Feststoffvergärungsanlage

Biogasanlage in Neuhaus (Oste)

Biogasfermenter einer Mechanisch-Biologischen Abfallverwertung in Tel Aviv/ Israel

Eine Biogasanlage dient der Erzeugung von Biogas aus Biomasse. Meist ist dies Gülle und Pflanzensilage, die in landwirtschaftlichen Biogasanlagen vergoren wird. Als Nebenprodukt wird ein als Gärrest bezeichneter Dünger produziert. In vielen Fällen wird das entstandene Gas vor Ort in einem Blockheizkraftwerk (BHKW) zur Strom-, und Wärmeerzeugung genutzt.

Prinzip einer Biogasanlage

Vergleich von Biogasrohstoffen

Material	Biogasertrag[1] (FM = Frischmasse)	Methangehalt[1]
Maissilage	202 m³/t FM	52 %
Grassilage	172 m³/t FM	54 %
Roggen-GPS	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 %
Getreideschlempe	40 m³/t FM	61 %
Schweinegülle	28 m³/t FM	65 %
Rindergülle	25 m³/t FM	60 %

In einer Biogasanlage erfolgt der anaerobe mikrobielle Abbau (Vergärung) des eingesetzten Substrats. Dieses besteht meist aus wasserreicher, leicht bis mittelschwer abbaubarer Biomasse wie Gülle, Silage (vor allem Maissilage) oder Bioabfall. Stroh und Holz, die vor allem Cellulose und Lignocellulose enthalten sind unter anaeroben Bedingungen nur schwer abbaubar und werden daher nicht eingesetzt. Verschiedene Arten von Mikroorganismen nutzen die komplex zusammengesetzte Biomasse (Kohlenhydrate, Fette, Proteine und anderes) als Nährstoff- und Energielieferanten. Anders als beim aeroben Abbau (Atmung) machen sich die Organismen bei der Vergärung nur einen geringen Teil der enthaltenen Energie zu Nutze. Sie müssen daher relativ große Mengen umsetzen, um ihren Energiebedarf decken zu können. Hauptprodukte des Abbaus sind das energiereiche Methan (CH₄) und Kohlendioxid (CO₂). Da sie gasförmig sind, trennen sie sich vom Gärsubstrat und bilden die Hauptkomponente des Biogases. (CO₂) ist nicht weiter oxidierbar, kann aber zusammen mit dem energiereichen (CH₄) in geeigneten BHKWs der Verbrennung zugeführt werden.

Substrate zur Biogaserzeugung

Hauptartikel: Substrat (Biogasanlage)

Der zur Biogaserzeugung eingesetzte Rohstoff wir meistens als Substrat oder Gärrohstoff bezeichnet. Theoretisch eignet sich jede Art von Biomasse, die unter anaeroben Bedingungen (Vergärung) abgebaut wird. Die Hauptbestandteile von Biomasse sind Kohlenhydrate, Fette und Proteine. Bedingt durch die jeweilige chemische Zusammensetzung ergeben sich pro eingesetzter Masse unterschiedliche Mengen Biogas mit verschiedenen Methananteilen. Dies erklärt teilweise die in der Tabelle gezeigten unterschiedlichen Methangehalte beim Einsatz unterschiedlicher Substrate. Bei der Tabelle ist zu beachten, daß sich die Ausbeute auf eine Tonne Frischmasse bezieht. Werden Pflanzen zur Verwendung als Substrat angebaut, so ist der erwartete Ertrag an Frischmasse pro Hektar einzubeziehen. In der Praxis entscheiden die Einkaufs- und Anbaukosten, die durch das Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) festgelegten Vergütungen und Boni und die Eignung der Biogasanlage über das verwendete Substrat.

Zur groben Abschätzung der Nutzung für die Leistungserzeugung bei durchschnittlichem Wirkungsgrad gilt:

• 1 ha Mais entspricht ca. 2 kW elektr. Dauerleistung
• 1 ha sonstiges Getreide entspricht ca. 1,5 kW
• 1 ha Gras entspricht ca. 1 kW
• Gülle von 1 Kuh entspricht ca. 0,15 kW

Mikrobielle Prozesse

Der anaerobe Abbau von Biomasse ist Grundlage der Entstehung von Faulgasen wie Deponie-, Klär-, Sumpf- und Biogas. Viele verschiedene Arten von Mikroorganismen sind beteiligt. Vorkommen und Mengenanteile der Arten sind von der Art des Substrats, dem pH-Wert, der Temperatur und dem Abblauf der Vergärung abhängig. Aufgrund der vielfältigen Stoffwechselfähigkeiten dieser Mikroorganismengemeinschaft können fast alle organischen Stoffe abgebaut werden. Lediglich faserartige Anteile aus Cellulose und verholzte Anteile aus Lignocellulose sind enzymatisch schwer abbaubar. Voraussetzung für die Methanbildung ist ein ausreichender Wasseranteil im Gärsubstrat.

Der Abbauprozess wird meistens schematisch in vier aufeinander folgende biochemische Einzelprozesse unterteilt. Bei den meisten gängigen Anlagenkonzepten findet laufend eine Substratzufuhr zum Fermenter statt, so daß die vier Einzelprozesse gleichzeitig stattfinden.

Biogasprozess schematisch

Hydrolyse

Mikroorganismen können die polymeren Makromoleküle ( z. B. Kohlenhydrate, Proteine) nicht direkt in die Zelle aufnehmen. Daher werden zunächst verschiedene Arten von Exoenzymen, wie Amylasen, Proteasen und Lipasen ausgeschieden. Diese hydrolysieren die Makromoleküle in ihre löslichen Oligomere und Monomere. Kohlenhydrate wie Stärke und Hemicellulose werden so in Oligo- und Monosaccharide (Mehrfach- und Einfachzucker) zerlegt. Proteine werden zu Peptiden oder Aminosäuren abgebaut. Fette können in ihre Bestandteile, wie beispielsweise Fettsäuren und Glycerin, hydrolisiert werden.

Acidogenese

Die Bruchstücke aus der Hydrolyse der Makromoleküle werden durch Transportproteine in die Mikroorganismen aufgenommen. In den Zellen finden Gärungs- und andere Abbauvorgänge statt. Die Produkte der Acidogenese sind niedere Fett- und andere Carbonsäuren, wie Valerian-, Butter-, Propion- und Essigsäure, Alkohole wie Ethanol sowie Kohlendioxid (CO₂), Wasserstoff (H₂) und als ein Abbauprodukt der Proteine Schwefelwasserstoff (H₂S) und Ammoniak (NH₃).

Acetogenese

Während der Acetogenese werden die niederen Fett- und Carbonsäuren sowie die niederen Alkohole durch acetogene Mikroorganismen zu Essigsäure (Anion Acetat) umgesetzt.

Methanogenese

In der letzten, obligat anaerob ablaufenden Phase – der Methanogenese – wird die Essigsäure durch entsprechend acetoklastische Methanbildner nach Gleichung 1 in Methan umgewandelt. Etwa 30 % des Methans entstehen nach Gleichung 2 aus Wasserstoff und CO₂.

Gleichung 1:    $\mathrm{CH_3COOH \rightarrow CO_2 + CH_4 }$

Gleichung 2:    $\mathrm{CO_2 + 4\;H_2 \rightarrow CH_4 + 2\;H_2O}$

Die vier Schritte lassen sich nicht strikt trennen, da beispielsweise auch schon in der Acidogenese Essigsäure, Wasserstoff und Methan entstehen. Die Methanogenese hingegen erfordert spezielle Stoffwechselfähigkeiten, die sich nur bei den Methanogenen finden. Diese Mikroorganismen gehören zur Gruppe der Archaeen und sind nur entfernt mit den Bakterien verwandt, die die anderen Schritte des Abbaus durchführen.

Verbleib des Substrats

Ein Teil des Substrat dient den Mikroorganismen als Nährstoff zum Aufbau von Zellmasse zur Zellteilung (Anabolismus). Die dafür benötigte Energie wird aus der Vergärung des Substrats gewonnen. Da der Energiegewinn, verglichen mit der aeroben stattfindenden Atmung, gering ist, müssen pro erzeugter Zellmasse vergleichsweise große Massen Substrat umgesetzt werden.

Bei gut abbaubaren Substraten wird ein großer Teil der Trockensubstanz in das Biogas umgesetzt. Daher bleibt ein wässriges Gemisch aus schwer abbaubarem organischem Material, wie Lignin und Cellulose, sowie aus anorganischen Stoffen wie zum Beispiel Sand oder anderen mineralischen Stoffen, der sogenannte Gärrest zurück. Dieser wird meistens als landwirtschaftlicher Dünger verwendet werden, da er noch sämtliche im Substrat enthaltenen Spurenelemente, fast den gesamten Stickstoff und - abhängig von der Verfahrensart der Biogasanlage - auch fast den gesamten Schwefel enthält.

Funktionsweise und Betrieb

Hier entsteht Biogas: Oberfläche des Gärsubstrats im Pfropfenstrom-Fermenter einer Biogasanlage.

Zahlreiche Anlagenkonzepte werden in der Praxis angewendet. Vor allem die Zusammensetzung und Konsistenz des Substrats entscheiden, welches Konzept angewandt wird. Aber auch rechtliche Vorgaben durch das Erneuerbare-Energien-Gesetz, die die Vergütung für den eingespeisten Strom bestimmen, sind relevant. Ebenso können Vorschriften zur Hygienisierung und zur Vermeidung von Emissionen die Planung einer Biogasanlage beeinflussen.

Batch- und kontinuierliche Vergärung

Die meisten Anlagen werden mit einer kontinuierlichen Vergärung betrieben, bei der dem laufenden Prozess laufend Substrat zugeführt wird und Biogas sowie Gärrest entnommen werden. Vorteilhaft ist die Automatisierbarkeit und die relativ gleichmäßige Gasproduktion, so dass nachfolgende Komponenten wie Gasreinigung, Blockheizkraftwerk (BHKW) und Gasaufbereitung ebenfalls kontinuierlich arbeiten. Neben der Nassvergärung (auch Nassfermentation) kann auch die Trockenvergärung (auch Trockenfermentation) einen kontinuierlichen Anlagenbetrieb erlauben. Wenn der Gehalt an Trockenmasse aber sehr hoch oder das Substrat sehr faserig ist, beispielsweise bei Biomüll, Hausmüll und Grünschnitt, wird oft die Batch-Vergärung angewandt, bei der für jede Substratcharge die Biogaserzeugung abgeschlossen und der Fermenter entleert wird, bevor die nächte Charge eingebracht wird. Durch Staffelung mehrerer Fermenter wird auch hier eine quasi-kontinuierliche Gasproduktion möglich.

Nass- und Trockenfermentation

Ein weiteres Unterscheidungsmerkmal bei Biogasanlagen ist die Betriebsweise als Nass- oder Trockenfermentation oder -vergärung. Bei der Nassfermentation macht ein hoher Wasseranteil das Substrat rühr- und fließfähig und wird während der Fermentation durchmischt, die Trockenfermentation erfolgt mit stapelbarer organischer Biomasse.^[2] Die Verfahrenswahl hängt im Wesentlichen von den Substraten ab.

Unter anderem für Gülle kommt nur die Nassvergärung in Frage, während langer Grassschnitt oft die für das Funktionieren der Nassvergärung nötigen Rührwerke blockiert. Gehäckselter Mais kann mit beiden Verfahren verarbeitet werden – wird er als alleiniges sunstrat verwendet, muss Wasser zugegeben werden. In Deutschland herrscht die Nassvergärung vor, weil die meisten Anlagen von Landwirten mit Viehzucht errichtet wurden, die häufig sowohl Energiepflanzen als auch Gülle einsetzen.

Domäne der Trockenfermentation ist dagegen der Grünschnitt, wie er im Garten- und Landschaftsbau anfällt sowie die Vergärung von wiesen- oder Ackergras. Trockenfermentation wird auch als Ergänzung oder Ersatz von Kompostwerken betrieben. Anders als die Bezeichnung "Trockenvergärung" vermuten lässt, sind auch stark wasserhaltige Substrate wie Silage zur Trockenvergärung geeignet. Seit 2004 wurde im Rahmen des Erneuerbare-Energien-Gesetzes (EEG) ein Technologiebonus von 2 cent/kWh eingespeisten Strom für die Trockenfermentation bezahlt. In den folgenden Jahren nahm daher auch in der Landwirtschaft die Bedeutung der Trockenfermentation stark zu. Für ab 2009 neu errichtete Anlagen entfällt der Technologiebonus, da das Verfahren inzwischen als etablierte der Technik gilt.

Ein- und mehrstufige Anlagen

Die einzelnen Schritte des mikrobiellen Abbaus haben bestimmte Optima. So läuft die Hydrolyse optimal bei einem niedrigen, leicht sauren pH-Wert, weshalb bei vielen Anlagen eine Hydrolysestufe mit nachgeschalteter Methanstufe vorhanden ist. Die Methanogenese läuft bevorzugt in leicht alkalischem Milieu ab. Häufig findet sich aber auch nur ein Fermenter. In der Regel ist diesen beiden Varianten noch ein Lagerbehälter nachgeschaltet, der luftdicht abgeschlossen ist und daher als Nachgärer fungiert. Eine klare Anzahl an Verfahrensstufen ist daher nicht immer anzugeben.

Anlagenbetrieb

Das genaue Zusammenspiel der Mikroorganismen ist nur unzureichend bekannt. Daher ist es schwierig, exakte Steuerungsparameter für einen geregelten und auf maximale Methanausbeute ausgelegten Ablauf zu finden (meist beruhen diese auf Erfahrung). Forschungsprojekte zur verbesserten Erklärung des Ablaufs und der Charakterisierung der mikrobiologischen Populationen bzw. Gemeinschaften erarbeiten derzeit weitere Erkenntnisse über die Einzelheiten der Prozesse.

Zur Aufrechterhaltung des Faulprozesses bei der Nassvergärung wird bei niedrigen Substratkonzentrationen bis zur Hälfte der Abwärme aus der Stromproduktion mit Biogas zur Aufrechterhaltung der Temperatur der Biogasanlage benötigt. Anlagen mit Trockenfermentation benötigen maximal 10 % der produzierten Wärme. Für den Gesamtwirkungsgrad einer solchen Anlage sind daher die optimale Nutzung der Abwärme und eine Temperaturregelung im Prozess wichtige Faktoren.

Verwendung des Biogases

Container-BHKW einer Biogasanlage. Über "Notkühler" (Ventilatoren) auf dem Dach wird die ungenutzte Wärme an die Umgebung abgegeben.

Hauptartikel: Biogas

Derzeit (2009) wird Biogas vor allem zur dezentralen gekoppelten Strom- und Wärmeerzeugung in Blockheizkraftwerken genutzt (Kraft-Wärme-Kopplung). Dazu wird das Gasgemisch getrocknet, entschwefelt - zum Beispiel durch Einblasen einer kleinen Menge Frischluft – und dann einem Verbrennungsmotor zugeführt, der einen Generator antreibt. Der so produzierte Strom wird in das Netz eingespeist. Die in Abgas und Motorkühlwasser enthaltene Wärme wird in Wärmeübertragern zurückgewonnen. Ein Teil der Wärme wird benötigt, um die Fermenter zu beheizen, da die in Frage kommenden Bakterienstämme, die Biomasse abbauen, am besten bei Temperaturen von entweder 37 (mesophil) oder 55 °C (thermophil). Überschüssige Wärme des Motors kann beispielsweise zur Beheizung von Gebäuden, zum Trocknen der Ernte (Getreide) oder den Betrieb von Aquakulturanlagen verwendet werden. Besonders effektiv arbeitet die Anlage, wenn die überschüssige Wärme ganzjährig zur Nutzung abgegeben werden kann.

Weitere Verwertungsmöglichkeiten

In mehreren Projekten wird das Biogas inzwischen in Aufbereitungsanlagen gereinigt und als Biomethan in das Erdgasnetz eingespeist. Damit werden Biogasanlagen auch an Standorten ohne Wärmeabnehmer möglich. Aufbereitetes Biogas kann ebenso als Treibstoff für gasbetriebene Fahrzeuge eingesetzt werden.

Verwendung des Restsubstrates

Hauptartikel: Gärrest

Die vergorenen Rohstoffe werden als landwirtschaftliche Düngemittel verwendet. Sie sind chemisch weit weniger aggressiv als Rohgülle, die Stickstoffverfügbarkeit ist besser und der Geruch weniger intensiv. Der Gärrest der Nassfermentation ("Biogasgülle") ist eine Gülleahnliche Substanz. Bei der Trockenfermentation entsteht Kompost, und zwar ungefähr die Hälfte der Ausgangsmenge an Rohsubstanz.

Entwicklung in Deutschland

Dieser Artikel oder Absatz stellt die Situation in Deutschland dar. Hilf mit, die Situation in anderen Ländern zu schildern.

Der Anbau Nachwachsender Rohstoffe zur Biogasnutzung in Deutschland ist von 400.000 ha im Jahr 2007 auf 500.000 ha im Jahr 2008 gestiegen.

Auch die Zahl der Anlagen sowie der installierten elektrischen Leistung ist in den vergangenen Jahren stark gestiegen. Einen vergleichsweise hohen Anstieg zu den Vorjahren lässt sich 2004 nach der 1. Novelle des Erneuerbare-Energien-Gesetz ausmachen. Betrug die Zahl der Anlagen im Jahr 2004 vor der Novelle noch 2010, so waren es 2005 nach der Novelle schon 2690 Anlagen in Deutschland. Im Jahr 2007 ist diese Zahl auf 3711 weiter gestiegen. Diese Entwicklung lässt sich durch die Erhöhung der Vergütung der durch Biogasanlagen erzeugten kWh erklären. Somit kam es auch zu einer Steigerung der reinen elektrischen Leistung (2004: 247 MW, 2005: 665 MW, 2007: 1270 MW), die durch eine Verbesserung des Wirkungsgrades der Neu- und Altanlagen verstärkt wurde. Da viele der frühen Biogasanlagen die Abwärme ungenutzt an die Umwelt abgeben, würde bei der Mitberücksichtigung der thermischen Leistung von Biogasanlagen der Leistungsanstieg noch stärker ausfallen.^[3]

Vergütung in Deutschland

In Deutschland wird das Einspeisen von regenerativ erzeugtem Strom in das Stromnetz durch das Erneuerbare-Energien-Gesetz geregelt. Die Betreiber der Übertragungsnetze müssen den erzeugten Strom aus dem BHKW zu definierten Preisen abnehmen, können diese Kosten aber an den Endkunden weiterreichen. Zwischen den Übertragungsnetzbetreibern findet ein Ausgleich der Mehrkosten für die Pflichtabnahme des Stroms statt, so dass die Mehrbelastung des Endkunden bundesweit gleich ist. Die Vergütungshöhe gemäß EEG-Novelle 2009 ist in der unten stehenden Tabelle vereinfacht aufgeführt.^[4] Wenn das Biogas nur thermisch verwertet wird, erhält der Biogasanlagenbetreiber keine EEG-Vergütung. Für Deponie- und Klärgas sind im EEG eigene Mindestvergütungssätze und Boni festgelegt.

€-ct/kWhel	Grundvergütung (2009)	NawaRo-Bonus	KWK-Bonus	Technologiebonus	Güllebonus	Formaldehydbonus
bis 150 kWel	11,67	7	3	bis 2	4	1
bis 500 kWel	9,18	7	3	bis 2	1	1
bis 5 MWel	8,25	4	3	bis 2	0	0
bis 20 MWel	7,79	0	3	0	0	0

Die Vergütungshöhe ist für 20 Jahre garantiert. Ein Inflationsausgleich findet nicht statt. Für Neuanlagen gilt eine Degression der Vergütung von 1 % für jedes Jahr, das die Inbetriebnahme nach Inkrafttreten des EEG 2009 erfolgt.

Der Nawaro-Bonus wird gewährt, wenn in der Biogasanlage nur Pflanzen oder pflanzliche Bestandteile verwendet werden, die in der Landwirtschaft, Forstwirtschaft, im Gartenbau oder in der Landschaftspflege anfallen und keinen anderen Zweck als die Verwertung in der Biogasanlage haben. Darüber hinaus darf auch Gülle in einer Nawaro-Anlage verwendet werden. Bei mindestens 30 % Gülleanteil am Substrat wird zudem ein Güllebonus gewährt, der bei Anlagen bis 150 kW_el 4 cent, bei Anlagen bis 500 kW_el 1 cent/ kWh_el beträgt.

Die Höhe des KWK-Bonus ist, je nach Anlagenkonzept, variabel. Er hängt zum einen von der Stromkennzahl (SKZ) ab, die sich durch Division des elektrischen durch den thermischen Wirkungsgrad des Blockheizkraftwerkes berechnet. Durch Multiplikation von SKZ und der Menge (kWh_th) der tatsächlich und sinnvoll genutzten BHKW-Abwärme ergibt sich die Strommenge (kWh_el), für die der Bonus tatsächlich gewährt wird. Ein hoher elektrischer Wirkungsgrad und eine große Menge tatsächlich genutzter Wärme sorgen also für einen hohen Bonus.

Der Technologiebonus wird bei Verwendung von neuartigen Technologien in der Biogasanlage gewährt, sofern ein Wärmenutzung stattfindet oder bestimmte elektrische Wirkungsgrade erreicht werden. Diese können z. B. die Verwendung eines Stirlingmotors, einer ORC-Turbine zur besseren Wärmenutzung, des Kalina-Prozesses, einer Brennstoffzelle oder einer Gasturbine sein. Zudem gilt der Bonus bei Aufbereitung des Biogases auf Erdgasqualität zur Einspeisung in das Gasnetz, sowie bei bestimmten Verfahren zur Vergärung von Bioabfällen.

Bei Anlagen bis 500 kW_el wird ein Formaldehyd-Bonus von 1 cent/ kWh gewährt, wenn bestimmte Grenzwerte eingehalten werden.

Wesentliche Neuerungen gegenüber dem EEG 2004 sind die Abschaffung des Technologiebonus für Trockenfermentation, die Erhöhung des Nawarobonus, die Einführung eines Gülle- und Formaldehydbonus, die Erhöhung der Grundvergütung von Kleinanlagen und die Förderung der Gaseinspeisung sowie zahlreiche Detailregelungen.

Sicherheit

Da in Biogasanlagen große Mengen brennbarer Gase erzeugt und verarbeitet werden, ist die Betriebssicherheit von großer Bedeutung. Bei falscher Bedienung der Biogasanlage, bei Konstruktionsfehlern und Materialschäden besteht die Möglichkeit einer Verpuffung bzw. Explosion, wie u.a. bei drei Unfällen in Biogasanlagen im Jahr 2007 deutlich wurde (in Riedlingen, Walzbachtal und Deiderode)^[5] Folgenschwerer als die Unglücksfolgen an den Anlagen selbst können damit verbundene Umweltschäden sein, vor allem durch Eintrag von Gärsubstraten oder Gärrest in Gewässer, wie bei Biogasunfällen in Barßel und in Bassum der Fall war^[6]. In Einzelfällen können auch Schadgase in erheblichem Umfang emittiert werden, z.B. Schwefelwasserstoff bei einem Unfall in Zeven im Jahr 2005, bei dem vier Menschen starben^[7].

Vor- und Nachteile

Biogasanlagen sind neben Wasserkraftwerken, Solaranlagen, Biomasseheiz(-kraft-)werken und Windkraftanlagen wichtige Erzeuger von Strom und Wärme aus erneuerbaren Energien. Jedoch haben sie je nach Substrattyp und Anlagenbauweise zum Teil auch einige Nachteile. Hier eine Aufstellung möglicher Vor- und Nachteile sowie weitere Eigenschaften der Biogaserzeugung, die es zu beachten gilt:

Vorteile

• Nutzung von erneuerbaren, nachwachsenden, örtlich verfügbaren Rohstoffen
• Mögliche Nutzung bisher wirtschaftlich ungenutzter Pflanzen(teile), wie Zwischenfrüchte und Kleegras (Biolandbau)
• Hohe Energieausbeute der Rohstoffe im Vergleich mit anderen Bioenergien
• CO₂-Ausstoß ist fast neutral, da man den Anbau- und Erntevorgang mit berücksichtigen muss.
• Dezentrale Versorgung – entbehrt Überlandleitungen über große Entfernungen
• Steuerbare Leistung – Anpassung an den Bedarf
• Grundlastfähig / kann Regelenergie bereitstellen
• Verbesserte Düngerqualität im Gegensatz zu Rohgülle:

- verringerte Geruchsintensität und Ätzwirkung bei der Ausbringung

- die Pflanzen können den Nährstoffgehalt besser und schneller ausnutzen

• Vergärung von Gülle reduziert oder verhindert die sonst bei der Lagerung stattfindenden Methan- und Geruchsemissionen
• Gereinigtes Methan kann als Treibstoff für diverse Fahrzeuge verwendet werden.
• Kann rund um die Uhr betrieben werden, ohne von der Wetterlage abhängig zu sein

Nachteile

Biogasanlage mit 240 Kilowatt Leistung auf einem Bauernhof in Niederbrechen, Hessen, Baujahr 2004

• Der gezielte Anbau von Energiepflanzen, insbesondere die Ausweitung des Maisanbaus (Energiemais), kann ökologische Probleme nach sich ziehen (Monokulturen, intensive Landwirtschaft, Boden-, Grundwasserbelastung, Artenrückgang). Erfahrungsgemäß werden für eine 500 Kilowattanlage etwa 300 ha Anbaufläche für Silomais benötigt.
• Bei Vergärung von proteinhaltigen Stoffen bei fehlender Entschwefelung sind Geruchsbelästigung durch Schwefelverbindungen möglich. Eventuell entstehender Schwefelwasserstoff ist zudem hochgiftig und kann Schäden an Gasmotoren bewirken.
• Methan hat einen 25-mal so hohen gewichtsbezogenen Treibhauseffekt wie Kohlendioxid; daher sind nur gasdichte Anlagen klimafreundlich.

Weitere Eigenschaften

• Erheblicher Investitionsaufwand
• Für die Ausbringung des Gärrests müssen genügend Flächen zur Verfügung stehen.
• In den Wintermonaten darf keine Gülle ausgebracht werden, während dieser Zeit muss der Gärrest – ebenso wie unvergorene Gülle aus der Tierhaltung – gelagert werden.
• Es muss verhindert werden, dass Gülle von Tieren, die mit Antibiotika behandelt worden sind, in zu hoher Konzentration in den Faulbehälter gelangt.

Literatur

• Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e. V. (FNR): Handreichung Biogasgewinnung und -nutzung, ISBN 3-00-014333-5 (pdf)

Umfassendes, aktuelles 233-Seiten Literaturwerk zum Thema Biogas und (landwirtschaftliche) Biogasanlagen. Die Handreichung kann kostenlos von der FNR bezogen werden.

• Bayerisches Staatsministerium für Umwelt, Gesundheit und Verbraucherschutz (StMUGV): Biogas Handbuch Bayern. München, 15. November 2004.

Die kostenlose Broschüre (50 Seiten) enthält Grundlagen und Techniken zur Biogasgewinnung sowie Informationen zu Genehmigungsverfahren. Kurzfassung Langfassung

• B. Eder, H. Schulz: Biogas Praxis. Grundlagen, Planung, Anlagebau, Beispiele und Wirtschaftlichkeit von Biogasanlagen ökobuch Verlag Staufen 2006, 3. Auflage, ISBN 978-3-93689-613-8
• M. Madigan, J. Martinko, J. Parker: Brock - Mikrobiologie, Spektrum Akademischer Verlag Heidelberg, deutsche Übersetzung, Berlin 2001, ISBN 9-783827-405661

Einzelnachweise

1. ↑ ^{a b} Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V. (FNR): Biogas Basisdaten Deutschland Stand: Januar 2008.
2. ↑ zur Trockenfermentation: http://www.galabauenergy.de/Biogasanlage.aspx
3. ↑ Fachverband Biogas: Monitoring zur Wirkung des EEG auf die Entwicklung der Stromerzeugung aus Biomasse (BMU, 2007) Fachverband Biogas (2007)
4. ↑ - Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG 2009), verfügbar bei juris.de
5. ↑ Spiegel online: Biogasanlage explodiert,16. Dezember 2007;Schwäbische Zeitung: Havarie in der Biogasanlage: Gutachten macht Betreibern Hoffnung, 26. August 2008
6. ↑ NWZ online: Schweißfunken entfachen Feuer 23. September 2008
7. ↑ NWZ online: Biogas erhitzt die Gemüter, 24. September 2008

Siehe auch

• Biogas
• Kläranlage
• Bioenergie
• Biomasseheizkraftwerk
• Nachwachsender Rohstoff

Weblinks

• www.aid.de – aid infodienst e. V., Informationen zu Biogas
• www.fnr.de – Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e. V. (FNR), kostenloses Material/Literatur zu Biogas
• www.biogas.org – Der Deutsche Fachverband Biogas e. V.
• www.bioenergiedorf.info – Anwendungsbeispiel einer Biogasanlage: Im Bioenergiedorf wird mit einer Biogasanlage ein ganzes Dorf mit Strom und Wärme versorgt.
• Biomasse-Verein Freiberg/Sachsen Landwirtschaftliche Biogasanlagen – Anlagenbeispiele und ausgewählte Leistungskennzahlen
• www.biogas-netzeinspeisung.at – Biogas-Netzeinspeisung: technische, rechtliche und wirtschaftliche Informationen
• Eine kleine Biogasanlage in den Philippinen
• Biogasanlagen: Geschichte, Entstehungsphasen, Technik, Milieu