Biogas
Biogas entsteht in der Natur, wenn eine Vielzahl von Bakterien unter Luftabschluss organische Masse abbauen. Die bekanntesten Beispiele dafür sind Sümpfe, Reisfelder oder die Verdauung von Wiederkäuern.
Diesen natürlichen Prozess nutzt man in modernen Biogasanlagen. Wurden früher die meisten Biogasanlagen mit Gülle und Abfällen betrieben, so liegt heute der Schwerpunkt in der Vergärung von landwirtschaftlichen Substraten wie Mais- oder Grassilage.
Was ist Biogas?
Biogas ist ein Gemisch aus 50-70 % Methan, Kohlendioxid und einigen Spurengasen wie H2S oder Wasserstoff. Der Heizwert von Biogas liegt bei 5-7 kWh pro m³ (Erdgas: ca. 10 kWh/m³)
Unter Luftabschluss, Dunkelheit, einer Temperatur von ca. 40°C bzw. 55°C und neutralem bis leicht alkalischem pH-Wert wird organische Masse von verschiedenen Bakterien zu Biogas abgebaut.
Eine Biogasanlage besteht im wesentlichen aus folgenden Teilen:
Substratlager
Fahrsilos bzw. Güllelager, in denen das zu vergärende Material gelagert wird.
Einbringsystem
Feste Substrate werden mit Feststoffdosiereinrichtungen in den Fermenter eingebracht, dies geschieht über Schnecken oder Presskolben. Gülle und flüssige Substrate werden in Vorgruben geleitet und mittels Pumpen in den Fermenter eingebracht. Der Biogasprozess ist dem Verdauungssystem von Wiederkäuern sehr ähnlich, die Anlage muss deshalb wie eine Kuh regelmäßig "gefüttert" werden.
Fermenter
In diesen Gärbehältern passiert der mikrobielle Abbau von organischer Masse. Die wärmeisolierten Behälter aus Beton oder Stahl müssen auf die gewünschte Temperatur aufgeheizt und regelmäßig durchmischt werden, damit ein optimaler Abbau gewährleistet werden kann. Vom Fermenter gelangt das vergorene Substrat laufend in einen Nachgärbehälter oder direkt in das Endlager, somit wird ein kontinuierlicher Betrieb mit konstanter Gasproduktion erreicht.
Pump- und Rührtechnik
Rührwerke durchmischen das Substrat in den Fermentern. Dadurch werden organisches Material und Bakterien gleichmäßig im Fermenter verteilt und es bilden sich keine Sink- oder Schwimmschichten. Pumpen sorgen für den Transport von Substrat oder der ausgegorenen Biogasgülle.
Endlager
Im Endlager wird die ausgegorene Gülle gelagert, bis sie auf die landwirtschaftlichen Flächen wieder ausgebracht wird. Diese Gülle ist geruchsarm und ein wertvoller Dünger, durch das Ausbringen der Gülle auf die eingesetzten Flächen wird ein geschlossener Kreislauf erreicht. Das Endlager muss eine Kapazität von mindestens 6 Monaten aufweisen.
Gasspeicher und Gasverwertung
Das entstandene Biogas wird in Gassäcken oder in Folienkuppeln zwischengespeichert und dann in einem Blockheizkraftwerk verwertet. Dieses erzeugt Strom zur Einspeisung in das öffentliche Stromnetz und Wärme.
Das Gas kann nach entsprechender Aufbereitung (entfernen von Kohlendioxid und Spurengasen) auch in das Erdgasnetz eingespeist oder als Kraftstoff verwendet werden.
Substrate
Biogas kann aus einer Vielzahl von Substraten erzeugt werden:
Aus biogenen Abfällen, Gülle oder nachwachsenden Rohstoffen wie Mais, Gras oder Getreide.
Stand der Biogasnutzung und Aussichten
Derzeit sind in Oberösterreich ca. 70 Biogasanlagen mit einer elektrischen Gesamtleistung von ca. 12.000 kW in Betrieb. Etwa 28.000 Haushalte können mit Strom versorgt werden. Die anfallende Abwärme reicht umgerechnet aus, um ca. 4.600 Haushalte zu versorgen.
Eine Nebenrolle spielt derzeit noch die Aufbereitung des Biogases zu Erdgasqualität. Biogas kann eine nicht unwesentliche Rolle als Erdgasersatz und Treibstoff spielen.
Aus einem Hektar (100 m x 100 m) Silomais entsteht Biogas mit einem Brennwert von etwa 60.000 kWh. Das entspricht 6.000 Litern Heizöl. Im BHKW werden daraus etwa 39 % (23.000 kWh) der im Gas enthaltenen Energie zu Strom, der Rest zu Wärme umgewandelt. Mit diesem Strom fährt ein Elektroauto über 100.000 km (ca. 20 kWh/100 km) oder umgerechnet zweieinhalb mal um die Erde.
Oder es können auch mehr als 6 Haushalte ein Jahr mit Strom versorgt werden. Die Gülle von drei Kühen reicht ebenfalls für einen Haushalt. Wenn man dies bedenkt wird deutlich, welches Potenzial im Energieträger Biogas steckt.
