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Biogas
Mit steigenden Preisen für fossile Brennstoffe und dem Grundgedanken „Alternative Energien“ zu nutzen sind Biogasanlagen im Aufwärtstrend.
Während das in den Klärwerken zwangsläufig entstehende Faulgas früher beinahe ausnahmslos abgefackelt wurde, ist es heute undenkbar, dass dieser wertvolle Rohstoff aus Abfall und Exkrementen ungenutzt bleiben soll. Daher hat die grösste Biogasanlage der Schweiz erst vor kurzem in Münchwilen den Betrieb aufgenommen. Sie ist in der Lage mit dem ins Netz der technischen Werke eingespeisten Biogas unter Volllast 3000 Haushalte mit Energie zu versorgen.
Es gibt drei Möglichleiten, wie das im Fermenter entstehende Biogas genutzt werden kann:
- Einspeisung direkt vor Ort in ein Blockheizkraftwerk, das elektrische Energie und Wärme erzeugt
- Reinigung des Biogases und Einspeisung in das bestehende Erdgasnetz. (besonders in den Niederlanden und in der Schweiz) - Nutzung als Biomethan für Kraftfahrzeuge (Schweden)
- Die dezentrale Nutzung von Biogas ist besonders in Entwicklungs- und Schwellenländern schon länger verbreitet. Hier werden menschliche und tierische Exkremente bevorzugt zum Kochen und Heizen in nutzbares Gas umgewandelt. (China, Indien, div. Afrikanische Staaten)
Was hat man unter einer Biogasanlage zu verstehen?
Durch Vergärung von Biomasse, dem Substrat, wird Gas gewonnen. Während in landwirtschaftlichen Biogasanlagen mehrheitlich tierische Exkremente wie z.B. Gülle und Mist, aber auch extra angebaute Energiepflanzen wie z.B. Mais, Roggen und Rüben verwendet werden, gibt es auch Anlagen, die Speisereste und andere organische Abfälle als Ausgangssubstrat einsetzen. In beiden Fällen bleibt ein Gärrest übrig, der, falls unbelastet und unbedenklich, zu hochwertigem Dünger weiterverarbeitet werden kann.
Die Vergärung in der Biogasanlage erfolgt ohne Sauerstoff (anaerober Abbau) unter Zuhilfenahme verschiedenster Arten von Mikroorganismen, die aus der eingesetzten Biomasse (landwirtschaftliche Nebenprodukte, Bioabfälle, Mais-, Gras- oder Getreidesilage) bei der Verstoffwechselung von den im Substrat enthaltenen Fetten, Proteinen und Kohlenhydraten als Abfallprodukt Methan (CH4) und Kohlendioxid (CO2) liefern. Die Ausbeute an verwertbarem Gas ist abhängig von der eingesetzten Biomasse.
Tabelle: (Vergleich von Biogasrohstoffen, Quelle: Wikipedia)
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Material
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Biogasertrag FM=Frischmasse |
Methangehalt
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| Mais-Silage | 202 m3/t FM | 52% |
| Gras-Silage | 172 m3/t FM | 54% |
| Roggen-GPS1 | 163 m3/t FM | 52% |
| Futterrübe | 111 m3/t FM | 51% |
| Bioabfall | 100 m3/t FM | 61% |
| Hühnermist | 80 m3/t FM | 60% |
| Zuckerrübenschnitzel | 67 m3/t FM | 72% |
| Schweinemist | 60 m3/t FM | 60% |
| Rindermist | 45 m3/t FM | 60% |
| Getreideschlempe2 | 40 m3/t FM | 61% |
| Schweinegülle | 28 m3/t FM | 65% |
| Rindergülle | 25 m3/t FM | 60% |
1) GPS = Ganzpflanzensilage, 2) Schlempe = Rückstände aus der Destilation
Zur groben Abschätzung des Wirkungsgrads sollen die folgenden Beispiele beitragen. Die durchschnittlich erzeugbare elektrische Leistung in kW stellt sich wie folgt dar:
- die Gülle einer Kuh etwa 0,15 kW
- 1 ha Gras ca. 1 kW
- 1ha Getreide ca. 1,5 kW
- 1 ha Mais etwa 2 kW
Kritisch ist der Anbau von Pflanzen zur reinen Biomasse Gewinnung anzusehen. Dies ist aus energetischer und ökologischer Sicht kaum als sinnvoll zu erachten. Intensive Bewirtschaftung der Böden mit Monokulturen und der hohe Düngereinsatz belasten die Umwelt und wertvolle Anbaufläche geht verloren.
Solange die bisher oft ungenutzten organischen Abfälle zum Einsatz kommen, ist die Ökobilanz von Biogas ausgesprochen umweltfreundlich. Ausser nutzbarem Gas zur Gewinnung von Elektrischer- und Wärmeenergie fällt Dünger an, der die wichtigen Nährstoffe, Humusanteile und notwendigen Spurenelemente an die Natur zurückgibt.
Quellen/PDF
Bildquelle: www. schnellmotor. de
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