EnergieHof Schmalfeld

Biogasnutzung

Biogas wird aus regional verfügbaren nachwachsenden Rohstoffen, Bioabfällen und Gülle gewonnen und ist damit ein erneuerbarer Energieträger. Der Bau und Betrieb von Biogasanlagen trägt durch die Einbindung der Landwirtschaft und regionaler Unter nehmen zur Stärkung der ländlichen Wirtschaftsstruktur bei. Hinzu kommt ein hoher Klimaschutzeffekt, da bei der Biogasnutzung die natürlichen Kreisläufe geschlossen sind und kein zusätzliches CO2 in die Atmosphäre gelangt. Das verbleibende Gärprodukt kann wie Gülle genutzt werden und ersetzt damit Mineraldünger. Vorteilhaft ist die gute Verfügbarkeit der enthaltenen Nährstoffe, die effektiver von den Pflanzen aufgenommen werden. Darüber hinaus verliert das Gärprodukt im Gegensatz zur Rohgülle seine Ätzwirkung. Bei fachgerechter Anwendung trägt die Düngung mit dem Gärprodukt außerdem zum Boden und Wasserschutz bei. Geruchsemissionen und Treibhausgasemissionen werden gegenüber nicht ausgegaster Rohgülle verringert.

Der Brennstoff Biogas

Biogas entsteht bei der Umsetzung von organischer Masse durch Bakterien unter Luft- und Lichtabschluss. Dieser Vergärungsprozess lässt sich mit dem im Verdauungstrakt von Kühen oder anderen Wiederkäuern vergleichen. Die Gasausbeute hängt maßgeblich vom vergärten Substrat und von dessen Anteilen an Proteinen, Fetten und Kohlenhydraten ab. Biogas besteht aus Methan (45-75%), Kohlendioxid (25-50%) sowie geringen Anteilen (< 1%) Schwefelwasserstoff und Spurengasen. Der Heizwert von Biogas ist vom Methangehaltabhängig und liegt zwischen 4,5 und 7,5 kWh/m3. Zum Vergleich: Erdgas und Heizöl weisen einen Heizwert von 10 kWh/m3 bzw. 10 kWh/l auf. Damit kann 1 m3 Biogas etwa 0,6 l Heizöl oder 0,6 m3 Erdgas ersetzen.

Anlagentechnik zur Biogasgewinnung

Im Vergleich mit anderen Technologien zur Nutzung erneuerbarer Energien gibt es für Biogasanlagen eine Vielzahl unterschiedlicher Systeme und Anlagentypen, die in Abhängigkeit von verfügbaren Substraten eine Optimierung des Konzeptes ermöglichen. Landwirtschaftliche Biogasanlagen bestehen meist aus folgenden Komponenten:

  • Die Substrataufbreitung: Das energetische Potential der eingesetzten Stoffe hängt in hohem Maße von deren Aufbereitung ab. So empfiehlt sich, insbesondere bei faserigen Substraten wie z. B. Stroh, Mais oder Festmist eine Zerkleinerung bzw. Homogenisierung. Dies geschieht häufig über einen gesonderten Feststoffeintrag. Werden diese Materialien über die Vorgrube zugeführt, so müssen sie mit der Gülle zu einem pumpfähigen Gemisch aufbereitet werden.
  • Die Vorgrube zum Sammeln des eingesetzten Substrats.
  • Die Hygienisierung Werden Kofermente wie z.B. Bioabfälle, Speiseabfälle und weitere organische Reststoffe eingesetzt oder stammt die Gülle von verschiedenen Höfen, ist eine Hygienisierung oder Drucksterilisation notwendig.
  • Der Fermenter (Gärbehälter) bildet das Kernstück der Biogasanlage. In ihm findet der Biogasprozess statt. Der Fermenter wird aus der Vorgrube mit Gärsubstrat beschickt, ist beheizt und mit einem Durchmischungssystem sowie einer Gasentnahmevorrichtung ausgestattet.
  • Der Gasspeicher: Um Schwankungen bei der Biogaserzeugung auszugleichen, wird das in dem Fermenter erzeugte Biogas in einem Gasspeicher zwischengespeichert, bevor es im BHKW genutzt wird.
  • Das Gärrestlager zur Lagerung des ausgegasten Substrats bis zur Ausbringung.
  • Die Gasaufbereitung zur Entschwefelung und Entwässerung des Biogases.
  • Das Blockheizkraftwerk (BHKW) zur energetischen Verwertung des produzierten Gases. Es besteht aus einem Verbrennungsmotor, Wärmetauschersystem und Generator.
  • Sonstige technische Einrichtungen zur Einspeisung der produzierten Wärme an die Abnehmer sowie des erzeugten Stroms ins öffentliche Versorgungsnetz.

Biogasnutzung

Biogas wird hauptsächlich in BHKW zur effizienten Wärme- und Stromproduktion genutzt. Darüber hinaus bestehen weitere Nutzungsmöglichkeiten als Treibstoff oder nach entsprechender Aufbereitung durch direkte Einspeisung ins Erdgasnetz. Die produzierte Wärme dient zum Teil dazu, die für den Biogasprozess notwendige Wärme bereitzustellen. Mit der verbleibenden Wärme werden Gebäude beheizt, erfolgt die Trocknung von landwirtschaftlichen Produkten (u. a. Getreide) oder anderen externen Abnehmern (z. B. Gärtnereien und Schwimmbäder) versorgt. Der Strom wird i. d. R. in das öffentliche Versorgungsnetz eingespeist.

Quelle: „Biogas ernten“, http://www.biomasse-sh.de/downloads.html,
Innovationsstiftung Schleswig-Holstein, Lorentzendamm 24, 24103 Kiel,