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Biogas

Biogas ist ein Gemisch aus Methan, Wasserstoff, Kohlendioxid und Schwefelwasserstoff. Es entsteht bei der anaeroben (sauerstofffreien) Vergärung von organischem Material. Als Ausgangsstoffe für die technische Produktion von Biogas eignen sich vergärbare, biomassehaltigen Reststoffe wie Klärschlamm, Biomüll, Speisereste und Gülle. Je nach Herkunft kann man auch nach Klärgas (aus Kläranlagen), Deponiegas (aus Deponien) und Biogas (aus Biogasanlagen) unterscheiden.

Das durch natürliche Prozesse entstehende und ungenutzt in die Atmosphäre entweichende Gas - aus Gewässern, Mist, Reisfeldern und tierischen Quellen wie Rindermägen - wird im allgemeinen Faulgas oder Sumpfgas genannt. Es enthält stets auch Beimengungen von Schwefelwasserstoff, der dem Biogas technisch vor der Verbrennung entzogen wird. Biogas wird als Brennstoff zur Stromerzeugung oder zu Heizungszwecken genutzt.

Inhalt
1 Biogaserzeugung
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Biogaserzeugung

In dem gesteuerten Prozess der Biogasentstehung sind verschiedenste Arten von anaeroben Mikroorganismen beteiligt, deren Mengenverhältnis zueinander durch Ausgangsstoffe der Gärung, pH-Wert, Temperatur- und Gärungsverlauf beeinflusst wird. Aufgrund der Anpassungsfähigkeit dieser Mikroorganismen an die Prozessbedingungen können nahezu alle organischen Substanzen durch Gärung abgebaut werden. Lediglich höhere Holzanteile können durch das mikrobiell schwer zersetzbare Lignin schlecht verwertet werden. Voraussetzung für eine erfolgreiche Methanbildung ist ein hoher Wasseranteil im Ausgangssubstrat von mindestens 50 %.

Der Ablauf der Biogaserzeugung lässt sich grob in drei Schritte einteilen, die durch Veränderung des ph-Wertes und der Temperatur prozesshaft gesteuert wird:

  1. Durch Hydrolyse werden Makromoleküle in kurzkettige Zucker, Aminosäuren und Fettsäuren gespalten.
  2. Während der Acetogenese werden die kleineren Moleküle in kurzkettige Säuren vor allem in Essigsäure umgewandelt.
  3. In der letzten, strikt anaeroben Phase - Methanogenese - werden Essigsäure, Kohlendioxid und Wasserstoff durch Archaeen (Archaebakterien) in Methan umgewandelt.

Zurück bleibt ein Gemisch aus nicht abgebautem organischem Material (Holz) und nicht organischen Stoffen (Sand, Mineralien).

Entscheidend für den Wirkungsgrad einer Biogasanlage ist die bei der Verbrennung entstehenden Abwärme optimal für die Temperatursteuerung der Gärung einzusetzen.

Zusammensetzung

Methan 40-75 %
Kohlendioxid 25-55 %
Wasserdampf 0-10 %
Stickstoff 0-5 %
Sauerstoff 0-2 %
Wasserstoff 0-1 %
Ammoniak 0-1 %
Schwefelwasserstoff 0-1 %

Wertvoll im Biogas ist das Methan. Je höher dessen Anteil ist, desto energiereicher ist das Gas. Nicht nutzbar sind das Kohlendioxid und der Wasserdampf. Problematisch im Biogas sind vor allem der Schwefelwasserstoff und der Ammoniakanteil, die vor dem Verbrennungsvorgang entfernt werden müssen, um die Gasmotoren vor diesen chemisch aggressiven Substanzen zu schützen.

Das Buch vermittelt die Grundlagen der Biogasentstehung bzw. -erzeugung und behandelt die Anlagentechnik (Behälter, Rührwerke, Gasspeicher und die zugehörigen Betriebseinrichtungen) Ein eigenes Kapitel ist der Cofermentation organischer Reststoffe (z.B. aus der Lebensmittelverarbeitung) gewidmet, welche die Wirtschaftlichkeit von Biogasanlagen verbessern kann. Mit einer Übersicht über Beratungsstellen und einem ausführlichen Lieferantenverzeichnis.


Der Ursprungsartikel stammt von der deutschsprachigen Wiki pedia (siehe oben: "Original Artikel & Autoren Liste").
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