Produkte einer Biogasanlage
In einer Biogasanlage entstehen zwei sehr wertvolle Produkte, das Biogas und der Fermentationsrückstand.
Biogas
Die Zusammensetzung von Biogas variiert und ist abhängig von der Art sowie der Zusammensetzung der Ausgangssubstrate. Grundsätzlich kann Biogas wie in Tab. 1 angegeben charakterisiert werden.
Zusammensetzung von Biogas [ULZ 2003]
| Bestandteil | Konzentration | Eigenschaft |
|---|---|---|
| Methan (CH4) | 50-75 Vol.-% | Hauptenergieträger des Biogases 10 kWh / Nm³ Methan |
| Kohlendioxid (CO2) | 25-45 Vol.-% | nicht energetisches Begleitgas |
| Wasser (H2O) | 2-7 Vol.-% | korrosiv |
| Schwefelwasserstoff (H2S) | < 1 Vol.-% | 0,065 kWh/Nm³ Methan SO2 Emissionen - giftig |
| Stickstoff (N2) | < 2 Vol.-% | vermindert den Brennwert |
| Sauerstoff (O2) | < 2 Vol.-% | |
| Wasserstoff (H2) | < 1 Vol.-% | 0,03 kWh/Nm³ Methan |
Biogas hat eine durchschnittliche Dichte von 1,22 kg/Nm³ und ist üblicherweise (ab einem Methangehalt > 50 %) etwas
leichter als Luft (1,29 kg/Nm³). Dies ist sehr wichtig, denn dadurch sammelt sich ausströmendes Biogas nicht am Boden oder in Vertiefungen. Es ist prinzipiell ein ungiftiges Gas, allerdings können erhöhte Schwefelwasserstoffkonzentrationen schädlich bis tödlich wirken. Zu beachten ist, dass ein Gemisch aus Luft mit einem Anteil von 6 – 12 % Biogas explosiv ist.
Die Biogastechnik hat den riesigen Vorteil, dass das entstehende Biogas den gleichen Hauptenergieträger wie Erdgas, nämlich das Methan, enthält. Somit entsteht für Biogas eine breite Palette an Anwendungsmöglichkeiten (siehe Energetische Nutzung).
Fermentationsrückstand
Da das gebildete Biogas grossteil aus Kohlenstoffverbindungen besteht verbleiben die in den Ausgangsmaterialien enthaltenen Nährstoffe großteils im Fermentationsrückstand (siehe Tab. 1). Nährstoffe wie: Stickstoff, Phosphor, Kali sowie Spurenelemente passieren den Prozess weitgehend unbeschadet. Dies ist der Grund, warum der Fermentationsrückstand eine sehr gute Düngewirkung besitzt. Aufgrund der Verweilzeit und der Temperatur wird die Keimfähigkeit von Unkrautsamen wesentlich verringert. Flächen, welche mehrjährig mit Biogasgülle gedüngt werden haben eine höhere Wasseraufnahmefähigkeit, Wasserhaltefähigkeit und eine niedrigere Rohdichte (trocken). D.h. bei Verwendung von Biogasgülle werden wichtige Bodeneigenschaften nachweislich verbessert [PETZ 2000].
Fermentationsrückstandsanalysen, (Mediane) Ergebnisse aus Nö [Pfundner, AGES 2007]
| Biogasgülle 1 (n=70) | Biogasgülle 1 fest separiert (n=9) | Gärrückstand 2 (n=10) |
||
|---|---|---|---|---|
| Trockensubstanz (TS) | [kg/m³] | 66 | 235,4 | 40,0 |
| Stickstoff gesamt (Nges) | [kg/m³] | 4,2 | 3,0 | 4,2 |
| Ammoniumstickstoff (NH4-N in % vom N ges) | [%] | 38,0 | 12,0 | 55,0 |
| Phosphat gesamt (P2O5) | [kg/m³] | 1,4 | 1,8 | 1,1 |
| Kalium gesamt (K2O) | [kg/m³] | 4,9 | 3,1 | 3,7 |
1) Biogasgülle = Fermentationsrückstand aus Stoffen der landwirtschaftlichen Urproduktion (Ernterückstände, nachwachsende Rohstoffe,…).
2) Gärrückstand = Fermentationsrückstand aus organischen Reststoffen laut Abfallverzeichnisverordnung (AWG 2002 §2(1)), (Speisereste, Fettrückstände,…).