Comparative life cycle assessment of the integrated generation of solid fuel and biogas from biomass (IFBB) and whole crop digestion (WCD) in Germany

Biomass and Bioenergy

Volumn 35, Issue 1, 2011, Pages 363-373

  Bühle, Lutz ^a   Stulpnagel R ^a   Wachendorf, M ^a  

^a UNIVERSITY OF KASSEL   (Germany)

Author keywords

Bioenergy; Energy efficiency; IFBB; Life cycle assessment; Solid fuel

Indexed keywords

BIO-ENERGY; BIO-ENERGY SYSTEMS; BIOGAS PRODUCTION; COMPARATIVE LIFE CYCLE ASSESSMENT; CROP PRODUCTION; CROPPING SYSTEMS; ENERGY CROPS; ENVIRONMENT FRIENDLY; FINAL ENERGY; FUTURE CHALLENGES; GERMANY; GROWING SEASON; IFBB; LIFE CYCLE ASSESSMENT; LIFE-CYCLE ASSESSMENTS; LIQUID PHASE; MAIN PARAMETERS; NET ENERGY; PRIMARY ENERGIES; REFERENCE TECHNIQUE; SOLID FRACTION; SOLID FUEL; SOLID FUELS; WHOLE PROCESS;

BIODIVERSITY; BIOGAS; BIOMASS; CROPS; CULTIVATION; ENERGY EFFICIENCY; ENVIRONMENTAL IMPACT; EUTROPHICATION; FUELS; GLOBAL WARMING; GREENHOUSE GASES; RATING;

LIFE CYCLE;

ACIDIFICATION; BIOENERGY; COMPARATIVE STUDY; CULTIVATION; DOUBLE CROPPING; ENERGY CROP; ENERGY EFFICIENCY; ENVIRONMENTAL IMPACT; EUTROPHICATION; FOSSIL FUEL; GREENHOUSE GAS; GROWING SEASON; LIFE CYCLE ANALYSIS; MAIZE; WASTE MANAGEMENT;

GERMANY;

SECALE CEREALE; ZEA MAYS;

EID: 78650546575     PISSN: 09619534     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1016/j.biombioe.2010.08.056     Document Type: Article

References (45)

1. Agency for Renewable Resources Daten und Fakten zu nachwachsenden Rohstoffen 2007, Gülzow, [in German].
2. Commission of the European Communities Biomass action plan 2005, Brussels.
3. Federal Ministry for the Environment Nature conservation and nuclear safety. Renewable energy sources in figures. National and international development 2008, Berlin.
4. Bringezu S., Schütz H., Arnold K., Bienge K., Borbonus S., Fischedick M., Frondel M., Janßen-Timmen R., Vance C., et al. Nutzungskonkurrenzen bei Biomasse 2008 Apr, (Wuppertal Institute for Climate, Environment and Energy), Rheinisch-Westfälisches Institut für WirtschaftsforschungRheinisch-Westfälisches Institut für Wirtschaftsforschung, Final Report, Fed Ministry Econ Technol, [in German].
5. Zeddies J. The availability of raw materials for the production of Biofuels in Germany and in the EU-25 [Internet] 2006, [cited 13.08.10], University of Hohenheim: Institute of Farm Management, Available from. https://www.uni-hohenheim.de/i410b/download/publikationen/biofuelstudy_2006.pdf.
6. Lutz W., Sanderson W., Scherbov S. Doubling of world population unlikely. Nature 1997, 387:803-804.
7. Johansson D., Azar C. A scenario based analysis of land competition between food and bioenergy production in the US. Clim Change 2007, 82:267-291.
8. Environmental Protection Encouragement Agency Nahrungsmittel als Kraftstoffe? Eine wissenschaftliche Bewertung von ökologischen und sozialen Auswirkungen von Biokraftstoffen der ersten Generation 2007, Hamburg, [in German].
9. Zeddies J. Nutzungskonflikte und Auswirkungen auf die Agrarmärkte 2008, 12-28. Ökologische und ökonomische Bewertung nachwachsender Energieträger, Darmstadt, [in German]. Kuratorium für Technik und Bauwesen in der Landwirtschaft (Ed.).
10. Wiegmann K., Fritsche U.R. Bioenergie und Naturschutz 2005, 51-53. Biodiversität und Klima - Vernetzung der Akteure in Deutschland, Bonn, [in German]. H. Korn, R. Schliep, J. Stadler (Eds.).
11. Agency for Renewable Resources Ergebnisse des Biogasmessprogramms 2005, Gülzow, [in German].
12. Graß R., Scheffer K. Alternative Anbaumethoden: Das Zweikulturnutzungssystem. Natur und Landschaft 2005, 9/10:435-439. [in German].
13. Rohracher H., Bogner T., Späth P., Faber F. Improving the public perception of bioenergy in the EU 2004, Final Report to the Directorate-general for energy and transport, Brussels.
14. Scheffer K., Stülpnagel R. Wege und Chancen bei der Bereitstellung des CO2-neutralen Energieträgers Biomasse - Grundgedanken zu einem Forschungskonzept. Der Tropenlandwirt 1993, 49:147-162. [in German].
15. Stülpnagel R., von Buttlar C., Heuser F., Wachendorf M. Evaluation of the double-cropping-system on seven sites in Germany. Proceedings of the 16th European Biomass Conference; 2008 Jun 2-6; Valencia, Spain 2008, ETA-Florence Renewable Energies, Florence.
16. Richter F., Graß R., Fricke T., Zerr W., Wachendorf M. Utilization of semi-natural grassland through integrated generation of solid fuel and biogas from biomass. II. Effects of hydrothermal conditioning and mechanical dehydration on anaerobic digestion of press fluids. Grass Forage Sci 2009, 64:354-363.
17. Graß R., Reulein J., Scheffer K., Stülpnagel R., Wachendorf M. Die integrierte Biogas- und Festbrennstofferzeugung aus Ganzpflanzensilagen. Berichte über Landwirtschaft 2009, 87(1):43-64. [in German].
18. Wachendorf M., Richter F., Fricke T., Graß R., Neff R. Utilisation of semi-natural grassland through an integrated generation of solid fuel and biogas from biomass - Part I: effects of hydrothermal conditioning and mechanical dehydration on mass flows of organic and mineral plant compounds and nutrient balances. Grass Forage Sci 2009, 64(2):132-143.
19. Deutsches Institut für Normung (DIN) DIN EN ISO 14040 Environmental management - Life cycle assessment - Principles and framework 2006, Berlin, [in German].
20. Forster P., Ramaswamy V., Artaxo P., Berntsen T., Betts R., Fahey D.W., et al. Changes in atmospheric constituents and in radiative forcing. Climate Change 2007: The Physical Science Basis 2007, Cambridge University Press, Cambridge, Contribution of working Group I to the Fourth assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. S. Solomon, D. Qin, M. Manning, Z. Chen, M. Marquis, K.B. Averyt (Eds.).
21. Verband Deutscher Landwirtschaftlicher Untersuchungs- und Forschungsanstalten Humusbilanzierung. Methode zur Beurteilung und Bemessung der Humusversorgung von Ackerland 2004, VDLUFA, Bonn, [in German].
22. Guinée J.B., Gorrée M., Heijungs R., Huppes G., Kleijn R., Koning A., et al. Handbook on life cycle assessment. Operational guide to the ISO standards. I: LCA in perspective. IIa: Guide. IIb: Operational annex. III: Scientific background 2002, Kluwer Academic Publishers, Dordrecht.
23. Fritsche U., Leuchtner J., Matthes F.C., Rausch L., Simon K. Umweltanalyse integrierter Energie-, Stoff- und Transportsysteme. Gesamt-Emissions-Modell integrierter Systeme (GEMIS), Version 2.1 1994, Darmstadt, [in German].
24. Lootsma A. Energiepflanzenanbau und Biogaserzeugung - eine energetische Betrachtung im Bioenergiedorf Jühnde [diploma thesis] 2006, University of Kassel, Witzenhausen, [in German].
25. Faustzahlen für die Landwirtschaft 2005, KTBL, Darmstadt, [in German]. Kuratorium für Technik und Bauwesen in der Landwirtschaft (Ed.).
26. Energiepflanzen 2006, KTBL, Darmstadt, [in German]. Kuratorium für Technik und Bauwesen in der Landwirtschaft (Ed.).
27. Nachwachsende Energieträger - Grundlagen, Verfahren, ökologische Bilanzierung 1997, Vieweg, Braunschweig, Wiesbaden, Germany, [in German]. M. Kaltschmitt, G.A. Reinhardt (Eds.).
28. Heinz A., Stülpnagel R., Kaltschmitt M., Scheffer K., Jezierska D. Feucht- und Trockengutlinien zur Energiegewinnung aus biogenen Festbrennstoffen - Vergleich anhand von Energie- und Emissionsbilanzen sowie anhand der Kosten 1999, Universität Stuttgart: Institut für Energiewirtschaft und Rationelle Energieanwendung, [in German].
29. Agriculture, Forestry and Other Land Use. 200 IPCC Guidel for Natl Greenhouse Gas Inventories 2006, vol. 4. Institute for Global Environmental Strategies (IGES), Hayama, Japan. S. Eggleston, L. Buendia, K. Miwa, T. Ngara, K. Tanabe (Eds.).
30. Scheffer K, Reulein J, Wachendorf M (University of Kassel). Optimierung der energetischen Nutzung von feucht konservierten Pflanzenarten und Stroh durch Trennung in festen Brennstoff zur Herstellung von Pellets und flüssigem Biogassubstrat mittels Schneckenpresse. Final report. Report No.: 22021703. Gülzow: Agency for Renewable Resources (Germany); 2007 [in German].
31. Bühle L. Vergleichende Energie- und Emissionsbilanz der Wärme- und Stromproduktion nach dem IFBB-Verfahren und herkömmlicher Ganzpflanzenvergärung [diploma thesis] 2008, University of Kassel, Witzenhausen, [in German].
32. The Association of German Engineers Vergärung organischer Stoffe (Entwurf) 4630 2004, VDI-Gesellschaft Energietechnik, Düsseldorf, [in German].
33. Bühle L., Stülpnagel R., Scheffer K., Zerr W., Wachendorf M. Methanbildungspotenzial und Gärdynamik von Presssäften mechanisch entwässerter Silagen. Neue Funktionen des Grünlands: Ökosystem, Energie, Erholung. Göttingen 2007, 188-191. Georg-August-Universität, [in German]. N. Wrage, J. Isselstein (Eds.).
34. Bavarian Environment Agency Emissionsminderung und CO2-Einsparung durch optimierte Motoreinstellung bei Biogas-Blockheizkraftwerken zur dezentralen Stromversorgung 2007, Augsburg, [in German]. Effizienzsteigerung (Ed.).
35. Bachmaier H., Effenberger M., Lehner A., Gronauer A. Klimabilanz von Praxisbiogasanlagen. Ökologische und ökonomische Bewertung nachwachsender Energieträger 2008, 194-200. Darmstadt, [in German].
36. Energie aus Biomasse - Grundlagen, Techniken und Verfahren 2001, Springer, Berlin, [in German]. M. Kaltschmitt, H. Hartmann (Eds.).
37. Raussen T., Lootsma A. Am Ende anfangen - Die Aufbereitung von Gärresten stellt für größere Vergärungsanlagen einen maßgeblichen Verfahrensschritt dar. Müllmagazin 2008, 2:14-20. [in German].
38. Sokhansanj S., Fenton J. Cost benefit of biomass supply and pre-processing 2006, BIOCAP Canada Foundation, Ottawa, Canada.
39. Durchführung von brennstofftechnischen Untersuchungen zur Charakterisierung von Biomassepellets 2007, Institute for Energy and Environment, Leipzig, [in German].
40. Gasausbeute in landwirtschaftlichen Biogasanlagen 2005, KTBL, Darmstadt, [in German]. Kuratorium für Technik und Bauwesen in der Landwirtschaft (Ed.).
41. Institute for Applied Ecology (Öko-Institut e.V.) Globales emissions-Modell integrierter Systeme (GEMIS) 2007, Version 4.2. Freiburg, [in German].
42. Jungk N., Reinhardt G.A. Agricultural reference systems in ecological assessments: a basic analysis 2000 Feb, (Institute for Energy and Environmental Research), Fed Ministry Agric, Food and Forestry.
43. German Pellet Institute Certification of wood pellets for the End consumer Market. Manual for Germany and Austria (english version) 2010, JDB MEDIA GmbH, Berlin.
44. Richter F., Fricke T., Wachendorf M. Utilization of semi-natural grassland through integrated generation of solid fuel and biogas from biomass. III. Effects of hydrothermal conditioning and mechanical dehydration on solid fuel properties and on energy and greenhouse gas balances. Grass Forage Sci 2010, 65:185-199.
45. Kuzyakov Y., Domanski G. Carbon inputs by plants into the soil. J Plant Nutr Soil Sci 2000, 163:421-431.