ist.
Welche Rolle spielt die "Äquivalenzgasnutzung" bei der Standortwahl?
Sie ermöglicht es, dass Biogas nach der Einspeisung in das Erdgasnetz an anderer Stelle als Biomassestrom vergütet wird, was theoretisch eine standortunabhängigere Gaseinspeisung begünstigt.
- Arbeit zitieren
- Dipl.-Geogr. Mark Deubert (Autor:in), 2010, GIS-basierte Standortanalyse für Biogasanlagen am Beispiel der Vorderpfalz, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/191367
