Biogastechnologie

Biogasanlagen bestehen im wesentlichen aus einem Fermenter (Vergärungsbehälter), in dem die organische Substanz vergoren wird, einem Gaslager und einem Blockheizkraftwerk (BHKW), in dem das entstandene Gas in Strom und Wärme umgewandelt wird. Die biologische Methangasbildung ist ein Prozess, der in der Natur überall dort stattfindet, wo organisches Material (Biomasse) in feuchter Umgebung und unter Luftabschluss durch die Stoffwechselaktivität natürlicher Methanbakterien verrottet. Beispiele hierfür sind die Entstehung von Sumpfgas, die Methanbildung im Verdauungstrakt von Wiederkäuern, in nassen Kompostieranlagen und in überfluteten Reisfeldern. In Biogasanlagen macht man sich diesen natürlichen, biologischen Prozess zunutze. Unter kontrollierten und optimierten Bedingungen entsteht aus organischen Abfallstoffen durch mehrstufige mikrobielle Abbaureaktionen aus Biomasse das sogenannte Biogas. Biogas besteht zu etwa 50 bis 70 Prozent aus Methan (CH) und zu etwa 30 bis 50 Prozent aus Kohlendioxid CO. Biogas kann zur Wärmeerzeugung verbrannt werden oder durch einen Gasmotor mit Wärmetauscher und angekoppeltem Generator (Blockheizkraftwerk) in Wärme und elektrische Energie umgewandelt werden. Zur Biogasgewinnung kann grundsätzlich jede organische oder biologische Substanz (Biomasse) herangezogen werden, die durch Mikroorganismen verstoffwechselt werden kann. Aufgrund der extremen Vielfalt der bakteriellen Stoffwechselreaktionen ist auch das Spektrum an möglichen Substraten nahezu unbegrenzt. Manche Naturstoffe lassen sich wegen ihrer besonderen chemischen Struktur jedoch nur langsam abbauen. Dazu zählt z.B. Lignin, die Gerüstsubstanz des Holzes. Auch die meisten synthetischen, organischen Polymere (Kunststoffe) sind nur langsam oder überhaupt nicht durch Bakterien abbaubar. Die Energie aus Biogasanlagen zählt zu den erneuerbaren (regenerativen) Energien, da beim bakteriellen Abbau der Biomasse letztendlich Sonnenenergie, die in Pflanzen zwischengespeichert wurde, in Form des Energieträgers Biogas wieder frei wird. Der Prozess ist in Bezug auf die CO-Bilanz der Erdatmosphäre neutral, da im Gegensatz zur Verbrennung von fossilen Brennstoffen (Kohle, Erdgas, Erdöl) höchstens nur die Menge an Kohlendioxid wieder frei gesetzt werden kann, die unmittelbar zuvor durch pflanzliche Photosynthese aus der Erdatmosphäre entnommen (assimiliert) wurde. Durch Einsatz der Biogastechnologie wird außerdem verhindert, dass das extrem starke Treibhausgas Methan, das sich beim unkontrollierten, anaeroben Abbau von Biomasse stets bildet, in die Atmosphäre abgegeben wird. Bei gleicher Konzentration ist Methan ein ca. 30-mal stärkeres Treibhausgas als Kohlendioxid. Biogasanlagen bieten in der Abfallentsorgung bisher noch kaum genutzte Möglichkeiten. Aus einer Tonne Biomüll lassen sich etwa 130m³ Biogas gewinnen. Daraus können ca. 250kWh elektrischer Strom und 500kWh Wärme erzeugt werden. Bei der Biogaserzeugung aus Biomüll entstehen keine lästigen oder schädlichen Emissionen. Die Vergärung von Biomüll in Biogasanlagen ist aus wirtschaftlicher und ökologischer Sicht der Biomasse-Verbrennung oder der ausschließlichen Kompostierung vorzuziehen. Im Idealfall sollten Biomüllvergärung und Kompostierung miteinander kombiniert werden: Holzabfälle wie Baum- oder Heckenschnitt würden wie bisher kompostiert werden, während die nassen Anteile des Biomülls vergärt würden. Die festen Reststoffanteile