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Biogas-Anlagen auf Bauernhöfen - Wie funktioniert das?

1.0 Was ist eine ''Biogas-Anlage'' überhaupt?

Biogas-Anlage nähe Wremen

Eine Biogas-Anlage dient der Erzeugung von Biogas, welches unter anderem aus Methan, Sauerstoff, Stickstoff, Kohlenstoffdioxid und weitere Gase besteht. Dies funktioniert durch Vergärung von Biomasse. In landwirtschaftlichen Biogasanlagen werden meist tierische Exkremente (Gülle, Festmist) und Energiepflanzen als Substrat eingesetzt. Als Substrat ist in diesem Fall die Grundlage, aus welchem das Biogas entstehen, gemeint. In nicht-landwirtschaftlichen Anlagen wird Material aus der Biotonne verwendet oder Abfallprodukte aus der Lebensmittelproduktion. Als Nebenprodukt wird ein als Gärrest bezeichneter Dünger produziert. Bei den meisten Biogasanlagen wird das entstandene Gas vor Ort in einem Blockheizkraftwerk (BHKW) zur Strom- und Wärmeerzeugung genutzt. Andere Biogasanlagen bereiten das gewonnene Gas zu Biomethan auf und speisen es ins Erdgasnetz ein.

2.1 Funktionsweise einer solchen Anlage

Der Gärprozess in Biogasanlagen findet in luftdichten, wärmeisolierten und beheizten Gärbehältern – den sogenannten Fermentern - statt. Diese werden regelmäßig mit frischer Biomasse „gefüttert“.

Die im Fermenter befindlichen Bakterien (wie zum Beispiel: Methanopyri, Methanococci, Aspergillus, usw.) wandeln die Biomasse zu Biogas und dem Gärprodukt um.

Bei der Ausgestaltung von Biogasanlagen gibt es eine Vielzahl unterschiedlicher Systeme, Techniken und Funktionsweisen.

Grundprinzip einer Biogas-Anlage

2.2 Die Funktionsweise einer Biogas-Anlage unter der Lupe

In einer Biogasanlage werden die Substrate unter Ausschluss von Sauerstoff durch Bakterien abgebaut.

• Zuerst werden in der Vorgrube die Substrate durchmischt. Danach werden diese in einen Behälter gepumpt, den sogenannten Fermenter.
• Zeitgleich wird der Mais durch einen Feststoffdosierer zerkleinert und ebenfalls in den Fermenter gepumpt.
• Im Fermenter beginnt dann die Gärung. Die Gärung findet gut ohne Sauerstoff statt. Bedinungen dafür sind zudem die konstante Temperatur und der pH-Wert. Es wird nun weiterhin alles gut vermischt, damit die Bakterien immer ausreichend Nährstoffe bekommen. So wird das Gas leicht abgegeben.
• Im Nachgär-Behälter geschehen die gleichen Schritte. Jedoch wird dort weniger Biogas produziert, da das Substrat durch den Fermenter schon energieärmer ist.
• Im nächsten Schritt wird das verbliebene unvergorene Substrat im Gärrestlager weiter vergoren. So wird auch der letzte Rest verbraucht und unangenehme Gerüche werden vermieden.
• Ist das Biogas aus dem Substrat entwichen, bleibt ein Gärrest im Gärrestlager zurück. Dieser wird als Dünger für die Landwirtschaft verwendet.
• Das Biogas wird in einem Gasspeicher abgespeichert. Von dort aus wird das Biogas für Strom und Wärme verwendet. Einem Motor, der Biogas verbrennt, wird in regelmäßigen Abständen Gas zugeführt. Dieser Motor treibt dann einen Generator an, der Strom erzeugt. Dieser Strom wird dann in das Stromnetz übertragen.
  

3.0 Daten

•Wie viel Substrat wird benötigt?

Also so genau kann man das nicht sagen, aber was man sagen kann, ist: „Mehr Substrat–>Mehr Gas!“ Es kommt auch immer darauf an ob es sich um Einzelanlagen (meist von Bauernhöfen), oder Großanlagen (meist von Biogas Firmen) handelt.

Großanlage

•Wie viel Strom wird im Schnitt bei den Neu-Anlagen produziert?

Genau wie bei der Menge des Substrats, kann man auch hier die Menge nicht so ganz bestimmen. Die neuen Großanlagen produzieren ungefähr 415 kW.

•Wie viel Prozent unseres Stroms „bestehen“ aus „Biogas-Strom“?

Im Moment sind ca. 38,5% unseres Stroms aus erneuerbare Energien. Davon sind 8,7% aus Biomasse. Wissenschaftler gehen davon aus das wir in den nächsten Jahren das Stromnetz schon zu 50% mit aus erneuerbaren Energien gewonnenen Strom speisen werden.