Biogas bezeichnet eine Mischung verschiedener Gase, die durch den Abbau von organischem Material in Abwesenheit von Sauerstoff erzeugt wird. Biogas kann aus Rohstoffen wie landwirtschaftlichen Abfällen, Mist, Siedlungsabfällen, Pflanzenmaterial, Abwasser, Grünabfällen oder Lebensmittelabfällen gewonnen werden. Biogas ist eine erneuerbare Energiequelle.

Biogas kann durch anaerobe Vergärung mit methanogenen oder anaeroben Organismen, die Material in einem geschlossenen System verdauen, oder durch Fermentation von biologisch abbaubaren Materialien hergestellt werden. Dieses geschlossene System wird als anaerober Fermenter, Biodigester oder Bioreaktor bezeichnet.

Biogas ist in erster Linie Methan (CH4) und Kohlendioxid (CO2) und kann geringe Mengen Schwefelwasserstoff (H2S), Feuchtigkeit und Siloxane enthalten. Die Gase Methan, Wasserstoff und Kohlenmonoxid (CO) können verbrannt oder mit Sauerstoff oxidiert werden. Diese Energiefreisetzung ermöglicht die Verwendung von Biogas als Brennstoff; Es kann für Heizzwecke wie Kochen verwendet werden. Es kann auch in einem Gasmotor verwendet werden, um die Energie in dem Gas in Elektrizität und Wärme umzuwandeln.

Biogas kann komprimiert werden, genauso wie Erdgas zu CNG komprimiert wird und Kraftfahrzeuge mit Strom versorgt. Im Vereinigten Königreich beispielsweise wird geschätzt, dass Biogas etwa 17% des Fahrzeugkraftstoffs ersetzen kann. Es qualifiziert sich für Subventionen für erneuerbare Energien in einigen Teilen der Welt. Biogas kann gereinigt und auf Erdgasstandards aufgerüstet werden, wenn es Biomethan wird. Biogas wird als erneuerbare Ressource betrachtet, da sein Produktions- und Nutzungszyklus kontinuierlich ist und kein Netto-Kohlendioxid erzeugt. Wenn das organische Material wächst, wird es umgewandelt und verwendet. Es wächst dann in einem sich ständig wiederholenden Zyklus nach. Aus Sicht des Kohlenstoffs wird so viel Kohlendioxid aus der Atmosphäre absorbiert, wie es freigesetzt wird, wenn das Material schließlich in Energie umgewandelt wird.

Zusammensetzung und Eigenschaften von Biogas
Die chemische Zusammensetzung von Biogas hängt in erster Linie von zwei Faktoren ab: den Materialien, die beim Aufschluss verwendet werden, und der Technologie, die für den Prozess verwendet wird. Vor diesem Hintergrund kann Biogas zwischen 55-70% Methan, 30-45% Kohlendioxid und <5% Spuren anderer Gase (als Verunreinigungen betrachtet) enthalten. Seine Eigenschaften Biogas hat einen Heizwert zwischen 6 und 6,5 kWh / Nm 3, der äquivalente Brennstoff ist 0,6 bis 0,65 L Öl pro Kubikmeter Biogas. Zündtemperatur von 650 bis 750 ° C. Kritischer Druck von 74 bis 88 Atmosphäre. Kritische Temperatur von -82,5 ° C. Dichte von 1,2 kg / m3. Molmasse von 16.043 g / mol. Energiewert Es hängt von der Zusammensetzung des Gases ab, das aus der Gärung entsteht: Je mehr Methan es enthält, desto mehr Energie ist es. Zum Beispiel erzeugt ein fermentierbares Material, das reich an C und H ist, ein Biogas, das bis zu 90% Methan enthält, während Cellulose, die in C und H schlechter ist, Biogas nur mit 55% Methan (und 45% Kohlendioxid) produziert. Effizienz IFEU-Studien zeigen, dass in Deutschland die Nutzung von Biogas für die lokale Kraft-Wärme-Kopplung mit einem Gasmotor effizienter ist im Hinblick auf den Treibhauseffekt, die Einspeisung in die Netze und die notwendige Wartung. Diese Studie schätzt jedoch die zugeführte Energie auf das Äquivalent von 5.000 Litern Heizöl pro Hektar und Jahr. Der Ersatz von fossilen Brennstoffen und Kernenergie durch Biogas erfordert fast die gesamte Fläche Deutschlands. Die betriebliche Effizienz der Kraft-Wärme-Kopplung beträgt bestenfalls 70% bzw. 30% der Verluste. Die Nutzung von Wärme ist oft saisonal und erfordert die Nähe zu den Nutzern und die Schaffung eines Vertriebsnetzes. Es ist auch möglich, Kälte durch Wärmeabsorptionsprozesse bereitzustellen. Diese Verwendung ist jedoch auf bestimmte Regionen in Frankreich beschränkt. Die Injektion ist erlaubt und kann eine Betriebseffizienz von 90% haben. Der Verbrauch von Gas ist ebenfalls saisonabhängig, aber im Allgemeinen ist die Einspeisung in den Netzen das ganze Jahr über möglich, außer in einigen Fällen, ein paar Tagen oder Wochen im Sommer, wo der Verbrauch niedriger ist und somit das Netzwerk gesättigt ist. Durch die Injektion findet die Produktion von Biomethan im Sommer einen Absatz, der nicht immer zur Wärme-KWK kommt. Viele Projekte sind in Frankreich in Spritzguss. Zum Beispiel startet Fontainebleau, begleitet von der École Supérieure des Mines, eine anaerobe Vergärung von 30.000 Tonnen Pferdemist pro Jahr unter dem Projektnamen: EQUIMETH. Weltweit ist der Einsatz von Biogas auf nationaler Ebene vor allem in Asien weit verbreitet In Mali wurden Pilotprojekte in abgelegenen Gebieten durchgeführt, um zu messen, wie Biogas Energie für den häuslichen Gebrauch auf nachhaltige Weise erzeugen kann. Die Erfahrung hat gezeigt, dass Biogas durch die Ausbildung lokaler Handwerker, die die Herstellung der notwendigen Ausrüstung (Gasometer, Kocher) und die Schulung von Familien bei der Wartung der Ausrüstung unterstützen können, eine sinnvolle Alternative zur Verwendung von Holzbrennstoffen zum Kochen von Mahlzeiten und zur Verbesserung der Lebensbedingungen darstellt durch andere Energieeinträge (insbesondere Kälte). Der Druck auf die Holzressourcen ist zurückgegangen, und das Kompostprodukt wurde zur Düngung der Böden verwendet. Finanzielle Unterstützung bleibt für die Implementierung des Systems (Ausrüstung, Installation, Schulung) notwendig. Arti, eine Nichtregierungsorganisation in Indien, entwickelt einen einfachen 0,5 m3 (erhöhten) Fermenter für die Tropen, der Küchenabfall (reich an Stärke und Zucker) zur Herstellung von Biogas verwendet. 1 kg Abfall produziert 400 Liter Biogas in 6 bis 8 Stunden, was für etwa 15 bis 20 Minuten Kochen ausreicht. Produktion Das Biogas ist eine erneuerbare Energie, die für Heizung, Strom und viele andere Betriebe verwendet werden kann, die einen sich hin- und herbewegenden Verbrennungsmotor benutzen, wie GE Jenbacher oder Caterpillar-Gasmotoren. Um diese Verbrennungsmotoren mit Biogas auszustatten, das über genügend Gasdruck verfügt, um die Verbrennung zu optimieren, sind innerhalb der Europäischen Union ATEX-Radialventilatoren, die gemäß der europäischen Richtlinie 2014/34 / EU (früher 94/9 / EG) gebaut sind, vorgeschrieben. Diese Radialventilatoren, zum Beispiel Combimac, Meidinger AG oder Witt & Sohn AG, sind für den Einsatz in Zone 1 und 2 geeignet. Andere Verbrennungsmotoren wie Gasturbinen eignen sich zur Umwandlung von Biogas in Strom und Wärme. Der Gärrest ist das verbleibende anorganische Material, das nicht in Biogas umgewandelt wurde. Es kann als ein landwirtschaftlicher Dünger verwendet werden. Biogas wird entweder produziert; als Deponiegas (LFG), das durch den Abbau biologisch abbaubarer Abfälle in einer Deponie infolge chemischer Reaktionen und Mikroben entsteht, oder als verdautes Gas, produziert in einem anaeroben Digestor. Projekte wie NANOCLEAN entwickeln heute neue Wege, Biogas effizienter zu produzieren, indem sie Eisenoxid-Nanopartikel in den Prozessen der organischen Abfallbehandlung verwenden. Dieser Prozess kann die Produktion von Biogas verdreifachen. Prozess der Biosynthese Es gibt drei Bereiche der Biogasproduktion, abhängig von der Temperatur. 15-25 ° C: psychrophil 25-45 ° C: mesophil 45-65 ° C: thermophil Dies sind die mesophilen Faulbehälter, die in gemäßigten Zonen am häufigsten verwendet werden (ca. 38 ° C). Die Biogasgewinnung aus Deponien ist doppelt interessant, da in die Atmosphäre freigesetztes Methan ein viel stärkeres Treibhausgas ist als Kohlendioxid (CO2), das bei der Verbrennung entsteht. Quellen von Biogas Das aus der anaeroben Gärung oder Faulung resultierende Biogas ist anaerob abgärbar. Die häufigsten Quellen von Biogas stammen aus freiwilligen oder unfreiwilligen Vorräten organischer Substanz: Kulturen; Deponien: Ihr Biogasgehalt ist höher oder niedriger, abhängig von der Dichtheit der Betriebsart. Die selektive Sammlung von Fäulnisabfällen ermöglicht die Methanisierung schneller als die Entladung durch Verwendung spezifischer Bioreaktoren (Faulbehälter). Klärschlamm: Die anaerobe Vergärung beseitigt organische Verbindungen und ermöglicht eine mehr oder weniger energieautarke Anlage. Tierische Abwässer: Die Vorschriften schreiben die Lagerung von Abwasser (Dünger, Dünger) für eine Kapazität von mehr als 6 Monaten vor. Diese Lagerzeit kann für die Methanisierung von Abwässern genutzt werden. Dies sind Tiermist, aber auch andere landwirtschaftliche Abfälle: Ernterückstände und Silage, Abwässer von Molkereien, Rücknahmen aus Märkten, Rasen usw. Abwässer aus der Lebensmittelindustrie können ebenfalls methanisiert werden. Das Ziel besteht hauptsächlich darin, die Zurückweisung zu reicher organischer Materialien zu vermeiden, und kann mit Energierückgewinnung einhergehen; Der Boden von Seen und Sümpfen: Biogas wird natürlich von organischen Sedimenten produziert, die sich dort ansammeln. Die Nutzung von Lake Kivu Biogas wurde vor mehr als 40 Jahren begonnen und wird nun in großem Umfang entwickelt. Phasen der Biogasproduktion Der Prozess der Biogasgewinnung durch anaerobe Vergärung organischer Stoffe gliedert sich in vier Stufen. Dies wurde durch biochemische und mikrobiologische Studien belegt, die bis heute durchgeführt wurden. Stufe I: Hydrolyse Um den Prozess der anaeroben Zersetzung zu beginnen, ist es notwendig, dass die organischen Verbindungen die Zellwand durchqueren und somit die organische Substanz nutzen können. Hydrolytische Mikroorganismen produzieren extrazelluläre Enzyme, die in der Lage sind, polymeres organisches Material in lösliche organische Verbindungen umzuwandeln. Dieses Stadium ist entscheidend für die Gesamtgeschwindigkeit des Biogasproduktionsprozesses und kann durch Faktoren wie Temperatur, pH-Wert, Partikelgröße, biochemische Zusammensetzung des Substrats und andere beeinflusst werden. Stufe II: Acidogenese Die Umwandlung von löslichen organischen Molekülen findet in Verbindungen statt, die von methanogenen Bakterien (Essigsäure, Ameisensäure und Wasserstoff), anderen mehr (Valeriansäure, Propionsäure, Milchsäure und andere) und bestimmten Verbindungen, die von diesen Bakterien nicht verwendet werden können (Ethanol Fettsäuren und Aromaten). Sie beseitigen auch jede Spur von Sauerstoff, der im Biodigester vorhanden ist. Stufe III: Acetogenese Sie nutzen Verbindungen aus, die von methanogenen Bakterien (Ethanol, Fettsäuren und Aromaten) nicht metabolisiert werden können und wandeln sie in einfachere Verbindungen wie Acetat und Wasserstoff um. Sehr spezielle acetogene Mikroorganismen, die als homoacetogen bezeichnet werden, können nur Acetat produzieren und können verwendet werden, um niedrige Partialdrücke von Wasserstoffgas aufrechtzuerhalten, da sie es nicht erzeugen. Stufe IV: Methanogenese Die methanogenen Bakterien wirken auf die Produkte der vorhergehenden Stufen und vervollständigen den anaeroben Abbauprozess durch die Produktion von Methan. Es wurde gezeigt, dass 70% des im Biodigester produzierten Methans das Ergebnis der Decarbolisierung von Essigsäure ist, da nur zwei Gattungen von methanogenen Bakterien Acetat verwenden können. Biogasanlagen Eine Biogasanlage wird oft als anaerober Fermenter bezeichnet, der landwirtschaftliche Abfälle oder Energiepflanzen behandelt. Es kann mit anaeroben Faulbehältern (luftdichte Tanks mit verschiedenen Konfigurationen) hergestellt werden. Diese Pflanzen können mit Energiepflanzen wie Maissilage oder biologisch abbaubaren Abfällen einschließlich Klärschlamm und Speiseresten gefüttert werden. Während des Prozesses wandeln die Mikroorganismen Biomasseabfälle in Biogas (hauptsächlich Methan und Kohlendioxid) und Gärreste um. Schlüsselprozesse Es gibt zwei Schlüsselprozesse: Mesophilen und thermophilen Aufschluss, der temperaturabhängig ist. In experimentellen Arbeiten an der Universität von Alaska Fairbanks, ein 1000-Liter-Faulbehälter mit psychrophilen aus "Schlamm aus einem gefrorenen See in Alaska" geerntet hat 200-300 Liter Methan pro Tag, etwa 20% -30% der Produktion von Faulbehältern in produziert wärmeres Klima. Gefahren Die durch Biogas erzeugte Luftverschmutzung ähnelt der von Erdgas. Der Gehalt an giftigem Schwefelwasserstoff birgt zusätzliche Risiken und ist für schwere Unfälle verantwortlich. Leckagen von unverbranntem Methan sind ein zusätzliches Risiko, da Methan ein starkes Treibhausgas ist. Biogas kann explosiv sein, wenn es im Verhältnis von einem Teil Biogas zu 8-20 Teilen Luft gemischt wird. Beim Betreten eines leeren Biogas-Faulbehälters für Wartungsarbeiten sind besondere Sicherheitsvorkehrungen zu treffen. Es ist wichtig, dass eine Biogasanlage niemals einen Unterdruck hat, da dies eine Explosion verursachen könnte. Ein negativer Gasdruck kann auftreten, wenn zu viel Gas entfernt wird oder austritt; Aus diesem Grund sollte Biogas nicht bei Drücken unter einem Zoll Wasser verwendet werden, gemessen mit einem Druckmesser. Häufige Geruchsprüfungen müssen an einer Biogasanlage durchgeführt werden. Wenn Biogas gerochen wird, sollten Fenster und Türen sofort geöffnet werden. Bei einem Brand sollte das Gas am Absperrschieber der Biogasanlage abgeschaltet werden. Deponiegas Deponiegas wird durch nasse organische Abfälle erzeugt, die sich unter anaeroben Bedingungen in Biogas zersetzen. Der Abfall wird durch das Gewicht des darüber abgeschiedenen Materials abgedeckt und mechanisch komprimiert. Dieses Material verhindert die Sauerstoffexposition, so dass anaerobe Mikroben gedeihen können. Biogas baut sich auf und wird langsam in die Atmosphäre freigesetzt, wenn der Standort nicht dafür ausgelegt wurde, das Gas zu binden. Unkontrolliert freigesetztes Deponiegas kann gefährlich sein, da es beim Austritt aus der Deponie und Vermischung mit Sauerstoff explosionsfähig werden kann. Die untere Explosionsgrenze beträgt 5% Methan und die obere ist 15% Methan. Das Methan in Biogas ist ein 28-mal stärkeres Treibhausgas als Kohlendioxid. Daher kann unkontaktiertes Deponiegas, das in die Atmosphäre entweicht, erheblich zu den Auswirkungen der globalen Erwärmung beitragen. Darüber hinaus tragen flüchtige organische Verbindungen (VOC) im Deponiegas zur Bildung von photochemischem Smog bei. Technisch Der biochemische Sauerstoffbedarf (BSB) ist ein Maß für die Menge an Sauerstoff, die von aeroben Mikroorganismen benötigt wird, um das organische Material in einer Materialprobe im Biodigester zu zersetzen, und der BSB für den Flüssigkeitsaustrag ermöglicht die Berechnung des tägliche Energieabgabe eines Biodigesters. Eine andere Bezeichnung für Biodigester ist die Abwasserverschmutzung, die angibt, wie viel organisches Material pro Einheit der Biogasquelle vorhanden ist. Typische Einheiten für diese Maßnahme sind in mg BSB / Liter. Zum Beispiel kann Abwasserverschmutzung in Panama zwischen 800-1200 mg BSB / Liter liegen. Aus 1 kg stillgelegten Küchenbioabfall können 0,45 m³ Biogas gewonnen werden. Der Preis für die Sammlung biologischer Abfälle aus Haushalten beträgt ca. 70 € pro Tonne. Zusammensetzung Die Zusammensetzung von Biogas variiert in Abhängigkeit von der Substratzusammensetzung sowie den Bedingungen im anaeroben Reaktor (Temperatur, pH-Wert und Substratkonzentration). Deponiegas hat typischerweise Methankonzentrationen um 50%. Fortschrittliche Technologien zur Abfallbehandlung können Biogas mit 55% -75% Methan produzieren, das für Reaktoren mit freien Flüssigkeiten durch In-situ-Gasreinigungstechniken auf 80% bis 90% Methan erhöht werden kann. Wie produziert, enthält Biogas Wasserdampf. Das anteilige Volumen an Wasserdampf ist eine Funktion der Biogase-Temperatur; Die Korrektur des gemessenen Gasvolumens für den Wasserdampfgehalt und die Wärmeausdehnung ist leicht durch einfache Mathematik möglich, die das standardisierte Volumen von trockenem Biogas ergibt. In manchen Fällen enthält Biogas Siloxane. Sie entstehen aus der anaeroben Zersetzung von Materialien, die üblicherweise in Seifen und Reinigungsmitteln enthalten sind. Bei der Verbrennung von Siloxanen enthaltendem Biogas wird Silizium freigesetzt und kann sich mit freiem Sauerstoff oder anderen Elementen im Verbrennungsgas verbinden. Es werden Ablagerungen gebildet, die meist Kieselsäure (SiO2) oder Silikate (SixOy) enthalten und Kalzium, Schwefel, Zink, Phosphor enthalten können. Solche Weißmineralablagerungen sammeln sich bis zu einer Dicke von mehreren Millimetern an und müssen chemisch oder mechanisch entfernt werden. Praktische und kosteneffektive Technologien zur Entfernung von Siloxanen und anderen Biogaskontaminanten sind verfügbar. Für 1000 kg (Naßgewicht) der Eingabe in einen typischen Biodichtester können die Gesamtfeststoffe 30% des Nassgewichts betragen, während flüchtige suspendierte Feststoffe 90% der Gesamtfeststoffe ausmachen können. Protein wäre 20% der flüchtigen Feststoffe, Kohlenhydrate wären 70% der flüchtigen Feststoffe und schließlich wären Fette 10% der flüchtigen Feststoffe. Vorteile Als Biokraftstoff hat es viele Vorteile: Verringerung der Treibhausgasemissionen, wie oben erwähnt; deutliche Reduzierung der Feinstaubemissionen im Vergleich zu Diesel und Benzin; Reduzierung bestimmter Mikroben in landwirtschaftlichen Abwässern (insbesondere Coliformen); Ersatz für andere exogene Energien (fossil und nuklear), Einkommensquelle für den Betreiber, der seine Energiekosten einspart und / oder mehr und mehr seine Energie verkauft; Verringerung der Kohlenstoffbelastung von Pflanzenabfällen. Einmal verdaut, ist der Abfall für die Umwelt weniger schädlich; das Risiko der biologischen oder organischen Verschmutzung wird ebenfalls stark reduziert, und die Fermentation verringert den Prozentsatz der Trockenmasse, um das zu transportierende und zu verbreitende Volumen zu verringern; Der Dung wird kostenlos von oder für die Landwirte behandelt, die ihn am Ende des Zyklus wieder aufnehmen, nachdem er Methan produziert hat, bessere Qualität, weil er die Pflanzen nicht "verbrennt", er ist von vielen Krankheitserregern und allen Samen von "Weeds" befreit "dass es enthalten könnte. Es kann auch nach der Reinigung in das Erdgasnetz eingespritzt werden. Dies ist die Lösung, die die beste Energieeffizienz bietet, wenn das Netzwerk nahe genug am Produktionspunkt ist. Diese Lösung wird nun von den Netzbetreibern unterstützt, die bis 2050 sogar 100% grünes Gas in Erwägung ziehen. In Frankreich kam Afsset 2009 zu dem Schluss, dass die Einspeisung von gereinigtem Biogas in das Netz kein besonderes Gesundheitsproblem darstelle. Vorteile von Gülle abgeleiteten Biogas Wenn Gülle unter anaeroben Bedingungen gelagert wird, entstehen hohe Methangehalte. Während der Lagerung und wenn Gülle auf das Land aufgebracht wurde, wird Lachgas auch als Nebenprodukt des Denitrifikationsprozesses erzeugt. Lachgas (N2O) ist 320 Mal aggressiver als ein Treibhausgas als Kohlendioxid und Methan 25-mal mehr als Kohlendioxid. Durch die Umwandlung von Kuhdung in Methan-Biogas durch anaerobe Vergärung könnten Millionen von Rindern in den Vereinigten Staaten 100 Milliarden Kilowattstunden Strom produzieren, genug, um Millionen von Häusern in den Vereinigten Staaten zu versorgen. Tatsächlich kann eine Kuh an einem Tag genug Dünger produzieren, um 3 Kilowattstunden Strom zu erzeugen. Nur 2,4 Kilowattstunden Strom werden benötigt, um eine einzelne 100-Watt-Glühbirne für einen Tag zu betreiben. Durch die Umwandlung von Rindergülle in Methan-Biogas, anstatt es zu zersetzen, könnten Treibhausgase um 99 Millionen Tonnen oder 4% reduziert werden. Anwendungen Biogas kann zur Stromerzeugung in Kläranlagen in einem KWK-Gasmotor verwendet werden, wo die Abwärme des Motors zweckmäßigerweise zur Beheizung des Faulbehälters genutzt wird; Kochen; Raumheizung; Wassererwärmung; und Prozessheizung. Wenn es komprimiert wird, kann es komprimiertes Erdgas für den Einsatz in Fahrzeugen ersetzen, wo es einen Verbrennungsmotor oder Brennstoffzellen antreiben kann, und ist ein viel effektiverer Verdränger von Kohlendioxid als der normale Einsatz in KWK-Anlagen vor Ort. Neben der eigenen Nutzung in der Landwirtschaft eignet sich Biogas auch als Beitrag zu einem Energiemix aus erneuerbaren Energien. Denn zum einen ist es in der Lage, Grundlast zu erzeugen, so dass das Biogas im Gegensatz zu anderen erneuerbaren Energiequellen wie Wind oder Sonne kontinuierlich verfügbar ist. Auf der anderen Seite können Biomasse und Biogas gespeichert werden, was zur Spitzenenergieversorgung beitragen kann. Daher ist diese Bioenergiequelle geeignet, kurzfristige Schwankungen in der Stromversorgung von Wind- und Solarenergie auszugleichen. Bisher werden die meisten Biogasanlagen kontinuierlich betrieben, quasi als Grundlastkraftwerk. Zur Nutzung der enthaltenen Energie stehen folgende Optionen zur Verfügung: Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) vor Ort: In einem Blockheizkraftwerk (BHKW) wird Biogas zur Erzeugung von Strom und Wärme (KWK) eingesetzt; Der Strom wird vollständig ins Netz eingespeist, die rund 60 Prozent Abwärme kann vor Ort genutzt werden. Alternativ kann das Biogas nach entsprechender Behandlung in das Versorgungsnetz eingespeist werden. Blockheizkraftwerke In Deutschland ist die Verbrennung von Biogas in Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen (KWK) neben der Einspeisung von Wärme in das Stromnetz die häufigste Form der Stromerzeugung. Da der Großteil der Biogaseinnahmen durch den Verkauf von Strom erzeugt wird, verfügt der Wärmeverbraucher über ein Blockheizkraftwerk, das Strom als Hauptprodukt für die Netzeinspeisung erzeugt und Wärme idealerweise in ein Nah- oder Fernwärmenetz einspeist. Ein Beispiel für ein Fernwärmenetz ist das Bioenergiedorf Jühnde. Bisher wird jedoch in den meisten landwirtschaftlichen Biogasanlagen nur ein kleiner Teil der Wärme für den fehlenden Wärmebedarf vor Ort verwendet, beispielsweise für die Beheizung des Fermenters sowie Wohn- und Geschäftshäuser. Biogas-Netzwerk Eine Alternative ist der Transport von Biogas in Biogasleitungen über Mikrogasnetze. Die Strom- und Wärmeerzeugung kann somit mit Wärmeverbrauchern erfolgen. Weitere Arten der Verwendung In Kfz-Motoren kann Biogas als nahezu CO2-neutraler Kraftstoff eingesetzt werden. Da eine Aufbereitung auf Erdgasqualität notwendig ist, muss der CO2-Anteil so weit wie möglich entfernt werden. Es kann nach der Trennung, beispielsweise in der Getränkeindustrie, kommerziell eingesetzt werden. So genanntes Biomethan oder Bioerdgas muss auf 200 bis 300 bar verdichtet werden, um in umgebauten Fahrzeugen eingesetzt werden zu können. Lkw der Walter Schmid AG und der Schwesterfirma Kompogas nutzen seit 1995 Biogas in der Schweiz, der erste Lkw erreichte im Sommer 2010 den millionsten Kilometer. Seit 2001 fährt er auch die Migros Zürich mit Kompogas und seit 2002 McDonald's Schweiz. Bislang wird Biogas nur selten genutzt. Im Jahr 2006 wurde die erste deutsche Biogasanlage in Jameln (Wendland) eröffnet. Aufgrund der hohen elektrischen Wirkungsgrade könnte die Nutzung von Biogas in Brennstoffzellen in Zukunft interessant sein. Der hohe Preis für die Brennstoffzellen, die aufwendige Gasreinigung und die bisher in Praxistests noch geringe Lebensdauer verhindern eine breitere Anwendung dieser Technologie. Biogas-Modernisierung Rohbiogas aus der Faulung besteht zu ca. 60% aus Methan und zu 29% aus CO2 mit H2S-Spurenelementen: unzureichend für den Einsatz in Maschinen. Die korrosive Natur von H2S alleine reicht aus, um die Mechanismen zu zerstören. Methan in Biogas kann über einen Biogasaufbereiter auf die gleichen Standards konzentriert werden wie fossiles Erdgas, das selbst gereinigt werden muss und zu Biomethan wird. Wenn es das lokale Gasnetz zulässt, kann der Biogasproduzent seine Verteilungsnetze nutzen. Gas muss sehr sauber sein, um die Qualität der Pipeline zu erreichen, und muss die richtige Zusammensetzung aufweisen, damit das Verteilernetz es akzeptiert. Kohlendioxid, Wasser, Schwefelwasserstoff und Partikel müssen entfernt werden, falls vorhanden. Es gibt vier Hauptverfahren zur Verbesserung: Wasserwäsche, Druckwechselabsorption, Selexolabsorption und Amingasbehandlung. Darüber hinaus nimmt der Einsatz der Membrantrenntechnik für die Biogasaufbereitung zu, und in Europa und den USA sind bereits mehrere Anlagen in Betrieb. Das vorherrschende Verfahren ist das Waschen mit Wasser, wobei Hochdruckgas in eine Kolonne strömt, in der das Kohlendioxid und andere Spurenelemente durch Kaskadenwasser, das im Gegenstrom zu dem Gas läuft, gewaschen werden. Diese Anordnung könnte 98% Methan liefern, wobei Hersteller maximal 2% Methanverlust im System garantieren. Für den Betrieb eines Biogasaufbereitungssystems werden etwa 3% bis 6% der Gesamtenergie in Gas benötigt. Biogas-Gasnetz-Injektion Gasnetzeinspritzung ist die Einspeisung von Biogas in das Methangasnetz (Erdgasnetz). Bis zum Durchbruch der Mikro-Kraft-Wärme-Kopplung gingen zwei Drittel der gesamten Energie aus Biogasanlagen verloren (als Wärme). Durch die Nutzung des Netzes zum Transport des Gases zu den Kunden kann die Energie für die Erzeugung vor Ort verwendet werden, was zu einer Verringerung der Verluste beim Energietransport führt. Typische Energieverluste in Erdgasübertragungssystemen liegen zwischen 1% und 2%; bei der Stromübertragung liegen sie zwischen 5% und 8%. Bevor es in das Gasnetz eingespeist wird, passiert Biogas einen Reinigungsprozess, bei dem es auf Erdgasqualität hochgerüstet wird. Während des Reinigungsprozesses werden Spurenelemente, die für das Gasnetz schädlich sind, und die Endverbraucher entfernt. Biogas im Transport Wenn konzentriert und komprimiert, kann es im Fahrzeugtransport verwendet werden. Komprimiertes Biogas wird in Schweden, der Schweiz und in Deutschland weit verbreitet verwendet. Seit 2005 ist ein biogasbetriebener Zug mit dem Namen Biogaståget Amanda (Der Biogaszug Amanda) in Schweden in Betrieb. Biogas treibt Autos an. Ein britischer Dokumentarfilm mit dem Titel Sweet as a Nut führte 1974 den Biogasproduktionsprozess aus Schweinegülle auf und zeigte, wie er einen individuell angepassten Verbrennungsmotor betankte. Im Jahr 2007 wurden weltweit schätzungsweise 12.000 Fahrzeuge mit aufbereitetem Biogas betrieben, hauptsächlich in Europa. Biogasmax: Energieverschwendung für den städtischen Umweltverkehr Biogasmax ist ein europäisches Projekt des 6. Rahmenprogramms für Forschung und Entwicklung FP6 - 6. Rahmenprogramm (2000-2006) der Europäischen Kommission. Es ist Teil der europäischen Initiativen, die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen zu verringern. Auf der Grundlage der in Europa gesammelten Erfahrungen fördert es Techniken und Ergebnisse, die den Wert der Nutzung von Biogas als Kraftstoff für den Landverkehr auf der Grundlage der verfügbaren Lagerstätten in städtischen Gebieten in Europa belegen. Dieses vierjährige Projekt wird technische Zuverlässigkeit und ökologische, gesellschaftliche und finanzielle Vorteile demonstrieren. Anhand von Demonstrationen wird das Projekt bestehende industrielle Prozesse optimieren und neue erforschen. Zusätzlich zu seinem technischen Wert hat Biogasmax eine Scouting-Funktion, um Eintrittsbarrieren zu reduzieren, seien sie technischer, betrieblicher, institutioneller oder regulatorischer Natur. Die gewonnenen Erkenntnisse werden in der gesamten Europäischen Union verbreitet, insbesondere in den neuen Mitgliedstaaten. In der Tat beginnt dieses Projekt nicht von einer reinen Situation; Ihre Mitglieder nehmen seit langem an innovativen Projekten in diesem Bereich teil. Es ist daher ein europäisches Projekt des Beweises und nicht der Absicht. Biogasmax umfasst Städte wie Lille in Frankreich, Stockholm und Göteborg in Schweden, Rom in Italien, Bern in der Schweiz, Torun und Zielona Gora in Polen. Das Projekt ist von fortgeschrittenen Fähigkeiten in Deutschland (ISET in Kassel für Aspekte der Reinigung und Konzentration von Biogas, der Universität Stuttgart für die Lebenszyklusanalyse von Biomethan-Brennstoff), Transfer von Fähigkeiten, sowie eine Reihe von öffentlichen und privaten Partnern umgeben in den betroffenen Ländern: hauptsächlich Betreiber von Abfall- und Energiemanagementsystemen. Die meisten der erfolgreichsten Experimente, die derzeit den Einsatz von Biogas als Brennstoff beinhalten, sind in Biogasmax vertreten und bieten einen fruchtbaren Rahmen für Kommunikation und Aktion. Biogasmax stellt eine Perspektive der Erfahrungen dar: jede Stadt hat ihre eigene Strategie und Ziele, wie auf der Website des Projekts angegeben. Es besteht ein intensiver Austausch zwischen den Partnern, was zu einer Reihe von Ergebnissen und technischen Berichten führt, die im Internet verfügbar sind. Diese Sichtbarkeit der Ergebnisse wird auch von strategischen Dokumenten zur Entwicklung von Biomethan (Biogas, das an die Motorvergasung angepasst ist), seiner Beteiligung an der Berücksichtigung des Klimawandels und seiner Unterstützung in städtischen Metropolen begleitet. Dieser Austausch ist von innen heraus fruchtbar. Dies hat sich im Laufe des Projekts und durch Ad-hoc-Verbreitungsmaßnahmen auf die gesamte betroffene Gemeinde ausgeweitet. Durch den Erwerb von Best Practices sind die Partner von Biogasmax in der Lage, die besten Teilnehmer zu bündeln und Reflexion und Maßnahmen zu diesem Ansatz zu fördern. Nach Biogasmax fördert das European Biomethane Regions Programm auch diese Energie Messen in Biogasumgebungen Biogas ist Teil der Kategorie der feuchten Gase und kondensierenden Gase (oder Luft), die Nebel oder Nebel im Gasstrom enthalten. Der Nebel oder Nebel ist vorwiegend Wasserdampf, der an den Seiten von Rohren oder Stapeln im gesamten Gasstrom kondensiert. Biogasumgebungen umfassen Abwasserfaulbehälter, Deponien und Tierfütterungsbetriebe (gedeckte Viehlagunen). Ultraschall-Durchflussmesser gehören zu den wenigen Geräten, die in einer Biogasatmosphäre messen können. Die meisten thermischen Durchflussmesser sind nicht in der Lage, zuverlässige Daten zu liefern, da die Feuchtigkeit ständig hohe Durchflusswerte und kontinuierliche Spikes verursacht, obwohl thermische Durchflussmesser mit Einzelpunkteinlass vorhanden sind, die Biogasflüsse mit minimalem Druckabfall genau überwachen können. Sie können Feuchtigkeitsschwankungen, die im Fließstrom aufgrund von täglichen und saisonalen Temperaturschwankungen auftreten, handhaben und die Feuchtigkeit im Fließstrom berücksichtigen, um einen Trockengaswert zu erzeugen.