Was ist eine Biogasanlage?
Eine Biogasanlage ist ein anaerober Fermenter, der aus tierischen Abfällen oder Energiepflanzen Biogas erzeugt. Energiepflanzen sind billige Pflanzen, die eher für Biokraftstoffe als für Lebensmittel angebaut werden. Biokraftstoffe sind flüssige, gasförmige oder feste Brennstoffe, die aus lebendem oder kürzlich totem organischem Material hergestellt werden, das als Biomasse bezeichnet wird, im Gegensatz zu fossilen Brennstoffen, die aus alten biologischen Materialien bestehen. Biogas ist eine Art von Biokraftstoff, der durch anaerobe oder sauerstofffreie Verdauung organischer Stoffe durch Bakterien erzeugt wird. Eine Biogasanlage besteht aus einem Fermenter und einem Gasspeicher.
Der Fermenter ist ein luftdichter Behälter, in dem der Abfall entsorgt und zersetzt wird, und der Gasspeicher ist ein Tank, der die von der Aufschlämmung ausgestoßenen Gase nutzt. Bakterien im Faulbehälter zersetzen den Abfall und setzen beim Zersetzen Gase wie Kohlenmonoxid, Methan, Wasserstoff und Stickstoff frei. Durch ein Drucksystem leitet der Gasbehälter den Strom dieser Gase nach oben in ein Loch in seiner Trommel. Das Loch ist speziell so konstruiert, dass Gase ungehindert in den Halter gelangen und keine Gase zurück in den Fermenter gelangen können. In einer kontrollierten Umgebung werden die Gase später mit Sauerstoff verbrannt oder umgesetzt, um eine Energiequelle für Prozesse wie Heizung und Fahrzeugantrieb zu schaffen.
Der Aufbau einer Biogasanlage kann abhängig von der Menge des benötigten Gases, der Menge des zur Verfügung stehenden Abfalls und davon, ob der Fermenter für die Chargenfütterung oder die kontinuierliche Fütterung ausgelegt ist, variieren. Batch-Fütterungssysteme verwenden meist feste Abfälle, die in Raten in den Tank gegeben werden, und kontinuierliche Fütterungsmodelle führen dem Fermenter meist Flüssigkeiten zu. Eine Biogasanlage kann entweder über oder unter der Erde errichtet werden, mit Vor- und Nachteilen für beide Modelle. Eine oberirdische Biogasanlage ist wartungsfreundlicher und profitiert von der solaren Erwärmung. Sie ist jedoch konstruktionsbedürftiger, da sie für den Innendruck des Fermenters ausgelegt sein muss. Eine unterirdische Biogasanlage ist billiger zu bauen und einfacher zu versorgen, jedoch schwieriger zu warten.
Um eine schnelle Zersetzung bei optimaler Gasproduktion zu ermöglichen, werden Fermenter häufig zwischen 29 ° C und 41 ° C (84,2 ° F - 105,8 ° F) gehalten. Bei dem Versuch, die Aufschlämmung zu neutralisieren, wird mehr saures Kohlendioxid erzeugt, das ein gewünschtes Gas ist. Die Aufschlämmung innerhalb des Tanks muss auch häufig gerührt werden, um zu verhindern, dass sich eine harte Kruste auf dem Abfall bildet. Eine Kruste kann die Gase in der Aufschlämmung einschließen und die Fähigkeit der Maschine beeinträchtigen, die Gase zu nutzen.
Biogas wird zunehmend fossilen Brennstoffen oder Brennstoffen aus alten organischen Stoffen wie Kohle oder Öl vorgezogen. Kohlenstoff ist in geringen Mengen ein wesentlicher Bestandteil einer gesunden Atmosphäre, wird jedoch problematisch, wenn zu viel in den Kreislauf gegeben wird. Der in fossilen Brennstoffen enthaltene Kohlenstoff ist so lange vergraben, dass er nicht mehr Teil des Kohlenstoffkreislaufs ist. Wenn es durch Verbrennung fossiler Brennstoffe freigesetzt wird, erhöht es die Kohlenstoffkonzentration. Biogas stammt jedoch von lebenden oder kürzlich toten Organismen, deren Kohlenstoffgehalt sich noch im Kreislauf befindet. Das Verbrennen dieser Brennstoffe wirkt sich daher weniger negativ auf die Kohlenstoffkonzentration in der Atmosphäre aus.
Neben dem Kohlenstoffausstoß wird Biogas häufig fossilen Brennstoffen vorgezogen, da es sich um eine kostengünstige, erneuerbare Energiequelle handelt und ansonsten verschwendete Materialien verwendet werden. Biogas ist auch eine wertvolle Energiequelle für Entwicklungsländer, da es an kleinen Standorten erzeugt werden kann. Biogastreibstoff hat aber auch Kritiker. Einige argumentieren, dass Energiepflanzen die Nahrungsmittellandwirtschaft beeinträchtigen und zu einer globalen Nahrungsmittelknappheit führen werden. Biokraftstoffe können auch Abholzung, Wasserverschmutzung, Bodenerosion und negative wirtschaftliche Auswirkungen auf die Ölförderländer verursachen.