RENEWBILITY „Stoffstromanalyse nachhaltige Mobilität im Kontext ...

Institut für Verkehrsforschung
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Lagerung. Die Gestaltung der Lager ist von den verwendeten Substraten und der
Anlieferungskonzeption abhängig. Die Dimensionierung richtet sich nach
Substrataufkommen, Fermenterleistung, auszugleichenden Lieferschwankungen,
Flächenausstattung, Ertrag bei Kosubstraten sowie Lieferverträgen bei
betriebsfremden Substraten. Darüber hinaus müssen Betriebsstörungen abgefangen
werden können. Übliche Lagerbauformen sind Fahrsilos oder Gruben, für flüssige
Substrate Tanks; zudem können Vorgruben als kurzfristige Lager genutzt werden.
Aufbereitung. Art und Umfang der Substrataufbereitung beeinflussen den Ablauf des
Gärprozesses und damit die Ausnutzung des energetischen Potenzials der
verwendeten Substrate. Ziel der Aufbereitung ist es, einerseits den gesetzlichen
Ansprüchen (z. B. Hygienisierung bei hygienekritischen Stoffgruppen) und andererseits
den Mikroorganismen als Methanerzeuger weitestgehend gerecht zu werden. Die
substratspezifische Aufbereitung kann die folgenden Prozessschritte umfassen:
(i) Sortierung und Störstoffabtrennung, (ii) Hygienisierung, (iii) Zerkleinerung,
(iv) Anmaischung, (v) Homogenisierung sowie (vi) zahlreiche Verfahren, die sich
derzeit noch im Entwicklungsstadium befinden, wie z. B. Mikrowellenbehandlung,
Ultraschall, Zugabe von Enzymen.
Substrateinbringung. Für einen stabilen Gärprozess ist aus prozessbiologischer Sicht
ein kontinuierlicher Substratstrom durch die Biogasanlage der Idealfall. Da dieser in der
Praxis kaum realisiert werden kann, ist eine quasikontinuierliche Substratzugabe (d. h.
in mehreren Chargen pro Tag) in den Fermenter der Regelfall. Ja nach
Substratbeschaffenheit kann die Anlagentechnik für den Transport und die Einbringung
in Aggregate für pumpfähige und stapelbare Substrate unterschieden werden. Bei
großen Differenzen zwischen Substrat- und Fermentertemperatur (z. B. �bei
Einbringung nach einer Hygienisierungsstufe oder im Winter) wird die Prozessbiologie
stark gestört, was zur Verminderung des Gasertrages führen kann. Als technische
Lösungen werden hier zuweilen Wärmetauscher und beheizte Vorgruben verwendet.
Biogaserzeugung durch anaerobe Vergärung
Die Erzeugung von Biogas erfolgt durch die bio-chemische Konversion (d. h. anaerobe
Fermentation bzw. Vergärung) von geeigneten Substraten. Die technische Umsetzung
der Vergärung orientiert sich zwangsläufig an den biologischen Grundlagen des
anaeroben Vergärungsprozesses. Dabei kommen, je nach Anforderungen seitens der
Substrate, verschiedene Anlagenkonfigurationen zum Einsatz. Ungeachtet dessen gibt
es einen grundsätzlichen Verfahrensablauf, so dass sich alle Anlagen hinsichtlich ihres
systemtechnischen Aufbaus ähneln.
Kernstück der Biogasanlage ist der Fermenter, inklusive dazu gehöriger Peripherie. Die
verschiedenen Ausführungen der Fermenter sind hinsichtlich Materialien und Bauweise
sehr unterschiedlich wobei ein großer Teil von landwirtschaftlichen Güllelagern
abgeleitet und an die spezifischen Anforderungen der Biogastechnik angepasst wurde.
Abhängig von den zur Verfügung stehenden Substraten, dem gewählten Gärverfahren
und den örtlichen Gegebenheiten können Fermenter unterschiedlich ausgeführt
Endbericht, Teil 1
Dezember 2009