Die Technik!
 
      Wie funktionieren Biogas - Anlagen?
 
Die Technik von Biogasanlagen!


In diesem Bereich findet Ihr Informationen zur Technik von Biogasanlagen.


Der Bereich befindet sich gerade im Aufbau, später stehen euch dann weitere Informationen u.a. über folgende Punkte zur Verfügung.

  • Mesophile und Thermophile Biogaserzeugung
  • Nass- und Trockenvergärung
  • Verweilzeiten in einer Biogasanalage
  • Schwefel im Biogasprozess
  • Antibiotika im Biogasprozess
  • BHKW – Techniken
  • Biomethan – Gasaufbereitung
  • Gülle-Biogasanlagen , d.h. Anlagen mit mindestens 80% Gülleanteil
  • Biogasanlage – bedarfsgerechte Einspeisung
Wie funktioniert eine Biogasanlage?


Ganz vereinfacht ausgedrückt: In einem Behälter werden unter Luftabschluss gehäckselte Energiepflanzen, oft verdünnt bzw. verflüssigt mit Gülle, durch den Zusatz von Bakterien zur Gärung gebracht. Dabei entsteht Gas, das nach oben steigt und dort aus dem Behälter entnommen werden kann.

Dieses Gas besteht, wenn die Anlage gut funktioniert, zu einem großen Anteil aus Methan. Es kann dann verbrannt oder auf Erdgasqualität aufbereitet und in das öffentliche Gasnetz eingespeist werden.

Wer es gern etwas genauer mag, findet in der nachstehenden Skizze noch einmal eine übersichtliche Darstellung.

Wie funktioniert eine Biogasanlage?
Formaldehyd aus der Biogasverbrennung


Bekannt ist, dass die Abgase aus der Biogasverbrennung in BHKW mit krebserregendem Formaldehyd belastet sind. Je nach Anlage kann die Belastung mehr als 100 mg/Nm³ (Normkubikmeter) betragen. Um die Grenzwerte von 60 mg/m³ bzw. 40 mg/m³ (in einigen Bundesländern) einzuhalten, ist der Einbau von Katalysatoren vorgesehen. Medienberichten war zu entnehmen, dass diese sehr teuer und wartungsintensiv sind und daher häufiger zwischen 2 Kontrollen einfach ausgebaut werden.

Wir wollten nun wissen, was sich ganz praktisch hinter dem Grenzwert von 60 mg/m³ verbirgt. Denn diese Menge darf über das Abgas in die Umgebung gelangen. Und es gibt mittlerweile weit über 7.000 Anlagen, in denen "Bio"gas zu Strom (und Wärme) verbrannt wird.

Nach Angaben des Fachverbandes Biogas betrug die Anzahl der Biogasanlagen in 2011:

7.215 Anlagen mit einer Gesamtleistung von 2.904 MW-el = 2.904.000 kW-el

Rechnerisch ergibt sich daraus eine Durchschnittsleistung von rd. 400 kW-el pro Anlage.

Aus einer Reihe von Anlagen verschiedener Größe haben wir einen Mittelwert für die Abgasmengen aus einem BHKW ermittelt:

Mittelwert: 3,67Nm³ je 1kW-el pro Stunde
Abgase einer Durchschnittsanlage mit 400 kW pro Stunde:
3,67x400 = 1.468Nm³ pro Stunde

Auf der Basis des Grenzwertes von 60mg Formaldehyd je Nm³ ergibt sich für die Durchschnittsanlage mit 400kW ein Formaldehyd-Ausstoß von

1.468Nm³ x 60mg = 88.080mg = 88,08 g pro Stunde.

Bei 8.000 Betriebsstunden summiert sich der Ausstoß für die Durchschnittsanlage zu

88,08 x 8.000 = 704.640 g = 0,705 t pro Jahr

Auf alle Anlagen bezogen ergibt das einen Gesamtausstoß von

0,705t x 7.215 Anlagen =

5.087 t krebserregendes Formaldehyd aus "Bio"gasanlagen für das Jahr 2011.

Allein für die häufig vorkommende Anlage von 500 kw errechnet sich hiernach ein Formaldehyd-Ausstoß von rd. 880 kg pro Jahr!

Informationen zu möglichen gesundheitlichen Auswirkungen von Formaldehyd finden Sie z.B. bei der Schadstoffberatung.

Treibhausgasemissionen durch Transporte von Substraten und Gärresten.


Der Gesamtausstoß (Kohlendioxid, Methan, Lachgas) pro Kilogramm Diesel für Herstellung und Verbrauch in CO2äq beträgt 4,319 kg, das entspricht 3,593 kg CO2äq je Liter. Auf den Verbrauch entfallen dabei 3,187 kg pro Liter.

Quelle: VOGT, Regine: Basisdaten zu THG-Bilanzen für Biogas Prozessketten und Erstellung neuer THG-Bilanzen. ifeu - Institut für Energie- und Umweltforschung, Heidelberg, April 2008

Der Verbrauch eines Schleppers variiert in Abhängigkeit von Motorleistung und Gewicht. Durchschnittlich kann man von folgenden Werten ausgehen:

Quelle: Energieeinsparung beim Schleppereinsatz, Dr. H.H. Kowalewsky

Das bedeutet: Ein 125 PS-Schlepper erzeugt bei Transporten auf 100 km rd. 175 kg CO2äq.

Das (relative) Treibhauspotenzial (engl.: Global Warming Potential, Greenhouse Warming Potential oder GWP) oder CO2-Äquivalent gibt an, wie viel eine festgelegte Menge eines Treibhausgases zum Treibhauseffekt beiträgt. Als Vergleichswert dient Kohlendioxid; die Abkürzung lautet CO2e (für equivalent). Der Wert beschreibt die mittlere Erwärmungswirkung über einen bestimmten Zeitraum; oft werden 100 Jahre betrachtet.

Beispielsweise beträgt das CO2-Äquivalent für Methan bei einem Zeithorizont von 100 Jahren 25: Das bedeutet, dass ein Kilogramm Methan 25-mal stärker zum Treibhauseffekt beiträgt als ein Kilogramm CO2. Das Treibhauspotenzial ist aber nicht mit dem tatsächlichen Anteil an der globalen Erwärmung gleichzusetzen, da sich die Emissionsmengen der verschiedenen Gase stark unterscheiden. Mit diesem Konzept können bei bekannten Emissionsmengen die unterschiedlichen Beiträge einzelner Treibhausgase verglichen werden.
(http://de.wikipedia.org/wiki/Treibhauspotenzial)