Was ist Biogas?

Was ist Biogas?

Beschreibung

1. Was ist Biogas?
Unter Biogas versteht man eine Mischung aus den Hauptbestandteilen Methan und Kohlenstoffdioxid. Jener Anteil, der energetisch genutzt wird, ist das Methan. Darüber hinaus enthält Biogas, abhängig von den Ausgangsbedingungen geringe Mengen an Wasserdampf, Schwefelwasserstoff, Ammoniak, Wasserstoff (H2), Stickstoff (Distickstoff N2) und Spuren von niederen Fettsäuren und Alkoholen.

2. Biogasprozess
Biogas wird in einem Fermenter durch biochemische, anaerobe Gärung in 4 Stufen hergestellt: Hydrolyse, Acidogenese, Acetogenese und Methanogenese. Kohlehydrate, Fette und Proteine werden dabei in Methan (50 – 70 %) und Kohlendioxid (25 – 40 %) umgewandelt. Die Gärung ist dann vollständig abgeschlossen, wenn die Substrate alle Stufen durchlaufen haben. Jede dieser Stufen hat eine spezifische physiologische Bakterienpopulation.

Die wichtigsten Prozessparameter sind die Temperatur und die Zeitdauer, die das Substrat im Fermenter verbringt (hydraulische Aufenthaltszeit). Die meisten landwirtschaftlichen Biogasanlagen arbeiten auf mesophiler Temperatur (35 – 42˚C). Die Verweildauer hängt vom jeweiligen Substrat ab und variiert zwischen 20 – 70 Tagen.

Fast alle Arten von organischer Materie können durch anaerobe Gärung in Biogas umgewandelt werden, mit der Ausnahme von Pflanzen mit hohem Lignin- oder Zellulosegehalt (z.B. Holz). Bioabfall (Klärschlamm, Dünger/Mist, Siedlungsabfall und industrielle Abfälle), landwirtschaftliche Beiprodukte und Energiepflanzen wie Mais, Sonnenblumen, Getreide und Gras werden als Rohstoffe für moderne Biogasanlagen verwendet. Die verschiedenen Pflanzen haben unterschiedliche Energiegehalte und Erträge je Hektar. Die effizienteste Pflanze ist Mais, die für die Energieproduktion angebaut wird. Andere Pflanzen werden u.U. auch für andere Zwecke genutzt. Sorghumhirse zum Beispiel kann sowohl als Futter- als auch als Energiefrucht dienen. Dies macht sie sehr attraktiv für Entwicklungsländer wie Indien. Die weite Fülle an verschiedenen Inputs reduziert den Bedarf nach Monokulturen, die von anderen Biomasse-Technologien (Biodiesel und Bioethanol) benötigt werden.

Biogas kann sehr vielseitig eingesetzt werden: das Gas kann zur Elektrizitätserzeugung in einem Blockheizkraftwerk verwendet werden, zum Heizen und als Treibstoff genutzt werden. Da das Gas kontinuierlich produziert wird und auch gespeichert werden kann, ist es möglich sowohl Grundlast- als auch Spitzenlaststrom zu liefern.

Biogas ist zudem zur dezentralisierten Wärme- und Energieerzeugung geeignet. Im Gegensatz zur Windenergie und zur Solarenergie kann auch bei schlechten Netzbedingungen dezentral und kontrolliert Strom eingespeist werden.

3. Vorteile
Biogas als erneuerbarer Energieträger hat technologische, ökologische und ökonomische Verzüge. Energie kann 365 Tage pro Jahr zu jeder Tages- und Nachtzeit erzeugt werden. Damit spielt Biogas aufgrund der Verfügbarkeit eine wichtige Rolle im Mix der Erneuerbaren Energien aus Wasser, Sonne und Wind. Neben dem Beitrag zur Erreichung der Klimaschutzziele kann damt die Abhängigkeit von Energieimporten reduziert werden. Durch die dezentrale Energieerzeugung wird außerdem eine nachhaltige lokale Wertschöpfung gewährleistet.

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