Biogas Energieeffizienz in Biogasanlagen

Redakteur: Sonja Beyer

Aus Stroh Gold spinnen können Biogasanlagen zwar nicht, aber aus Pflanzen, Pflanzenresten, Mist und ähnlichen Substraten Strom und Wärme erzeugen. Damit tragen sie zur Produktion erneuerbarer Energie bei und helfen, CO2-Emissionen zu vermeiden. Wie eine Biogasanlage besonders effizient wird, lesen Sie hier.

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Die Biogasanlage in Reupelsdorf (im Vordergrund: der runde Kombifermenter mit Rührwerken) (Bild: PROCESS)
Die Biogasanlage in Reupelsdorf (im Vordergrund: der runde Kombifermenter mit Rührwerken) (Bild: PROCESS)

Ende 2009 waren in Deutschland etwa 5000 Biogasanlagen in Betrieb. Eine davon ist die vom Unternehmen SB Biogas realisierte Anlage im unterfränkischen Reupelsdorf, die im Dezember 2009 ans Netz ging. Dem verfahrentechnischen Konzept der Anlage bescheinigt ein Praxistest der Deutschen Landwirtschafts-Gesellschaft (DLG) hohe Energieeffizienz, denn im Vergleich zu üblichen Anlagen soll sie aus der gleichen Substratmenge etwa 26 Prozent mehr Energie erzielen.

Durchdachtes Anlagenkonzept

„Mehrere Faktoren tragen dazu bei, dass wir über dem technischen Standard liegen“, erklärt SB Biogas-Geschäftsführer Hans-W. Christ. Besonders wichtig sei es, dass die Planung, die Verfahrenstechnik und der Bau einer Biogasanlage Hand in Hand gehen. Wie sich das umsetzen lässt, wird am Aufbau des Fermenters in Reupelsdorf deutlich, der das Herzstück der Biogasanlage ist. In ihm wandeln methanbildende Bakterien eine Mischung aus Maissilage, GPS (Ganzpflanzensilage), Getreide sowie Mist und Gülle in methanhaltiges Biogas um, das anschließend in einem Blockheizkraftwerk verstromt wird.

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Um möglichst wenig Wärme zu verlieren und gleichzeitig optimale Wachstumsbedingungen für die Bakterien zu schaffen, hat SB Biogas den Fermenter als Kombifermenter konzipiert: In einem inneren Ring, dem thermophilen Fermenter, ist es 52 °C warm, im umgebendem Ring, dem mesophilen Fermenter, beträgt die Temperatur 44 °C. Durch den Temperaturgradienten von innen nach außen ist der Fermenter vor unnötigem Temperaturverlust geschützt, außerdem isolieren ihn zusätzlich spezielle Folien gegenüber der Umgebung. Das hält den Heizungsbedarf gering. Dass die Mikroorganismen sich bei den Temperaturen im Fermenter wohlfühlen, um eine möglichst hohe Biogasausbeute zu erreichen, wurde vor dem Bau der Anlage im Labor getestet. Auch eine gute Durchmischung ist wichtig, weshalb das Substrat bereits gut durchmischt in den Fermenter eingebracht wird. Dort sorgen je zwei Rührwerke pro Ring für vertikale sowie horizontale Durchmischung.

Eine Besonderheit in Reupelsdorf: Das Biogas wird zur Stromerzeugung an zwei Blockheizkraftwerke (BHKW) weitergeleitet. Ein kleineres befindet sich direkt an der Anlage, ein größeres BHKW in drei Kilometern Entfernung. Es ist an eine Gärtnerei im Nachbarort Wiesentheid angebunden, die mit der Abwärme die Temperatur in ihren Gewächshäusern konstant auf 20 °C hält. Im Winter muss zwar zusätzlich mit Kohle geheizt werden, aber durch die thermische Energie aus der Biogasanlage lassen sich etwa 1500 Tonnen CO2 vermeiden. Mit der elektrischen Energie, die die BHKW pro Jahr erzeugen, lassen sich etwa 2200 Haushalte versorgen. Und was geschieht mit den Substratresten nach der Fermentation? Sie sind kein Abfallprodukt, sondern werden in einem Gärrestelager aufbewahrt, um als Dünger eingesetzt zu werden. Der Vorteil: Weil die Bakterien im Fermenter Ammoniak und andere geruchsintensive organische Substanzen aus der Biomasse umwandeln, ist der Dünger z.B. gegenüber Gülle sehr geruchsarm.

Fazit

Eine Biogasanlage hilft dabei, Energie aus erneuerbaren Ressourcen zu erzeugen und CO2-Emissionen zu vermeiden. Und wenn der Anlagenbauer Planung, Verfahrenstechnik und Bau nicht isoliert betrachtet, lässt sich die Biogasanlage sehr effizient betreiben. Allerdings lohnt sich die Investition in eine Biogasanlage erst mittelfristig: Denn bis zur Amortisation vergehen acht bis zehn Jahre.

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