Was ist Biogas ?
Biogas ist ein Produkt des anaeroben Abbaus ( = Vergärung) von organischen Stoffen. Als organische Stoffe werden Substanzen pflanzlichen oder tierischen Ursprungs mit einem relativ hohen Kohlenstoffanteil bezeichnet. Gülle aus viehhaltenden Betrieben stellt in Verbindung mit einer landwirtschaftlichen Biogasanlage im Regelfall einen wesentlichen Einsatzstoff zur Biogasgewinnung durch Vergärung dar.
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Das gewünschte Hauptprodukt der Vergärung ist das Biogas als Energieträger zur Gewinnung regenerativer Energie. Die wesentlichen Bestandteile sind Methan (60 – 70 %) und Kohlendioxid (30 – 40 %), welche in unverbrannter Form freigesetzt als sog. Treibhausgase klimaschädigend wirken.
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Die gezielte Produktion und energetische Verwertung von Methan in einer geschlossenen Biogasanlage mit Blockheizkraftwerk leistet also einen doppelten Beitrag zum Klimaschutz:
Es wird der unkontrollierte Ausstoß von Methan in die Atmosphäre vermindert und durch die Erzeugung von erneuerbarer Energie (Biogas) die Verbrennung fossiler Energieträger reduziert.
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Prozeßtemperatur
Grundsätzlich steigt bei biologischen Vorgängen die Aktivität der Bakterienstämme durch eine Temperatur-erhöhung bis zu einer bestimmten Grenze an. Zeichen dafür sind z.B. eine Erhöhung der Wachstumsrate und des spezifischen Nährstoffbedarfs der Bakterien. Methanbakterien werden dem optimalen Temperaturbereich entsprechend in psychrophile, mesophile und thermophile Bakterienstämme untergliedert. Für die Biogasgewinnung werden meso- als auch thermophile Bakterienstämme eingesetzt.
Der unteren Abbildung ist zu entnehmen, daß das Optimum der mesophilen Bakterienstämme im Bereich von 30°C – 35°C liegt, während die Gruppe der thermophilen ihres bei 50°C – 60°C erreicht. Unterhalb der entsprechenden Temperaturoptima verringert sich die Stoffwechseltätigkeit, d.h. Biogasproduktion erheblich bis hin zum Stillstand. Eine Überschreitung kann zu Schädigungen der Bakterienstämme führen bis hin zur Abtötung der Biogasbildner im Fermenter („Totfahren“,“Umkippen“).
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Der pH-Wert
Im Allgemeinen liegt der pH-Wert des Gärsubstrates zwischen schwach sauer (ca. pH 6) und schwach alkalisch(ca. pH 8)
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Hemmstoffe
Die Beeinflussung des Biogasprozesses bzw. der Mikroorganismenaktivität geht hauptsächlich von der Konzentration einer Substanz aus. Sie reicht von der leichten Hemmung (Inhibition) des Wachstums über eine völlige, aber wieder zu behebende Stoffwechselhemmung, bis hin zur Abtötung aller Mikroorganismen des gesamten biologischen Prozesses. Dies kann z.B. durch Antibiotika, Desinfektionsmittel oder andere Chemikalien hervorgerufen werden.
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Faulraumbelastung
Dieser Wert gibt an, welche Mengen organischer Substanz pro Kubikmeter Behältervolumen dem Fermenter zur Biogasproduktion zugeführt wird. Die jeweils optimale Faulraumbelastung ist in erster Linie von dem zu behandelnden Substrat und der Prozesstemperatur abhängig und wird mit dem organischen Trockensubstanzgehalt (kg oTs), der Verweilzeit in Tagen (d) und dem Fermentervolumen in Kubikmetern (m3) berechnet. Übliche Faulraumbelastungen im mesophilen Temperaturbereich liegen zwischen 2 und 4 kg oTS/m3 x d.
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Gleichmäßige Beschickung der Anlage
Zur Vermeidung von Stoßbelastungen der Biologie im Fermenter ist eine gleichmäßige Beschickung mit Substraten oberes Gebot. Lieber öfters in kleinen Schüben füttern als einmal eine große „Mahlzeit“. Dies gilt sowohl für das Grundsubstrat (Gülle oder Mist) als auch in besonderem Maß für energiereiche Stoffe wie z.B. Fett.
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Gesetz zur Förderung von erneuerbaren Energien (EEG) (.pdf) .
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