In dieser Diplomarbeit sollen zwei spezifische Ziele erreicht werden: Erstens die Quantifizierung des Energiesparpotentials von Biotreib- und Biobrennstoffen wie auch von Biostrom (ohne Holzenergie!), gemessen am gesamten Treibstoffverbrauch respektive am gesamten Stromverbrauch der Schweiz und zweitens die Untersuchung und kritische Beurteilung der technisch-wirtschaftlichen Betriebsoptimierung einer reellen Biogasanlage durch die Möglichkeiten des Einbezugs von Solarwärme.
Einen quantitativen Trend der Energiesituation in der Schweiz bis ins Jahr 2025 darzulegen, scheint schwierig. Fördergelder für alternative Energiequellen, Naturkatastrophen oder politische Konflikte beeinflussen das ganze System stark. Als Beispiel werden hier die Hurrikans "Rita" und "Katrina"in Amerika im Herbst des Jahres 2005 erwähnt, aufgrund dessen die Treibstoffpreise horrend anstiegen. Allgemein kann davon ausgegangen werden, dass bis ins Jahr 2025 in allen drei Hauptverbrauchergruppen der Verbrauch an Erdöl um bis zu 33% abnimmt, während im gleichen Zeitrahmen der Verbrauch an Elektrizität um bis zu 22% zunimmt. Der gesamte Energieverbrauch wird wahrscheinlich um bis zu 10% abnehmen.
Das theoretisch-nachhaltige Biomassepotenzial zur energetischen Nutzung in der Schweiz beträgt 330 PJ, was fast 38% des gesamten Energieverbrauches in der Schweiz im Jahre 2004 ist. Da aus technischen und wirtschaftlichen Gesichtspunkten Einschränkungen in der Nutzung des theoretisch-nachhaltigen Biomassepotenzials gemacht werden muss, fällt das ökologisch sinnvolle Potenzial mit rund 123 PJ um einiges kleiner aus. Bis ins Jahr 2040 wird dieses Potenzial auch ökonomisch nutzbar sein, da bis dann die notwendige Infrastruktur vorhanden sein sollte. Es ist zu beachten, dass diese Werte Energieinhalte der Biomasse sind. Bei der Umwandlung in die gewünschte Nutzenergie fallen noch Verluste an.
Das ökologische Potenzial der landwirtschaftlichen und gewerblich-industriellen Biogasanlagen für die Stromproduktion beträgt 1001-1587 GWhel pro Jahr, was 1.9-3% des heutigen Elektrizitätsverbrauch der Schweiz darstellt. Die dabei entstehende Wärme würde 3.2-4.9% des Wärmebedarfs der schweizer Haushalte decken. Würde das Biogas - anstatt in einem BHKW verbrannt - als Treibstoff eingesetzt, könnte rund 1.7-5.1% des heutigen Benzinverbrauchs eingespart werden. Oder anders ausgedrückt könnten 103'000-303'000 Personen während einem Jahr mit Biotreibstoff ihre Mobilitätsbedürfnisse befriedigen.
Im zweiten Teil dieser Diplomarbeit wurde die Biogasanlage Brüschhalden von Josef Ott energietechnisch untersucht und aus den daraus erhaltenen Erkenntnisse Optimierungsmöglichkeiten ausgearbeitet. Die Idee einer Betriebsoptimierung mittels solarer Wärme konnte nicht umgesetzt werden. Da in einer Biogasanlage vor allem in den Sommermonaten schon übermässige Wärme vorhanden ist, macht der Einsatz von solarer Wärme nur dann Sinn, wenn ein genügend grosser Wärmebedarf wie z.B Trocknung von Früchten, Beheizung eines Quartiers, etc. vorhanden ist.
Anhand einer kritischen Beurteilung dieser Möglichkeiten wurde deren Wirtschaftlichkeit untersucht. Schlussendlich können 4 von 6 Optimierungsmöglichkeiten wirtschaftlich umgesetzt werden.