Biogasanlage

Bisher führt Biogas in Deutschland immer noch ein Schattendasein. Nur 1,5 % beträgt der Anteil am Gasverbrauch. Experten halten bis zu 30 % für möglich. Damit wäre Biogas ein wichtiger Baustein der Energiewende, wenn die Sonne nicht scheint oder der Wind nicht weht.

Während Biogas in Deutschland eher ein Nischenprodukt ist, setzt man in Dänemark voll darauf. Schon heute werden bei unseren nördlichen Nachbarn 34 % des heimischen Gasbedarfs durch Biomethan gedeckt. Die Regierung in Kopenhagen baut die Biogas-Quote konsequent aus, um die Abhängigkeit von fossilem Erdgas zu beenden und insbesondere die russischen Importe zu ersetzen. Wäre das auch ein Weg für Deutschland?
Doch Biogas ist auch umstritten: Als Grundstoff werden nicht nur Küchenabfälle oder Gülle eingesetzt. Die meisten Anlagen werden auch mit Mais oder Raps gefüttert. Der Vorwurf: Lebensmittel gehören auf den Teller und nicht in den Tank.
"planet e." zeigt, wie mithilfe von Biogas die eigene Gasförderung erhöht und somit die Abhängigkeit von Importen reduziert werden kann – und welcher Preis bei Flächennutzung und Umweltschutz dafür zu zahlen wäre.

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Eine Biogasanlage erzeugt durch die  Vergärung von Biomasse Biogas. Hierzu werden in landwirtschaftlichen Biogasanlagen meist Pflanzensilage und Gülle vergoren. Das entstandene Gas wird vor Ort in einem Blockheizkraftwerk (BHKW) zur Stromerzeugung genutzt. Als Nebenprodukte fallen Wärme und ein Gärrest, der als Dünger verwendet wird, an.

Die im Januar 2009 in Kraft tretenden neuen Regelungen des Erneuerbare Energien Gesetzes (EEG) werden besonders für Betreiber kleiner Biogasanlagen ab 40 bis 150 kW besonders gefördert.

Die Vor-/Sammelgrube dient zur Sammlung und Homogenisierung der einzuspeisenden flüssigen Substrate. Die Größe und Ausstattung, so z. B. Mixer, Zerkleinerungseinrichtungen, Pumpen, richten sich nach den eingesetzten Materialien. Hier können auch bestehende Güllegruben verwendet werden, wenn sie für den Verwendungszweck geeignet sind und die Sicherheitsvorschriften eingehalten werden.

Ein Feststoffdosierer ist zur Einbringung von festen Substraten in die Biogasanlage vorgesehen. Hier können zwei Varianten zum Einsatz kommen, das  Presskolbensystem oder die Schneckenlösung. Das eingesetzte System muss mindestens eine Tagesration aufnehmen, die in mehreren Intervallen dem Fermenter automatisch zuführt wird.

Zur anaeroben Vergärung der Substrate, wobei Biogas entsteht, wird ein Fermenter eingesetzt. Die Größe ist von der Menge der einzuspeisenden Substrate und der gewünschten Aufenthaltsdauer abhängig. Der Fermenter ist beheizbar, gedämmt, wetterfest verkleidet, mit einem oder mehreren Rührwerken und einer Möglichkeit zur Entnahme des Biogases versehen. Der Behälter kann aus Edelstahl (Segmentbauweise) oder Beton (Fertigteilbauweise) erstellt werden.

Bei einem Nachgärer handelt es sich um einen gasdichten Lagerbehälter, der bis auf die Beheizung einem Fermenter ähnlich ist. In ihm findet ein weiteres "Ausgasen" der Gärmasse statt.

In einem offenen Behälter (Endlager) werden die ausgegasten Gärreste gesammelt. Auch hier können bestehende Güllelagerbehälter benutzt werden.

In einem Gaslager wird das Biogas bis zur weiteren Nutzung zwischengelagert. Das Gaslager ist in den Fermenter und Nachgärbehälter integriert. Hier werden Fermenter und Nachgärer mit einer gasdichten Membran abgedeckt, deren Außenseite durch eine zweite Membran geschützt wird. Zwischen den beiden Membranen wird mit geringem Überdruck Luft eingeblasen, wodurch ein Tragluftdach entsteht, das die Gasmembran vor Sonne, Wind, Kälte, Hagel und Schneelast schützt.

Im Blockheizkraftwerk (BHKW) wird das entschwefelte und getrocknete Biogas verwertet. Die im Biogas enthaltene Energie wird zu ca. 35 % in elektrische und zu ca. 50 % in thermische Energie umgewandelt. Die elektrische Energie wird in das öffentliche Stromnetz eingespeist werden (EEG), die Wärme wird im eigenen Betrieb und/oder in der Umgebung verwertet.

Viele große Anlagen haben eine Gasaufbereitungs-Technik mit der das erzeugte Biogas auf Erdgasqualität aufbereitet wird. Dabei kann der Methangehalt des Bioerdgases mittels verschiedener Verfahrensweisen erhöht werden. Für eine Biogas-Aufbereitung mittels Druckwasserwäsche (DWW) werden lediglich größere Mengen Wasser als Absorptionsmittel benötigt. So kann bei der DWW auf den Einsatz von Chemikalien verzichtet werden. Weiterer Vorteil der Druckwasserwäsche ist der hohe Reinheitsgrad des mit der DWW-Technik aufbereiteten Biogases. Der Methangehalt beträgt mindestens 97%, der CO2-Gehalt ist größer als 2,5 % und der Methanverlust liegt unter 2%.

Das aufbereitete Biogas kann in das öffentliche Erdgasnetz eingespeist werden oder als Treibstoff in Erdgastankstellen für PKW, LKW oder Busse eingesetzt werden.

Konventionelle Biogasanlagen sind überwiegend Dauerläufer. Die Alternative sind Biogaskraftwerke, die Strom produzieren, um die Bedarfsspitzen bis hin zur Dunkelflaute abzudecken. Deswegen sind die flexibilisierten Biogasanlagen (Back-up-Kraftwerke), die vorübergehendem Aus- und nach kurzer Zeit wieder Einschalten, besonders wertvoll für das Energiesystem der Zukunft mit hohen Wind- und Solaranteilen. Die bedarfsgerechte Stromerzeugung aus Biogas ist ein wichtiger Bestandteil für das Gelingen der Energiewende und trägt zu einer nachhaltigen und klimafreundlichen Energieversorgung aus heimischen Rohstoffen bei.