Biogasanlagen: Funktion, Aufbau und Nutzen für die Energiegewinnung

Das Industriezeitalter und der damit verbundene Rohstoffhunger hat unseren blauen Planeten stark belastet. Das Klimageschehen ändert sich dramatisch in eine negative Richtung und fossile Rohstoffe werden bald nur noch Mangelware sein. Um einen Ersatz für fossile Energieträger zu finden und das Klima so wenig wie möglich zu belasten, werden Biogasanlagen immer populärer. 

Die Energie aus Biomasse bietet den Vorteil, dass die Produktion CO2-neutral ist und keinen jahreszeitlichen Schwankungen unterliegt. Ein weiterer Vorteil von Biogas liegt darin, dass es zur gleichzeitigen Erzeugung von Strom und Wärme, als Kraftstoff sowie Erdgassubstitut verwendet werden kann. Außerdem bieten die pflanzlichen Rohstoffe eine nachhaltige Erzeugung und Verwendung, die zukünftige Generationen nicht gefährdet.

Biogasanlagen: Wissenswertes!

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Aufbau und Funktion von Biogasanlagen

  1. Verfahren
  2. Bei der Biogasgewinnung existieren verschiedenste Anlagenkonzepte. Diese können anhand des Gehalts an Trockensubstanz (TS), der Art der Beschickung oder der Anzahl der Prozessphasen unterschieden werden. Je nach TS-Gehalt wird zwischen Nass- und Trockenvergärung unterschieden, die Abgrenzung ist jedoch nicht eindeutig. Der Großteil der landwirtschaftlichen Biogasanlagen funktioniert via Nassfermentation, was bedeutet, dass der TS-Gehalt unter 15 Prozent liegt. 
  3. Anlagentechnik und Funktion
  4. Beim Aufbau von Biogasanlagen können zumeist die Komponenten Vorgrube, Faulbehälter und Gärrückstandslager unterschieden werden. Je nach Art der Anlage kommen noch Annahmebunker, Zerkleinerung, Störstoffabsonderung und Hygienisierung als Teil der Anlage in Frage. Für das Gas und dessen Weiterverarbeitung werden Gasspeicher, Gasreinigung und ein Blockheizkraftwerk, bzw. eine Gasaufbereitungsanlage benötigt. Die Vorgrube ist ein Zwischenlager für Gülle und weitere Stoffe und kann zusätzlich weitere Funktionen, wie etwa Zerkleinern, Verdünnen oder Mischen, erfüllen. Der Faulbehälter ist die Hauptkomponente einer Biogasanlage und bezieht die Gärsubstrate aus der Vorgrube. Es existieren verschiedenste Formen für den Behälter, das Entscheidende ist, dass er wasser- und gasdicht sowie lichtundurchlässig ist. Im Behälter ist meist eine Rührvorrichtung installiert, die das Entweichen des Gases erleichtert. Eine Heizeinheit hält die Prozesstemperatur aufrecht und wird meistens mit der Abwärme des Blockheizkraftwerkes (BHKW) betrieben. Die Dimension des Gärrückstandslagers richtet sich nach den erforderlichen Lagerzeiten, um eine umweltgerechte Verwertung der Gülle zu gewährleisten. Diese Restsubstrate werden in der Regel wieder als Dünger verwendet, was zu einem geschlossenen Kreislauf führt. Das entstandene Rohbiogas muss vor der Verwertung gereinigt und entschwefelt werden. Vor dem Einspeisen in das Erdgasnetz müssen verschiedene Parameter, wie etwa der Methangehalt, auf Erdgasqualität gebracht werden. 

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Nutzen von Biogasanlagen

Für Biogas existieren eine Vielzahl an Nutzungsmöglichkeiten, darunter:
  • dezentrale Strom- und Wärmeproduktion
Durch die höheren Investitionskosten einer Gaseinspeisung wird der größte Teil des in Deutschland produzierten Biogases direkt am Produktionsort verstromt. Strom und Wärme werden mit Blockheizkraftwerken erzeugt und eingespeist. 
  • Verteilung über Wärmenetze
  • Einspeisung in das Gasnetz
Durch den höheren Aufwand der Gasaufbereitung und höheren Investitionskosten eignet sich die Einspeisung in das Erdgasnetz vor allem für große Biogasanlagen. Allerdings kann dieses Gas für dieselben vielfältigen Zwecke wie das Erdgas eingesetzt werden.
  • Nutzung als Kraftstoff

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Vor- und Nachteile von Biogasanlagen

Bei der Produktion von Biogas aus Biomasse sind folgende Vor- und Nachteile aufzuzeigen:

Vorteile

  • vielseitige Nutzungsmöglichkeiten des produzierten Gases
  • Umweltentlastung (Vermeidung von CO2-Emissionen)
  • Verwertung von biologischem Abfall
  • Unabhängigkeit von Energieimporten
  • Stärkung des ländlichen Raumes durch dezentrale Energiebereitstellung
  • Fördermöglichkeiten
  • Schaffung neuer Jobs

Nachteile

  • hohe Investitionskosten
  • aufwendige Mess- und Regeltechnik notwendig
  • strenge Vorschriften für Gärreste
  • Wirtschaftlichkeit nicht immer gewährleistet
  • Gaseinspeisung ist mit höheren Kosten und mehr Aufwand verbunden

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Fazit

Zusammenfassend kann die Erzeugung von Biogas als gute Möglichkeit der Erzeugung von Bioenergie gesehen werden. Insgesamt überwiegen die Vorteile solcher Anlagen und die Optimierung der Anlagentechnik wird zukünftig auch die Wirtschaftlichkeit erhöhen. 

3 Meinungen

  1. Nachteile: – Hohes Verkehrsaufkommen- Gefährdung der Gunsindheit duch keinem und Bakterien aus der Alnage (Boutulismus)- Keine positive Umweltbilanz- Anbau von Monokulturen (Mais) – Steigerung der Nitratbelastung des Grundwasser (Hohe Düngung bei Mais.)- Umbruch von naturbelassensen Flächen – Umbruch von Mooren (Steigerung der CO2 Belastung) – Hohe Unfallhäufigkeit in den Anlagen (Insbesonder Grundwasser- und Brunnengefährdung)

  2. Es muss im wesentlichen zwischen Trocken und Nassvergärungsanlagen unterschieden werden.Kontinuierliche Trockenvergärungsanlagen konzentrieren sich hauptsächlich auf die Verwertung von BIOMÜLL und “nicht” auf NAWAROS.Nawaros (Nachwachsende Rochstoffe wie Mais) werden hauptsächlich in landwirtschaftlichen Anlagen eingesetzt.Deshalb sollte man auch Vor und Nachteile niemals auf “allgemein Biogasanlagen” beziehen sondern stark differenzieren.

  3. Sehe auch die Unterscheidung einer Standard Biogasanlage die Substrate brauch zb. Mais, Grünschnitt oder CCM, GPS, sonstiges.Zu einer Gülle – Biogasanlage dann sind es halt keine 150 oder 250 kw sondern nur so viel wie die Gülle an Energie liefert. Geht bei 100 GVE mit 20 kw los je nach TS Gehalt der Gülle auch mehr Leistung. Also was man am Hof hat. Denn die anderen Anlagen bekommen Probleme mit den Kosten für die Transporte und steigenden Pachtpreisen und höhere Mais – Preise.Persönlich sehe ich es Problematisch Lebensmittel für Energie Produktion zu verwenden! Das in einer Zeit in der es auf der Welt immer noch Regionen mit Lebensmittelversorgung gibt.mit sonnigen Grüßen aus Bayern München Olching Sepp

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