Biogasanlage

Definition

Biogasanlagen lassen sich grob in zwei verschiedene Typen einteilen[1], den landwirtschaftlichen Anlagen und den nicht-landwirtschaftlichen Anlagen. In den landwirtschaftlichen Anlagen werden meist tierische Exkremente (Gülle, Festmist) und Energiepflanzen als Substrat eingesetzt. In nicht-landwirtschaftlichen Anlagen stammt das Substrat aus der Biotonne bzw. anderen Quellen. Eine andere Quelle wären z.B. Kläranlagen, wobei diese oft genug selbst ein Blockheizkraftwerk betreiben um den enormen Energiebedarf ihrer Anlagen zu decken.

Das Endziel solcher Anlagen ist das Biogas, das in einem Blockheizkraftwerk zur Strom und Wärmeerzeugung genutzt wird.

Um den Ressourcenhunger einer Biogasanlage zu stillen, ist es nötig das mehrere landwirtschaftliche Betriebe zusammenarbeiten, um eine optimale Auslastung zu erzielen. Weiterhin können dadurch die Kosten geteilt und die Auslastung der Anlage verbessert werden.

Aufbau

Der Aufbau einer Biogasanlage unterscheidet sich von Hersteller zu Hersteller, doch bleiben einige Dinge gleich. Die in der nachfolgenden Grafik aufgezeigte Anlage ist eine zweistufige Anlage[2].

Umsetzung

Eine Biogasanlage verabeitet Substrate und erzeugt aus diesen Biogas, bezugnehmend auf die oben abgebildete Darstellung, wären dies Mist / Gülle und Nachwachsende Rohstoffe. Diese werden Substrate genannt und werden unter anaeroben Bedingungen (ohne Sauerstoff) sowie durch Einsatz von Mikroorganismen vergärt[1].

Die Mikroorganismen nutzen die eingesetzte Biomasse als Nährstoff- und Energielieferanten. Jedoch können sie bei der anaeroben Kompostierung nur einen geringen Teil der enthaltenen Energie nutzen. Die nicht nutzbare Energie findet sich dann im “Abfallprodukt” Methan wieder, daher müssen die Organismen relativ große Mengen Substrat umsetzen, um ihren Energiebedarf decken zu können. Hauptprodukte des anaeroben Abbaus sind das energiereiche Methan (CH4) und Kohlendioxid (CO2)[3].

Dadurch das die beiden Hauptprodukte gasförmig sind, trennen sie sich vom Substrat und sind dadurch Hauptbestandteile des eigentlichen Produktes, dem Biogas. Bevor das Biogas in einem Blockheizkraftwerk verwendet werden kann, wird es noch entschwefelt.

Bei der Verbrennung von Biogas, entsteht nicht nur Energie sondern auch Wärme. Die Energie kann dafür benutzt werden, den eigenen Energiebedarf zu decken (z.B. Privathaushalt, Ställe usw.) oder in das öffentliche Netz eingespeist werden. Die Wärme wird verwendet um im Fermenter und im Nachgärer eine konstant hohe Temperatur (40º-42º) zu halten, da bei dieser Temperatur die Mikroorganismen am besten das Substrat vergären können. Die Restwärme kann nun im Eigenbedarf verwendet werden oder ins Netz gespeist werden.

Beispiel

Biogasanlage der BSR am Standort Ruhleben[4], die sich derzeit noch im Aufbau befindet.

Als Grund für den Bau dieser Anlage nennt die BSR, das im Jahr 2009 zirka 59000t Bioabfall in den BIOGUT-Tonnen der BSR gelandet waren. Diese Menge veranlasste die BSR zum Umdenken, also den Abfall nicht nur zu kompostieren, sondern auch energetisch zu nutzen.

Deshalb wird am Standort Ruhleben eine Fermentierungsanlage mit einer Kapazität von 60.000 t errichtet, die nach dem Prinzip des Trockenvergärungsverfahrens arbeitet. Dabei setzen Mikroorganismen aus dem Biogut Biogas frei. Diese Methode eignet sich optimal für Bioabfälle mit einem Wassergehalt von 60 bis 80 Prozent, wie er vorwiegend in den Küchenresten der Berliner Haushalte vorkommt.

Nach entsprechender Aufbereitung erfüllt das Produkt auch die hohen Anforderungen der GASAG und kann ins Stadtgasnetz eingespeist werden, so dass an BSR-eigenen Gastankstellen auch die Gas betriebenen Müllfahrzeuge betankt werden können.

Pro Jahr wird die Biogasanlage aus dem anfallenden BIOGUT etwa 2.000 Tonnen Erdgas produzieren. Das spart etwa 2,5 Millionen Liter Diesel. Vor diesem Hintergrund soll die Anzahl der Gasfahrzeuge in den nächsten Jahren auf bis zu 150 aufgestockt werden.

Eine solche Anlage im Stadtgebiet, muss natürlich auch andere Standards erfüllen. Die Geruchsemissionen müssen entsprechend gering gehalten werden.