Biogas - Informationen, Brennwert, Anwendung, Preis

Einer der erneuerbaren Energieträger ist Biogas. Seine Entstehung scheint nicht kompliziert zu sein. Andererseits bietet die Nutzung von Biogas sowie die Energiegewinnung mit seiner Hilfe eine sehr gute Chance, die Effizienz eines Blockheizkraftwerks zu steigern. Es lohnt sich, genau zu sehen, wie Biogas entsteht, wie die Zusammensetzung von Biogas aussieht und wie es genau verwendet wird.

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Biogas - was es ist und seine Zusammensetzung

Biogas ist nichts anderes als ein Gasgemisch, dessen Entstehung auf anaerobe oder anaerobe Vergärung zurückgeführt wird. Am häufigsten entsteht es aus der Landwirtschaft, da Pflanzen, Tierkot und andere organische Verbindungen abgebaut werden. Dazu gehören auch biologisch abbaubare Abfälle. Es handelt sich also um eine erneuerbare Energie, deren Produktion sich äußerst positiv auf die natürliche Umwelt auswirkt. Die Bildung von Biogas trägt unter anderem dazu bei, die Zahl der Deponien zu reduzieren.

Die Zusammensetzung von Biogas umfasst hauptsächlich Methan und Kohlendioxid. Die genaue Zusammensetzung der Gase und ihr Anteil hängt jedoch davon ab, woraus das Biogas besteht. Dabei gibt es drei Gruppen von Substraten, auf deren Basis die Biogasproduktion erfolgt. Zur ersten Gruppe gehören Hausmüll, bei dem das sogenannte Deponiegas entsteht. Bei dieser Abfallart entsteht Biogas, dessen Hauptbestandteil Methan (bis zu 60 %) und Kohlendioxid (bis zu 40 %) sind. Zusätzlich zeigen die Grafiken Wasserdampf, Stickstoff und Sauerstoff.

Ein wesentlich größerer Anteil an Methan entsteht durch die Vergärung von landwirtschaftlichen Abfällen sowie den Reststoffen, die beim Betrieb von Kläranlagen anfallen. In diesen Fällen erreicht die Produktion von Methan bis zu 75 % und Kohlendioxid von 20 bis 30 %. Es ist auch zu erwähnen, dass die Zusammensetzung des Biogases je nach landwirtschaftlichen oder deponierten Abfällen Schwefelwasserstoff und Silikate in Form von Schlamm enthalten kann. Tritt Sediment auf, muss es entfernt werden, da es als Verunreinigung behandelt wird.

Wie wird Biogas hergestellt?

Um zu verstehen, wie die Biogasproduktion aussieht, müssen wir auf die drei Hauptsubstrate zurückgreifen, die einen sehr großen Einfluss auf die endgültige Biogaszusammensetzung haben. Dabei ist zu berücksichtigen, dass die Gewinnung von Biogas ein natürlicher Prozess ist, der auf jeder kommunalen Deponie zu sehen ist. Damit aus Abfällen jedoch erneuerbare Energie gewonnen werden kann, muss die Produktion kontrolliert erfolgen.

Daher können wir drei Technologien der Biogaserzeugung unterscheiden, zu denen gehören:

• Produktion von landwirtschaftlichem Biogas - meistens befinden sie sich in der Nähe großer Flächen mit Ackerbau oder Tierhaltung. Die Zusammensetzung von Biogas wird durch ein Substrat wie pflanzliche Biomasse, Gülle oder Abfälle aus der tierischen oder pflanzlichen Produktion (Zuckerfabriken, Schlachthöfe) beeinflusst. Die Bildung von landwirtschaftlichem Biogas sowie organischem Dünger ist oft nicht nur das Ergebnis landwirtschaftlicher Abfälle. Erwähnenswert sind auch die Sonderkulturen von Pflanzen wie Mais, Zuckerrübe oder Futterrübe, aus der der Methananteil gewonnen wird.
• Herstellung von Biogas aus Siedlungsabfällen – die so gewonnene erneuerbare Energie, genauer gesagt deren Menge, hängt von der genauen Zusammensetzung des Substrats ab. Leider sind dies zweideutige Informationen, daher ist es möglich, aus einer 1-Tonnen-Deponie 200 bis 500 m3 Biogas zu gewinnen. Der beste Effekt scheint eine Deponie zu sein, die aus organischen Abfällen oder hauptsächlich aus organischem Abfall besteht.
• Produktion von Biogas aus Kläranlagen - in diesem Fall wird Klärschlamm verwendet, der durch biologische Abwasserbehandlungstechnologien entsteht. Aufgrund der sehr unterschiedlichen Zusammensetzung des Sediments, die auch für den Menschen gefährlich sein kann, sollte es jedoch einer aeroben oder anaeroben Vergärung unterzogen werden. Gerade bei der Vergärung ohne Sauerstoffeinsatz haben wir es mit der Bildung von Biogas zu tun. Wenn Sie weitere Ratschläge suchen, schauen Sie auch vorbei Hier gesammelte Artikel zu erneuerbaren Energien.

Der Brennwert von Biogas und seine Anwendung

Erneuerbare Energie in Form von Biogas ist einer der Brennstoffe mit dem höchsten Heizwert. Der Heizwert von Biogas beträgt sogar 23 MJ/m3. Zum Vergleich: Der Heizwert von Steinkohle liegt je nach Qualität zwischen 22 und 27 MJ/m3. Brennstoffe wie Stroh, Holzpellets oder trockenes Holz haben einen deutlich geringeren Heizwert. Folglich ist Biogas ein rentablerer Brennstoff als Biomasse. Als Brennstoff mit dem höchsten Heizwert ist der Heizwert von Heizöl mit über 40 MJ / m3 am höchsten.

Die Nutzung von landwirtschaftlichem Biogas, Deponie- oder Klärschlammvergärung ist wirklich sehr breit gefächert. Dank ihm kann Strom oder Wärme erzeugt werden. Bei der Stromerzeugung kommen dafür spezielle Dual-Fuel-Motoren oder Elektroturbinen zum Einsatz. Andererseits ist die Nutzung von Biogas zur Gewinnung von thermischer Energie mit entsprechend abgestimmten Kesseln möglich. Diese Art der Installation muss unbedingt an diese Brennstoffart angepasst werden.

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Biogas wird neben Erdgas auch häufig in Blockheizkraftwerken eingesetzt. Kraft-Wärme-Kopplung ist eine Produktionstechnologie, die nicht nur Strom, sondern auch Wärme erzeugt. In Verfahren dieser Art finden erneuerbare Energiequellen eine breite Anwendung. Die Kraft-Wärme-Kopplung vermeidet den Verlust von Wärmeenergie, die in traditionellen Kraftwerken als Abfall behandelt wird. Es ist erwähnenswert, dass auf diese Weise Strom viel effizienter erzeugt wird.

Somit ermöglicht die Kraft-Wärme-Kopplung die Versorgung verschiedener Anlagen mit sehr hohem Wärmebedarf. Dabei ist zu bedenken, dass die Kraft-Wärme-Kopplung eine recht innovative Lösung ist. Im europäischen Maßstab machen Strom und Wärme als Ergebnis dieser Art von Prozessen jedoch ca. 10 % der Anteile aus. Für Einfamilienhäuser ist diese Installationsart leider noch nicht verfügbar.

Erneuerbare Energie versus Biomasse und Geothermie

Biogas ist nicht der einzige Kraftstoff, der zu den erneuerbaren Energiequellen gehört. Es sei jedoch daran erinnert, dass es dank ihm möglich ist, gleichzeitig Strom und Wärme zu beziehen. Die Kraft-Wärme-Kopplung scheint eine immer beliebter werdende Lösung zu sein, die auch als grüne Energie bezeichnet wird. Neben landwirtschaftlichem Biogas können wir uns aber auch mit anderen erneuerbaren Energiequellen beschäftigen. Dazu zählen unter anderem Geothermie und Biomasse.

Andere erneuerbare Energiequellen:

• Biomasse - gleichzeitig kann es ein direkter Brennstoff zur Gewinnung von Wärmeenergie sein. Hierzu eignet sich eine Anlage in Form beispielsweise eines Pelletkessels oder eines Vergaserkessels. Die Biomasseanlage kann auch durch Kessel mit oberer oder unterer Verbrennung unterschieden werden. Darüber hinaus kann Biomasse auch als Substrat für die Biogasproduktion aufbereitet werden.
• Geothermie - das ist thermische Energie, die aus dem Inneren der Erde, des Bodens oder des in Gesteinen enthaltenen Wassers gewonnen wird. Geothermie ist die am schwierigsten zu gewinnende Energieart, jedoch mit sehr hohem Wirkungsgrad. Die Installation ist extrem teuer und die Möglichkeit ihrer Installation hängt von geologischen und geomorphologischen Bedingungen ab. Auch die Geothermie ist aufgrund der anfallenden Bohrarbeiten, die oft in großer Tiefe anfallen, eine äußerst kostspielige Möglichkeit, Wärme oder Strom zu erzeugen.