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Biogasanlage Luftperspektive

Wer gerade in die dreistöckige selbstgebackene Lieblingstorte von Oma beißt, wird im Traum nicht daran denken, dass der Strom für diese Torte vielleicht seinen Ursprung in einer Schubkarre Pferdemist hat.

An einem schönen Sonntagnachmittag sind viele Familien zu einem ausgiebigen Spaziergang unterwegs. Hierbei mag man ein schönes Plätzchen mit einer wunderbaren Aussicht zum Piknicken gefunden haben. In der Nähe befindet sich ein Bauernhof und man nimmt nebenbei den bekannten Landgeruch war.

Doch wer hätte gedacht, dass dieser Duft soviel Energie freisetzten kann, dass wir ihn für den Backofen nutzen können. Aus dem Mist der Tiere lässt sich nämlich hervorragend Biogas zur Stromgewinnung herstellen.

Pferdeäpfel zur Stromgewinnung nutzen

Nassvergärung ist das Wort der Stunde, will heißen, aus Tiermist – salopp auch als Biomasse bezeichnet – wird Strom. Damit die Gülle irgendwann in der Steckdose landet, muss diese erstmal in Gas umgewandelt werden. Zu diesem Zweck entstehen auf Bauernhöfen Biogasanlagen. Wer also auf einem landwirtschaftlichen Hof ein rundes Gebäude entdeckt, wird mit sehr großer Wahrscheinlichkeit auf eine Biogasanlage gestoßen sein. Der Bauer schlägt durch den Bau zwei Fliegen mit einer Klappe – er entsorgt pfiffig seinen angefallenen Mist und gleichzeitig verdient er auch noch Geld damit. Nicht zu verachten ist auch die Förderung durch das Erneuerbare-Energien-Gesetz.

KURZ & KNAPP
  • Nassvergärung braucht einen hohen Wasseranteil; für einen Güllebetrieb sinnvoll
  • Trockenvergärungsanlagen vielseitig einsetzbar, da mit Mais- und Grassilage und sämtlichem Bioabfall nutzbar
  • Bioabfall=Biogas=Biowärme oder Ökostrom

Um noch mal auf das im Denken trockene, in der Ausführung doch recht feuchte Wort Nassvergärung zurück zu kommen, was hat es damit eigentlich auf sich? Bei der Nassfermentation ist die – umgangssprachlich – Kacke mit einem hohen Wasseranteil von 85% durchsetzt Dadurch wird die Mischung rührbar. Da Gülle an und für sịch schon flüssig ist – es handelt sich hauptsächlich um Urin und Kot ohne Einstreu – ist diese für eine Nassvergärung ideal. Allerdings ist eine Anlage mit Nassvergärung reparaturanfällig, da das Rührwerk schnell blockiert oder die Pumpe verstopft, wenn die Stoffe nicht klein genug gehäckselt wurden.

Wer einen Pferdestall führt, wo meistens mit reichlich Einstreu gearbeitet wird, entscheidet sich eher für eine Trockenfermentation. Hier wird der Mist, statt ihn auf einem Misthaufen zu entsorgen gestapelt, um den Gärprozess in Gang zu setzen. Mit einer Feststoffanlage ist jeder Bauer flexibler, da er dort auch Mais- und Grassilage sowie anderen organischen Abfall zu Gas und dann schlussendlich Strom verarbeiten kann. Trockenvergärungsanlagen finden nicht nur ihren Weg zu Pferdestallbesitzern und Bauern, sondern sie werden auch im Landschaftsbau eingesetzt

Verfahren Biogasanlagen Nassvergärung

Bei Biogasanlagen mit Nassfermentation wird zwischen Speicheranlagen und Durchflussanlagen unterschieden.

Speicheranlagen

Eine Speicheranlage macht sich die meist schon vorhandenen Güllebehälter zunutze. Da diese einfach nachträglich umgerüstet werden, spart der Bauer die Baukosten für eine neue Anlage. Da der Faulbehälter auch gleichzeitig das Gärruckstandslager ist (alles, was nicht flüssig genug ist, muss gelagert und entsorgt werden), bleibt alles, was sich Gülle schimpft im Fermenter (Faulbehälter), bis es vollständig ausgefault ist. Ist dies der Fall, werden die Gärrückstände entfernt. Erst dann kann neues Substrat in die Anlage eingefüllt und die Biogasproduktion erneut gestartet werden. Für die angeschlossenen Blockheizkraftwerke, die ja letztlich elektrische Energie oder Wärme produzieren, sind Wartezeiten absolut unrentabel, daher sind die Biogasanlagen, welche mit Wartezeiten arbeiten, so nicht mehr aktuell.

Durchflussanlagen

Der bessere Ersatz für Speicheranlagen sind die sog. Durchflussanlagen, da diese über mehrere Stationen verfügen, durch welche das Substrat automatisch geführt wird. Das heißt, wenn diese erste Portion Biomasse zerkleinert wurde, und in den zweiten Behälter geführt wird, kann der erste Behälter direkt mit neuer Biomasse befüllt werden. Da bei diesem Verfahren nicht nur Gülle sondern auch Energiepflanzen vergärt werden, wird dieser Vorgang Kofermentation genannt. Die Durchflussanlagen besitzen unterschiedliche Anlageteile. Diese wären: Vorgrube, Faulbehälter, Gärrückstandslager, Gasspeicher, Gasreinigung und ein Blockheizkraftwerke (BHKW).

In der Vorgrube wird die Biomasse erstmal gelagert. Durch Zerkleinerung, Hygienisierung und einer Störstoffabtrennung wird das Substrat schon mal aufbereitet. Die Hygienisierung erfolgt durch die Erhitzung der Substrate, dies ist nötig, falls seuchenhygienisch bedenkliche Materialien verwertet werden. Im nächsten Schritt wird die Masse in den Faulbehälter geführt, dieser besteht aus Metall oder Beton und ist gas-, wasser- und lichtundurchlässig. In diesem findet der eigentliche Gärprozess statt.

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Die Erde verfügt über reichlich erneuerbare Energie

Auch bei den Durchflussanlagen müssen Schwimm- und Sinkschichten verhindert werden, da diese die Vergärung behindern, aus diesem Grund werden auch hier Rührwerke zur Durchmischung eingesetzt. Damit die Temperatur immer gleich bleibt, ist in den Faulbehälter ein Heizsystem integriert, welches in der Regel mit der Abwärme des Blockheizkraftwerkes betrieben wird. Nach der nötigen Verweilzeit im Faulbehälter, wird das ausgefaulte Substrat ins Gärrückstandslager geführt.

Diese Lager werden abgedeckt, dadurch kann weiter entstehendes Biogas verwertet werden. Ein Gasspeicher wird zur Speicherung von dem brennbaren Gas eingesetzt. Für den gleichmäßigen Stromverbrauch sind die Blockheizkraftwerke zuständig. Da das Substrat immer zur nächsten Station geleitet wird, ist es ein absoluter Vorteil, dass Biogas ohne Unterbrechung produziert werden kann.

Verfahren Biogasanlagen Trockenvergärung

Dass sich Strom auch ohne den landwirtschaftlichen Geruch aus Biomasse herstellen lässt, zeigt die Trockenvergärung. Bei der Trockenvergärung werden stapelbare organische Biomassen verwertet, diese werden wie der Name schon sagt, bei dem Vorgang nicht verflüssigt.

Bei diesem Prozess setzen Mikroorganismen(Mikroskopisch kleine Lebewesen) die vorhanden Kohlenhydrate, Eiweiße und Fette in Methan und Kohlenstoffdioxid um. Für einen perfekten Ablauf darf kein Sauerstoff vorhanden sein. Durch diesen Abbau entsteht Biogas. Da viele unterschiedliche Mikroorganismen nötig sind, muss die Temperatur, der Ablauf der Vergärung und der PH- Wert (Säurecharakter) auf diese kleinen Lebewesen abgestimmt sein.

Verwertung

Um das entstehende Biogas verwenden zu können, wird es beispielsweise vor Ort in einem Blockheizkraftwerk für die Strom- und Wärmeerzeugung genutzt. Bei diesem Verfahren kann der entstehende Strom vollständig ins Netz eingeführt und so verwendet werden, die Wärme wird allerdings zu 60% sofort vor Ort verbraucht. Diese Art der Biogasnutzung nennt sich Kraft- Wärme- Kopplung (KWK).

Eine weitere Möglichkeit Biogas zu nutzen, ist die rein elektrische Nutzung. In einem Blockheizkraftwerk (parallele Strom- und Wärmeerzeugung) wird das Biogas zur Stromerzeugung verwertet, der entstehende Strom wird vollständig ins Netz eingeführt wogegen die Wärme völlig ungenutzt bleibt.

Pro und Contra

Ein Vorteil von Biogasanlagen ist, dass Pflanzenreste welche sonst nicht verwendet werden, produktiv genutzt werden können. Die Vielfältigkeit der Produktion ist ein weiterer Pluspunkt. Biogas kann als Strom, Wärme oder auch als Treibstoff verwendet werden. Ein Nachteil ist, dass große Anbauflächen für die Energiepflanzen bereitstehen müssen. Die Boden- und Grundwasserbelastung ist ein weiter Punkt, der beachtet werden muss.

 
FAZIT
 
 
KURZ & KNAPP
  • Mikroorganismen sind in der Trockenvergärung immens wichtig; sie sind für den Umwandlungsprozeß zuständig
  • Blockheizkraftwerke finden sich oft in der Nähe von Biogasanlagen wieder; sie werden zur Strom- und Wärmegewinnung umgesetzt.
  • Biogas kann auch für Automobile genutzt werden.

Beide Arten der Stromgewinnung durch Biomasse bzw. Biogas, sind umweltfreundlicher als andere Arten der Stromgewinnung.

Es gibt verschiedene Methoden, Biogas herzustellen, so können unterschiedliche landwirtschaftliche Betriebe Strom erzeugen. Für welche Art der Vergärung sich ein Hof schließlich entscheidet, hängt größtenteils von den Rohstoffen ab, die verwendet werden sollen.