Was ist eine Biogasanlage?

Eine Biogasanlage ist eine Anlage, die sauerstofffreie Bedingungen bietet, in denen eine anaerobe Vergärung stattfinden kann. Einfach ausgedrückt handelt es sich um ein künstliches System, mit dem Sie Abfall in nachhaltige Energie und Düngemittel umwandeln können, mit positiven Auswirkungen auf die Umwelt.

Eine Biogasanlage besteht aus drei Hauptkomponenten, die den Prozess der Biogaserzeugung ermöglichen:

• einen Rezeptionsbereich
• ein Fermenter (oder Gärtank)
• einen Gasbehälter

Der Empfangsbereich ist der Ort, an dem die Rohstoffe ankommen und für die anaerobe Vergärung vorbereitet werden. Jede Art von Biomasse hat einen anderen Fermentationsprozess, so dass die Gesamtdauer des Biogasproduktionsprozesses je nach den verwendeten Rohstoffen variiert, und es ist nicht ungewöhnlich, Vorbehandlungen in industriellen Biogasanlagen durchzuführen, um die Fermentation zu beschleunigen und die Produktion von Biogas zu steigern.

Einige der beliebtesten Biomasseoptionen sind Ernterückstände, kommunale und industrielle Abwässer, landwirtschaftliche Materialien, Viehdünger, Algen, Lebensmittelverarbeitung und Papierabfälle, aber die Liste der verwendeten Rohstoffe ist deutlich länger.

Der Fermenter ist ein luftdichter, wasserdichter Behälter mit einem Eintrittsmittel für die Biomasse. Hier führen Sie die Rohstoffe ein, die in Energie umgewandelt werden sollen. Dann verschieben Rührwerke die Biomasse periodisch, um die Gase freizusetzen und die Bildung von Schichten zu verhindern. Der Fermenter verfügt auch über ein Rohr, mit dem die Gärreste nach Beendigung der Gärung entfernt werden können.

Der Gasbehälter ist ein luftdichter Behälter, vorzugsweise aus Stahl, der das bei der Fermentation entstehende Gas auffängt. Er ist mit einem Gasauslass ausgestattet, der es ermöglicht, dass das Biogas aus dem System kommt und Energie und Wärme erzeugt.

Abhängig von der Menge an Abfällen, die Sie aus der Umwelt eliminieren möchten, oder der Menge an Biogas, die Sie produzieren müssen, kann eine Anlage über mehr als einen Fermenter und Gasbehälter verfügen.

Wie funktioniert eine Biogasanlage?

Im Jahr 2019 waren weltweit rund 132.000 kleine, mittlere oder große Fermenter in Biogasanlagen in Betrieb, die direkt oder indirekt über 344.000 Menschen beschäftigten. Wie funktionieren diese Einrichtungen?

Biogasanlagen folgen einem automatischen, unkomplizierten Prozess, der entwickelt wurde, um den natürlichen Prozess der anaeroben Vergärung in einer künstlichen Umgebung nachzuahmen und die Biogasproduktion einfach und kohlenstoffneutral zu machen.

Während einige Schritte von Biogasanlage zu Biogasanlage variieren können, verwenden die meisten Anlagen das gleiche Verfahren zur Erzeugung von Biogas. Die folgende Animation erklärt den Prozess und hebt seine langfristigen Vorteile hervor.

Schritt 1 – Vorbehandlung und Befüllung des Fermenters

Mehrere Arten von organischem Material, sogenannte Substrate, gelangen in den Fermenter. Bei einigen Substraten kann es sich um Gülle, nachwachsende Rohstoffe (wie Mais oder Gras) oder Abfälle aus der Lebensmittelindustrie handeln. Einige von ihnen müssen möglicherweise in Zementbehältern gelagert und vorbehandelt werden, bevor sie in den luftdichten Tank gelangen. Eine Anlage kann je nach Größe mehrere Fermenter umfassen.

Schritt 2 – Der Fermentationsprozess

Die Substrate werden im Inneren des Fermenters auf verschiedene Temperaturen erhitzt, und eine Reihe von Mikroorganismen beginnt, die organische Substanz unter Ausschluss von Licht und Sauerstoff abzubauen. Während des Prozesses wird die organische Substanz verschoben, um die Bildung von Schichten an der Ober- und Unterseite des Tanks zu verhindern.

Schritt 3 – Erzeugung von Biogas

Als Ergebnis der Fermentation entsteht in den Fermentern Biogas mit Methan als Hauptbestandteil. In dieser Phase des Prozesses enthält das Gas neben Methan und Kohlendioxid auch Wasser und Schwefelwasserstoff – einer der Hauptgründe für die Herstellung von Behältern aus Stahl, der dafür bekannt ist, den Auswirkungen des Gases über lange Zeiträume standzuhalten.

Schritt 4 – Herausziehen der Rückstände

Nach der Fermentation werden die Rückstände, sogenannte Gärreste, aus dem Tank gezogen, um als umweltfreundlicher, hochwertiger Dünger verwendet zu werden. Auf diese Weise wird der Biogasproduktionsprozess zu einem Zero-Waste-System, bei dem Müll von Deponien eliminiert und gleichzeitig eine Lösung für bessere Ernten geboten wird.

Schritt 5 – Beseitigung von Unreinheiten

Das Biogas durchläuft einen Reinigungsprozess, bei dem Wasser, Schwefelwasserstoff und Verunreinigungen entfernt werden, um Biomethan zu erzeugen, das zur Energie- und Wärmeerzeugung weiter verwendet werden kann. Das Biogas wird permanent überwacht, um die Qualität des Endprodukts zu sichern.

Wofür wird eine Biogasanlage eingesetzt?

Biogasanlagen können mehrere Zwecke erfüllen und eine doppelte Rolle im Ökosystem und in der Wirtschaft erfüllen. Zum einen können uns Biogasanlagen klimaneutral mit Energie und Wärme versorgen.

Verdichtet die Biogasanlage das Biogas zu Biomethan, kann dies Erdgas für industrielle, gewerbliche und häusliche Zwecke substituieren. Der Kraftstoff kann problemlos zu Versorgungsgastankstellen transportiert werden.

Biogas ist zu 100 % erneuerbar und kohlenstoffneutral, da bei seiner Verbrennung kein neues Kohlendioxid entsteht. Darüber hinaus verhindert der Produktionsprozess die Freisetzung von Methan in die Atmosphäre, was sich positiv auf die Umwelt auswirkt.

Das Biogas kann nach geringfügiger Behandlung in Haushaltsöfen zum Kochen verbrannt werden. Andernfalls kann es zur Erzeugung von Wärme, zur Stromerzeugung oder in Heizkraftwerken (KWK) zur Erzeugung von Wärme und Strom genutzt werden.

Die von Biogasanlagen produzierte Energie kann direkt in das Stromnetz eingespeist werden und je nach Größe der Biogasanlage eine oder mehrere Gemeinden versorgen. Darüber hinaus kann die im Prozess entstehende Wärme zur Beheizung von Pools oder Gebäuden genutzt werden.

Auf der anderen Seite sind diese Anlagen durch die Erzeugung von Biogas Teil von Abfallwirtschaftsprogrammen, die verhindern, dass Müll auf Deponien landet. Biomasse, die sonst in die Umwelt freigesetzt würde, wird so gelagert und verarbeitet, dass die Natur nur minimal belastet wird. Darüber hinaus können Biogasanlagen auch dazu beitragen, das Problem der Lebensmittelverschwendung zu lösen – weltweit verlieren wir jedes Jahr 1,3 Milliarden Tonnen Lebensmittel.

Nicht zuletzt handelt es sich bei den Rückständen um hochwertige Düngemittel, die eine nachhaltige Alternative zu chemischen Substanzen darstellen.

Vor- und Nachteile von Biogasanlagen

Die meisten Vorteile von Biogasanlagen sind umweltbezogen, da sie erneuerbare Energie für den häuslichen und industriellen Gebrauch erzeugen. Diese Energie kann gespeichert oder in das Stromnetz eingespeist werden, um die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen zu verringern und so unseren CO2-Fußabdruck zu verringern.

Mit anderen Worten: Biogasanlagen können helfen, den Klimawandel zu bekämpfen. Da private und industrielle Nutzer weniger auf die mit fossilen Brennstoffen erzeugte Energie angewiesen sind, sinken die Treibhausgasemissionen. Gleichzeitig gelangen durch das Sammeln von organischem Material und die Kontrolle des Fermentationsprozesses weniger Methanemissionen in die Atmosphäre, was die Luftqualität verbessert.

Die Gemeinden erreichen diese Ergebnisse, indem sie Lebensmittelverschwendung verwalten und verhindern, dass Müll auf Mülldeponien landet. Das Recycling von Bioabfällen bedeutet unter anderem weniger Gerüche, ein minimales Risiko für die Ausbreitung von Krankheiten und geschützte Gewässer.

Ein weiterer Vorteil von Biogasanlagen ist der Wegfall von synthetischen Düngemitteln, da diese durch Gärreste ersetzt werden. Es zirkuliert eine Reihe von Nährstoffen, wie z. B. Phosphor, der für gesunde Pflanzen unerlässlich ist.

Neben den positiven Auswirkungen auf die Umwelt tragen Biogasanlagen zum Aufbau einer Kreislaufwirtschaft bei, in der immer mehr Industrien nachhaltig und autark werden können, indem sie ihre Abfälle zur Energie- oder Wärmegewinnung nutzen. Mit der wachsenden Anzahl von Einrichtungen werden neue Arbeitsplätze in verschiedenen Branchen geschaffen, was sich erheblich auf die Lebensqualität in zahlreichen Gemeinden weltweit auswirkt.

StartseiteBiogas: Nachhaltige Energie und Düngemittel

Möchten Sie nachhaltige Energie und Düngemittel nutzen? Lernen Sie HomeBiogas kennen, die hochmoderne Biogastechnologie für Ihr Zuhause! Verwandeln Sie organische Abfälle in kohlenstoffneutrale Energie und Biodünger und reduzieren Sie so die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen und die Treibhausgasemissionen. Schließen Sie sich der grünen Revolution mit HomeBiogas an und bauen Sie noch heute eine nachhaltige Zukunft!

Der Nachteil?

Der Prozess ist einfach, aber nicht billig. Die Kosten, die mit dem Bau einer Biogasanlage verbunden sind, machen die Investition in solche Anlagen in vielen Gemeinden zu einer Herausforderung. Darüber hinaus ist das Modell, wie wir es heute kennen, in großen, städtischen Gemeinden nicht realisierbar, die hohe Mengen an Energie benötigen, um zu gedeihen, aber nicht die Rohstoffe bereitstellen können, die für die Erzeugung von genügend Biogas erforderlich sind.

Auch die Technologie, die in vielen Biogasanlagen zum Einsatz kommt, könnte aufgerüstet werden, um effizienter und kostengünstiger zu sein. Auf diese Weise könnten Biogasanlagen leicht skalierbar werden und das Biogas würde zu einer kostengünstigen Lösung für erneuerbare Energien.

Ein weiteres Problem bei der Biogasproduktion betrifft absichtlich angebauten Mais. Die Biogaserzeugung ist ein nachhaltiger Prozess, solange die verwendeten Rohstoffe abfallwirtschaftliche Probleme lösen. Wenn Biogasanlagen Abfälle durch Energiepflanzen ersetzen, können diese Plantagen schnell nicht mehr nachhaltig und sogar umweltschädlich werden.

Zusammenfassung

Biogasanlagen und anaerobe Fermenter gibt es in vielen Größen und Formen, aber sie alle dienen dem gleichen Zweck: nachhaltige Energie aus Abfällen zu gewinnen. Der Prozess der Biogasherstellung kann je nach den behandelten Hauptrohstoffen variieren, aber im Großen und Ganzen sind die Schritte, die zur Erzeugung von Biogas erforderlich sind, ähnlich und unkompliziert.

Der Bau einer Biogasanlage ist jedoch nicht immer billig, und die heute verwendete Technologie ist nicht skalierbar, so dass der Fortschritt in der Branche nur langsam voranschreitet. Biogasanlagen sind in großen städtischen Gebieten trotz der vielfältigen Vorteile für Umwelt und Wirtschaft nicht skalierbar oder realisierbar.

Die Branche steckt noch in den Kinderschuhen, aber die Zahl der Biogasanlagen ist in den letzten Jahren stark gewachsen. Wenn neue Technologien eingesetzt werden, um diese Anlagen zu geringeren Kosten zu betreiben und zu warten, könnten wir eine steigende Biogasproduktion erleben, die sich positiv auf die Treibhausgasemissionen weltweit auswirkt.