Einleitung:

Jeder hat sich wohl schon über den Gestank von frisch mit Gülle oder anderen Exkrementen gedüngten Feldern aufgeregt. Nichts ist widerlicher als auf einer Straße, inmitten stinkender Felder zu fahren und den Mageninhalt über das Armaturenbrett ergießen zu müssen.  

Ferner ist es der Wohnqualität nicht gerade förderlich, wenn der Wind die sogenannte „frische Landluft“ von den Feldern in die Wohnungen trägt.Dies läßt sich umgehen, indem die anfallenden Exkremente zu Biogas fermentiert und der ausgefaulte, fast geruchlose Schlamm anschließend als Dünger ausgebracht wird. Mit dem anfallenden Gas kann nebenbei ein Teil des Energiebedarfs des landwirtschaftlichen Betriebes gedeckt werden.

Biogas entsteht, wenn organische Materie unter Luftabschluß von Methanbakterien zersetzt wird. Es darf bei diesem Abbau kein Sauerstoff anwesend sein, da dieser für die Bakterien giftig wirkt. Der pH- Wert und die Temperatur haben ebenso einen entscheidenden Einfluß auf den Verlauf der Reaktion. Methan entsteht natürlich in allen Tümpeln, Seen und Mooren und trägt in großen Maßen Treibhauseffekt bei. Methan ist 30 mal so aktiv wie Kohlendioxid bezüglich des Treibhauseffektes.Das Erdgas besteht ebenso zu einem hohen Anteil aus Methan, dass vor Jahrmillionen aus abgestorbener organischer Materie unter Luftabschluß gebildet hat und sich in unter einer gasdichten Gesteinsschicht gesammelt hat.

 

 

Am Boden der Ozeane hat sich unter hohen Drücken und tiefen Temperaturen aus dem Methan der faulenden Biomasse Methanhydrat (brennendes Eis) abgelagert, dies ist eine Verbindung aus gefrorenem Wasser mit eingelagertem Methan. Ein Kubikmeter Methanhydrat bindet ca 160 m3 Methan. Dies könnte eine Energiequelle der Zukunft sein, jedoch ist für die Gewinnung des Gases aus den Tiefen der Ozeane noch kein sicheres Abbauverfahren verfügbar. Das Methynhydrat zersetzt sich sehr schnell und heftig unter atmosphärischen Bedingungen. Es wird geschätzt, dass ca 10 Billionen Tonnen Kohlenstoff in dem Methanhydrat am Boden der Weltmeere gebunden sind.

Versuchs- Kleinanlage für die ersten Tests:

 

 

Als Fermenter kann ein luftdicht verschließbares Plastik-Faß (100 l) verwendet werden, in das das Rührwerk und die Gasleitung eingebracht werden. Dieses Faß  wird dann in ein weiteres Faß (ca. 200 l) leicht erhöht gestellt, welches mit Wasser gefüllt ist. Das Wasser wird mit zwei thermostatgesteuerten Aquarienheizungen beheizt, um die Temperatur im Gärraum konstant (35°C) zu halten.

Das System der beiden Fässer wird mit Steinwolle isoliert. Das erzeugte Gas wird zuerst durch den Blasenzähler geleitet. Hierfür wird ein mit Wasser gefülltes, dicht verschlossenes Gurkenglas benutzt. Der Einlaßschlauch muß in das Wasser reichen, um die Gasbläschen sichtbar zu machen. Der Blasenzähler könnte auch zur Gasreinigung genutzt werden, wenn statt des Wassers entsprechende Chemikalien (je nach Reinigungsziel) zum Einsatz kommen. Den hydraulischen Gasspeicher bilden dann zwei ineinander gestülpte Fässer, wobei der Innenraum zunächst mit Wasser gefüllt wird. Das Rückschlagventil verhindert den Rückschlag der Flamme vom Verbraucher zum Gasspeicher. Der Aufbau entspricht dem des Blasenzählers. Den Abschluß der Anlage bildet der Verbraucher, für den zum Beispiel ein Bunsenbrenner zum Einsatz kommt.

Als Substrat für den Fermenter eignet sich Schlamm vom Grund eines Sees, Gras, Mist aus dem Inneren eines Misthaufens, Gülle, ein schöner Kuhfladen, etwas altes Fett,...man kann sich auch selbst nach dem Verzehr eines vorzüglichen Zwiebelkuchens auf die Öffnung setzen...

Biogas bildet sich immer dann, wenn sich organische Verbindungen unter Luftabschluss zersetzen, z.B. Verwesung von totem tierischem und pflanzlichem Material. Dafür sind anaerobe Bakterien verantwortlich.

Der in mehreren Stufen ablaufende Prozess findet z.B. in Sümpfen und Mooren, im Dickdarm von Tieren und Menschen - vor allem in den Mägen der Wiederkäuer, in Misthaufen und Jauchegruben oder auf Müllkippen statt. Methan gehört neben Kohlenstoffdioxid zu den Hauptverursachern des Treibhauseffekts. Bei der Biogasnutzung wird das entstehende Methan und Kohlenstoffdioxid kontrolliert verbrannt, daher ist die Energienutzung CO2-neutral.

Fossile Energieträger, wie z.B. Erdöl oder Kohle, werden eingespart.Biogas kann aus den verschiedensten Abfällen aus Landwirtschaft und Industrie (Schlachthäuser, Metzgereien, Brauereien, Speisereste, Grünabschnitt, Biotonne) erzeugt werden, alle Arten von Biomasse kommen in Frage, deren Hauptkomponenten Kohlenhydrate, Eiweiße, Fette, Cellulose und Hemicellulose sind (Lignin und lignininumhüllte Cellulose, d.h. die strukturgebende Komponente von Holz und Stroh ist ohne vorhergehenden Aufschluß ungeeignet). Grundsätzlich gilt, dass der Trockensubstanzgehalt des Gärsubstrates zwischen 2% und 12% liegen sollte, damit einerseits eine gute Durchmischung gewährleistet ist, andererseits die Umsetzung effizient erfolgen kann, d.h. das gebildete Gas sich von den Bakterien löst und nicht durch Anhaften am Substrat den Angriff der Barterienenzyme verhindert.

Die wichtigsten Zahlen:

Das Biogas aus 1t organischer Reststoffe ersetzt ca. 60l Heizöl oder 120kWh Strom und vermindert den Schadstoffausstoß von Kohlenstoffdioxid um 200 kg!

Eine Kuh produziert pro Tag etwa 10-20kg Mist. Daraus können 1-2 Kubikmeter Biogas hergestellt werden. Die Biomasse, welche eine Kuh in einem Jahr erzeugt, entspricht der Energie von 300 Liter Heizöl. Kühe produzieren im Verdauungstrakt außerdem ca. 400 l Methan pro Tag, die sie in die Umgebungsluft abgeben und die  derzeit noch nicht energiemäßig genutzt werden kann, aber ein Treibhausproblem darstellt.

Durch den Einsatz einer Brennstoffzelle, die Methanluftgemische direkt verstromt, könnte elektrische Energie direkt gewonnen werden. Die Technologie ist noch nicht ausgereift und in Folge der hohen Entwicklungskosten und Anschaffungskosten noch unwirtschaftlich.

 

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