Biogasanlage

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Eine Biogasanlage dient zur Erzeugung von Strom, Wärme und Dünger aus Biomasse.

Inhaltsverzeichnis

1 Funktionsweise
2 Vor- und Nachteile
- 2.1 Vorteile
- 2.2 Nachteile
3 Literatur
4 Weblinks
5 Siehe auch

Funktionsweise

Fließbild einer Biogasanlage

Es werden verschiedene Rohstoffe, z.B. Bioabfall, Gülle, Klärschlamm, Fette oder Pflanzen in einen luftdicht verschlossenen Fermenter eingebracht. Dort entsteht durch anaerobe Gär- oder Fäulnisprozesse das Biogas, das je nach Ausgangsstoff aus 40-75 % Methan, 25-55 % Kohlendioxid, bis zu 10 % Wasserdampf sowie darüber hinaus aus geringen Anteilen Stickstoff, Sauerstoff, Wasserstoff, Ammoniak und Schwefelwasserstoff besteht.

Derzeit wird Biogas vor allem zur dezentralen gekoppelten Strom- und Wärmeerzeugung in Blockheizkraftwerken genutzt (Kraft-Wärme-Kopplung). Dazu wird das Gasgemisch getrocknet(der Wasseranteil im Biogas wird reduziert), durch Einblasen einer kleinen Menge Frischluft entschwefelt und dann einem Verbrennungsmotor zugeführt, der einen Generator antreibt. Der so produzierte Strom wird ins Netz eingespeist. Die im Abgas und Motorkühlwasser enthaltene Wärme wird in Wärmeübertragern zurückgewonnen. Ein Teil der Wärme wird benötigt, die Fermenter zu beheizen. Die in Frage kommenden Bakterienstämme, die die Biomasse abbauen, arbeiten am besten in einem Temperaturbereich von entweder 37 (mesophil) oder 55 °C (thermophil). Überschüssige Wärme des Motors kann zur Beheizung von Gebäuden oder zum Trocknen der Ernte (Getreide) verwendet werden. Besonders effektiv arbeitet die Anlage, wenn die überschüssige Wärme ganzjährig genutzt wird.

In mehreren Projekten wird das Biogas inzwischen aufbereitet und ins Erdgasnetz eingespeist. Damit werden Biogasanlagen auch an Standorten ohne Wärmeabnehmer sinnvoll. Aufbereitetes Biogas kann ebenso als Treibstoff für gasbetriebene Fahrzeuge eingesetzt werden.

Die vergorenen Rohstoffe werden als landwirtschaftliche Düngemittel verwendet. Sie sind chemisch weit weniger aggressiv als Rohgülle, die Stickstoffverfügbarkeit ist besser und der Geruch weniger intensiv.

Vor- und Nachteile

Eine Biogasanlage in Neuhaus (Oste)

Biogasanlagen sind neben Wasserkraftwerken, Solaranlagen, Biomasseheiz(-kraft-)werken und Windenergieanlagen wichtige Erzeuger von Strom und Wärme aus erneuerbaren Energien. Jedoch haben sie auch einige Nachteile. Hier eine Aufstellung der Vor- und Nachteile:

Vorteile

Nutzung von erneuerbaren, nachwachsenden, örtlich verfügbaren Rohstoffen
CO₂-neutrale Energieerzeugung
Dezentrale Versorgung - entbehrt Überlandleitungen über große Entfernungen
Steuerbare Leistung - Anpassung an den Bedarf
Grundlastfähig / kann Regelenergie bereitstellen
Verbesserte Düngerqualität im Gegensatz zu Rohgülle:

- verringerte Geruchsintensität und Ätzwirkung bei der Ausbringung

- die Pflanzen können den Nährstoffgehalt besser und schneller ausnutzen als bei Rohgülle

Gereinigtes Methan kann als Treibstoff für diverse Fahrzeuge verwendet werden.

Nachteile

Biogasanlage mit 240 Kilowatt Leistung auf einem Bauernhof in Niederbrechen, Hessen, Baujahr 2004

Hohe Kosten durch großen Investitionsaufwand
Bei Vergärung von proteinhaltigen Stoffen mögliche Geruchsbelästigung durch Schwefelverbindungen, Schwefelwasserstoff ist hochgiftig.
Methan hat einen 23-mal so hohen gewichtsbezogenen Treibhauseffekt wie Kohlendioxid; daher sind nur gasdichte Anlagen klimafreundlich.
Für die Ausbringung des Endsubstrates müssen genügend Flächen zur Verfügung stehen.
In den Wintermonaten darf keine Gülle ausgebracht werden, für diese Zeit muss die Gülle gelagert werden (das gleiche gilt aber auch für unvergorene Gülle).
Es muss verhindert werden, dass Gülle von Tieren, die mit Antibiotika behandelt worden sind, in zu hoher Konzentration in den Faulbehälter gelangt.
Der gezielte Anbau von Energiepflanzen kann ökologische Probleme nach sich ziehen (Monokulturen, intensive Landwirtschaft).

Literatur

Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V. (FNR): Handreichung Biogasgewinnung und -nutzung, ISBN 3-00-014333-5

Umfassendes, aktuelles 233-Seiten Literaturwerk zum Thema Biogas und (landwirtschaftliche) Biogasanlagen. Die Handreichung kann kostenlos von der FNR bezogen werden.

Bayerisches Staatsministerium für Umwelt, Gesundheit und Verbraucherschutz (StMUGV): Biogas Handbuch Bayern. München, 15. November 2004. [1]

Die kostenlose Broschüre (50 Seiten) enthält Grundlagen und Techniken zur Biogasgewinnung sowie Informationen zu Genehmigungsverfahren. Der 500-seitige Materialband kann unter der Web-Adresse [2] heruntergeladen werden.

Weblinks

www.fnr-server.de - Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V. (FNR), viel kostenloses Material/Literatur zu Biogas
www.biogas.org - der Deutsche Fachverband Biogas e.V.
www.bayern.de - Biogashandbuch Bayern - Materialienband
www.bioenergiedorf.info - Anwendungsbeispiel einer Biogasanlage: Im Bioenergiedorf wird mit einer Biogasanlage ein ganzes Dorf mit Strom und Wärme versorgt.
[3] - Englischer Text zum Bau einer 3qm-Biogasanlage
Biomasse-Verein Freiberg/Sachsen Landwirtschaftliche Biogasanlagen - Anlagenbeispiele und ausgewählte Leistungskennzahlen
www.biogas-netzeinspeisung.at - Biogas-Netzeinspeisung: technische, rechtliche und wirtschaftliche Informationen
Eine kleine Biogasanlage in den Philippinen