Was ist eine Biogasanlage?
Eine Biogasanlage ist eine Technologie, die Biogas erzeugt. Biogas ist eine erneuerbare Energieform, die durch die anaerobe Vergärung organischer Stoffe entsteht. Anaerobe Verdauung bezieht sich auf die bakterienunterstützte Zersetzung, die in einer sauerstofffreien Umgebung stattfindet. Der Kraftstoff kann zum Heizen oder in seiner konzentrierten Form zum Fahrzeugantrieb verwendet werden. Eine Biogasanlage bietet eine luftdichte Umgebung für die anaerobe Vergärung und besteht normalerweise aus einem Fermenter und einem Gashalter.
Der Fermenter ist ein luftdichter Tank, in dem organische Abfälle deponiert und zersetzt werden. Organische Materialien umfassen typischerweise tierische Abfälle, pflanzliche Abfälle und Energiepflanzen oder Pflanzen, die zum ausdrücklichen Zweck der Kraftstoffherstellung angebaut werden. Bakterien im Faulbehälter zersetzen den Abfall und setzen beim Zersetzen Gase wie Kohlenmonoxid, Methan, Wasserstoff und Stickstoff frei.
Der Gasspeicher ist ein weiterer Tank in der Biogasanlage, der die Gase nutzt, die durch die zersetzenden Abfälle oder Gülle freigesetzt werden. Durch ein Drucksystem werden die im Fermenter freigesetzten Gase in ein Loch im Gasspeicher geleitet. Der Halter ist speziell so konstruiert, dass das Gas ungehindert in den Halter strömen kann und gleichzeitig verhindert wird, dass das angespannte Gas zurück in den Fermenter oder in die Außenumgebung gelangt. Dies ist sowohl für die Effizienz als auch für die Sicherheit wichtig, da viele dieser Gase brennbar sind und beim Mischen mit Sauerstoff oder anderen Gasen Explosionen verursachen können. Sobald das Gas genutzt ist, kann es als Kraftstoff verwendet werden.
Um die Effizienz des Biogassystems zu verbessern, sollte die Aufschlämmung im Fermenter auf einem leicht basischen pH-Wert gehalten werden. Der Fermenter sollte auch auf einer Temperatur von 29-41 Grad Celsius (84,2-105,8 Grad Fahrenheit) gehalten werden, um eine schnelle Zersetzung bei optimaler Gasproduktion zu gewährleisten. Die Aufschlämmung sollte gelegentlich gerührt werden, um zu verhindern, dass sich eine harte Kruste auf den Abfällen bildet und die Gase in Richtung des Halters gelangen.
Die Betriebsabläufe können je nach Aufbau der Biogasanlage variieren. Eine oberirdische Biogasanlage ist wartungsfreundlicher und profitiert von Solarwärme, achtet jedoch beim Bau mehr auf Sorgfalt. Eine unterirdische Biogasanlage ist billiger zu bauen und einfacher zu versorgen, jedoch schwieriger zu warten. Die Fütterung oder Zugabe von organischen Stoffen zum Fermenter variiert je nach Ausführung. Eine diskontinuierliche Biogasanlage zersetzt meist feste Abfälle, die in Teilmengen in den Tank gegeben werden, während Modelle mit kontinuierlicher Zufuhr dem Fermenter ständig die meisten flüssigen Abfälle zuführen.
Biogas wird häufig fossilen Brennstoffen wie Kohle oder Öl vorgezogen, da es erneuerbar ist, weniger kostet, anderweitig verschwendete Materialien verwendet und einen geringeren Kohlenstoffausstoß aufweist. Kohlenstoff ist in geringen Mengen ein wesentlicher Bestandteil einer gesunden Atmosphäre, wird jedoch problematisch, wenn zu viel emittiert wird. Der in fossilen Brennstoffen enthaltene Kohlenstoff ist seit so langer Zeit in antiken organischen Stoffen vergraben, die nicht mehr Teil des Kohlenstoffkreislaufs sind. 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.