Schlüsselwörter
(Englisch)
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Biomass, nutrient cycles, agriculture, green waste, energy transition
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Kurzbeschreibung
(Deutsch)
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In dieser transdisziplinären Studie wird das Bioenergiesystem aus Sicht der zirkulären Ökonomie beurteilt. Im Fokus steht die feuchte Biomasse, wobei der heutige Kreislauf der wichtigsten Elemente (C, N, P, K) qualitativ und quantitativ untersucht wird. Die anaerobe Vergärung dient als zentrale Drehscheibe. Wissen und Erwartungen der Stakeholder werden erhoben, um mittels praxisrelevanter Zukunftsszenarien deren Vorteile (erneuerbare Energie, optimierter Kreislauf, eingesparte Mineraldünger) zu schätzen.
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Kurzbeschreibung
(Englisch)
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In this transdisciplinary study, the bioenergy system is assessed from the circular economy perspective. The focus is on wet biomass, whereby the current cycles of the most important elements (C, N, P, K) are examined qualitatively and quantitatively. The anaerobic digestion serves as a central hub. The stakeholders’ knowledge and expectations are collected to define practice-relevant future scenarios and estimate their advantages (renewable energy, optimized cycle, mineral fertilizer substitution).
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Publikationen / Ergebnisse
(Deutsch)
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Organische Abfälle aus Lebensmittelindustrie, Gärten und Landwirtschaft einschliesslich Gülle und Mist sind wertvolle Ressourcen. Durch Vergärung lässt sich daraus Biogas gewinnen, das sich unter anderem in Wärme und Strom umwandeln lässt. Die rund 110 landwirtschaftlichen und 35 industriellen Biogasanlagen der Schweiz tragen aktuell ca. 2 % zur landesweiten Gasversorgung bei. Zwei Forschungsprojekte haben untersucht, in welchem Mass und mit welchen Mitteln sich dieser Anteil steigern liesse.
Zugehörige Dokumente
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Publikationen / Ergebnisse
(Französisch)
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Les déchets organiques provenant de l’industrie alimentaire, des jardins et de l’agriculture, y compris le lisier et le fumier, constituent de précieuses ressources. La fermentation permet d’obtenir du biogaz, lequel peut être transformé, entre autres, en chaleur et en électricité. Les quelques 110 installations de biogaz agricoles et 35 installations de biogaz industrielles de Suisse contribuent actuellement à environ 2% de l’approvisionnement en gaz du pays. Deux projets de recherche ont examiné dans quelle mesure et avec quels moyens cette proportion pourrait être augmentée.
Zugehörige Dokumente
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Schlussbericht
(Deutsch)
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Biomasse spielt in einer Kreislaufwirtschaft eine wichtige Rolle, sowohl in Bezug auf die Material- als auch auf die Energieversorgung. Das heutige Agrar- und Ernährungssystem basiert jedoch in der Regel auf linearen Flüssen (z. B. Einfuhr von Ressourcen, fossilen Brennstoffen und Mineraldüngern), während ein zirkulärer Ansatz bevorzugt werden sollte. In dieser transdisziplinären Studie wird die Produktion von Biogas als erneuerbare Energiequelle und von Gärresten, die als organischer Dünger verwendet werden, aus der Perspektive der Kreislaufwirtschaft bewertet. Sie untersucht die derzeitige Nutzung von Biomasse in landwirtschaftlichen und industriellen anaeroben Vergärungsanlagen in der Schweiz in Bezug auf Masse, Nährstoffe (C, N, P, K) und Energieströme. Dabei quantifizieren wir das System und mögliche Vorteile im Detail und untersuchen zukünftige Entwicklungen von Biogasanlagen anhand verschiedener Szenarien. Unsere Ergebnisse zeigen, dass die landwirtschaftliche und industrielle anaerobe Vergärung erheblich gesteigert werden könnte. So könnte bis 2050 mindestens die doppelte Menge an Biogas geliefert und gleichzeitig erhebliche Mengen an Mineraldünger und Treibhausgasemissionen einspart werden. Somit könnte eine verstärkte anaerobe Vergärung von organischen Rückständen und Abfällen die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen und Ressourcenimporten verringern und gleichzeitig die Kreislaufwirtschaft fördern.
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Schlussbericht
(Englisch)
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Biomass has a central role to play in a circular economy, both in terms of material and energy supply. However, today's agro-food system is typically based on linear fluxes (e.g., import of resources, fossil fuels, and mineral fertilizers), when a circular approach should be privileged. In this transdisciplinary study, the production of biogas as a renewable energy source and digestate, used as an organic fertilizer, is assessed from the circular economy perspective. It investigates the current utilization of biomass in agricultural and industrial anaerobic digestion plants in Switzerland in terms of mass, nutrients (C, N, P, K), and energy flows. Indeed, the system and its benefits were quantified in detail and examine future developments of biogas plants using different scenarios. Our results demonstrate that agricultural and industrial anaerobic digestion could be largely increased, as it could provide at least twice as much biogas by 2050 while saving significant amounts of mineral fertilizer and GHG emissions. Thus, increased AD of organic residues and wastes could reduce dependence on fossil fuels and resources import while promoting a circular economy.
Zugehörige Dokumente
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Schlussbericht
(Französisch)
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La biomasse a un rôle important à jouer dans une économie circulaire, aussi bien en termes d'approvisionnement en matières qu'en énergie. Cependant, le système agroalimentaire actuel est typiquement basé sur des flux linéaires (par exemple, l'importation de ressources, de combustibles fossiles et d'engrais minéraux), alors qu'une approche circulaire devrait être privilégiée. Dans cette étude transdisciplinaire, la production de biogaz comme source d'énergie renouvelable et de digestat, utilisé comme engrais organique, est évaluée du point de vue de l'économie circulaire. Elle analyse l'utilisation actuelle de la biomasse dans les installations de digestion anaérobie agricoles et industrielles en Suisse en termes de masse, de nutriments (C, N, P, K) et de flux énergétiques. Nous avons quantifié en détail le système et ses avantages et examiné les développements futurs des installations de biogaz en utilisant différents scénarios. Nos résultats démontrent que la digestion anaérobie agricole et industrielle pourrait être largement augmentée, car elle pourrait fournir au moins deux fois plus de biogaz d'ici 2050, tout en économisant des quantités importantes d'engrais minéraux et d'émissions de gaz à effet de serre. Ainsi, l'augmentation de la digestion anaérobie des résidus et déchets organiques pourrait réduire la dépendance aux combustibles fossiles et l'importation de ressources, tout en favorisant l'économie circulaire.
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