Aufbau und Funktion einer Biogasanlage

Der Aufbau der Biogasanlage

In einer Biogasanlage wird durch einen Vergärungsprozess aus landwirtschaftlichen Abfallprodukten Biogas hergestellt. Der komplexe Vorgang wird durch verschiedene Faktoren wie die Wahl des Ausgangsstoffes oder die Regulierung der Temperatur beeinflusst.

Die Biogasanlage besteht im Wesentlichen aus einer Vorgrube, ggf. einer Feststoffeinbringung, einem Faulbehälter (Fermenter), einem Gastank, einem Gärrückstandslager und einem Blockheizkraftwerk (BHKW). Man unterscheidet zwei verschiedene Biogasanlagen:

1. Durchflussanlage
   Bei diesen Anlagen wird kontinuierlich Gülle zu- und abgeführt. Der Substratstrom muss so reguliert werden, dass die frisch eingefüllte Gülle möglichst lange im Fermenter verweilen kann.
2. Speicheranlage
   Hier wird das Biogassubstrat in einen Lagerbehälter gefüllt, der isoliert und mit einer Heizung ausgestattet ist. Dadurch wird der Lagerbehälter selbst zum Fermenter.

Anzeige

(Klicken Sie auf die Anzeige für weitere Informationen.)

Über die Funktionsweise einer Biogasanlage zur Biogasgewinnung

Unter anaeroben Bedingungen wird Biomasse in der Biogasanlage vergoren und in Biogas umgewandelt. Die Ausgangsstoffe können dabei ganz unterschiedlich sein:

• Wirtschaftsdünger (Gülle, Mist)
• Klärschlamm
• Mais
• Speisereste
• Pflanzen & Pflanzenteile
• Gezielt angebaute Energiepflanzen

Diese Substrate werden mithilfe von Bakterien unter Luftabschluss vergärt. Es entsteht ein Biogas mit einem Methangehalt von 50-55%.

Hinweis zur Explosionsgefahr

Da das Biogas zu einem großen Teil aus dem schnell entflammbaren Methan besteht, müssen in der Biogasanlag höchste Sicherheitsvorkehrungen gelten. Der Gesetzgeber schreibt eine Vielzahl an Regeln vor, die in einer Biogasanlage dem Explosionsschutz dienen sollen.

Die Biogasanlage Funktion im Detail erklärt

1. Füllen des Fermenters
   Die organischen Stoffe wie Trockenmasse sowie Flüssigmasse werden in den Fermenter eingefüllt. Dieser Muss luftdicht abgeschlossen sein, damit es zu einem Gärprozess kommt.

2. Zusatz von Mikroorganismen
   Spezielle Mikroorganismen setzen den Gärprozess in Gang. Die Zuführung von Wärme ist entscheidend, damit die Bakterienstämme arbeiten können. Für den Betrieb von Biogasanlagen werden meistens sogenannte mesophile Bakterienstämme eingesetzt, die eine Temperatur von ca. 35°C benötigen.
3. Umwälzprozesse
   In allen Biogasanlagen werden mechanische Rührwerke oder Umwälzpumpen eingesetzt, damit der Abbau des organischen Materials reibungslos verlaufen kann. Um das Substrat zu vermischen, kann auch Biogas von unten in den Fermenter eingepresst werden.

4. Zwischenlagerung des Biogases
   Da die erzeugte Biogasmenge nicht immer sofort abgenommen wird, erfolgt eine Zwischenlagerung des Bio Gasinhaltes . Dafür verwendet man heute Folienspeicher aus Kunststoff.

Faktoren, die die Biogaserzeugung maßgeblich beeinflussen

Je länger die Gülle im Fermenter bleibt, desto mehr organische Substanz wird abgebaut. In den Durchflussanlagen bleiben die Ausgangsstoffe ca. 20 bis 30 Tage in der Anlage, bei Durchflussanlagen ca. 40 bis 50 Tage. Das Vorhandensein von Antibiotika und Konservierungsstoffen kann das Wachstum der Mikroorganismen hemmen, was sich negativ auf die Biogasproduktion auswirkt.

Wie hoch sind die Kosten für eine Biogasanlage?

Für viele Landwirte in der Tierhaltung lohnt sich der Betrieb einer Gülle Biogasanlage. Die Wirtschaftlichkeit einer Biogasanlage nur mit Gülle muss im Einzelfall geprüft werden. Sie ist von mehreren Faktoren abhängig:

• Größe des Betriebes
  Die Betriebsgröße hat maßgeblichen Einfluss auf die Menge der vergärbaren organischen Substanzen. Allgemein gilt, dass die Wirtschaftlichkeit einer Biogasanlage ab 80 bis 100 Großvieheinheiten gegeben ist.
• Möglichkeiten einer Kofermentation
  Die Kosten für die Anschaffung einer Biogasanlage amortisieren sich schneller, wenn der Landwirt die Möglichkeit einer Kofermentation nutzt. Darunter versteht man die gemeinsame Vergärung von Gülle mit Biomasse (z.B. Pflanzen wie Mais & Raps) oder festen organischen Abfällen (z.B. Schlachtabfällen).
• Eigenleistungen
  Durch Eigenleistungen beim Bau und dem Betrieb der Anlage können Landwirte erheblich Kosten sparen.

Das sind die Vorteile einer Biogasanlage für Landwirte

Im Zuge der Verschärfung der Gülleverordnung bietet eine Biogasanlage Landwirten zusätzliche Einnahmequellen und damit langfristige Perspektiven. Zudem sparen sie die Kosten, die durch die Gülleentsorgung entstehen. Die Geruchsbelästigung für Anwohner wird reduziert, da sich das Gas in einem geschlossenen Kreislauf befindet und nicht entweichen kann. Allgemein entsteht für Landwirte durch die Nutzung einer Biogasanlage die Möglichkeit zur Erhöhung der Wertschöpfung der eigenen Ressourcen.