Aus der ursprünglichen Vision, Kleinbauern in Schwellen- und Entwicklungsländern, einen Kleintraktor zur Produktivitätssteigerung im Sinne der Eigenversorgung zur Seite zu stellen, entwickelte sich ein umfassendes Innovationsprojekt mit dem Arbeitsfahrzeug CH4PA als zentrales Symbol für ländliche Biogas Mobilität. Schließlich bedarf es einer durchdachten Infrastruktur, verschiedener Produktentwicklungen und maßgeschneiderter Services in Beratung und Umsetzung, um ein derartiges Projekt zum Leben zu erwecken.
Auf der Basis von Abfall
Ein Großteil der Rohstoffe für die Biogasproduktion, insbesondere Gülle, Mist und Pflanzenreste, fällt kostenlos in der Landwirtschaft an. Hier liegt das größte Potenzial für die Produktion von Biomethan – in Treibstoffqualität aufbereitetes Biogas.
Biogas wird durch Vergärung von Biomasse jeder Art gewonnen – etwa aus biogenen Abfällen, wie Gülle, Mist, Klärschlamm, Bioabfall, Speise- oder Pflanzenresten. Unter anaeroben Bedingungen, also dem Ausschluss von Sauerstoff, produzieren die beteiligten Mikroorganismen ein Gasgemisch – das Biogas – in dem, abhängig von den genutzten Rohstoffen, durchschnittlich ein Anteil von 60% Methan enthalten ist. Im Gegensatz zu den meisten europäischen Biogasanlagen, die aufgrund der Förderungen für erneuerbare Energien großteils mit angebauten Energiepflanzen betrieben werden, liegt unser Fokus auf der Nutzung von Abfällen. Wir produzieren damit einen Biotreibstoff der zweiten Generation.
Für die Verwertung von Biogas ist sein Methananteil (ca. 60%) ausschlaggebend, dessen Verbrennung Energie freisetzt. Durch die Aufbereitung wird das Biogas auf einen Biomethananteil von mehr als 97% aufgereinigt und erreicht dadurch die gleiche Qualität wie Erdgas. Das Gas kann zur Erzeugung von elektrischer Energie, zum Betrieb von Fahrzeugen oder zur Einspeisung in ein Gasversorgungsnetz eingesetzt werden. Der monetäre Wert eines Kubikmeters Biomethan erhöht sich allerdings durch die Verwendung als Treibstoff für Fahrzeuge in Brasilen um 400% im Vergleich zur bereits gängigen Verwendung in der Stromherstellung.
Zahlreiche Länder in Südamerika und Afrika sind von hohem Wirtschaftswachstum ebenso geprägt, wie von einer geringen Maschinenausstattung im landwirtschaftlichen Sektor. 85% der in der Landwirtschaft tätigen Menschen in diesen Regionen sind Kleinbauern – eine Zielgruppe, die bisher von der Industrie nicht beachtet wurde. Sie birgt jedoch immenses Potenzial, die weltweite Nahrungsmittelknappheit in den Griff zu bekommen. Immerhin muss sich die Produktivität in der globalen Landwirtschaft zukünftig vervielfachen, um die wachsende Weltbevölkerung ernähren zu können. Mit dem Konzept der biogas-basierten ländlichen Mobilität liefern Spirit Design und CIBiogás eine nachhaltige Lösung für diese Herausforderungen in der landwirtschaftlichen Entwicklungspolitik.
Brasilianische Pilotregion für ländliche Mobilität
Als fünftgrößtes Land der Welt mit einhergehenden Herausforderungen in der Logistik und einem starken Landwirtschaftssektor eignet sich Brasilien besonders gut für ein Pilotprojekt: 85% der landwirtschaftlichen Betriebe in Brasilien stellen die insgesamt 4 Millionen Familienfarmen dar. Sie beschäftigen drei Viertel der ländlichen Arbeitskräfte und produzieren rund 60% der konsumierten Nahrungsmittel in Brasilien (IEA, 2013). Laut FAO hat Brasilien die zweitgrößte Rinderherde, die drittgrößte Schweineherde und die viertgrößte Anzahl an Geflügel weltweit (FAO, 2012).
Güter- und Personentransport stellen eine große Herausforderungen für den Agrarsektor in Brasilien dar: Das weltweit fünftgrößte und größte Land Südamerikas verfügt im Landesinneren über kein ausgebautes Schienennetz. Etwa ein Drittel des Brasilianischen Energiebedarfs wird für den Transportsektor benötigt (MME, 2013). Ein Faktum, das die Konkurrenzfähigkeit landwirtschaftlicher Produkte negativ beeinflusst.
In Bezug auf Erdgasmobilität ist Brasilien mit den drittmeisten Erdgasfahrzeugen und Erdgastankstellen weltweit, überaus fortschrittlich (NGVE, 2013). Die Infrastruktur für Erdgas und entsprechende Pipelines existieren allerdings nur in Küstennähe. Erdgas wird daher in ländlichen Gebieten nicht in der Mobilität eingesetzt, da es nicht angeboten wird.
Bezogen auf biogasbasierte Energieproduktion ist in Brasilien noch wenig Know-how verbreitet. Viele im Erdgas-Umfeld entwickelte Technologien (wie Fahrzeuge, Abfüllanlagen oder Lagerungsmöglichkeiten) können auch im Zusammenhang mit Biomethan angewendet werden. Auf Biogas basierende Mobilität bietet durch die lokale Produktion von günstigem Treibstoff eine attraktive Lösung des herrschenden Logistik-Problems.
Nachhaltige Systeminnovation
Biogas-Aufbereitungs- und Speicheranlagen sind genauso erforderlich wie ein dezentrales Logistiksystem und Tankstellennetz. Business Modelle müssen erarbeitet werden und die lokalen Stakeholder auf die neue Technologie eingeschult werden. CH4PA und weitere biomethan-getriebene Fahrzeuge ergänzen das System.
Dazu baut Spirit Design derzeit in der brasilianischen Pilotregion Paraná gemeinsam mit renommierten lokalen und internationalen Partnern ein Innovationszentrum auf. Dieses soll zukünftig als Think Tank vor Ort biogas-basierte Mobilitätslösungen entwickeln und in der Region verankern.
Unser lokaler Partner CIBiogás (finanziert durch das, nach jährlicher Stromproduktion, international größte Wasserkraftwerke ITAIPU) beschäftigt sich schon seit 2008 vor Ort mit Machbarkeitsstudien, Labortests und Wissensvermittlung. Gemeinsam mit den Experten von CIBiogás werden wir unter der Dachmarke Atmove ein Innovationszentrum mit österreich-brasilianischer Wissenschaftskooperation aufbauen. Dieses wird die dezentrale, autarke Treibstoffversorgung durch Biogas-basierte Mobilität in ländlichen Gegenden Brasiliens mit speziellem Fokus auf kleine und mittelgroße Bauern vorantreiben. Wir schaffen ein dezentrales Mobilitäts- und Infrastrukturangebot mit dem Ziel, die biogas-betriebene Mobilität in Brasilien, Lateinamerika und Afrika voranzutreiben.
Sinnvolles Recycling von landwirtschaftlichen Abfällen
Im Rahmen der Infrastruktur von Atmove wird Bauern, landwirtschaftlichen Industriebetrieben und Gemeinden die lokale Produktion von Biogas und Dünger ermöglicht. Auf der Basis der Verwertung von landwirtschaftlichen Abfällen werden sie so zu Biogas-Produzenten. Das gewonnene Biogas wird von Atmove aufgekauft, zu Biomethan aufgereinigt und als Treibstoff für den Eigenbedarf an die Bauern zurückgegeben – und zwar unter dem Marktpreis für Diesel oder Erdgas. Dadurch kann eine Reduktion der Treibstoffkosten um bis zu 50% und eine Reduktion der C02-Emissionen um bis zu 50-70% erzielt werden. Die landwirtschaftliche Produktion wird so angekurbelt und deutlich nachhaltiger gemacht.
Die Gewinnung von Biomethan aus landwirtschaftlichen Abfällen trägt sowohl in wirtschaftlicher, umweltbezogener als auch sozialer Hinsicht dazu bei, die Herausforderungen der Zukunft zu meistern:
Die Substitution von Diesel durch Biomethan verringert die Treibstoffkosten um bis zu 50%. Der Einsatz von in der Region aufbereitetem Biogas trägt via diese geringeren Mobilitäts- und Transportkosten zur Erhöhung der Wettbewerbsfähigkeit der Landwirtschaft bei.
Positive ökologische Effekte wie Reduktion von Treibhausgasen und Eindämmung der Grundwasserverschmutzung erzielt Atmove durch die Gewinnung von Methan aus landwirtschaftlichen Abfällen, das sonst in die Atmosphäre gelangen würde. Gemeinsam mit der Substitution von fossilen Treibstoffen reduziert dies die CO2 Emissionen um 50-70%. Außerdem liefert die Biogasproduktion als Nebenprodukt Dünger und damit einen umweltfreundlichen Ersatz für mineralische Düngemittel.
Durch die Biogas-Mobilität entstehen in den ländlichen Regionen neue Geschäftsmodelle und Einnahmemöglichkeiten für die lokale Bevölkerung. Gemeinsam mit dem begleitenden Transfer von Know-how und Schulungen wird die Attraktivität der ländlichen Regionen zusätzlich erhöht.
Autonome lokale Biomethan-Regionen
Im Rahmen des Projektes werden Biogasproduzenten verschiedener Größe in kosteneffizienten Regionen gruppiert. So können sowohl Produktion als auch Distribution von Biomethan-Treibstoffen optimiert werden und auch Kleinbauern in das nachhaltige Biogas-Mobilitätssystem integriert werden.
Wir sehen in Brasilien derzeit das Potenzial für 2600 dieser Regionen. Eine durchschnittliche Region umfasst etwa 70 verschiedene Biogasproduzenten und hat ein Biomethan-Potenzial von mehr als 5 Mio. Kubikmeter pro Jahr. Sie umfasst geschätzte 60 CH4PAs, 35 Traktoren, 55 Pick-ups und 60 Trucks – alle betrieben mit Biomethan.
Perfekte Integration von Infrastruktur, Produkten und Services
Unter der Dachmarke Atmove werden alle Produkte und Services, die für die lokale Biomethan-Mobilität und die Befriedigung entsprechender Bedürfnisse erforderlich sind, aus einer Hand geboten. Technologien von verschiedenen Partnern und Lieferanten werden unter einem Markendach gebündelt und bekommen gegenüber den Kunden einen einheitlichen Auftritt. Durch die modulare, standardisierte Produktpalette können 80% der Marktbedürfnisse gedeckt werden. Das Hauptaugenmerk liegt auf robusten und energieeffizienten Komponenten, die einfache Wartung und Kosteneffizienz sicherstellen. Flexible Lösungen werden auch der Heterogenität der landwirtschaftlichen Abfälle und individuellen Bedürfnissen gerecht. Biogasproduktion, -speicherung und -verteilung erfolgen je nach Bedarf standardisiert in verschiedenen Größenordnungen. Stationäre Biogasaufbereitung ist ebenso möglich wie mobile.
Bereits vorhandene Erdgas-Fahrzeuge werden in das Atmove-Konzept integriert. Sie sind im größten Staat Südamerikas bereits relativ stark verbreitet: Weltweit findet er sich auf dem dritten Rang in Bezug auf Erdgas-Fahrzeuge und Abfüllanlagen (NGVE, 2013).
Das Projekt Atmove zielt auf die Errichtung eines One-Stop-Shops für biogasbasierte Mobilitätslösungen für die ländliche Mobilität ab. Er inkludiert neben der integrierten Produktpalette auch Dienstleistungen und Beratung rund um die Biogasproduktion und -nutzung. Das Innovationszentrum treibt durch Technologietransfer und Plattformmanagement die Verbreitung der Biomethanmobilität voran. Sein Ziel ist der Aufbau eines entsprechenden Netzwerks und einer Technologieplattform zur Entwicklung von maßgeschneiderten Produkten auf der Basis von Frugal Design.
Förderung durch die Austrian Development Agency
Das zugrundeliegende Strategieprojekt, wurde durch die Austrian Development Agency gefördert. Derzeit wird in der brasilianischen Pilotregion gemeinsam mit renommierten lokalen Partnern und Förderinstitutionen ein Innovationszentrum aufgebaut. Dieses wird biogas-basierte Mobilitätslösungen entwickeln und in der Region zu verankern.
