Nachwachsende Rohstoffe in der Wikipedia, Band 1

Biogasanlage 171
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 oder mehrere parallel geschaltete Fermenter ohne Trennung der Abbaustufen. In der Regel ist noch ein
Lagerbehälter nachgeschaltet, der luftdicht abgeschlossen ist und daher als Nachgärer fungiert.
Anlagenbetrieb
Über das genaue Zusammenspiel der Mikroorganismen ist nur wenig bekannt. Daher ist es schwierig, die
verschiedenen Parameter (Substratart, Substratmenge, Temperatur, Rührwerkseinstellungen, etc.) optimal
einzustellen. Viele Maßnahmen beruhen auf Erfahrungen. In Forschungsprojekten werden Charakterisierungen der
mikrobiologischen Populationen bzw. Gemeinschaften vorgenommen, um Zusammenhänge besser zu verstehen.
Zur Aufrechterhaltung des Fermentationsprozesses bei der Nassvergärung wird bei niedrigen
Substratkonzentrationen ein nicht unerheblicher Teil der Abwärme aus der Biogasverstromung zur
Aufrechterhaltung der Fermentertemperatur benötigt. Anlagen mit Trockenfermentation benötigen einen deutlich
geringeren Anteil der produzierten Wärme. Für den Gesamtwirkungsgrad und die Wirtschaftlichkeit einer
Biogasanlage ist die optimale Nutzung der Abwärme (Gebäudeheizung, Holz- und Getreidetrockung, etc.) ein
wichtiger Faktor.
Verwendung der Produkte
Biogas
Hauptartikel: Biogas
Derzeit (2009) wird in Deutschland Biogas hauptsächlich direkt an der Biogasanlage zur dezentralen gekoppelten
Strom- und Wärmeerzeugung (Kraft-Wärme-Kopplung) in Blockheizkraftwerken (BHKWs) genutzt. Dazu wird das
Gasgemisch getrocknet, entschwefelt 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 Wärmeaustauscher zurückgewonnen. Ein Teil der Wärme wird benötigt, um die Fermenter zu beheizen, da die
Mikroorganismen, welche die Biomasse abbauen, am besten bei Temperaturen 37-43 °C (mesophil) oder 50-60 °C
(thermophil) wachsen. Überschüssige Wärme des Motors kann beispielsweise zur Beheizung von Gebäuden, zum
Trocknen der Ernte (Getreide) oder den Betrieb von Aquakulturanlagen verwendet werden. Besonders wirtschaftlich
und energieeffizient arbeitet die Anlage, wenn die überschüssige Wärme ganzjährig genutzt oder verkauft werden
kann.
Biomethan
Hauptartikel: Biomethan
In mehreren Projekten wird das Biogas inzwischen in Aufbereitungsanlagen auf Erdgasqualität gereinigt und als
Biomethan (Bioerdgas) in das Erdgasnetz eingespeist. Damit kann die Wirtschaftlichkeit von Biogasanlagen an
Standorten ohne Wärmeabnehmer verbessert werden. Das Bioerdgas kann beispielsweise in BHKWs verstromt
werden, die direkt bei kontinuierlichen Wärmeabnehmern, wie z. B. Schwimmhallen, errichtet werden. Dadurch ist
die Abwärme fast vollständig absetzbar. Aufbereitetes Biogas kann ebenso als Treibstoff für erdgasbetriebene
Fahrzeuge eingesetzt werden. Die Anlagentechnik zur Aufbereitung von Biogas zu Biomethan und Einspeisung in
das Erdgasnetz ist derzeit allerdings noch recht kostenintenviv und ist daher nur für „große Anlagen“ (ab 1,5 MWel)
wirtschaftlich rentabel.