Biogas Ökogas und Wärmedämmung Isolierglas

Dokumentation Teilnehmerinnen und Teilnehmer der Radtour

Mit der Unterschrift bestätigt die Teilnehmerin, der Teilnehmer, absolut symptomfrei im Zusammenhang mit Atemwegserkrankungen, insbesondere COVID 19 zu sein. Außerdem stimmen die Teilnehmerinnen und Teilnehmer zu, dass ihre persönlichen Daten zum Zwecke der Kontaktaufnahme im Zusammenhang mit einer möglichen COVID 19 Infektion genutzt und für 4 Wochen gespeichert werden dürfen. Die Daten dürfen auf Anfrage ebenfalls an die zuständige Gesundheitsbehörde weitergegeben werden.

Radtour am 18.04.2021 /Tourleiter: Cornelius Berkmann

oder Datum / Gruppe

Vorname
Nachname
Straße, Hausnummer
PLZ
Wohnort
Telefon
Email
Unterschrift

Das Coronavirus ist immer noch vorhanden, die jetzigen Lockerungen sind nur möglich, weil wir durch das Einhalten der AHA-Regeln (Abstand halten, Hygiene beachten, Alltagsmasken tragen) die Möglichkeiten der Infektion mit dem Virus eingeschränkt haben.

Um alle bestmöglich vor einer Infektion mit dem Coronavirus zu schützen, gelten die Abstandsregelungen und Hygieneempfehlungen. Die Abstandsregelung von 1,50 m gilt nur für stehende Personen. Beim Radeln in einer Gruppe müssen wesentlich größere Abstände eingehalten werden, da die Aerosole der Atemluft hinter den Fahrrädern schweben und durch die Strömungsdynamik lange in der Luft bleiben. Der Abstand zu vorausfahrenden Fahrrädern sollte um 10 Meter betragen. Das Risiko einer möglichen Infektion wird deshalb nur durch das Tragen einer Mund-/Nasenmaske minimiert. Sie sollte deshalb während der Tour getragen werden. Mit einer Mund-/Nasenmaske schützt man weniger sich selbst, sondern die anderen, weil die Maske die eigene Tröpfchenwolke abbremst, sich zu verteilen. Ein nahezu wirksamer Schutz ist deshalb nur gegeben, wenn alle eine Maske tragen. Ohne Maske fährt man deshalb immer am Ende der Gruppe und überholt auch nicht.
Hinweis: Die OP-Masken aus Papierflies lassen die meiste Luft zum Atmen durch.

Außerdem ist die eigene Handdesinfektion mitzubringen.

___________________________________________________ Ende

Hinweis zu dieser Dokumentation zur Teilnahme an einer Radtour: Sie ist keine allgemeine Dokumentation des ADFC, sondern gilt für meine Radtouren (Cornelius Berkmann). Zugrunde liegen ihr Veröffentlichungen von Virologen, Epidemiologen, physikalischen Untersuchungen zum Strömungsverhalten. Die Ergebnisse beruhen dabei natürlich immer auf Annahmen. Als Tourenleiter bin ich nicht nur verantwortlich für meine eigene Gesundheit, sondern habe auch alles zu unterlassen, was diejenigen, die in meiner Gruppe radeln, gesundheitlich gefährdet. Dabei geht es auch darum, dass bei einer Infektion alle in häusliche Quarantäne müssen. Aus diesem Grund versuche ich nicht, auszuloten, wie hoch oder niedrig das Risiko von Verhaltensweisen ist, sondern gehe im Zweifel immer vom möglichen Risiko aus. Deshalb wirken meine Erklärungen vielleicht restriktiv, aber was an Risiko vermeidbar ist, sollte auch vermieden werden. So ist auch Radfahren in kleinen Gruppen möglich.

Die Anfrage an mich war eigentlich nur, ob es sich von der CO2-Einsparung her lohnt, vorhandene Isolierglasfenster mit einem Wärmedurchlassfaktor von Uw=1,7 durch welche mit einem Faktor von Uw=1,0 W/m2K zu ersetzen. Eine Anfrage im Internet mit diesem Sachverhalt gab keine schnelle und zufriedenstellende Antwort. Also hinein in die Recherche, aus den Suchergebnissen hatte ich zumindest mal Anhaltspunkte, wo ich überall Informationen her klauben konnte. Wissenschaftliche Abhandlungen mit viel Formeln, Herstellerseiten mit Informationen zu Produkteigenschaften. Da es bei Wärmedurchlass ja primär um Energie geht, standen auch Energielieferanten für Biogas, Ökogas auf der Matte der Recherche-Ergebnisse.. Von überall her fand ich Informationen, die ich in meine Berechnungen einbauen konnte. Und, ich bin ein neugieriger Mensch, wenn ich Witterung aufgenommen habe, dann kann ich nicht anders, ich muss Spuren weiterverfolgen. Die ursprüngliche Frage, die einer Antwort harrte, rückte etwas aus dem Fokus. Was ist Biogas, was ist Ökogas, im Verhältnis zum Erdgas, zu Hause über den Gaszähler fließt das ja nicht aus zwei getrennten Zuleitungen, sondern da kommt einfach Gas raus. zusammengemischt aus vielen Quellen?

Als Mathematiker könnte ich sagen, die einfachste Lösung wäre, einen Anbieter wählen, der 100% Biogas liefern kann, dann ist es egal, wie der Uw-Wert ist, die CO2-Bilanz ist immer Null, also klimaneutral. Aber reales Leben braucht zwar Mathematik, aber ist weitaus mehr. Also weiter. Biogas besteht aus nachwachsenden Abfällen und Rohstoffen, aber sie sind trotzdem nicht unbegrenzt. Ebenso ist unser Portemonnaie nicht unbegrenzt dick, Energie muss schließlich bezahlt werden.

Es gibt also keine einfache Antwort auf alle Fragen, die Null ist es nicht und auch nicht die "42". Also an die Arbeit.

Was ist jetzt der Unterschied von Biogas und Ökogas? Hier jetzt einige Antworten dazu, zunächst zum Gas und dann zur auslösenden Frage zum Fenstertausch:

Damit man praktische Anhaltspunkte zu Möglichkeiten der Gasauswahl hat, habe ich das mit Preisen und Anbietern unterlegt. Es ist in diesem Rahmen nur eine ganz kleine Auswahl mit charakteristischen Merkmalen, es gibt natürlich mehr Anbieter.

Biogas: Aus Biomasse gewonnenes Gas. Bei Biogas können die lokalen Produktionsorte benannt werden und liegen so, dass das Gas in Erdgasqualität aufbereitet in das europäische Gasnetzwerk eingespeist werden und damit überall dort, wo ein Gasanschluss vorhanden ist, verbraucht werden kann. Es ersetzt somit fossiles Gas. Die CO2-Neutralität resultiert daraus, dass verbrauchte CO2 bei der Entstehung dieser Biomasse entstanden ist. Da dies alles nachhaltig in der gerade verbrauchten Biomasse geschieht, ist die Neutralität sichergestellt :

Die Herstellung von Biogas durch Vergärung von Biomasse in Biogasanlagen ist ein Fermentationsprozess. Mit Hilfe von Bakterien wird in einem anaeroben Gärungsprozess ein Gasgemisch mit den Hauptkomponenten Methan (CH4) und Kohlenstoffdioxid (CO2) sowie Spuren von Stickstoff (N2), Sauerstoff (O2), Schwefelwasserstoff (H2S), Wasserstoff (H2) und Ammoniak (NH3) produziert. Zumeist wird über eine Biogasaufbereitung gereinigt und getrocknet. Für das Biogas ist der bei der Gärung entstehende Anteil von Methan wichtig, da seine Verbrennung die meiste Energie freisetzt.

Ökogas ist kein eigenständiges Gas. Es kann Erdgas sein, auch zu 100% oder Beimischungen von Biogas enthalten. Es wird angegeben, wie hoch der prozentuale Anteil neutralisiertes CO2 ist. Das kann durch Beimischen der dazu erforderlichen Menge Biogas erreicht werden oder aber auch durch das Bezahlen von Zertifikaten, mit denen Projekte gefördert werden, die die Menge CO2, die durch den Verbrauch freigesetzt an anderer Stelle wieder gebunden wird, zum Beispiel durch das Aufforsten von Wäldern. Da in diesem Fall der CO2-Anteil im Erdgas aus fossilen Lagern freigesetzt wird, wird die Atmosphäre mit CO2 belastet. Die CO2-Neutralität wird in diesem Fall dadurch erreicht, dass dieses CO2 durch klimaschützende Maßnahmen an anderer Stelle kompensiert wird. Hier ist man darauf angewiesen, dass diese Maßnahmen auch wirklich effizient durchgesetzt werden.

Beispiele von Anbietern und Tarifen:

Gasverbrauch m3 x Zustandszahl x Brennwert = kWh

Beispiel 511 m3 x 10,8806 = 5.560 kWh

Kosten 2021 seit 2021 mit CO2-Abgabe

Stadtwerke Karlsruhe Tarif Naturgas (Ökogas) = 555,32 EUR

Reines Erdgas = 510,29 EUR

EWS 100% Erdgas = 477,42 EUR

EWS 10% Ökogas = 501,33 EUR

EWS 100% Biogas = 710,94 EUR

Polarstern-Energie 100% Biogas = 636 EUR

Polarstern produziert Biogas über Partner an verschiedenen Standorten in Europa. Es verkauft deshalb nur "wirklich" 100% Biogas

EWS Schönau bezieht das Biogas von der Papierfabrik Palm. Dort entsteht es, wenn aus Altpapier Rohpapier für die Weiterverarbeitung zu Wellpappen und Kartonagen hergestellt wird. Bei der Papieraufbereitung lösen sich aus dem Altpapier Weizenstärke und organische Säuren und reichern sich im Prozesswasser an. Aus diesen biogenen Bestandteilen des Abwassers erzeugen Bakterienstämme in Biogasreaktoren Rohbiogas. Im Anschluss wird das Rohbiogas auf Erdgasqualität aufbereitet und ins Gasnetz eingespeist.

Polarstern-Energie München bezieht sein Biogas von Partnern, die in großen Biogasanlagen aus Bioabfällen Biogas in Erdgasqualität herstellen und in das europäische Erdgasnetz einspeisen. Diese Fabriken stehen in Europa, zum Beispiel in Ungarn oder England. Die Prozesse werden vom TÜV Nord überwacht.

Stadtwerke Karlsruhe kompensieren beim Ökogas den CO2-Verbrauch durch Zahlungen für Zertifikate für die Förderung von Projekten, mit denen das freigesetzte CO2 an anderer Stelle gebunden wird, zum Beispiel durch das Aufforsten von Wäldern.

Woher kommt die Klimaneutralität bei der Verwendung von Biogas, Ökogas?

Wenn man Erdgas von einem anderen Anbieter bezieht, kommt nach wie vor der gleiche Gas-Mix aus dem Hausanschluss, denn die Gasleitungen sind europaweit vernetzt und das Gas wird aus unterschiedlichen Quellen eingespeist. Auch das Ökogas der Partner von Polarstern-Energie ist dabei.

Ich habe mir mal das Konzept von Polarstern-Energie angeschaut.

In den meisten Fällen wird, wenn man bei Anbietern einen Öko-Gas-Tarif wählt, angegeben, wieviel Ökogas beigemischt wird. Dieser Wert ist sehr oft eine reine Rechengröße, es kann tatsächlich Biogas dabei sein, muss es aber nicht. Es können auch einfach CO2-Zetifikate sein, mit deren Geldwert anderswo vielleicht Wälder aufgeforstet werden oder sonstige Maßnahmen durchgeführt werden, die den CO2-Abdruck neutralisieren sollen. Also mehr oder weniger "Ablasshandel" mit dem eventuell erst weit in der Zukunft das heute ausgestoßene CO2 neutralisiert wird.

Der entscheidende Unterschied zu anderen Anbietern von Ökogas ist, dass Polarstern-Energie Ökogas aus Abfall-Biomasse in großem Umfang in Partnerunternehmen tatsächlich erzeugen und ins Erdgas-Netz einspeisen lässt. Wenn jetzt Polarstern-Energie garantiert, dass die dem Kunden "100% Wirklich Ökogas" verkaufte Menge in der gleiche Menge in einem Partnerunternehmen produziert wurde und damit fossiles Erdgas verdrängt hat, dann ist das Gas tatsächlich klimaneutral. Das heißt, Polarstern muss jederzeit nachweisen können, dass es nicht mehr Gas verkauft, als es produzieren kann. Neutrale Beurteilungen im Internet beziehen sich immer auf Firmenangaben von Polarstern. Geprüft wird vom TÜV-Nord.

Dass Polarstern-Energie bis jetzt das einzige Unternehmen ist, was 100% Ökogas anbietet, liegt meiner Meinung daran, dass gar nicht genug Ökogas produziert werden kann, dass viele weitere Anbieter 100% Ökogas liefern können. Viele landwirtschaftliche Betriebe produzieren aus ihren Abfällen und eigens angebauten Energiepflanzen eigenes Biogas.

Worin liegt der Vorteil von Biogas gegenüber fossilem Erdgas? Erdgas enthält im wesentlichen Methan und Kohlenstoffdioxid. Methan ist der Energielieferant. Bei der Verbrennung von Erdgas und Biogas wird dieses CO2 freigesetzt. In fossilem Erdgas entsteht dieses CO2 bei der Förderung, da es in den Erdgaslagern enthalten ist. Bei Biogas entsteht das CO2 bei der Vergärung der Biomasse. Da der Rohstoff, die Biomasse aus nachwachsenden Rohstoffen im aktuellen Zeitraum beim Wachstum aus der Atmosphäre entnommen wurde, gleichen sich Entnahme und Abgabe von CO2 im aktuellen Zeitraum aus und sind somit weitgehend klimaneutral.

An eine Biogasanlage müssen hohe Anforderungen gestellt werden. Sie muss immer wieder auf Dichtigkeit überprüft werden, damit kein Methan, kein Schwefeldioxid und anderes entweicht. Methan trägt um ein Vielfaches mehr zur Erderwärmung bei als Kohlendioxid. Schwefeldioxid ist auch in kleinen Mengen hochgiftig. Zudem muss das Biogas so aufbereitet werden, dass es in das Erdgasnetz eingespeist werden kann, wenn es nicht direkt vor Ort verarbeitet wird.

Da Biogas dezentral überall in Europa erzeugt wird, gehen die daraus resultierenden kurzen Transportwege ebenfalls positiv in die Energiebilanz ein.

Polarstern-Energie beschreibt ja ausführlich, wie gründlich sie bei der Auswahl und Überwachung ihrer Partner zur Biogas-Erzeugung sind. Der TÜV Nord übernimmt die entsprechenden Prüfungen.

Mit solchermaßen erzeugtem Ökogas, bei dem auch die verkauften Ökogas-Mengen die produzierten Gasmengen nicht überschreiten, dürfte weitgehend "wirklich" der CO2-Ausstoß der Verbrennung neutralisiert werden. Die Bioabfälle fallen ja permanent sowieso an. Wenn sie verrotten, würden sie das CO2 auch ohne weitere Nutzung über die Jahre in die Atmosphäre abgeben. Kritisch zu betrachten ist, dass Energiepflanzen nicht anstelle von Lebensmitteln angebaut werden, Lebensmittelproduktion hat auf jeden Fall Vorrang!

Und jetzt zur ursprünglichen Frage Isolierglas wechseln?

Die Antwort ist nur ein ganz grober Anhaltspunkt auf folgende Frage:

wieviel CO2 bei der Herstellung einer Isolierglasscheibe mit dem U-Wert 1,0 pro m2 freigesetzt wird und
wieviel CO2 man pro m2 pro Jahr spart, wenn man eine Scheibe mit einem U-Wert von 1,7 gegen eine Scheibe mit einem U-Wert von 1,0 tauscht bei einer Wärmeerzeugung mit einer Gas-Brennwert-Therme?

zu 2 ENERGIE-EINSPARUNG ISOLIEGLASFENSTER:

Berechnung laut folgender Seite: Energieeinsparung durch neue Fenster berechnen | WERU GmbH

Heizart Erdgas, Zeitraum 1 Jahr

Eingabe: Uw = 1,7 W/m2K, ergibt Einsparmöglichkeit pro m2 Fenster = 492 kWh Gas pro m2 Fenster

Eingabe: Uw = 1,0 W/m2K, ergibt Einsparmöglichkeit pro m2 Fenster = 576 kWh Gas pro m2 Fenster

Das heißt, ein Uw-Wert von 1,0 gegenüber 1,7 bringt eine Ersparnis von 576 - 492 = 84 kWh Gas pro m2 Fenster

Laut Umweltbundesamt verursacht ein Erdgaskessel pro Kilowattstunde 0,247 kg CO2.

Das ergibt pro m2 Fenster eine CO2-Ersparnis von 84 * 0,247 kg CO2 = 20,748 kg CO2 pro m2 Fenster

zu 1 ENERGIE-EINSATZ zur GLASHERSTELLUNG:

Ganz grobe Berechnung zum Energieeinsatz von Glasfenstern, siehe dazu auch unten die Anmerkungen und Links.

Hier ist im wesentlichen die reine Glasherstellung ganz grob berücksichtigt.

Zum Energieeinsatz von Glasherstellung siehe 2173_Fleischmann_Kennzahlen.pdf (hvg-dgg.de)
Ein ganz grober Statistischer Wert nur für die Herstellung aus dieser Beschreibung liegt bei 2052 kWh/t
Das sind 2,052 kWh/kg

Das Gewicht von Glas lässt sich nach folgender Formel berechnen: L x B x Dicke x 2.490 kg/m3.
Beispiel eine Scheibe von 1 m2 und einer Dicke von 1 cm = 0,01 m wiegt 1 x 1 x 0,01 x 2.490 kg = 24,9 kg
Rechner siehe Glas-Gewicht hier einfach berechnen (glasprofi24.de)

Für den Energieeinsatz muss jetzt im Gegensatz zur Einsparung der Wert für das neue Fenster komplett berechnet werden, nicht nur der Anteil der Verbesserung, da das Fenster ja ausgetauscht wird:

Wenn die Scheibe nun 2 cm stark ist, verbraucht man 49,8 kg Glas pro m2.
49,8 kg x 2,052 kWh/kg = 102,19 kWh x 0,247 kg CO2 = 25,24 kg CO2-Verbrauch pro m2

Fazit:

Der tatsächliche Energieeinsatz liegt noch höher, da die Glasherstellung ein sehr komplexer Vorgang ist. Es fallen zum Beispiel Transport, Wasserverbrauch und anderes an. Andererseits fällt der CO2-Einsatz nur einmal an, die CO2-Einsparung pro Jahr während der Lebenszeit des Fensters.

Der Einsparung von 20,748 kg CO2 steht ein Verbrauch von 25,24 kg CO2 pro m2 gegenüber. Rechnet man noch den geschätzten CO2-Verbrauch für Produktion und Einbau des kompletten Fensters, Wasserverbrauch, Transport und anderes hinzu, dann kommt man vielleicht auf 50 - 55 kg CO2 Verbrauch pro m2, sodass man nach etwa 2,5 Jahren eine positive CO2-Bilanz hat.

Zu den Hintergründen siehe hier weiter unten, die Berechnung ist nur eine grob pauschalisierende Überschlagsrechnung.

ENERGIE-EINSPARUNG ISOLIEGLASFENSTER

Auf Herstellerseiten findet man eher allgemeine Angaben zur Energieeinsparung.

Auf einer Seite habe ich zumindest einen Hinweis gefunden, wieviel Energieverlust in Watt pro m2 verschiedene Fenstertypen haben, vom Einfachglas mit einem Wert von 5,2 bis zu einem Hochwärmeschutzglas mit 0,8

Glasscheiben zur Wärmedämmung im Überblick

Glas	Energieverlust in W/m2-K-Wert
Einfachglas	Uw 5,2
Isolierglas	Uw 2,7
Wärmeschutzglas	Uw 1,2
Hochwärmeschutzglas	Uw 0,8

Die Information stammt von der Seite:

Isolierglasfenster kaufen für optimale Wärmedämmung - Fenster-Bude (fenster-bude.de)

Der k-Wert ist der Energieverlust in Zahlen. Er wird heute als U-Wert bezeichnet:

Information aus K-Wert: Wärmedurchlaufkoeffizient (heute auch U-Wert) (immobilienscout24.de) :

Der k-Wert (heute meist U-Wert) ist der Wärmedurchlasskoeffizient. Er macht Angaben darüber, wie gut eine Wand gedämmt ist oder welche Auswirkungen eine zusätzliche Dämmung hat. Wie der Begriff Wärmedurchlasskoeffizient bereits andeutet, ist der k-Wert ein Maß dafür, wie viel Wärme beim Durchgang durch ein Material verloren geht. Dabei gilt: je kleiner der Wert, desto besser die Dämmeigenschaften. Der k-Wert hat die Einheit W/m²K (Watt pro Quadratmeter und Kelvin). Die Einheit zeigt, dass der k-Wert Auskunft darüber gibt, wie viel Wärmeleistung pro Quadratmeter bei einem Temperaturunterscheid von 1 Kelvin zwischen Innen und Außen durch das Bauteil schwindet.

Beispielsweise besitzt ein Haus nach Passivhausbauweise eine Wärmedämmung mit einem k-Wert von unter 0,15 W/m²K.

Mehr siehe K-Wert: Wärmedurchlaufkoeffizient (heute auch U-Wert) (immobilienscout24.de)

Auf der Seite von Energieeinsparung durch neue Fenster berechnen | WERU GmbH

kann man den Uw - Wert der neuen Fenster, die Fläche der Fenster und die Heizungsart (Gas oder Öl).

Als Ergebnis bekommt man für jeden eingegebenen Uw-Wert die Einsparmöglichkeit in kWh pro m2 Fenster.

Laut Umweltbundesamt verursacht ein Erdgaskessel pro Kilowattstunde 0,247 kg CO2.
Wenn man also die Kilowattstunden mit den 0,247 kg CO2 mutlipliziert erhält man das CO2-Äquivalent. Wieviel schädliches CO2 das ist, hängt natürlich von der Herkunft des Gases ab. Regeneratives Gas hat dann natürlich weniger schädlichen Ausstoß.
Wenn man den Verbrauch in m3 Gas hat, ist der Umrechungsfaktor 2 kg CO2 pro m3.

Siehe hierzu Heizung: Wie viel CO2 dein Brennstoff verursacht (polarstern-energie.de)

Diese Informationen sind zum Teil von Herstellerseiten, wo man auch weitere Informationen findet. Ich habe hier dann die Seiten angegeben, wo ich die brauchbarsten Informationen gefunden habe.

ENERGIE-EINSATZ zur GLASHERSTELLUNG

Wieviel Energie zur Herstellung von Isolierglasfenstern benötigt wird, habe ich nirgendwo direkt gefunden. Allerdings den Hinweis, dass der Mehrbedarf an Energie zur Herstellung von 4-fach-Verglasung gegenüber 3-fach-Verglasung 172 % ausmacht, und somit es mehrere Jahre dauert, bis die anfänglichen negative Bilanz ins positive dreht und damit nach und nach einen positiven Beitrag zum Klimaschutz leisten kann.
Sodann habe ich mir ganz grob zusammengestellt, wie man überschlägig den Energieeinsatz berechnen kann. Wobei Transport, Wassereinsatz, andere Schadstoffe wie zB. NOx berücksichtigt wurden.

Zitat aus Ist eine 4-fach Verglasung besser als eine 3-fache? (energie-experten.org):

Stellt man die den zur Herstellung notwendigen Energieeinsatz und die anfallenden CO2 Emissionen von Vierfach-Isoliergläser ihrer Energieersparnis gegenüber, so wird aus dem Gewinn ein deutlicher Verlust, der über die Lebenszeit ausgeglichen werden muss, da zur Herstellung von Vierfach-Isolierglas ca. 172 % mehr Energie und mehr als doppelt so viel Wasser als die Herstellung von Dreifach-Isolierglas verbraucht wird. Zudem bedingt der Transport von Vierfach-Isolierglas im Vergleich zu Zweifach-Isolierglas die doppelte Transportkapazität.

Zum Energieeinsatz von Glasherstellung siehe 2173_Fleischmann_Kennzahlen.pdf (hvg-dgg.de)
Ein ganz grober Statistischer Wert nur für die Herstellung aus dieser Beschreibung liegt bei 2052 kWh/t