Biogas
Inhaltsverzeichnis
Grundlagen der Biogastechnik
Biogas gestern und
heute
Der allgemeine Verfaulungsprozeß
Die Historie
Die historischen
Wurzeln der Biogastechnik
Anfänge der
landwirtschaftlichen Biogas-Bewegung
Die folgen der Ölkrise
1972/73
Das
Stromeinspeisegesetz 1990 und die Novellierung im
Erneuerbaren
Energiengesetz 2000
Gesetzliche Rahmenbedingungen
Der Biogasprozess
Der allgemeine Ablauf
der Biogasgewinnung
Der Weg der Gülle zum
Strom und zur Wärme (Schema)
Chemische Erläuterung zum Biogas
Herstellung von Biogas
als ein Schüler-Experiment
Biogas - eine
umweltfreundliche Alternative mit nur noch wenigen Hindernissen
Ziele des
Biogasverfahrens
Was muß man beim
Erzeugen von Biogas beachten
Standortvorraussetzungen
Checkliste für
potentielle Betreiber von Biogasanlagen
Biogasanlagen in der Marktwirtschaft
Wirtschaftlichkeit / Finanzierung
Biokraftanlagen - eine andere Dimension : farmatic biotech energy ag
Quellenverzeichnis
Grundlagen der Biogastechnik
Biogas
gestern und heute
Biogas
ist keine Erfindung der Neuzeit, sondern so alt wie das Leben auf unserer Erde.
Neues Leben kann nur entstehen, wenn altes vergeht – ein Prinzip, das in der
ganzen Natur gilt. Während die Sonne durch Fotosynthese neues Leben wachsen
läßt, wird beim Absterben die organische Substanz, die vorwiegend aus Wasser,
Eiweiß, Fett, Kohlenhydraten und Mineralstoffen besteht, in ihre ursprünglichen
Bestandteile Kohlendioxid, Wasser, Mineralien zerlegt. Dabei wird Energie
freigesetzt.
Neben
den Abbauprozessen Verbrennen, Verdauen, Vergären und Verrotten ist das
Verfaulen ein solcher Umwandlungsprozeß, bei dem Biogas entsteht.
Der
allgemeine Verfaulungsprozess
Das
Verfaulen organischer Stoffe geschieht unter Luftabschluß und im feuchten
Milieu durch Methanbakterien bei Temperaturen zwischen 0 und 70°C. Im Gegensatz
zur Kompostierung ( Verrotten )
entsteht beim Verfaulen keine Wärme, dafür jedoch das brennbare Methangas.
Außerdem werden Kohlendioxid und Wasser sowie einige Spurengase und Humusstoffe
erzeugt.
Faulprozesse
sind weit verbreitet: Im Schlamm der Meere, Flüsse und Seen treten sie ebenso
auf wie in Sümpfen und Mooren, in nicht durchlüfteten Bodenschichten,
Mülldeponien, Misthaufen, Gülle- und Klärgruben sowie beim Anbau von Reis. Im
Wasser wird die Methanerzeugung in Form von aufsteigenden Gasblasen sichtbar.
Je nach Vorkommen spricht man von Sumpfgas, Faulgas, Klärgas, Grubengas,
Deponiegas oder im landwirtschaftlichen Bereich eben von Biogas.
Entweicht
das Methan in die Luft, wird es nur sehr langsam unter dem Einfluß von
Sonnenlicht, Ozon und sogenannter Radikale (sehr reaktionsfreudige HO-
Moleküle) zu Kohlendioxid und Wasser oxidiert. Bis zur Industrialisierung
blieben Methanproduktion und - abbau im
Gleichgewicht. Heute ist dieses Gleichgewicht nachhaltig gestört: Bei der
Förderung von Kohle, Erdöl und Erdgas entweichen große Mengen Methan
unverbrannt in die Atmosphäre. Hinzu kommen die großen Mengen Gas, die weltweit
beim Reisanbau und durch Rinderhaltung freigesetzt werden. Dies führte in den
letzten Jahrzehnten zu einem ständigen Anstieg der Methankonzentration in der
Erdatmosphäre. Methan ist nach Kohlendioxid (50 % Anteil am Treibhauseffekt)
der wichtigste Luftschadstoff und mit 20 % am Treibhauseffekt beteiligt.
Außerdem verbraucht es bei der Oxidation Ozon und trägt damit auch zur
Vergrößerung des Ozonlochs bei.
Vor
diesem Hintergrund gewinnt die technische Biogasgewinnung und – nutzung an
Bedeutung, da sich auf diese Weise wenigstens die Emission von Methan bei der
offenen Lagerung von Gülle und Mist einschränken läßt. Zusätzlich ist die
energetische Nutzung von Biogas im Gegensatz zur Verbrennung von Erdgas,
Flüssiggas, Öl und Kohle Kohlendioxidneutral, weil sich das entstehende
Kohlendioxid im natürlichen Kohlenstoffkreislauf bewegt und von den Pflanzen
wieder verbraucht wird. Es trägt dadurch also nicht zur Nettozunahme der
Kohlendioxidkonzentration der Atmosphäre bei; das aus fossilen Rohstoffen
stammende Kohlendioxid schon.
Die Historie
Die
historischen Wurzeln der Biogastechnik
Die
ersten systematischen Untersuchungen über Biogas begann der italienische
Naturforscher Alessandro Volta, der sich auch mit dem elektrischen Strom
beschäftigt hat (“Volt”!).Volta fing um 1770 Sumpfgas im Schlamm von Seen auf
und machte damit Verbrennungsversuche. Der englische Physiker Faraday
experimentierte ebenfalls mit Sumpfgas und identifizierte es als Kohlenwasserstoff.
Aber erst 1821 gelang es Avogardo die chemische Formel für Methan (CH4)
zu ermitteln.
Auch der französische Bakteriologe Pasteur
machte 1884 Versuche mit Biogas, das aus Mist gewonnen wurde. Er schlug
erstmals vor, den Pferdemist des Pariser Fuhrparks zur Gasproduktion für die
Pariser Straßenbeleuchtung zu verwenden.
Sehr
starke Impulse erhielt der anaerobe Faulprozeß, als man Ende des 19.
Jahrhunderts entdeckte, dass mit diesem Verfahren Abwasser gereinigt werden
kann. 1897 soll in einem Lepra-Krankenhaus in Bombay/Indien die erste Anlage
gebaut worden sein, bei der das Gas zur Beleuchtung und ab 1907 zum Betrieb
eines Motors für die Stromerzeugung genutzt wurde.
In
Deutschland begann der Klärtechniker Imhoff ab 1906 im Ruhrgebiet konsequent
mit dem Bau anaerober, zweistöckiger Abwasserreinigungsanlagen. Heute hat jedes
größere Klärwerk eine anaerobe Stufe, wobei das produzierte Klärgas zur
Aufheizung der Fermenter (Faulbehälter) oder in einer Kraft-Wärme-Kopplung zur
Wärme- und Stromerzeugung genutzt wird.
Bis
zum 2. Weltkrieg machte die Klärgasnutzung rasche Fortschritte. Schwimmende
Gasglocken, leistungsfähige Rührwerke und Heizsystheme zur Erhöhung der
Faulleistung wurden entwickelt. Der Verkauf von Klärgas an die Stadtwerke
spielte eine große Rolle. In dieser Zeit wuirden auch zunehmend Versuche
gemacht, Klärgas als “heimischen Treibstoff” von Wasser, Kohlendioxid und
Schwefelwasserstoff zu befreien, in Stahlflaschen zu verdichten und zum Antrieb
von Kraftfahrzeugen zu verwenden.
Vor
dem und im 2. Weltkrieg wurde in Deutschland wegen steigender Nachfrage nach
“Treibgas” versucht, die Gasproduktion der Klärwerke durch Beigabe fester
organischer Abfallstoffe (Speisereste, Getreide, Silage, etc.) zu erhöhen, also
Verfahren anzuwenden, die wir heute als Kofermentation bezeichnen.1949 wurde in
Stuttgart erstmals Fett aus Fettabscheidern mit gutem Erfolg beigegeben.
Auf
Anregung von Imhoff wurden in Halle
Faulversuche mit beigemischten Abfällen wie Süßholzabfall, Panseninhalt, Lignin
und Getreideabfällen durchgeführt. Während Lignin bei einer Verwilzeit von ca.
20 Tagen nur 19 Liter Gas pro kg Trockenmasse ergab, lieferte der Panseninhalt
158 l/kg, und Süßholz sogar 365 l/kg, letzteres allerdings bei einer
Verweilzeit von 45 Tagen. Sehr detaillierte Kofermentationsversuche machte Dr.
Franz Pöpel während der Kriegszeit in Holland. Schon damals wurde organischer
Hausmüll in die Versuche mit einbezogen.
Anfänge
der landwirtschaftlichen Biogas-Bewegung
Erst
in der Nachkriegszeit wurde die Landwirtschaft als potentieller Lieferant für
Biogas entdeckt. Imhoff wies 1947 darauf hin, daß aus Stallmist einer einzigen
Kuh hundert mal so viel Gas erzeugt werden kann wie aus dem Klärschlamm eines
städtischen Einwohners. Darauf hin wurde noch im selben Jahr eine Biogasanlage
für kleine landwirtschaftliche Betriebe entwickelt. Derartige Anlagen sind zum
Teil nach mehreren Verbesserungen heute noch in Betrieb. Bis 1950 wurden stetig
effektivere und größere Anlagentypen auf den Markt gebracht. Die Biogasexperten
wählten jedoch die Bezeichnung “Biohugas”, um die Düngerwirkung des
Faulschlamms zu betonen (Humus).Damals wurde ausschließlich Festmist verwendet,
der in einer Vorgrube mit Wasser und Faulschlamm vermischt wurde, weil
Aufstallungen für Flüssigmist/Gülle (Spaltenböden, Gitterroste) erst später
aufkamen.
Die
Gesamtzahl der in den 50er Jahren in der BRD erstellten Biogasanlagen dürfte
bei 50 liegen, wobei aber viele nach kurzer Zeit wegen mangelhafter Funktion
wieder stillgelegt wurden. Gegen 1955
setzte die “Erdölschwemme” ein. Heizöl kostete damals 0,20 DM/l und die Preise
fielen bis 1972 auf 0,08 bis 0,10 DM/l. Gleichzeitig stieg der Masseneinsatz
von Mineraldünger. Alle Biogasanlagen wurden bis auf zwei stillgelegt, diese
beiden Anlagen waren Pionieranlagen in der Geschichte der Biogastechnik.
Die
Folgen der Ölkrise 1972/73
Die
Biogasbewegung erfuhr einen neuen Aufschwung nach der Ölkrise im Jahre 1972/73.
Das Kuratorium für Technik und Landwirtschaft, das sich von Anfan an um die
landwirtschaftliche Biogastechnik bemühte, veranstaltete im März 1974 unter dem
Eindruck der weltweit einstzenden Suche nach alternativen Energien ein
Fachgespräch “Wie aktuell ist heute Biogas?” , bei dem auch schon Aspekte des
Umweltschutzes einbezogen wurden. Zahlreiche Landwirte, Bastler, Erfinder,
Firmen und Forschungsstellen begannen in den darauffolgenden Jahren, das
Biogasverfahren weiterzuentwickeln. Sowohl damals wie auch noch heute gab es
ein deutliches Nord-Süd-Gefälle in der Verbreitung der Biogastechnik. Mit Abstand
die meisten Anlagen (ca. 80 %) fanden
sich in Bayern und Baden Württemberg, der Rest verteilte sich auf die übrigen
Bundesländer.Die Gründe für die starke Verbreitung in Süddeutschland waren vor
allem in der Bedeutung der Tierproduktion, in der Betriebsgrößenstruktur und in
der Beratung durch Biogasexperten zu sehen.
Kennzeichnend
für diesen Zeitraum war die Anpassung und Verwendung der bereits entwickelten
Gülletechnik für den Einsatz in der Biogastechnologie, wie z.B. die Nutzung
vorhandener Güllebehälter, der Einsatz von Tauchmotorrührwerken oder die
Umrüstung von Serienmotoren zu Blockheizkraftwerken.
Im
Zeitraum von 1980 bis 1985 wurden die meisten Anlagen gebaut. Im Gegensatz zur
ersten Biogasbewegung in den 50er Jahren wurden die Anlagen nicht mehr mit
Festmist, sondern mit einstreuloser Gülle beschickt. Inzwischen hatten sich
nämlich strohlose Aufstallungen mit Gitterrosten und Spaltenböden und
entsprechende Flüssigmistverfahren durchgestzt. Dies brachte einerseits
Erleichterung beim Mischen, Fördern und Rühren, andererseits aber auch
geringere Gaserträge.
In
der Zeit von 1985 bis 1990 ging der Bau neuer Anlagen spürbar zurück, aber
nicht ganz. Hier sorgte vor allem die Bundschuh-Biogasgruppe mit ihren
jährlichen Lehrfahrten dafür, das Interesse am Biogasverfahren zu erhalten.
Das
Stromeinspeisegesetz 1990 und die
Novellierung im Erneuerbaren Energiegesetz 2000
Ein
weiterer Aufschwung für die landwirtschaftliche Biogasnutzung begann etwa 1990
durch die gesetzliche Regelung der Einspeisevergütung für Strom aus Biogas,
unterstützt durch die zunehmende Recycling- und Kreislaufwirtschaft.
Durch
die Novellierung des Stromeinspeisegesetzes im Jahr 2000 in Form des
“Erneuerbaren Energien Gesetzes” (EEG), bei der eine höhere und gesicherte
Vergütung für Strom aus Biogas Festgeschrieben wurde, hält dieser Aufschwung
bis heute an. Laut EEG wird bei Anlagen mit einer installierten Leistung bis
500 kW der erzeugte Strom bei Netzeinspeisung mit mindestens 10 Cent pro kWh
vergütet, bei Anlagen bis 5 MW mit 9 Cent pro kWh, darüber mit 8 Cent pro kWh.
Zusätzlich
begünstigt wurde die neue Entwicklung zum einen durch intensivere
Kofermentation, durch eine neue Generation preiswerter, kompakter
Kraft-Wärme-Kopplungsaggregate, durch neue preisgünstige, dauerhaft verschweißte
Gasspeicherfolien und durch die Entschwefelung mittels Lufteinblasen.
Auch
die Wiedervereinigung hat neue Impulse gebracht. In der ehemaligen DDR gab es 9
Biogas-Großanlagen mit bis zu 9000 Kubikmeter Inhalt, von denen heute noch 4
Anlagen laufen. Jetzt können die ost- und westdeutschen Biogasfachleute
Erfahrungen austauschen und zusammenarbeiten.
Bis
ca. 1993 stieg der Bestand an Biogasanlagen in Deutschland auf über 250, davon
befanden sich ca. 130 Anlagen allein in Bayern und ca. 80 in Badenmürttemberg.
Heute
ist Deutschland gemessen an der Zahl der landwirtschaftlichen Biogasanlagen
europaweit führend. Mittlerweile sind rd. 800 Anlagen in Betrieb ( nur 15 davon
in Schleswig-Holstein!) und die Technik ist bis zur Serienreife verfeinert.
Attraktivität
erfährt der Markt für regenerative Energien durch die von den Gesetzgebern
geschaffenen Rahmenbedingungen:
1. Seit dem 1. April 1999 können BHKW-Betreiber durch das Ökosteuergesetz
von der Stromsteuer befreit werden. Dies gilt aber nur, wenn die
Verbrennungsmotoren eine Leistung von weniger als 2 MW und einen
Monatsnutzungsgrad von über 70 % aufweisen.
2. Das “Erneuerbare-Energien-Gesetz” schafft eine hohe
Planungssicherheit für die Landwirtschaft. Es verpflichtet Netzbetreiber den
mit Biogas produzierten Strom vorrangig abzunehmen.
Die
Vergütung für Strom lag im Jahr 2001 bei der jeweiligen installierten
elektrischen Leitung wie folgt:
bis
500 KW 20
Pf/KWh
499kw
- 5MW 18 Pf/KWh
ab
5MW 17
Pf/KWh
3. Die Regelung “Abfallverwertung hat Vorrang vor Abfallbeseitigung”
zwingt die Erzeuger von biogenen Stoffen, ihren Abfall umweltverträglich zu
entsorgen und begünstigt Bioenergie
Der Biogasprozeß
Der
allgemeine Ablauf der Biogasgewinnung
Das
organische Material wird im Rahmen der Kofermentation (Gülle mit Stroh, Gras,
tierische Abfälle oder Hausabfällen etc.) in einem Vortank gesammelt und dort
zur Reinigung von vermeintlichen Krankheitserregern für 7 Tage zur Versäuerung
aufbewahrt.
Anschließend
wird das Gasamtsubstrat in einen Fermenter (Faulbehälter) geleitet. Dieser
Behälter ist von Luft und Licht abgeschlossen. Außerdem muß er eine gewisse
Mindestgröße haben, gut wärmegedämmt sein und entsprechend dem Bedarf der biogaserzeugenden Mikroorganismen beheizt
werden.
Es
gibt verschiedene Arten von Mikroorganismen, die das organische Material in
Biogas zersetzten:
- psychrophile Bakterienstämme mit einem
Temperaturoptimum bei 15 °C und einer
Verweildauer von 90 bis 120 Tagen
- mesophile Bakterienstämme mit einem Optimum
bei 55 °C und einer Fauldauer von 25 bis
40 Tagen
- thermophile Bakterienstämme mit einem
Temperaturoptimum bei 55°C und einer Fauldauer
von 10 Tagen
Je
Höher die Temperaturoptima liegen, um so empfindlicher sind die Bakterien
gegenüber Temperaturschwankungen, vor allem, wenn die kurzfristig auftreten und
die Temperatur sinkt. In der Praxis bewährt haben sich die sogenannten
mesophilen Mikroorganismen. Diese Bakterien sind recht unempfindlich,
vertragen tägliche Schwankungen von 2
bis 3 °C und haben zusätzlich noch eine relativ schnelle Abbaurate.
Unter
den oben genannten Fermenterbedingungen setzen Mikroorganismen in einem
mehrstufigen Prozeß das Substrat in Biogas und hochwertigen Naturdünger um. Wie
lange dieser Vorgang dauert ist abhängig von den speziellen Mikroorganismen und
deren optimalen Wachstumstemperaturen.
Schließlich
wird das im Fermenter entstandene Biogas entnommen und in einen Speichertank
geleitet, in dem es auch gereinigt wird. Bei seiner Verbrennung in einem
Biomasseheizkraftwerk (BHKW) wird Strom und Wärme erzeugt, Biogas kann also
fossile Brennstoffe ersetzen.
Der
erzeugte Strom wird entweder für den Eigenbedarf genutzt oder ins Öffentliche
Netz eingespeist. Die Wärme kann sowohl
für die Heizung und Warmwasseraufbereitug des Haushaltes benutzt werden als
auch den Fermenter mit der nötigen Wärme versogen.
Die
ausgefaulte Gülle bzw. das zurückbleibende Substrat, welches sich noch im Fermenter
befindet, wird in einen Lagertank abgelassen und bei Bedarf als Düngemittel
(Biodung) auf die Felder verteilt. Der Biodung ist ein aufgewerteter
Naturdünger, der durch die bakterielle Versetzung beinahe geruchlos ist und bei
dem die Ätzwirkung wie bei frischer Gülle nicht mehr vorhanden ist. Die
Nährstoffe können so schneller von der Pflanze aufgenommen werden, was wiederum
die Belastung des Grundwassers durch Nitrat vermindert.
Der
Weg der Gülle zum Strom und zur Wärme
FEHLT
Chemische
Erläuterungen
Was ist “Biogas” genau?
Beim
Faulen organischer Stoffe entsteht in erster Linie ein Gasgemisch aus Methan
und Kohlenstoffdioxid. Hinzu kommen geringere Mengen von Wasserstoff,
Schwefelwasserstoff, Ethan und Stickstoff.
Die
Komponenten des Biogases sind:
brennbares Methan CH4 55-70%
nicht brennbares Kohlendioxid CO2 30-45%
Schwefelwasserstoff H2S 0-1%
Wasserstoff H2 0-1%
Sauerstoff O2 0-1%
Stickstoff N2 0-3%
Je
höher der prozentuale Anteil des Methans im Biogas ist, desto höher ist die
Qualität des Gases. Ab einem Methangehalt von 30% in einem Luft-Gasgemisch
besteht Explosionsgefahr.
Das
brennbare Gas Methan kommt in der Natur in großen Mengen bei gewöhnlichem
Erdgas vor und wird meistens im Zusammenhang mit Erdöl gefunden. Über den
Erdölfeldern befindet sich eine Kuppe, unter das Erdgas unter hohem
Druckeingeschlossen ist. Das aus den Ölbildungsstätten aufsteigende Gas Methan
wird demnach zu Erdgas.
Chemisch
betrachtet besteht Methan aus einem
Kohlenstoffatom C und 4
Wasserstoffatom H4. Daher die chemische
Bezeichnung CH4.
Herstellung von Biogas als ein Schüler-Experiment
Die
Herstellung des Biogases erscheint einem viel komplizierter als sie eigentlich
ist.
Natürlich
spielen die oben genannten Faktoren eine wichtige Rolle beim Biogasprozess, das
Grundprinzip läßt sich aber durch einen einfachen Versuch verdeutlichen. Um das
brennbare Gas CH4 (Methan) zu erhalten, muss
eine Biovergährung stattfinden.
Die
Biovergährung entsteht beispielsweise aus
Essensresten, wie Brot, Obst oder Gemüse oder anderen organischen
Stoffen.
Dieser Prozess ist geeignet für das Experiment.
Man benötigt für den Versuch eine
Kunststoffdose mit einem gut verschließenden Deckel,
der sich biegen läßt.
In die Dose füllt man beispielsweise
ein Butterbrot und Obstreste ( Äpfel, Birnen,
Orangen oder Bananen ohne Schale).
Mit dem Deckel wird die Dose gut
verschlossen.
Nach einigen Tagen kann man erkennen,
dass der Deckel sich in der Mitte hebt. Es hat
sich Gas gebildet, welches sich in der
Dose ausbreitet. Auf diese Weise wird das
brennbare Biogas hergestellt.
Noch deutlicher wird der Versuch, wenn
man über ein Loch im Deckel einen Luftballon
stülpt. Der Ballon wird durch das Gas,
welches durch das Loch in den Ballon entweicht,
aufgebläht wird.
Biogas - eine
umweltfreundliche Alternative mit nur noch wenigen Hindernissen
Ziele
des Biogasverfahrens
Das
Ziel der Erzeugung eines hochwertigen, vielseitig einsetzbaren und in jedem
Leistungsbereich in Strom und Wärme umsetzbaren, umweltfreundlichen Energieträgers steht zweifellos an erster
Stelle.
Über
die Rangfolge der weiteren Ziele kann man streiten. Die Geruchsminderung ist
bei ausreichendem Abbaugrad ein ganz entscheidender Gesichtspunkt, vor allem
für Landwirte, deren Flächen in dichter besiedelten Gebieten liegen. Manchmal
ist der Bau einer Biogasanlage entscheidende Voraussetzung dafür, dass
überhaupt noch größere Tierbestände gehalten werden können.
Biogas
wirkt beim Ausbringen als Kopfdünger auf wachsende Pflanzenbestände weniger
ätzend als Rohgülle. Dies ist ein entscheidender Aspekt für viele biologisch
wirtschaftende Betriebe.
Ein
weiteres Ziel ist die Verbesserung der Fließfähigkeit der behandelten Gülle,
was beim Rühren, Pumpen und Verteilen Vorteile bringt. Gegenüber der offenen
Lagerungtreten in der geschlossenen Biogasanlage keine nennenswerten Verluste
an Methan und Ammoniak auf.
Landwirte
mit einer Biogasanlage tragen daher aktiv zur Lufteinhaltung bei. Weiterhin
werden Nährstoffverluste vermieden, insbesondere Verluste an Stickstoff. Durch
die Verringerung der Ätzwirkung wird die Pflanzenvertäglichkeit verbessert.
Wachstumsschocks lassen sich auch bei größeren Gülle abgaben vermeiden.
Außerdem wird eine Verbesserung der Pflanzengesundheit und damit eine
Reduzierung des Pflanzenschutzmitteleinsatzes angestrebt.
Die
hygienisierende Wirkung des Biogasprozesses spielt in letzter Zeit eine größere
Rolle, insbesondere in schweinehaltenden Betrieben (Schweinepest) und bei der
Verfütterung von Küchenabfällen und Speiseresten. Aber auch die Bekämpfung von
Unkrautsamen ist ein Gesichtspunkt.
Von
zunehmender und großer wirtschaftlicher Bedeutung ist die Kofermentation, da
diese erhebliche Abnahmeerlöse erzielen können und einen zusätzlichen
Düngerwert bieten.
Und
letztlich kann es für einen großen landwirtschaftlichen Betrieb sehr wichtig
sein, wenn die Hausabwässer preiswert in die eigene Biogasanlage eingeleitet
und teure Kanalanschlußgebühren vermieden werden können (jedoch wird diese
Abwasserentsorgung heutzutage nicht mehr gerne gesehen!)
! Eine Biogasanlage ist wirtschaftlich nicht jedem
landwirtschaftlichen Betrieb zu empfehlen. Finanziell tragbar (Investitions-,
Betriebs- und Wartungskosten) ist eine solche Anlage erst ab Betriebsgrößen mit
150 Großvieheinheiten (GVE). Die spezifischen Investitionskosten (Euro pro kW installierte Leistung) steigen bei
Kleinanlagen stark an und können bei 5-kW-Anlagen über 12.500 Euro pro kW
elektrischer Leistung liegen. Bei Anlagen über 160 kW sinken die spezifischen
Kosten auf durchschnittlich 4.250 Euro pro kW elektrischer Leistung. Größere
Anlagen bieten daher eine bessere Grundlage für Wirtschaftlichen Betrieb.
Betriebs- und Wartungskosten sind pro Jahr mit ca. 2,5 % der Investitionskosten
anzusetzen.
GVE: In der landwirtschaftlichen
Biogastechnik wird mit Großvieheinheiten gerechnet, um die Menge des
entstehenden Biogases aus den Fäkalien verschiedener Tiere besser vergleichen
und die Anlage richtig dimensionieren
zu können.
Einer Großvieheinheit
entsprechen etwa:
·
ein
ausgewachsenes Rind
·
fünf
Kälber
·
sechs
Mastschweine
·
250
Hühner.
Pro GVE (Rind) entstehen z.B. ca.1,5 Kubikmeter
Biogas am Tag.
Was muss man beim Erzeugen von Biogas beachten?
Da Biogas brennbar ist, müssen diverse
Sicherheitseinrichtungen eingebaut werden:
·
Druckregler
und Drucksicherungen
·
Rückschlagventile
·
Gasanzeiger
·
Flammenrückschlag-
und Explosionssicherungen
Im Biogas befindet sich auch Schwefelwasserstoff.
Dies ist ein giftiges Gas, das Tanks und Rohrleitungen angreift. Deshalb ist in
der Regel eine Entschwefelung nötig. Durch das Einblasen von 3 bis 5 % Luft in
den Gasbehälter wird der Schwefelwasserstoff in Wasser und elementaren Schwefel
überführt. Der Schwefel kommt im Reststoff (Biodung), wenn er als Düngemittel
verwandt wird, wieder dem Acker bzw. den Pflanzen zugute.
Betreibt ein Landwirt die Biogasanlage im Rahmen der
Kofermentation, bei der auch Abfallprodukte aus Schlachthöfen und Molkereien
hinzugegeben werden können,muss er folgende Aspekte beachten:
Es muss genug landwirtschaftliche Fläche zum
Ausbringen der ausgefaulten Substratmenge zur Verfügung stehen.
Sauberkeit ist sehr wichtig. Einige Stoffe (z.B.
Antibiotika, Reinigunsmittel, Konservierungsstoffe) hemmen das Wachstum der
Mikroorganismen.
Feststoffe müssen zerkleinert werden, damit die
Zuleitungen nicht verstopfen und ein optimaler Abbau gewährleistet ist.
Die Zusammensetzung des Ausgansmaterials sollte innerhalb
bestimmter Grenzen immer gleich bleiben, da bei einem Wechsel die
Mikroorganismen eine gewisse Zeit brauchen, um sich an das neue “Futter” zu
gewöhnen.
Die Gülle muss ständig durchmischt werden, um einen
guten Abbau zu gewährleisten. Möglichkeiten wären:
·
Mechanische
Rührwerke
·
Umwelzpumpen
·
das
Einspeisen von Biogas von unten in den Fermenter.
Es ist wichtig , dass eine konstante
Energienachfrage vorhanden ist, denn eine Biogasanlage produziert das gesamte
Jahr hindurch Energie. Eine Lagerung von großen Mengen Gas ist aus
Kostengründen nicht möglich. Da in den meisten landwirtschaftlichen Betrieben
der Energiebedarf nicht immer gleich bleibt, wird das Biogas meistens genutzt,
um Strom zu erzeugen. Die dabei anfallende Wärme sollte, wenn möglich , im
Betrieb verwendet werden oder es sind Abnehmer dafür vorhanden. Der Strom kann
nach dem “Erneuerbare-Energien-Gesetz” ins Versorgungsnetz eingespeist werden
und wird nach EEG vergütet.
Folgene Punkte sollten erfüllt sein, wenn man sich
entschließt , eine Biogasanlage zu errichten:
1. ausreichendes
Güllepotential muss vorhanden sein
(ca 100
Großvieheinheiten sind nötig, um eine Biogasanlage wirtschaftlich betreiben
zu
können)
2. möglichst gleichmäßig hoher
Wärmebedarf
(dafür
bieten sich z. B. Wohnhäuser oder andere landwirtschaftliche Einrichtungen an)
3. hoher Eigenwärmebedarf im
landwirtschaftlichen Betrieb verbessert die Wirtschaftlichkeit
4. Wird Kofermentation bei der
Planung mit einbezogen , sollte die Zulieferung bzw.
Vergütung der
organischen Abfälle gesichert sein, da sich eine solche Anlage
verteuert.
5. Bei Anlagen mit
Kofermentation sollte eine verkehrsgünstige Lage gewählt werden , da sie
in der
Regel größer ausfallen und das Material nicht vor Ort ausfällt.
6. Anlagen mit Vergärung von
organishen Abfällen sollten nicht in unmittelbarer Nähe von
Wohngebieten stehen.
Checkliste für potentielle Betreiber von Biogasanlagen
Das Folgende zeigt eine Checkliste zum Werdegang
einer Biogasanlage für potentielle Betreiber von Biogasanlagen:
1.
Grundsätzliches Interesse an eigenerzeugter, regenerativer Energie und
der
Biogasanlagentechnik:
Informationen einholen über den Fachverband Biogas e.V. (FVB), das Amt
für
Landwirtschaft und Ernährung (AfLuE), durch Fachzeitschriften und
Bücher, über
erfahrene Biogasanlagenbetreiber.
2.
Besichtigung von Biogasanlagen, möglichst von solchen, die unter
ähnlichen
Voraussetzungen arbeiten, wie sie der eigene Betrieb bietet.
3. Klären
der Wirtschaftlichkeit einschließlich Kostenaufstellung durch eine kompetente
Stelle
(z.B.
AfLuE, Landtechnische Universitäten, Ingenieurbüros oder Hersteller von
Biogasanlagen). Wichtig ist, bei den Gas- und Stromerträgen keine
Spitzenwerte, sondern
Durchschnittswerte einzusetzen.
Es
besteht die Möglichkeit der Kontrolle solcher Berechnungen durch den
Fachverband
Biogas
e.V. (FVB).
4. Klären
der Fördermöglichkeiten, z.B. über die Informationsschrift des FVB, über das
AfLuE,
Landtechnische Universitäten, Ministerien oder Zeitschriften. Die
Förderprogramme sind meist unterschiedlich aufgebaut und stellen
unterschiedliche
Anforderungen an den Interessenten (z.B. Junglandwirt, ländlicher Raum,
Umweltschutz,
keine
Kofermentation).
Eines
haben alle Förderungen gemeinsam: Es darf mit der Maßnahme nicht begonnen
werden,
ehe die Förderzusage erteilt wurde.
5.
Möglichkeiten der Kofermentation prüfen:
Sowohl für
die Festlegung der Größe und Art der Biogasanlage als auch für die oben
erwähnte
Förderung ist entscheidend, ob Kofermentation (Vergärung von Zuschlagsstoffen
zur
Gülle/Festmist) betrieben werden soll. Wenn ja, dann ist wiederum entscheidend,
welche
Kofermentationsstoffe eingesetzt werden sollen.
6.
Liefervertrag für Kofermentationsstoffe:
Grundsätzlich ist zu beachten, dass für die Lieferung der
Zuschlagsstoffe entweder ein
ordentlicher Vertrag mit einer Mindestlaufzeit von 5 Jahren
abgeschlossen werden sollte,
damit
sich die zusätzlichen Kosten beim Bau der Biogasanlage oder der Verlust der
Fördergelder auch amortisieren.
Läßt
sich kein Vertrag abschließen, muß die Biogasanlage sich auch nach Wegfall der
Zuschlagsstoffe (z.B. nach einem halben
Jahr) noch wirtschaftlich betreiben lassen. Will
man
Kofermentation betreiben, ist eine Vollkostenrechnung aufzustellen. Diese
sollte auch
die
Aufwendungen für die Vergärung, die Verstromung, die Lagerung und auch für die
Ausbringung des Co-Substrate beinhalten. Nur auf die Reststoffvergütung,
den zusätzlichen
Gas- und
Stromertrag zu schauen, wäre grundlegend falsch.
7. Festlegen
der Art und Größe der Biogasanlage:
Sind
alle obigen Punkte geklärt, kann mit der Auslegung der Biogasanlage
begonnen
werden.
Hierbei sollte berücksichtigt werden, ob sich der Bertieb bezüglich des
Viehbestandes in den nächsten 5 bis 10 Jahren entscheidend vergrößern
oder verkleinern
wird. Anhand
der Ausgangsmaterialien (Festmist oder Gülle, Abfallstoffe ja oder nein) ist
ein
geeigneter Anlagentyp auszuwählen.
8. Planung
und Genehmigung:
Für den
Bau einer Biogasanlage ist immer die Genehmigung der zuständigen Behörde
erforderlich,
selbst wenn es sich um die Umnutzung eines bestehenden Güllebehälters zum
Fermenter handelt.
Auch
wenn der Maschinenraum in einem bestehenden Gebäude eingerichtet wird, ist
hierfür
eine
Genehmigung erforderlich. Für eine genaue Planung sind erforderlich:
*
Lageplan M 1: 1000 und evtl. auch M 1: 5000;
*
Baupläne M 1: 100 oder kleiner, inkl. Schnitte , Grundriß und Ansichten;
*
Rohrleitungspläne mit Höhenangaben und Stücklisten (sofern eine Verrohrung
zwecks
Güllemanagement
erforderlich ist);
*
Zeichnung der Einrichtung des Maschinenraumes mit den erforderlichen
Installationen;
*
Heizungsschema mit Anbindung der Wärmeerzeuger und Verbraucher;
*
Stromflußdiagramm zur Einbindung des Blockheizkraftwerkes in den Betrieb;
*
Gasschema, Gasleitungsverlauf, Gasspeicher, Gassicherheitsstrecke.
9. Einholen
von Angeboten über Biogasanlagenteile:
Für
jedes Bauteil einer Biogasanlage gibt es mehrere Anbieter. Aus technischen und
kaufmännischen Gründen ist es erforderlich, sich über die Vor-
und Nachteile einzelner Produkte aufklären zu lassen.
Das Vergleichen von
verschiedenen Angeboten verschafft einen guten Überblick über den Umfang der
Leistung.
Beim
Anfordern der Angebote ist darauf zu achten, dass dem Hersteller der genaue
Verwendungszweck sowie die Einsatzbedingungen mitgeteilt
werden. Nur so kann er sich bei einem Defekt oder bei Totalausfall nicht aus
der Verantwortung ziehen. Auch die Garantiebedingungen sind auszuhandeln (z.B.
Beginn bei Auslieferung oder nach Einbau). Eine Betriebs- und Wartungsanleitung
gehört zu jedem maßgeblichen Bauteil dazu.
10.Bau der Biogasanlage:
Folgende Fragen sollten Sie sich beim Bau einer Biogasanlage
stellen:
* Wer ist für die termingerechte Beschaffung der benötigten
Anlagenteile zuständig?
* Wer übernimmt die Bauleitung, wer die Bauüberwachung?
* Wer handelt die Anschlußbedingungen mit dem örtlichen
Stromversorger aus?
* Haben die Handwerker die Fähigkeiten und Zulassungen,
Installationen an einer
Biogasanlage vorzunehmen?
* Wer weist die Handwerker in die Planung der Anlage ein?
* Wer nimmt die Biogasanlage nach der Fertigstellung ab?
* Wer prüft die gestellten Rechnungen auf Vollständigkeit oder
unberechtigte Ansprüche?
* Wer wickelt Garantiefälle ab?
* Wer nimmt die Inbetriebnahme vor?
* Wer weist Sie in die Anlage ein?
* Wer erstellt Ihnen eine Betriebsanleitung passend für Ihre
Anlage?
11.Nach der Inbetriebnahme:
Folgendes ist nach der Inbetriebnahme der Biogasanlage zu
erledigen:
* Anmeldung der Biogasanlage beim Hauptzollamt. Unerheblich,
ob Heizöl verwendet wird
oder nicht. Beim Betrieb von Zündstrahl-Agregaten muß eine
Genehmigung für die
Heizölverwendung vorliegen
* Fertigstellungsanzeige ans Landratsamt schicken.
* Abnahmeprotokolle des Heizungs- und Gasinstallateurs sowie
des Elektrikers an die
Berufsgenossenschaft schicken. Die Biogasanlage wird im
Rahmen der wiederkehrenden
Prüfung durch die Berufsgenossenschaften abgenommen.
* Inbetriebnahme des Blockheizkraftwerkes mit dem
Energieversorgungsunternehmen
vereinbaren und durchführen.
* Eventuell Abschluß von Zusatzversicherungen.
* Feststellen von Fehlern im Aufbau der Biogasanlage und
Beheben bzw. Beseitigen der
Ursache.
* Wiederkehrende Messungen der Gasqualität bezüglich
Schwefelwasserstoff- und
Methangehalt.
12.Schriftverkehr:
Für alle Zusagen, Abmachungen und sonstige Dinge, die
verhandelbar sind, gilt in Deutschland nach wie vor das gesprochene Wort. Das
Problem bei Unstimmigkeiten ist jedoch die Nachweisbarkeit (Lediglich ein Zeuge
hat hier einen Nutzen). Aus diesem Grund empfiehlt es sich, alles schriftlich
festzuhalten, auch wenn es anfänglich nicht erforderlich erscheint.
Biogasanlagen in der Marktwirtschaft
Um die
Wirtschaftlichkeit von Biogasanlagen beurteilen zu können, muss man Nutzen und
Kosten gegenüberstellen. Dabei lassen sich die Kosten in feste ( Abschreibung,
Zinssatz, Versicherung) und variable ( Wartung, Reparaturen, Betriebsmittel )
unterteilen.
Die Höhe der Investitionen ist von einer Vielzahl
von Faktoren abhängig. Nicht nur die Anlagengröße wirkt sich deutlich auf
die Investitionskosten aus, sondern
auch die Entscheidung für eine nahezu schlüsselfertige Biogasanlage oder eine
individuell geplante Anlage.
Interessiert man sich für eine Anlage mit
Kofermentation, muss man bedenken, welche zusätzlichen technischen Maßnahmen
zur Aufbereitung der Reststoffe notwendig sind (z.B. Hygienisierungseinheit,
Füll- und Pumpanlage).
In Abhängigkeit von Bauart, Größe, Qualität,
Substrat, Anbieter u.v.m. ergeben sich Investitionen von 250 bis 1250 Euro pro
Kubikmeter Faulraum. Dabei ist zu erkennen , dass landwirtschaftliche
Eigenbauanlagen, die mit Unterstützung von Ingeneurbüros und Handwerkern gebaut
werden, am günstigsten sind.
Wenn der Betriebszweig “Stromerzeugung aus Biogas”
für Landwirte eine weitere Einnahmequelle sein soll, muss man die anfallenden
Kosten und die Erträge gegenüberstellen . Allerdings lassen sich die Erträge
aufgrund vieler Einflussfaktoren nur sehr schwer vorhersagen. Es muss
insbesondere die erwartete Gasausbeute und der Wirkungsgrad des BHKW besonders betrachtet werden. Auch ist ein
Konzept der Abwärmenutzung unbedingt notwendig, um die Wirtschaftlichkeit der
Anlage zu erhöhen.
Unter den derzeitigen Rahmenbedingungen besteht als zentrales Hemmnis
bei der Umsetzung erneuerbarer Energien die mangelnde wirtschaftliche
Konkurrenzfähigkeit gegenüber konventionellen Energieträgern . Ohne Förderung
werden nur wenige Anlagen wirtschaftlich investiert werden.
Ohne Förderung ist eine Investition wirtschaftlich
für den Bauherrn nicht vertretbar. Es ist eine finanzielle Unterstützung im
Rahmen von Förderungsprogrammen notwendig, um auch bei optimaler Planung und
günstiger Ertragssituation einen positiven Kosten/Nutzen - Effekt zu erzielen,
und um dem Landwirt als “Energiewirt” eine Ansporn für Aktivitäten in Richtung
erneuerbarer Energien und nachhaltiger Entwicklung zu geben.
Die Gülle gelangt in die Vorgrube (Anlage l) und
wird dort mit einem Coferment, zum Beispiel Getreide, vermischt. Das Substrat wird von dort aus, mittels
einer Pumpe, in den Gärgasbehälter gepumpt.
Im Fermenter (Anlage 2) wird die Gülle auf ca. 38 'C erwärmt. Diese Temperatur bietet ein optimales Klima
für Mikroorganismen. Die
Mikroorganismen setzten die organische Substanz aus dem Substrat um, wobei das
Gas entsteht. Die Höhe des Methangehaltes
im Gas ist ausschlaggebend für die Zündfähigkeit des Gases, es werden 60
angestrebt.
Die vergorene Gülle wird bei neuer Substratzugabe
aus dem Gärgasbehälter verdrängt. Das
Gas gelangt in den Gasspeicherraum (Anlage 3), welcher zwischen BHKW und
Fermenter geschaltet ist, um bei schwankenden Gaserträgen einen Puffer zu bilden. Das BHKW (Anlage 4) verbrennt das Methangas
und erzeugt durch einen gekoppelten Generator Strom. Die dabei anfallende Wärme wird für die Beheizung des Fermenters
genutzt (Anlage 5). Überschüssige Wärmemenge kann für andere Endverbraucher
genutzt werden, wie zum Beispiel zur Beheizung von Wohnhäusem oder zur
Getreidetrocknung.
Bei einem Zündstrahlaggregat ist der Methangehalt
des Gases nicht so ausschlaggebend, da per Heizöl ein Zündfunke vorgegeben
wird, der Anteil des Heizöles kann zur Verbrennungshilfe erhöht werden. Dieses ist jedoch aus 2 Aspekten nicht
sinnvoll zum einen wegen der Wirtschaftlichkeit (steigende Heizölkosten) und
zum anderen wegen des Zweckes (keine Altemativenergie). Bei Gasmotoren ist es anders, unterschreitet
hier der Methangehalt die 50 '/o Marke kann der Gasmotor das Gas nicht mehr
verbrennen, da er ein Selbstzünder ist.
Das auf dem Betrieb eingesetzte BHKW ist ein Zünstrahlaggregat mit einer
elektrischen Leistung von 55 kW. Die
Größe ist so gewählt, daß Rindergülle mit Cofermenten eingesetzt werden müssen,
um eine Wirtschaftlichkeit zu erzielen.
Um einen Überblick über unterschiedliche
Betriebsarten zu bekommen, wurden im Rahmen der Untersuchung Maissilage und
Getreide als Coferment eingesetzt. Die
Durchführung wird im Folgenden beschrieben.
Beobachtung
der Anlage
Es wurden regelmäßig erfaßt:
·
Temperaturen
im Fermenter, (täglich)
·
Gaserträge
und -qualität, (täglich)
·
Mengen
und Inhaltsstoffe der zugeführten Substrate, (nach Substratumstellung)
·
Betriebsdaten
des Zündstrahl-BHKW wie Betriebsstunden, Stromproduktion und Zündölverbrauch,
(täglich)
·
Inhaltsstoffe
des ausgefaulten Substrates. (nach Eingewöhnungsphase)
Zur Bestimmung der Gasqualität ist der Anteil von CH4 und des schädlichen
Spurengases H2S von besonderem Interesse.
Dazu wurde von der LUT (Landwirtschaftskammer SchleswigHolstein (Land-
und Umwelttechnik»ein Meßgerät eingesetzt.
Die Substrate wurden vor und nach der Vergärung im
Labor der Fachhochschule Kiel Fachbereich Landbau in Osterrönfeld analysiert.
Bei jeder Substratumstellung ist mit einer
Einfahrphase von mindestens 4 Wochen auszugehen, in der sich Umsetzungsvorgänge
und Gasproduktion stabilisieren müssen.
Messungen haben in dieser Zeit kaum Aussagewert hinsichtlich der
Stabilität der Prozesse und können teilweise vernachlässigt werden.
Die eigendliche Meßphase im kontinuierlichen Betrieb
soll mindestens 3 Wochen umfassen. Für
jedes Substrat sind also mindestens 7 Wochen einzuplanen. Die Untersuchung des Grundsubstrates
Rindergülle und 2 verschiedene Kosubstrate erstrecken sich folglich über mehr
als 5 Monate. Hinzu kommen
Vorbereitung, Anfahrphase und Auswertung.
Beschickung
der Anlage
Das Substrat Rindergülle wurde über den gesamten Zeitraum in die Biogasanlage gefahren.
Es dient zum einen als Transportmittel für
Cosubstrate und hat dabei selbst einen guten
Nutzen zur Gasproduktion.
·
durch
das Auslietem der Vorgrube mit einem Güllewagen und
·
die
Gewichtserfassung des Cosubstrates durch die Nutzung eines Futtermischwagens
mit
Wiegeeinrichtung.
Vom 95.
Untersuchungstag an wurde Roggen als Coferment eingesetzt. Die
Beschickungsmenge des Gemisches betrug im
Durchschnitt 10 Kubikmeter Rindergülle am Tag, wovon in den ersten 8
Untersuchungstagen 80 kg gemahlener Roggen zugeführt wurde. Der Anteil wurde dann für die weiteren 12
Tage auf 1 00 kg am Tag erhöht. Dieser
Versuch wurde nach 18 Tagen abgeändert, da die Gasqualität sich deutlich
verschlechterte und zur Schädigung des Aggregates hätte führen können. Fortgefahren wurde, über einen Zeitraum von
5 Tagen, mit einer Vermengung, von Rindergülle, Maissilage und gemahlenem
Roggen, in einem Verhältnis von 10 Kubikmeter Gülle, 100 kg Roggen und 200 kg Mais
am Tag. Dieses führte jedoch zu keiner
wesentlichen Verbesserung, somit wurde der Versuch mit Getreide am 9. Januar
abgebrochen. Zwischen diesen beiden
Untersuchungszeiträumen wurde 6 Tage lang nur Rindergülle gefüttert, um einen
Basiswert zu erhalten. Dieser Zeitraum
konnte von 3 Wochen auf 6 Tage gekürzt werden, da sich der Prozeß sehr schnell
umgestellt hat. Nach diesen beiden
Untersuchungszeiträumen wurden nicht mehr ausschließlich nachwachsende
Rohstoffe gefüttert. Ab dem 122. Untersuchungstag wurden Rindergülle,
Maissilage und Getreideschlempe der Anlage zugeführt. Die Zusammensetzung war hier 10 Kubikmeter Rindergülle mit 400 kg
Maissilage und 2.400 Liter Getreideschlempe am Tag. Dieses erstreckte sich über einen Zeitraum von 34
Untersuchungstagen. Ab diesem Zeitpunkt
(12. Januar) werden der Biogasanlage,
zusätzlich zur letzten Ration Agroindustrieabfälle zugeführt. Diese Abfälle sind z.B. Molke, Melasse,
Heilkräuter und Ölsattenrückstände sowie Trester. In unserem Fall werden Kirschblätter, die mit Alkohol versetzt
wurden, in die Biogasanlage gefahren.
Gülleproben
Zu jedem Produktionsabschnitt wurden Gülleproben
entnommen. Diese wurden aus:
·
dem Gärprozeß,
·
dem vergorenen Substrat,
·
der unvergorenen Gülle und
dem
angemischten Substrates aus der Vorgrube,
gezogen und im Labor der Fachhochschule
analysiert. Die dadurch entstandenen
Ergebnisse sind mit den allgemeinen Ergebnissen der Landwirtschaftskammer, die
diese in einer Tabelle aufgeführt hat, gleich zu setzten.
Probleme bestanden darin, das die Anlage erst seit
August im Gasbetrieb läuft, d.h. da sich noch kein Prozeß stabilisiert
hat. Zudem traten Probleme mit der
Technik auf, mit der man noch nicht so vertraut war. In den meisten Fällen waren es nur kleine Ursachen, die selbst zu
beheben waren, jedoch fiel das Aggregat mehrmals für mehrere Stunden aus. Zudem stammt das Aggregat aus der Nähe des
Bodensees, so dass kein Monteur vor Ort ist.
Die Modemübertragung konnte erst im Februar 2002 in Betrieb genommen
werden, welches diese Problematiken lindern soll. Ca. 90 % der aufgetretenen Störfälle sollen somit gleich erkannt
und behoben werden können.
Ein weiterer Punkt ist, das sämtliche Einstellungen,
wie zum Beispiel:
·
Rührzeiten im Fermenter, um eine
Schwimmschichtbildung zu vermeiden,
·
die Leistung des Aggregates, um eine
optimale Wärmeverteilung und Stromerzeugung
zu haben,
·
die Entschwefelung, um das Aggregat nicht
zu schädigen,
Einstellung des Über- und Unterdruckwächters, um den Gasspeicher nicht
zu
beschädigen und kein Gas
entweichen zu lassen, sowie es im Bereich der
elektronischen Erkennung ist,
·
Beschickung und Umstellung des
Substrates, wenn hier zu schnell agiert wird, kippt der
Prozeß um,
auf individuellen Erfahrungswerten beruhen, denn
keine Anlage ist mit einer anderen Anlage zu vergleichen. Also werden vielfach
Mindererträge durch falsche Einstellungen verursacht. Diese Fehler werden erst im Laufe der Zeit minimiert.
In
dieser Grafik (Abb.1) ist der Gasertrag und die damit verbundene Entwicklung in
und nach der Anfahrphase zu erkennen. Es zeichnen sich hier auch einige
technische Probleme ab, indem die Kurve sehr starken Schwankungen unterliegt.
(Abbildung 1)
FEHLT
Ein weiterer Grund für Schwankungen in der Grafik ist, dass die Notierung der Werte zwar konstant war, jedoch das Aggregat nicht 24 Stunden am Tag in Betrieb war und somit von Tag zu Tag unterschiedliche Ergebnisse vorhanden sind, die sich im Mittel aber angleichen. In den ersten 36 Tagen der Messung wurde nur das Substrat Rindergülle in der Biogasanlage gefahren. Das Gas hat hier eine Qualität, welches in Methan- und Schwefelgehalt gemessen wird, von ca. 60% CH4 und 150 ppm H2S. Der Schwefelgehalt des Biogases ist wichtig für die Lebensdauer des Motors. Ist er zu hoch, wird der Motor geschädigt. Der Schwefelgehalt wird durch eine Entschwef