Biogasanlagen bestehen grundsätzlich aus mindestens einem Fermenter, welcher organische Materialien wie z.B. Mist, Gülle oder Pflanzenreste aufnimmt und in seinem untern Teil fermentieren lässt. Zudem ist auch ein Rührwerk vorhanden, welches die Gärung immer in Bewegung hält. Im oberen Teil befindet sich ein durch das kegelförmige Dach ermöglichter Gasspeicher. Von diesem Speicher wird das Biogasgemisch dann abgelassen und weiterverwertet. Zudem kann von einem Gärproduktlager der Gärrest später als Biodünger abgepumpt werden.

Biogasanlagen wandeln organische Substanzen in Biogas um und in Fermentern wird ein kontrollierter Vergärungsprozess durchgeführt. Das entstandene Gasgemisch besteht zu ca. 60% aus Methangas und kann entweder direkt in das Erdgasnetz eingespeist werden oder in z.B. einem Blockheizkraftwerk zu elektrischer Energie umgewandelt werden. Der zurückbleibende Gärrest bleibt bei der Verstoffwechselung durch die Methanbakterien übrig und kann als Naturdünger vollständig weiterverwendet werden. Das Verfahren besteht grundsätzlich aus 4 Phasen, welche aber nicht direkt trennbar sind und somit alle gleichzeitig durchgeführt werden.

Der Prozess:

Hydrolyse:
Die Ausgangsstoffe (Fette, Kohlenhydrate und Eiweiße) werden durch Enzyme (wie Amylasen, Proteasen und Lipasen) in ihre chemischen Bestandteile (wie Fettsäure, Einfachzucker, Mehrfachzucker und Aminosäuren) zerlegt.

Acidogenese:
Es erfolgt die Verstoffwechselung der gelösten Stoffe zu organischen Säuren durch säurebildende Mikroorganismen.

Acetogenese:
Diese Stoffe werden nun in Wasserstoff, Kohlenstoff und Essigsäure zersetzt; die „Vorreiterstoffe“ von Biogas.

Methanogenese:
In der letzten Phase wird unter Luftausschluss (anaerob) durch Methanbakterien zuerst Essigsäure zu Kohlenstoffdioxid, Wasserstoff und Methan und dann aus Kohlenstoffdioxid und Wasserstoff – Wasser und Methan umgewandelt. Nachdem wird das Biogas dann noch entschwefelt, gereinigt und aufbereitet.

Regionale Anwendung

In Deutschland und hier im Erzgebirge werden Biogasanlagen hauptsächlich von Bauern genutzt. Sie können so ihre Abfälle direkt wieder in Strom und Dünger umwandeln. Schon eine Kuh kann bis zu 35 m³ Gülle bzw. max. 700 m³ Biogas im Jahr erzeugen. Auf diese Weise sind sie beinahe in der Lage ihre Abfälle wie Gülle, etc. umgehend wieder in verbrauchbare Energie umzuwandeln. Zudem haben wir erst kürzlich eine Biogasanlage in Hilmersdorf, nur ein paar Kilometer von unserer Schule entfernt, besichtigt. Sie wird von der „Bauernland Agrar AG“ betrieben.

Bildquellen:

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Biogas Plant