Nachwachsende Rohstoffe in der Wikipedia, Band 1

Biogasanlage 170
Funktionsweise und Betrieb
Verschiedene z. T. recht unterschiedliche Anlagenkonzepte werden in
der Praxis angewendet. Vor allem die Zusammensetzung und
Konsistenz des Substrats entscheiden, welches Konzept angewandt
wird. Aber auch Rahmenbedingungen 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.
Nass- und Trockenfermentation
Ein Unterscheidungsmerkmal bei Biogasanlagen ist die Betriebsweise
als Nass- oder Trockenfermentation oder -vergärung. Bei der
Nassfermentation macht ein hoher Wasseranteil im Gärsubstrat die
Masse rühr- und fließfähig und wird während der Fermentation
durchmischt. Die Trockenfermentation oder auch Feststoffvergärung
erfolgt mit stapelbarer organischer Biomasse. Im Gegensatz zur
Hier entsteht Biogas: Oberfläche des Gärsubstrats
im Pfropfenstrom-Fermenter einer Biogasanlage.
Nassvergärung wird hier das Gärgut weder verflüssigt, noch erfolgt eine ständige Durchmischung während der
Vergärung. Die Verfahrenswahl hängt im Wesentlichen von den Substraten ab.
Für die Güllenutzung kommt nur die Nassvergärung in Frage, während strukturreiche Biomasse oft die für die
Nassvergärung nötigen Rührwerke blockiert. Bei der Nassvergärung muss daher die feste Biomasse gut zerkleinert
und mit Flüssigkeit punpfähig gehalten werden. In Deutschland ist die Nassvergärung vorherrschend, weil die
meisten Anlagen von Landwirten mit Viehzucht errichtet wurden, die häufig sowohl Energiepflanzen als auch Gülle
einsetzen.
Domäne der Trockenfermentation ist die stapelbare Biomasse, wie sie im Garten- und Landschaftsbau anfällt sowie
die Vergärung von Wiesen- oder Ackergras. Trockenfermentation wird auch als Ergänzung oder Ersatz zur
Kompostierung eingesetzt. Jedoch ist Bezeichnung „Trockenvergärung“ irreführenden, da die für die Vergärung
notwendigen Mikroorganismen für ihr Überleben und Stoffwechsel ein flüssiges Medium benötigen. 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 neu errichtete Anlagen ab 2009 entfällt der Technologiebonus, da
das Verfahren inzwischen als etablierte Technik gilt.
Batch- und kontinuierliche Vergärung
Die meisten Anlagen werden mit einer kontinuierlichen Vergärung betrieben, bei der dem Prozess laufend Substrat
zugeführt wird und Biogas sowie Gärrest entnommen werden. Vorteilhaft sind 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 häufig die Batch-Vergärung angewandt. Hierbei wird für jede Substratcharge die
Biogaserzeugung abgeschlossen und der Fermenter entleert, bevor die nächste Charge eingebracht wird. Durch
Staffelung mehrerer Fermenter wird auch hier eine quasi-kontinuierliche Gasproduktion möglich.