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Allgemein: Auch andere organische Abfälle, die in der Landwirtschaft anfallen, können hinzugefügt werden. Bei einer anaeroben Gärung bei ca. 35°C entsteht unter luftdichten Bedingungen ein methanhaltiges Gas, das direkt zum Heizen und Kochen verwendet werden kann. Dieses Gemisch kann auch in einem Blockheizkraftwerk verbrannt werden, wobei etwa ein Drittel der freigesetzten Energie als Strom und die restlichen zwei Drittel als Wärme genutzt werden. Über eine Nahwärmeanlage wird die Wärmeenergie zur Beheizung von Häusern, Ställen oder anderen Gebäuden genutzt. All dies ist eine Alternative und Technologie zur Umwandlung von schwer zu verwertenden Abfällen in wertvolle Naturdünger. Die Biogasproduktion ist auch für die Landwirtschaft aus folgenden Gründen interessant:
- Die selbst erzeugte Energie hilft Betriebskosten zu senken<
- Das Stromeinspeisegesetz vom 14. Dezember 1990 ermöglicht zusätzliche Einnahmen, da Energieversorgungsunternehmen verpflichtet sind, Strom aus erneuerbaren Energiequellen in unbegrenzter Menge zu beziehen und einen höheren Tarif zu zahlen.
- Die Entwicklung von Biogasanlagen hat enorme Fortschritte gemacht, so dass auch kleinere Anlagen profitabel betrieben werden können.</o:e. die Verwertung von organischen Reststoffen, z. B. aus der Lebensmittelindu
strie, kann die Effizienz der Anlagen durch die Leistungssteigerung und die zu erzielenden Ent
sorgungsgebühren weiter verbessert werden.
- Die Möglichkeit der Entsorgung von häuslichem Abwasser über eine Biogasanlage kann manchmal einen teuren Kanalanschluss vermeiden.
- Mist verbessernde Nebenwirkungen sind oft der Auslöser für den Bau einer Biogasanlage:
– fermentierte Gülle ist weniger geruchsintensiv
– fermentierte Gülle ist homogener und fließfähiger als unbehandelte
– Biogasgülle kann genauer dosiert werden (Schleppschlauchtechnik)
– Mikroben, Unkrautsamen und Keime werden durch chemische Prozesse im Fermenter weitgehend inaktiviert, wodurch der
Pflanzenschutzmittelaufwand reduziert werden kann.
strie, kann die Effizienz der Anlagen durch die Leistungssteigerung und die zu erzielenden Ent
Der Ursprung von Biogas
Die hochmolekularen organischen Substanzen (Protein, Kohlenhydrate, Fett, Cellulose) im Substrat werden mit Hilfe von Enzymen in niedermolekulare Verbindungen (Einfachzucker, Aminosäuren, Fettsäuren, Wasser ) zerlegt. Säurebildende Bakterien (Bakterien bilden eine große Domäne prokaryontischer Mikroorganismen) wandeln diese in organische Säuren , Kohlendioxid , Schwefelwasserstoff (Schwefelwasserstoff ist die chemische Verbindung mit der Formel) und Ammoniak um. Dann bilden Methanbakterien Methan (Methan ist eine chemische Verbindung mit der chemischen Formel), Kohlendioxid (Kohlendioxid ist ein farbloses und geruchloses Gas, das für das Leben auf der Erde lebenswichtig ist) und Wasser . Das fertige Biogas enthält dann ca. 60-56% Methan , ca. 30% Kohlendioxid und nur wenige Prozent anderer Gase, wie z.B. Schwefelwasserstoff.
Die Anordnung bzw. Kombination der Komponenten variiert je nach verwendetem Verfahren.
Die heutigen Biogasanlagen bestehen im Wesentlichen aus fünf Komponenten
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- Faulturm
- Gasspeicherung
- Biogasfähiger Motor
- Substratspeicher
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Prepit: Das Prepit muss so dimensioniert sein, dass Volumenschwankungen in der Substratproduktion ausgeglichen werden können, um eine kontinuierliche Beschickung des Fermenters zu gewährleisten. Je nach Untergrund wird durch Zugabe von Wasser , Zerkleinerung oder kontinuierliches Mischen eine homogene Masse in der Vorgrube erzeugt, um schwimmende oder sinkende Schichten zu vermeiden.
Fermenter: Der Faulturm muss absolut gas- und wasserdicht und beheizbar sein. Sie besteht in der Regel aus Stahl oder Stahlbeton und muss ausreichend wärmegedämmt sein. Viele Landwirte kaufen ausrangierte Stahltanks und stellen sie aus eigener Kraft um. Es ist wichtig, ein leistungsstarkes Rührwerk zu installieren. Dies dient einerseits der Aufrechterhaltung der Homogenität des Substrates, andererseits soll das in tieferen Schichten des Fermenters gebildete Biogas (Biogas bezieht sich typischerweise auf ein Gemisch verschiedener Gase, die durch den Abbau von organischer Substanz in Abwesenheit von Sauerstoff entstehen) durch gelegentliches Rühren durch den Gasdom entweichen können.
Gasspeicher: Da die Gasmenge durch Extraktion oder prozessbedingte Volumenschwankungen variiert, muss sich der Gasspeicher an diese Schwankungen anpassen können. Unter keinen Umständen darf Luft eindringen! Neben speziellen Gastanks bieten heute gasdichte Folienkonstruktionen kostengünstige Alternativen.
Motoren : Zur Umwandlung des Biogases in Strom werden heute verschiedene Motortypen eingesetzt. Die drei wichtigsten sind Benzinmotor (Gas-Otto-Verfahren), Dieselmotor (Der Dieselmotor ist ein Verbrennungsmotor, bei dem die Zündung des in den Brennraum eingespritzten Kraftstoffs durch die hohe Temperatur verursacht wird, die ein Gas erreicht (Gas-Otto-Verfahren) und Dieselmotor (Zündstrahl-Verfahren). Die Abwärme der Motoren wird zur Aufrechterhaltung der Prozesstemperatur im Fermenter und zur Erwärmung des Brauchwassers genutzt.
Substratspeicher: Die Größe des Substratspeichers richtet sich nach den gesetzlichen und technischen Anforderungen für die Düngung von landwirtschaftlichen Flächen und der damit verbundenen Lagerzeit:
- Gaszähler
Grundbedingungen:
- feuchte Umgebung (mind. 50% Wassergehalt des Substrats)
- pH-Wert ca. 7.5 (gleichmäßige Vergrößerung der sauren Substrate)
- langsame Substratumsetzung (über mehrere Wochen)
- große Gewebeflächen (z.B. Stroh gehackt, Fett fein verteilt)
- wenn möglich keine Inhibitoren (Medikamente, Desinfektionsmittel)
- gleichmäßige Substratzufuhr (Temperaturschwankungen vermeiden)
- Bakterien nicht überfüttern (max. 2-3 kg org. TS /m³ Fermenter und Tag)
- Entlüftung des Substrats (Biogas muss entweichen; regelmäßig umrühren, um Überdruck zu vermeiden)
Vorteile:
- Die Vorteile einer Biogasanlage liegen darin, dass es grundsätzlich möglich ist, die Schwächen, die eine Windkraftanlage aufgrund ihrer Abhängigkeit von äußeren Witterungsbedingungen mit sich bringt, durch die konstante Energieproduktion der Biogasanlage zu kompensieren. Durch die Erzeugung von Energie aus einer Biogasanlage machen sie Sinn.
- Die Überdüngung der Felder kann ebenfalls gestoppt oder zumindest erheblich eingeschränkt werden.
- Reste können als Dünger verwendet werden
- Die Geruchsbelästigung durch andere Düngemittel wird deutlich reduziert