Montag, Oktober 26, 2020
Start Fachwissen Gaserzeugung und BHKW Biogasanlagen – die neue Art Landwirtschaft

Biogasanlagen – die neue Art Landwirtschaft

In der Schweiz wird bereits auf 2 Kläranlagen Co-Vergärung mit Speiseresten und Fetten betrieben. Schleswig-Holstein hat den Weg für die Mitvergärung von Küchen- und Speiseabfälle in Faulbehältern frei gemacht. Die DWA beschäftigt sich mit den Wirkungen und Folgen des Anbaus und der Nutzung nach wachsender Rohstoffe auf Böden und Grundwasser. Die DWA sucht ebenso Mitarbeiter für den Fachausschuss „Biogas“. Durch diese Vernetzung mit der Abwasserwelt und den Gemeinsamkeiten mit der anaeroben Faulung auf der Kläranlage ist es erforderlich, sich mit dem Thema der landwirtschaftlichen Biogasanlagen zu beschäftigen.
Immer mehr Bauern betreiben, anstatt der klassischen Vermarktung von Feldfrüchten, so genannte Biogasanlagen. Diese Anlagen bestehen aus Fermentern, in denen durch anaerobe Vergärung von landwirtschaftlichen Produkten Biogas mit einem Methangehalt zwischen ca. 50 bis 75% gewonnen wird. In einem Blockheizkraftwerk wird daraus elektrische Energie gewonnen.
In Forchheim, wenige Kilometer vom Kaiserstuhl entfernt steht die derzeit größte Anlage Baden-Württembergs. Sie hat eine Leistung von 1800 kW und ist damit auch die größte Anlage für nach wachsende Rohstoffe in Deutschland.

Bild: Biogasanlage in Forchheim

Bild FW-Gas-Forchheim-F.JPG

Sie wird mit so genannten nach wachsenden Rohstoffen (NaWaRo) betrieben und arbeitet CO2 neutral. Das bedeutet, dass bei der Verbrennung des entstandenen Gases nur die Menge an CO2 frei wird, welches schon vorher in den Pflanzen gebunden war. Aufgrund dieser Tatsache erhält sie einen Bonus von 6 Cent/kWh zusätzlich zur Vergütung nach dem Energieeinspeisegesetz.
Die Anlage in Forchheim besteht aus zwei identischen Einheiten. Die Zugabe, bei den Betreibern Fütterung genannt, wird über Schneckenförderer mit integrierten Waagen vorgenommen, so dass die Zugabemengen sowie das Produkt genau bekannt sind. Insgesamt werden pro Tag ca. 40 t Mais, 10 t Rindermist und 10 t schnell wachsende Hülsenfrüchte (Grünschnitt) zugegeben.

Bild: Aufgabeschacht der „Fütterung“

Bild FW-Gas-Forchheim-G.JPG

Als sehr effizient hat sich dabei die Zugabe von Mais herausgestellt, da Mais einen sehr hohen Energieertrag pro Fläche hat. Die Zugabe von 1 t Mais ergibt ca. 1.000 kWh an elektrischer Energie. Die Vergärung findet im thermophilen Bereich bei ca. 53°C statt. Innen liegende Wärmetauscher, die mit Abwärme aus den Blockheizkraftwerken betrieben werden, erwärmen die Gärmasse. Die Umwälzung der Gärbehälter findet zeitabhängig mit Rührwerken statt. Das entstehende Gas hat einen Methangehalt von ca. 53%. Die Fermenter sind jeweils 2-stufig ausgelegt. Die Aufenthaltszeit der ersten Stufe beträgt ca. 90 Tage, die der zweiten Stufe ca. 45 Tage. Nach der Vergärung wird der ausgefaulte Überlauf aus den Fermentern bis zur Ausbringung in Stapelbehältern gelagert. Der Inhalt der Stapelbehälter wird komplett zurück auf die Felder gebracht, um eine Nachdüngung der Anbaufläche von Mais und Hülsenfrüchten auf ein Minimum zu reduzieren. Der Humusverlust wird durch die Stilllegung der landwirtschaftlichen Flächen alle 3 bis 5 Jahre kompensiert.
Die Gasspeicher aus Gummimembranen sind direkt über den Fermentern angebracht und werden mit einem maximalen Druck von ca. 2 mbar betrieben.
Bevor das Gas zu den Blockheizkraftwerken geleitet wird muss es entschwefelt werden. Dies geschieht durch die Abkühlung des Biogases von ca. 60°C auf ca. 12°C. Dadurch kondensieren die Schwefelrückstände weitgehend und werden in die Stapelbehälter gepumpt.

Bild: Blockheizkraftwerk:

Bild FW-Gas-Forchheim-H.JPG

Die Blockheizkraftwerke kommen derzeit auf einen Wirkungsgrad von knapp 44%. Durch die Nachschaltung einer ORC Anlage (Organic-Rankine-Cycle) können nochmals ca. 15% gewonnen werden. Für Forchheim ist eine ORC Anlage mit ca. 300 kW Leistung geplant, die im Herbst in Betrieb gehen soll. Dabei soll das ca. 600 °C heiße Abgas nochmals zum Betrieb einer Turbine genutzt werden. Als Arbeitsmittel wird nicht wie üblich Wasserdampf, sondern ein organischer Stoff eingesetzt. Die Anlage in Forchheim ist am Tag der offenen Tür am 2. September 2007 für die Öffentlichkeit geöffnet.

Wenn Sie Fragen oder Anregungen zu diesem Artikel haben, dann freuen wir uns auf Ihre E-Mail an Fachwissen@Klaerwerk.info

Autor: CS

Web-Links:

[1] www.biogas.org (Seite des deutschen Biogas-Fachverbandes
[2] www.biogas-zentrum.de (Internationales Biogas und Bioenergie Kompetenzzentrum)
[3] www.biogas.ch (Seite des schweizerischen Biogas-Fachverbands)