Hallo zusammen, in diesem Video geht es
um das Thema Biomasse und hier um die
gasförmigen Brennstoffe aus Biomasse.
Der wichtigste gasförmige Brennstoff aus
Biomasse ist das Biogas. Das wird
meistens aus landwirtschaftlicher
Biomasse erzeugt
durch Fermentation. Dabei sind Bakterien im
Spiel, nämlich methanbildende Bakterien.
Es gibt zwei Stämme, die
mesophilen Bakterien, die fühlen sich so
bei 35 °C wohl und die thermophilen
Bakterien bei 55 °C.
Hier unten ist ein solcher Prozess dargestellt,
den wir in Deutschland
am meisten verwenden,
nämlich die Nassfermentation zur
Biogasbildung.
Hinein in diesen
beheizten Biogasfermenter
kommt Biomasse.
Das Grundsubstrat ist meistens Gülle,
die wird dann angereichert mit Kofermenten
wie zum Beispiel Mais.
Kofermente wie Mais, Pflanzen- oder Speisereste
und Fette sind ideal,
damit diese
organische Trockensubstanz, die man dem
Biogasferment zuführt, erhöht wird,
und sich mehr Biogas bildet.
Damit das gut funktioniert, muss es
gerührt werden. Daher gibt es ein
Rührwerk dadrinnen,
so entsteht Biogas.
Die Umwandlungszeiten für so einen Durchlauf
betragen etwa 20 bis 30 Tage,
in denen man Biogas produziert
mit etwa 60 % Methananteil.
Je höher der Methananteil ist, desto besser.
Es können auch 65 % sein, aber so
in dieser Größenordnung. Der Rest ist vor
allem Kohlendioxid
und eher unerwünschte
Begleitstoffe wie H₂S,
was stark korrosiv wirken kann.
Auch Wasserstoff, Sauerstoff und Stickstoff sind
solche Begleitstoffe, die werden dann teils
auch abgetrennt, zum Beispiel das H₂S,
damit es keinen Schaden anrichtet am Ende des Prozesses ,
dann wenn das Biogas
verbrannt wird, das erfolgt meist
in Blockheizkraftwerken direkt an der
Biogasanlage.
Blockheizkraftwerke erzeugen Strom, der kann sehr gut
eingespeist werden ins Stromnetz.
Ein Teil wird vor Ort verbraucht,
aber der Überschuss wird in das Stromnetz eingespeist.
Zudem produzieren BHKWs Wärme.
Ein Teil dieser Wärme
wird hier benötigt, um den
Biogasfermenter zu beheizen. Das sind etwa
15 bis 30 % Eigenbedarf an Wärme.
Dann ist noch Wärme übrig.
Mit dieser Wärme kann man
landwirtschaftliche Güter trocknen,
wenn sich das anbietet,
oder heizen, zum Beispiel den Hof.
Aber leider stehen solche Biogasanlagen häufig
sprichwörtlich auf der grünen Wiese,
irgendwo bei einem Bauernhof,
wo kein Nah- oder Fernwärmenetz in der Nähe ist,
in das man die Wärme einspeisen könnte.
Deshalb wird diese Wärme häufig
einfach an die Außenluft abgegeben,
irgendwo muss sie ja hin. Wenn sie an die Ausluft
abgegeben wird, dann ist sie quasi weg,
dann ist sie wertlos.
Weil das so ist, gibt es noch einen
zweiten Weg, nämlich dass man dieses
Biogas aufreinigt,
alle diese Begleitstoffe abtrennt,
inklusive des CO₂ und dann reines Methan hat,
möglichst reines Methan,
und dieses Methan dann ins Erdgasnetz speist.
Dafür muss man
vielleicht noch eine Erdgasleitung legen
zum nahegelegenen Einspeisepunkt,
aber das ist eine Möglichkeit
diese missliche Situation zu umgehen,
dass man vor Ort nicht genug Wärmebedarf hat.
Bevor wir auf der nächsten Folie noch
einen Blick auf das Biomethan werfen,
hier noch ein Hinweis, dass es neben
dieser Nassfermentation auch noch
die Trockenfermentation gibt.
Das funktioniert dann im Batchbetrieb:
man hat eine Halle,
fährt da mit dem Radlader Biomasse rein,
zum Beispiel Mist,
und lässt dann über diese Biomasse
sogenanntes Perkolat zirkulieren,
also eine Flüssigkeit, die man oben drauf gibt,
die sickert dann durch, man nimmt sie unten
wieder auf und führt sie wieder oben zurück,
darin sind dann Bakterien,
und mit der Zeit,
also innerhalb von 20 bis 30 Tagen,
fault dann diese Biomasse aus,
Biogas entsteht und
nach entsprechender Zeit macht man die
Garage wieder auf, nimmt die
ausgefaulte Biomasse heraus und kann sie dann,
das habe ich noch nicht erwähnt,
kann sie dann als
Biodung verwenden, der dann nicht mehr riecht.
Das ist ja in der Landwirtschaft
häufig ein Problem: wohin mit der ganzen Gülle?
(Gülle die hier als Ausgangssubstrat für Biogas dient.)
Gülle bringt man ansonsten auf
landwirtschaftliche Felder aus,
aber das stinkt und
verursacht Nitratbelastung im Grundwasser.
Da hat man hier einen
eigentlich recht eleganten Weg,
um sowohl dieses Gülle-Entsorgungsproblem zu lösen,
als auch Strom und Wärme zu produzieren.
Jetzt der Blick auf das Biomethan.
Und Hier steht schon ein Problem dabei:
Wenn ich
eine Aufreinigung zu Biomethan mache,
dann brauche ich dazu
eine chemische Anlage.
Und für eine kleine Biogasanlage lohnt sich das nicht.
Das heißt, man muss schon
eine größere Biogasanlage haben
und dann muss man die Biomasse
dahin transportieren. Das ist schwierig, denn
Biomasse hat keine so hohe Energiedichte.
Die Energiedichte ist lange nicht so hoch wie bei
Erdöl und Erdgas, und man kann das nicht durch
Pipelines transportieren, wie Erdöl und Erdgas,
sondern man muss sie
mit dem Träcker fahren oder mit dem Laster.
Also, das ist dann schon ein Problem von
solchen großen industriellen
Biogasanlagen inklusive der
Monokulturen, die dadurch protegiert werden.
Aber ansonsten ist das eine
sehr gute Sache. Man hat eine
Biogasanlage an einem beliebigen Standort,
reinigt
das Biogas auf zu Erdgas,
speist es ins Erdgasnetz ein und kann das dann
irgendwo aus dem Erdgasnetz entnehmen
und zielbringend nutzen,
z.B. in einem Erdgas-Blockheizkraftwerk
Strom und Wärme produzieren an einem Standort,
wo die Wärme auch zu 100 % benutzt wird
und nicht an die Außenluft
abgeführt werden muss,
oder man kann es z.B in Erdgasheizgeräten nutzen,
oder man kann es z.B als CNG-Kraftstoff nutzen
für Kraftfahrzeuge, also als Compressed Natural Gas,
(also Erdgas für Erdgas-KFZ und
nicht für Autogas-Fahrzeuge mit dem Kürzel LPG).
Diese Biomethan-Technik ist in Deutschland noch
nicht ganz so alt. Man nutzt sie seit 2006.
Die ersten Anlagen standen in
Pliening in Bayern oder es gibt auch
hier in Nordrhein-Westfalen am
Niederrhein die eine oder andere Anlage,
zum Beispiel in Strahlen. Selbst, Sie als
Privatkunde können solches
Bioerdgas oder Biomethan
käuflich erwerben, genauso wie Ökostrom
können Sie das tun, das ist etwas teurer
als das Erdgas. Die Erdgaspreise liegen im
Moment vielleicht so bei 0,07 € die Kilowattstunde.
Für Biomethan zahlen Sie in der Größenordnung
von 0,10 € die Kilowattstunde.
Ja, und auch großtechnisch wird das
genutzt von Energieversorgern,
die größere
Blockheizkraftwerke betreiben.
Da gibt es einen Nutzungsanreiz,
weil für solchen Strom,
der mit Biomethan erzeugt worden ist,
eine erhöhte EEG-Einspeisevergütung gezahlt wird
und das kann sich für Energieversorger lohnen.
Das waren also Biogas und Biomethan.
Zum Schluss noch ein Blick auf das
Klärgas und das Deponiegas.
Beide Produktionswege sind vom
Prinzip her identisch,
es handelt sich um methanbildende Bakterien.
Es sind nur andere Ausgangsubstrate.
Beim Klärgas ist es der Klärschlamm
aus unseren Abwässern,
der viele organische Bestandteile enthält.
Häufig sehen diese Klärgasanlagen
so aus wie diese "Eier" hier im Bild,
die haben Sie bestimmt schon
irgendwo in der Landschaft stehen sehen.
Das ist eine typische Bauform für
solche Klärgasanlagen.
Nun zum Deponiegas. Wenn Abfall
und Müll auf Deponien lagern
und in diesem Müll
organische Bestandteile enthalten sind,
dann fermentiert der Müll, der unten liegt,
anaerob, also ohne Sauerstoff.
In tieferen Schichten
kommt kein Sauerstoff an den Müll.
Es bildet sich Methan
ganz automatisch von selbst mit der Zeit
und das wird dann mit Drainagerohren abgesaugt,
die in der Deponie verlegt sind.
Das spielt in Deutschland mittlerweile
keine große Rolle mehr,
weil wir schon relativ viele Jahre Müll
in der Regel verbrennen
und nicht mehr deponieren.
Damit bin ich am Ende dieses Themas.
Bis demnächst.