Biogas Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e. V.

 

Biogasproduktion

Anlagentechnik

Landwirtschaftliche Biogasanlagen bestehen in der Regel aus Substratlagerung und –aufbereitung, Vorgrube mit bedarfsweiser Feststoffeinbringung, Faulbehälter (Fermenter) und Gärrückstandslager. Für das entstehende Gas und dessen Verwertung folgen Gasspeicher, Gasreinigung und Blockheizkraftwerk (BHKW) bzw. Gasaufbereitungsanlage.

Dem Prozess der eigentlichen Biogasproduktion ist der gesamte Bereich des Substratmanagements vorgelagert. Hierzu zählen insbesondere Substratanlieferung, - lagerung, -aufbereitung, -transport und –einbringung. Substratlager, wie Güllebehälter oder Fahrsilos an der Anlage, halten die notwendigen Mengen für die zeitnahe Beschickung vor. Eine Substrataufbereitung ist von den jeweiligen Ausgangsstoffen sowie der jeweiligen Anlagentechnik abhängig und soll die Gasausbeute erhöhen und damit die Effizienz verbessern. Die Substrataufbereitung kann Sortierung und Störstoffabtrennung, Zerkleinerung, Anmaischen und Homogenisieren, Hydrolyse oder Desintegration umfassen. Bei der Feststoffvergärung ist unter Umständen eine aerobe Vorrotte vorgeschaltet. Werden seuchenhygienisch bedenkliche Substrate wie z.B. Schlachthof- oder Speiseabfälle mitvergoren, muss zwingend eine Hygienisierung erfolgen, bei der das Substrat mindestens eine Stunde lang auf über 70 °C erhitzt wird, um Keime abzutöten. Die Einbringung in den Fermenter erfolgt bei pumpfähigen Materialien in der Regel über eine Vorgrube. Hier werden Gülle, Energiepflanzen und weitere Kosubstrate zwischengelagert und, wenn nötig, gemischt, zerkleinert, homogenisiert oder bei Bedarf auch angemaischt. Stapelbare Substrate können ebenfalls über die Vorgrube oder direkt in den Fermenter eingebracht werden. Der beheizte Fermenter ist das Kernstück der Anlage. Er muss für eine erfolgreiche Vergärung nicht nur gas- und wasserdicht, sondern auch lichtundurchlässig sein. Es gibt verschiedene Fermenterbauformen, die in der Regel an das Vergärungsverfahren angepasst sind. Fermenter können z. B. stehend oder liegend, rund oder eckig, aus Beton oder Stahl sein. Bei vielen Bauformen sorgt eine Rührvorrichtung dafür, dass das Substrat gut gemischt und homogen bleibt und Bakterien und Substrat in engem Kontakt stehen. Die Anzahl von Fermentern bzw. Nachgärbehältern ist abhängig von Größe und Konzept der jeweiligen Anlage.

Schema einer landwirtschaftlichen Biogasanlage

Bevor das Gas im BHKW verwertet werden kann, müssen Partikel und Kondensat entfernt werden. Eine wichtige Maßnahme zum Schutz von Motoren und Anlagenteilen gegen Korrosion ist die Entschwefelung. In der Regel wird in landwirtschaftlichen Biogasanlagen mit Vorortverstromung eine biologische Entschwefelung durch Zudosierung von Luft vorgenommen. Es kommen aber auch andere Verfahren zum Einsatz. Ist das BHKW mit einem Abgaskatalysator ausgestattet, ist zusätzlich eine Feinentschwefelung mit Aktivkohlefilter erforderlich, um eine Schädigung des Katalysators zu vermeiden. Neben der Entschwefelung ist es notwendig, das Rohbiogas zu trocknen bzw. aktiv zu entfeuchten. Hierbei werden dem Rohgas auch die in der Feuchtigkeit enthaltenen Salze und Mineralstoffe entzogen, die sich ebenfalls negativ auf die Gasverwertungseinheit auswirken können.

Das ausgegorene Substrat wird in das Gärrestlager gepumpt und kann im Anschluss als Wirtschaftsdünger genutzt werden. Hierbei muss es sich um geeignete, wasserdichte Behälter handeln, deren gasdichte Abdeckung inzwischen gesetzlich vorgeschrieben ist. Dadurch werden Restgaspotenziale genutzt und gleichzeitig Emissionen und Gerüche vermindert.

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