Die Biogaserzeugung
Landwirtschaftliche Biogasanlagen werden in der Regel als Durchflussanlagen betrieben. Kernstück einer solchen Anlage ist der Fermenter, in dem die zugeführten Stoffe von Bakterien abgebaut und zu Biogas umgewandelt werden. Als Ausgangsmaterial wird dem Fermenter Gülle aus den Tierställen zugeführt.
In Deutschland überwiegt der Anteil an Rindergülle, aber auch Schweine- und Geflügelgülle kommen zum Einsatz.
Um die Gasausbeute zu steigern, müssen dem Gärprozess weitere, energiereiche Stoffe, wie nachwachsende Rohstoffe oder Abfälle aus der Lebensmittelindustrie, zugegeben werden. Der Fermenter wird mehrmals täglich, möglichst mit frischem Substrat beschickt. Mit jeder Zugabe wird eine entsprechende Menge ausgefaulten Substrats verdrängt. Dieses fließt durch einen Überlauf entweder in den Nachgärbehälter oder in ein Endlager. Der Fermenter bleibt dadurch immer auf dem gleichen Füllstand. Um den Gärprozeß in Gang zuhalten wird der Fermenter auf etwa 35 °C bis 50 °C beheizt. Hierzu wird ein Teil der im BHKW erzeugten Abwärme genutzt. Das Biogas tritt, auch unterstützt durch das Rühren aus dem Gärsubstrat, aus und wird in einem Gasspeicher aufgefangen.
Das ausgefaulte und vergorene Substrat einschließlich der Gülle kann anschließend auf landwirtschaftlichen Flächen als wertvoller Dünger ausgebracht werden. Die ausgegorene Gülle hat den weiteren Vorteil, dass sie weitgehend geruchlos ist. Das entstehende Gas besteht zu ca. 50 bis 75 % aus Methan, zu 25 bis 40 % aus Kohlendioxid sowie aus geringen Mengen Wasser und Spurengasen. Der Heizwert liegt bei ca. 6 kWh (Erdgas ca. 11 kWh) je m³ Gas.
Was geschieht mit dem gewonnenen Biogas?
Das entschwefelte und gereinigte Biogas lässt sich ähnlich dem Erdgas vielseitig nutzen. Das in ihm enthaltene Methan muss einen Mindestgehalt von 45 % haben und wird einem Gas-Otto-Motor zugeführt. Dieser treibt einen Generator zur Stromerzeugung an. Durch diese Kraft-Wärme-Kopplung in Blockheizkraftwerken kann die Motorabwärme aus der Kühlung zur Beheizung des Faulbehälters, zur Beheizung des landwirtschaftlichen Betriebes, zur Trocknung von Getreide sowie zur Beheizung von Treibhäusern, Wohngebäuden und dergleichen verwendet werden.Die elektrisch erzeugte Leistung beträgt zwischen 100 kW und 1 MW bei einem elektrischen Wirkungsgrad von 35 bis 40 %.
Grundsätzlich eignet sich Biogas auch als Energieträger für Brennstoffzellen. Die entsprechenden Entwicklungen befinden sich jedoch noch im Anfangsstadium.